喷灌条件下茶叶需水量与灌溉制度试验研究

摘要 作物需水量是进行科学灌溉及制定作物灌溉制度的重要依据，通过试验研究了茶叶需水量和需水规律，分析了茶叶灌溉制度，结果表明，多年生茶叶需水总量平均为1 274.60 mm，年平均日需水量为3.49 mm；茶叶的灌水计划湿润层深度定在50 cm比较合适；茶叶的灌溉定额为307.2 mm。

关键词 茶叶；喷灌；需水量；灌溉制度；定额

中图分类号 S571.1；S274.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）19-0229-02

2009年，中国茶叶种植面积约186万hm2，总产量为136万t，是世界第一大茶叶生产国，其中广东省茶叶种植面积3.758万hm2，茶叶产量5.14万t，主要分布在粤东、粤西、粤北。

广东省发展茶叶生产具有多方面的优势，首先是气候条件适合茶叶的生长；其次是优良品种多，种质资源丰富；第三是可供开发利用的土地多，全省有大量的山地、丘陵地、荒坡地等可开发种茶种果造林；第四是由于茶叶经济价值高，种植茶叶经济效益显著，群众种植茶叶积极性很高，纷纷增加投入；第五是交通运输方便，国内外市场广阔，特别是毗邻港澳，外销出口方便。

作物需水量是进行科学灌溉及制定作物灌溉制度的重要依据，通过试验，研究探讨茶叶的需水量和需水规律，分析茶叶灌溉制度，对推广应用节水灌溉技术、提高茶叶产量和质量、节约水资源、促进农业生产具有指导意义[1]。为了研究探讨茶叶的需水量、需水规律和灌溉制度，从2000年开始在大埔县西岩茶场开展了3年的茶叶喷灌试验研究工作。现将试验结果总结如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验点设在西岩茶场的中部，位于大埔县枫朗镇西岩山，种植优质茶叶1 500 hm2，主要种植单丛茶、苦丁茶，茶叶种植在丘陵山坡地上，树龄5～20年，灌溉条件差，主要靠人工挑水灌溉。根据西岩茶场的实际情况，在试验茶园建设喷灌系统，试验茶园的高程500～560 m，面积为7.3 hm2，由山坡、平地组成，均为优质单丛茶，一般茶树每年可采摘茶叶3～6次，一年四季均可采摘。茶树株距50 cm，行距100 cm，沿等高线种植。土壤为砂壤土，试验区土壤容重为1.37 g/cm3，田间最大持水量为22%（干土重 %）。

1.2 试验方法

1.2.1 茶叶需求量测算。灌水量、降雨量、蒸发量分别用水表量、量雨设备、蒸发皿进行测量；土壤含水量的测定方法为烘干法，茶叶需水量的测量在天然降雨及干旱灌水条件下进行[2]。试验点为丘陵山坡地，无客水入侵及地下水补给，因此田间需水量采用大田水量平衡法进行测定。

根据《灌溉试验规范》（SL13―90）中的要求，水量平衡法计算公式如下：

E=P+M±Δh-C+K（1）

式（1）中，E表示作物的需水量，单位为mm；P为有效降雨量，单位为mm；M为灌水量，单位为mm；C为排水量，单位为mm；±Δh为50 mm土层内前后时段土壤含水量变化值，单位为mm，“+”代表被消耗，“-”代表增加；K表示地下水补给量，单位为mm。

Δh=0.1γH（P1-P2）（2）

式（2）中，γ表示土壤容重，单位为g/cm3；H表示工层深度，取50 mm；P1表示时段初土壤含水量，单位为%；P2表示时段末土壤含水量，单位为%。

由于试验地点的地下水埋的深度远在3 m以上，故K的值取0，又由于降雨量以有效雨量计，故C的值取0。

1.2.2 茶叶灌水定额与周期测算。茶叶的灌溉制度主要包括灌水计划湿润层深度、灌水定额、灌溉定额、灌水次数、灌水周期等[3-4]。茶叶节水灌溉制度根据笔者3年来的试验研究进行探讨。

茶叶的灌水定额和灌水周期计算公式如下：

m=0.1γh（P1-P2）Wd/η（3）

式（3）中，P1为时段初土壤含水量，单位为%；P2为时段末土壤含水量，单位为%。试验区土壤容重γ为1.37 g/cm3，田间持水量Wd值为22%，设计湿润层的深度h为50 cm。则式（3）为：

2 结果与分析

2.1 茶叶需水量

水在茶叶的生长过程中是必须的、不可缺少的，作为植物体的主要构成成分，对维持其生命活动具有重要的作用。水分条件缺乏，则会对茶叶的正常生长发育产生影响，导致产量的降低[5]。

茶叶的品种、土壤、气候等因素都会对茶叶的需水量产生明显的影响[6]。不同的土壤质地会造成田间持水量有所不同；风速、土壤温度、地表覆盖等也会对茶叶的需水量产生不同程度的影响[7]。在试验区对各时段的土壤水分、降雨量及喷水量等进行观测，通过公式即可计算出当地茶叶的需水量。结果表明，当地多年茶叶平均需水总量为1 274.60 mm，平均3.49 mm/d[1]。

试验区茶叶的品种为单丛茶，为成年茶树，根据调查，茶叶年生长发育周期可分为春茶生长期、夏茶生长期、秋茶生长期和冬茶生长期4个阶段。因此，4个阶段的需水量各不相同，分析如下。

2.1.1 春茶生长期。此期间如果遇到春旱，需要及时进行灌溉。根据试验，该生长期平均灌水次数为1～3次，平均需水强度为3.76 mm/d。

2.1.2 夏茶生长期。此期间如果缺水，会导致梢芽叶生长前期细胞分裂受阻、枯萎。试验结果表明，该生长期茶叶平均需水强度为6.30 mm/d。该生长期由于降雨较多，灌水可适当减少，平均灌水次数为1次。

2.1.3 秋茶生长期。此期间茶叶秋梢生长发育需要比较充足的水分，只有土壤水分充足，空气湿度较大的环境，才有利于新梢的萌发和生长发育。已经萌发了的秋梢如果遇上秋旱，生长发育过程就非常缓慢，明显地延长秋梢伸长、展叶、转绿和老熟过程。根据试验结果，此期间平均灌水次数为2～3次，平均需水强度为3.72 mm/d。

2.1.4 冬茶生长期。此期间茶叶秋梢生长发育更加需要充足的水分，才有利于新梢的萌发和生长发育。如果遇上冬旱，必须进行灌溉。根据试验，此期间的平均灌水次数在3～5次，平均的需水强度为1.68 mm/d。

2.2 茶叶灌溉制度

2.2.1 灌水计划湿润层深度。茶叶的根包括主根（垂直生长）和水平根（水平生长）。主根的深度有的达到1～2 m，但其作用主要是根植土壤；水平根的分布范围主要在10～50 cm，主要作用是吸收土壤中的水分与养分。根据试验区生长12年的单丛茶试验结果，其水平根集中的范围主要在约50 cm的深度。因此，茶叶的灌水计划湿润层深度比较适宜定在50 cm。

不同树龄的茶叶，其水平根的深度不同。由表1可知，1～3年的茶树属于生长期，其灌水计划湿润层深度为10～25 cm比较合适，简化深度为20 cm；4～10年树龄茶树属于幼龄树，灌水计划湿润层深度在25～45 cm比较合适，简化深度为40 cm；11年以上的成年树灌水计划湿润层深度在45～50 cm比较合适，简化深度为50 cm。

2.2.2 日耗水强度。根据试验观测，茶叶周年生长期各月的平均日耗水强度为1.07～6.51 mm/d，最高为6.51 mm/d，最低为1.07 mm/d。6月的日耗水强度最大，因此此期间一旦遇到干旱，要及时灌水，以保证充足的水分供应，促进茶树的正常发育。

2.2.3 适宜土壤含水量下限。根据试验研究和调查了解当地茶农生产经验，茶叶年周期生长发育期适宜土壤含水量是不同的。

（1）春茶生长期。根据试验，田间持水量为85%的茶园鲜叶产量为2 020 kg/hm2，90%的鲜叶产量为2 027 kg/hm2，95%鲜叶产量为1 908 kg/hm2。由此可知，田间持水量为90%时的茶叶产量最高，此期间适宜的土壤含水量为田间持水量的90%。

（2）夏茶生长期。此期间缺水会导致梢芽叶生长前期细胞分裂受阻、枯萎。根据试验，田间持水量为85%的鲜叶产量为757 kg/hm2，90%的鲜叶产量为816 kg/hm2，95%的鲜叶产量为805 kg/hm2，其中田间持水量为90%的鲜叶产量最高。可见，此期间适宜土壤含水量为田间持水量的90%。

（3）秋茶生长期。根据试验，田间持水量为80%的鲜叶产量为644 kg/hm2，85%的鲜叶产量为652 kg/hm2，90%的鲜叶产量为646 kg/hm2，其中田间持水量为85%的鲜叶产量最高，可见，此期间适宜的土壤含水量为田间持水量的85%。

（4）冬茶生长期。根据试验，田间持水量为80%的鲜叶产量为395 kg/hm2，85%的鲜叶产量为419 kg/hm2，90%鲜叶产量为374 kg/hm2，其中田间持水量为85%的鲜叶产量最高，可见，此期间适宜的土壤含水量为田间持水量的85%。

2.2.4 灌溉制度。根据试验，茶叶灌溉制度见表2。由表2可知，田间适宜的持水量为22%，适宜的土壤含量在85%～90%，计划湿润层深度为50 cm，灌水定额41.86～50.23 mm，灌水下限位60%，灌水周期为4～10 d，灌水次数为10次，灌溉定额为307.2 mm。

3 结论

茶叶的需水量与茶叶品种、树龄、当地的气候条件、土壤等都有密切的关系。试验结果表明，多年生的茶叶需水总量平均为1 274.60 mm，年平均需水量为3.49 mm/d。茶叶的灌水计划湿润层深度定在50 cm比较合适。年生长期各月的平均日耗水强度为1.07～6.51 mm/d。茶叶适宜土壤含水量下限为田间持水量的60%，上限为田间持水量的85%～90%。灌水定额为41.86～50.23 mm，灌水周期为4～10 d，灌水次数为10次，灌溉定额为307.2 mm。

4 参考文献

[1] 李远华.节水灌溉理论与技术[M].宜昌：武汉水利电力大学出版社，1999.

[2] 陈大雕，林中卉.喷灌技术[M].北京：科学出版社，1992.

[3] 李英能.对我国喷灌技术发展若干问题的探讨[J].节水灌溉，2000（1）：1-3.

[4] 广东统计年鉴[M].广州：广东科技出版社，2010.

[5] 勾彤，袁志成.对我国喷灌技术发展若干问题的探讨[J].农业机械化与电气化，2005（3）：34-35.

[6] 吴端普，吴亚雄，洪秀勤，等.节水灌溉条件下乌龙茶需水规律及灌溉定额研究[J].安徽农业科学，2010（35）：20000-20002.

[7] 龙振华，丁雨恒，丁伟，等.发展湖北茶叶高效节水灌溉的必要性和可能性研究[J].湖北水利水电职业技术学院学报，2009（4）：23-28.