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茶园的灌溉技术-灌溉技术-灌溉

时间:2010-12-23 23:57来源: 作者: 点击:
『花儿生活·要点导读』 在年降水量较少、月降水分布不均匀的地区,当茶园土壤水分不足又继续干旱的情况下,必须及时灌溉予以补水,满足茶树对水分的需要。新的灌溉技术-喷灌、滴灌也正在由点到面地推广开来。 茶树生长需要的水分,在自然条件下主要靠降水供
  『花儿生活·要点导读』 在年降水量较少、月降水分布不均匀的地区,当茶园土壤水分不足又继续干旱的情况下,必须及时灌溉予以补水,满足茶树对水分的需要。新的灌溉技术-喷灌、滴灌也正在由点到面地推广开来。

茶树生长需要的水分,在自然条件下主要靠降水供给。我国茶区辽阔,自然地理因素复杂,降水量随地区不同而有很大差异少的年份降水量只有600毫米,多的则达到6000毫米以上,相差十倍左右。降水量的月份分布也不平衡,在茶树生育期间常常都有一个少雨缺水的干旱季节,例如广东省的一些产茶区,年降水量大多在1400毫米以上,多的达到2600毫米以上,以四月到九月分雨量较集中,约占全年雨量的75%左右,但由于当地气温较高,以致年蒸发量往往接近或超过年降水量。同时还常出现强度大、次数多的暴雨,雨水常为径流损失,使得能够保存土壤中供给茶树吸收的水相应减少。

长江中下游广大茶区,春茶雨水较多。但在七月至九月夏为茶期间,常出现高温干旱,这就直接影响茶树生育和夏秋茶产量的形成。因此,在年降水量较少、月降水分布不均匀的地区,当茶园土壤水分不足又继续干旱的情况下,必须及时灌溉予以补水,满足茶树对水分的需要。

近年来,随着农田基本建设和水利建设事业的发展,我国茶区的灌溉面积不断扩大,除了原来的广泛采用的地面自流灌溉(沟灌、漫灌等)外,新的灌溉技术-喷灌、滴灌也正在由点到面地推广开来。实践证明,凡是干旱季节对茶园进行合理灌溉的,都取得了显著的增产效果。

1、茶园灌溉的适宜时期和灌水量

茶树一般在旺盛生长期和采摘季节需水较多,在幼龄阶段,植株根系浅,耐旱力弱,需水迫切。如果遇到高温干旱的气候条件,则耗水量更大,更应及时灌溉补水。

只有正确地掌握茶园的灌溉技术,才能及时适量地满足茶树各生育阶段对水分的要求,达到经济用水、提高茶园单产的目的。一般地说,旱季茶园灌溉其产量的高低、虽与灌水次数和灌溉总额有关,但更重要的还要看是否适时适量。因此在灌水之前,必须掌握灌溉指标和灌水定额。

(1)茶园灌溉的适宜时期确定茶园灌溉的适宜时期,应由茶树各生育阶段和生长时期的生理(包括细胞液浓度、细胞吸水力、气孔开张度等)状况、土壤湿度以及气象要素变化等情况进行综合分析来决定开灌时期。

①茶园灌溉的生理指标茶树水分生理指标能不在同的土壤、气候条件下,比较直接而正确地反映出体内水分状况,如细胞液浓度、叶子的吸水力等对水分供应较敏感,与土壤水分间存在有较高的负相关系数。当新梢细胞液浓度低于8-9%时,土壤水分供应正常,新梢生长旺盛;当细胞液浓度接近或达到10%时,表时土壤开始缺水,新梢生育受阻,这时茶园就需开灌。

②茶园灌溉的土壤湿度指标土壤含水量多少是决定茶园灌水与否的主要依据之一。但由于茶园土壤质地的差异,其土壤水分性质与有效水分含量变化较大,一般土壤湿度值用土壤绝对含水率占田间持水量的相对百分率表示,这样质地不同的土壤湿度相互之间容易比较。据有关研究资料表明,在茶树生长季节内,当茶园土壤含水率为田间持水量的90%左右时,茶树生长旺盛;降低到60-70%时,茶村生育受阴;而低于60%时,茶树新梢就会受到不同程度的危害。因此,当茶树根系较集中的土层内含水率达到田间水量的70-80%时,茶园就应提前灌溉补水。

在生产实践中,由于土壤湿度和容量指标,往往不能反映出土壤对茶树的供水能力,而土壤吸力是土壤湿度的强度指标,它可以直接反映土壤的供水能力大小。因此,以茶园土壤吸力指标来指示茶园灌水要比含水率更加适当。土壤吸力一般以厘巴或pf值表示,可以用土壤张力计(土壤湿度计)等仪器直接在茶园测得。试验研究结果表时,茶园土壤湿度的吸力值在10厘巴(即pf为2)左右时,茶树生长较适宜。在旱势季节,当土壤吸力值超过50厘巴(即pf为2.7)时,茶树易遭旱热害,即应进行茶园灌溉。

③茶园灌溉与气象要素茶园土壤水分的变化与主要气象要素如气温、蒸发量、降水量等关系很密切。尤其是在高温旱季,如一段时间不下雨,土壤含水量便急速下降,茶树很易遭受旱害。因此,在生产实践中,应当结合当时天气的变化与当地常年的气候特点,并对照茶树物候学观察进行综合分析,特别是高温季节,更密切注意旱象的发生。试验表明,当日平均气温接近30℃,最高气温超过35℃,日平均蒸发量达到9毫米左右,并持续一星期以上,这时土层浅、地下水位低的茶园开始有缺水现象。如果气象预报仍将持续高温无雨,这时应即安排茶园灌溉。

(2)茶园灌水量茶园灌水量多少和某阶段的茶树生育需水特性、土壤性质、气候条件及灌水方法等诸因素有密切关系。一般要求在确定茶园灌水量时,既要控制在该土壤的渗透能力的范围内,又要与土壤的保水能力相适应,即每次灌水量和灌水前土壤的储水量之和,不应超过土壤计划层的田间持水量的范围,使根系较集中的土层含水率接近或达到田间持水量。水分过多,会影响气性,并将产生深层土壤渗漏。较适宜的阶段灌水量,可由下列公式计算:
m=10rh(p1-p2)1/η
式中:m-灌溉水量(毫米)
r-土壤容量
p1-灌后土层要求达到的含水量上限。以占干土重的百分数表示,即相当于田间持水量的土壤含水率;
p2-灌前土层含水主,表示方法同前;
h-茶树主要根系分布层的土壤厚度(一般成龄茶树可采用土层0-40厘米或0-60厘米)。
η-灌溉水有效利用系数。由于树冠覆盖度的不同及气候条件的变化,系数变幅较大,一般取用0.7-0.9.

茶树各生育阶段中的耗水量,因气候条件的变化而有差别,需要由试验取得资料。在尚无实测资料的茶区,一般设计时可采用茶树耗水系数0.8,以下公式计算:
茶树日耗水量w=茶树耗水系数×茶树生育期间水面日平均蒸发量(毫米)。
如果计划茶园灌水量m(毫米)为已知的情况下,则:
茶园灌水周期t=m/w(天数)

[例]某茶场一片壤土茶园,其土壤容重为1.3克/立方厘米,渗透率为8毫米/小时,田间持水量为28%,在高温下旱季节当土壤含水率为20%时,茶树因缺水生长受阻,应及时灌溉补水。如果要使0.4米深的土壤含水率达到田间持水量的90%,需要灌多少水?每次需几个小时灌完?如果持续干旱,应隔几天灌水一次? 设:水而日平均蒸发量为9毫米,茶园灌水有效利用系数为0.9。
解:已知r=1.3克/厘米3,渗透率b=8毫米/小时,p1=28%×90%=25.2%p2=20%
h=40厘米η=0.9
则茶树日耗水量w=耗水系数×水面日平均蒸发量 =0.8×9=7.2毫米
茶园灌水量m=10rh(p1-p2)1/η =10×1.3×40×(25.2/100-20/100)×1/0.9 =30.05(毫米)
每次灌水时间t=m/b=30.05/8=3.75(小时)
茶园灌水周期t=m/w=30.05/7.2=4.29≈4(天)

由于灌水方法不同,水分损耗差异较大。例如地面灌溉要双喷灌用水量大,而滴灌又比喷灌的水量省得多。因此,要使茶园土壤计划层内能得到额定的水分指标,其灌水量在灌方法不同而不同。

2、茶园灌溉方法

良好的灌溉方法,能使灌溉层内水分分布均匀,土壤中的水分、空气和茶园小气候等均能得到合理的调剂,不致产生地表径流、深层土壤渗漏以及破坏土壤结构等弊病,达到经济用水、提高茶叶产量和品质的目的。我国茶区以往采用的灌溉方法主要是地面灌溉(包括沟灌、漫灌等),这种灌水方法只能改变土壤湿度,对茶园小气候影响小,而且灌水定额大,水分浪费多。近年来在茶区推广的喷灌和滴灌,已在生产实践中取得了显著的省水增产效果。

(1)茶园喷灌茶园喷灌在茶叶生产实践中,已证明是一种比较先进的灌溉方法。

茶园喷灌系统主要由水源、输水渠系、水泵、动力、压力输水管道及喷头等部分组成。按各部分的组合可分为移动式、固定式和半固定式的三种类型。

移动式喷灌系统设置在有水源(井、坑塘、渠、地下无压输水管等)的茶园,喷灌设备和有压输水管道都是可以移动的。该系统较灵活,投资较少,操作简便,利用率高,但转运搬动多,比较麻烦。固定式喷灌系统,各组成部分(喷头除外)均固定不动。干、支管道常埋设地面冻土层以下,由水源、动力机和水泵构成泵站或利用有足够高度的自然水头,与干、支管道组成一套全部固定的系统。喷头装在与支管连接的竖管上,可作圆形或扇形旋转,一般需要配备几组喷头,循环分组轮灌。该系统操作简便,节省劳力,适于灌期长的茶园和苗圃应用,生产效率高,便于实现自动控制。但需要大量管材与配件,设备投资要高于其他类型。半固定式喷灌系统,干管埋设地下,采用固定的泵站供水,或直接利用自然水头、支管、竖管与喷头可以移动,与干管的顶留阀门连接,进行田间喷灌作业。这种喷灌系统的投资与管理费用介于移动式和固定式两者之间。

喷头是喷灌机与喷灌系统的重要组成部分。因此,它的技术性能。结构形式及制造质量的好坏,将直接影响喷灌质量。喷头的技术性能通常以工作压力、喷水量、射程、平均喷灌强度、喷灌均匀度、水滴直径(即雾化程度)和自转速度等指标来表示。

喷头的种类很多,按其工作压力和射程的大小可分为低压喷头、中压喷头和高压喷头。

按照喷头的结构型式与水流性状,可分为旋转式(也称射流式)、固定式和孔管式三种。其中旋转式喷头又可分成摇臂式、叶轮工和反作用式三类,可作扇形或全圆转动。为适应各种农作物的大田喷灌技术要求,近年来已研制出我国第一代摇臂式喷头系列-py1系列六种金属喷头,目前已定型生产。

在茶园喷灌中,多采用低压喷头(近射程)和中压喷头(中射程),其中以旋转式的摇臂喷头应用得较多,因此在py1系列喷头中,以py130型,py140型和py150型喷头较为适用于茶园喷灌。因为这些喷头都属于中、近射程,它们所消耗的能量较少,喷水性能与茶园所要求的喷灌技术较适合,喷灌质量较好。

喷灌是比较理想的茶园灌溉技术,但规划设计要合理,在具体应用时要符合有关技术要求,才能在茶叶生产中发挥更大的作用。

①规划设计茶园喷灌系统时要因地制宜。选用与确定各种类型的喷灌系统与喷头时,要根据当地条件,充分利用当地水利资源和动力设备,要考虑经济效果。技术设计力求合理。

②喷灌强度要和土壤透水性能相适应,即平均喷灌强度不应超过土壤的渗吸速度,喷洒的雾化程度适中,水滴直径在2毫米左右为宜,避免对土壤和茶树幼嫩芽叶过强的冲击。

③喷灌面上的水量分布要均匀。喷头组合形式与喷酒均匀度关系很密切,喷头的组合形式很多,但喷头组合喷酒均匀系数一般要求在80%以上。为保证在有风的情况下(风速在3米/秒以下)仍可得到较好的喷洒均匀度,一般喷头设置间距常取1.0r左右,支管设置间距取1.3r左右(r为射程)。

④喷灌要及时,水量要适宜。要掌握旱象刚露头、茶园土壤刚缺水旱开灌。灌溉的水量不应超过茶树根系层内的土壤最大持水力。

⑤茶园喷灌系统应逐步做到与茶园根外追肥,喷施农药和防除杂草相结合,做到综合利用。

⑥各喷灌系统的有关机械设备的部件,运转情况,要定期检查,及时排除故障,做好维修保养工作。

茶园喷灌与地面灌水方法相比,有以下的优点:

省水:喷灌可以适时适量地进行控制灌溉,使水分能均匀地保持在根系活动层内,不致于产生地表径流和深层渗漏,灌水无效均匀度可达80%以上,因此对水的利用率高,比地矿山灌溉可省水50%左右,在渗透性强,保水率差的砂性土壤可省水70%左右。

增产显著:喷灌能及时调剂茶园土壤水分,有利于土壤良好物理性状的形成,同时可以改善茶园小气候,提高光合强度,促进茶树生育,因此对茶叶增产提质的效果显著。据杭州茶叶试验场资料表时,喷灌对秋茶有明显的增产效果,1978年秋茶季节,喷灌的"高水区"和"低水区"分别比对照区增产66.91%和24.20%,其全年"高水区"比地照区每亩增产186.75斤干茶,而且茶叶自然品质邮局有所提高。产值在扣除增加的成本后,增值较多,说明茶园喷灌的经济效果较大。

节省劳力:由于喷灌机械化程度高,适应地形能力强,不必有平整土地和开挖沟渠等田间工程,减轻劳动强度。一般移动式机组可成倍地提高工效,如采用半固定或固定式喷灌系统,工效就更高。

提高土地利用率:由于减少了田间灌溉的沟渠、土埂等占地,一般可比地面灌水少点10%左右的种植面积。

综合利用:喷灌系统可以同时用来喷施根外追肥、化学农药与除草剂等,冬季进行间歇雾化喷灌还可以防止茶树霜冻灾害。

喷灌也存在一些缺点,一是受风的影响较大,一般在3级以上风力,部分水滴容易被风吹走。二是当空气高温低湿时,水滴在空中蒸发损失可达10%左右。三是对土壤较深的土层湿润不足。四是需要一定的机械设备,尤其是固定式喷灌系统,用管材较多,投资较高。

(2)茶园滴灌滴灌即滴水灌溉,是一种新的灌水技术。它直接供给过滤水(和肥料)在低压管道系统中送在滴头,由滴头形成水滴灌入茶树根际土壤表层或深层,即用小而可控的水量,使根系土层经常保持适宜的土壤湿度,有效地利用水分和肥料,从而达到省水增产的目的。

滴灌系统分枢纽和管道两部分。枢纽部分包括动力、水泵、水池(或水塔)、压力调节阀、肥料混合罐、过滤器等。管道部分包括干管(主管)、支管、毛管、滴头管。灌水时为了形成水压,滴头系统通常是用低扬程离心泵加压。在有条件的地方,可以利用自然水头落差或者在高处修建蓄水池、水塔进行滴灌。

过滤器内装有两层网钢比过滤筛,滤除水中苔藓、杂物等,是保持水质清洁,防止滴头和毛管堵塞,使滴灌系统正常运行的重要部件,调节闸阀主要是用以控制和调节流量、压力,使毛管与滴头保持适当的压力。肥料混合罐是将肥料溶解于水,然后由水流带走进入输水管道,由滴头滴到茶树根际土壤中,这可以大大降低施肥的劳动强度。

输水的干管、支管,一般用高压聚乙烯或聚氯烯制成。直径25-80毫米,毛管一般用高压聚氯乙烯加炭黑(为避免因光的作用使管壁内生长苔藓等菌藻)制成。直径10毫米左右。干管可埋设在冻土层下,支管垂直于干管,横向茶行铺设地面(或埋入土层内),毛管垂直于支管,沿茶行铺设。毛管上每隔一米左右入设置约0.4米长的空心发丝滴头或微管式滴头。

滴头是滴灌系统中的主要组成部分之一,滴头的构造和性能优劣,关系到灌水质量,也直接影响作物的产量。目前国产的滴头有螺帽式、双壁毛管式、龟型和空心发丝等形式,其中空心发丝式滴冰设备简单,使用较方便。

茶园滴灌的开灌时间,可以根据茶园土壤湿度和茶树生理指标,并结合天气情况,进行综合分析确定。一般在干旱季节,茶树需水的临界期之前进行滴灌。第一次滴灌时要灌饱,使土壤湿度达到田间持水量,以后使土壤含水率保持在田间持水量的90%左右。茶园滴灌的用水量和每次灌水时间可以通过计算求得。据杭州茶叶试验场茶园滴灌试验,单丛茶树旱季需水量约为每天3升,茶园每亩每天需水量约为4立方米。

由于滴灌是控制在低压小流量条件下进行根际灌水,提高了水分利用率,大大减少了株行间土面水分蒸发的损耗,因此比喷灌和地面灌溉显著地省水。通常喷灌水量是地面沟灌用水的二分之一,而滴灌用水仅是喷灌用水量的一半左右。越是高温干旱季节,其省水效果越显著。滴灌可以把水、肥直接送到茶树根系集中的土层,在旱季滴灌,对幼龄茶园可起到抗旱保苗、速生快长的作用,对成龄采摘茶园,杭州茶叶试验场滴灌区比对照区增产15.5-26.8%,而且茶叶品质也有所提高。广东省英德、红星等茶场在茶树行间埋没有孔的竹管和预制的带孔眼的水泥灰土管等方法,进行地下灌溉水肥试验,就是滴灌方法的具体运用,取得了茶叶高产效果。

滴灌是近几年才发展起来的灌溉技术,在幼龄茶园和采摘茶园应用中都有一定的效果。但滴灌成套设备造价成本高,管道滴水情况检查与调节较困难,滴冰孔眼容易堵塞,因此目前在茶叶生产实践中,滴灌尚处在试验阶段。

(3)地面灌溉这是用抽水泵或其他方式把水通过的渠引入茶园的灌溉方式,主要包括沟灌和浸灌。

沟灌是我国茶区较早采用灌溉方法。由于茶园多分布于丘陵坡地,自然地形复杂,因此要进行茶园自流沟灌,必须首先根据当地条件,土洋结合,因地制宜地规划与兴建流灌工程。目前在各省茶区不少单位已兴建了规模不等的茶园流灌工程。湖南洣江茶场的茶园自流灌溉工程就是我国规模较大的一个。该场水利设施分提水和送水两部分。提水部有大小机埠9处,总吸水量达2500立方米/小时,其中最大的一级机埠通过500米长的暗渠,将洣江河水引入;送水渠道的总长度有26000米,该场可灌茶园面积占总面积的70%。也有不少茶叶生产单位采取兴建农田和茶园灌溉两用的水利渠道,或者因陋就简修筑临时灌渠,在山脚园边开挖水沟引水灌溉,都起到了茶园灌水增产的效果。

对有一定坡度或平地茶园,都可采用自流沟灌。灌水前在茶行一侧开沟(或隔几行开沟)。灌水沟和追肥沟的要求基本一致,沟深10厘米左右,宽20厘米左右。灌水沟与引水沟连接。将水引入共橇沟内,通过毛细管浸润和水的重力作用,逐渐渗入茶园土壤。灌溉后将沟覆土填平,使大部分土壤能够保持持较疏松状态,这要比茶园漫灌优越。

梯级茶园,进行沟灌时流量要小,将水由上而下逐级拦阻进入梯层内侧的排水沟内,再引到茶行一侧灌水沟,湿润土壤。切憧憬让水漫流梯面,避免水土流失,破坏梯壁。

灌水流量大小应按不同情况和条件灵活掌握。一般在坡降和栽培条件相同的情况下,沟长的流量应大;反之,沟短的流量可小些。地面坡降较大,流量应小,坡降平缓的需加大流量。砂性土壤渗水快,流量应适当加大,粘土和壤土渗透慢,流量要小些。在茶园沟灌中,只有控制适宜的流量,才能达到地表不冲刷,茶行首尾受水均匀。据报道,在缓坡地上,采用沟灌,每沟的流量以每小时4-7立方米水较为适宜。但这种自流沟灌的水量损耗,要比喷灌大得多。

在水源较丰富的地区,直接将水引入茶园,让水在地面逐渐漫布全园,此为漫灌。温灌灌水量较大,容易造成水土流失,使土壤积水和板结,破坏土壤结构。所以,长期漫灌,对茶树生长不利,在茶园中应尽量避免采用。

(责任编辑:花无农)
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