基于物聯(lián)網(wǎng)的茶園水肥一體化技術(shù)推廣及應(yīng)用前景分析

韓沙 馬德新

摘要：茶園廣泛分布于中國各地，茶產(chǎn)業(yè)作為我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要組成部分，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的健康與否直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民的發(fā)展。基于物聯(lián)網(wǎng)的茶園水肥一體化技術(shù)是將施肥與灌溉有機結(jié)合的農(nóng)業(yè)新興技術(shù)。本文主要介紹茶園水肥一體化現(xiàn)狀、存在的問題及解決方法，針對茶園水肥一體化的發(fā)展提出一些建議。

關(guān)鍵詞：水肥一體化;茶園;物聯(lián)網(wǎng);灌溉

中圖分類號：S365文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190615005

引言

中國是茶的故鄉(xiāng)，千百年來的茶文化深受世界各地的喜愛，是我國豐厚的文化遺產(chǎn)。 目前中國茶產(chǎn)業(yè)的規(guī)模不斷擴大，但是分布卻很零散，茶葉多采用傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)模式，茶葉生產(chǎn)規(guī)模和自動化程度低導(dǎo)致茶葉的整體經(jīng)濟效益降低。如今互聯(lián)網(wǎng)時代快速發(fā)展融入了生產(chǎn)管理的各行各業(yè)，茶產(chǎn)業(yè)想要長久持續(xù)的發(fā)展，就要對傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進行智能優(yōu)化和改造，提高茶葉生產(chǎn)效率，促進茶葉產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。水肥一體化技術(shù)可以滿足人們對于建設(shè)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需求，因此探索水肥一體化在茶樹種植方面的應(yīng)用頗為重要。

1茶園水肥一體化應(yīng)用現(xiàn)狀

我國總體上是一個干旱缺水的國家，農(nóng)業(yè)是中國的主要用水戶。茶園水肥一體化技術(shù)是將灌溉用水與肥料通過可控制的管道系統(tǒng)混合后形成水肥溶液輸送到茶樹根部為其提供養(yǎng)分和水分的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。由于該技術(shù)集成了計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和無線通信技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)，因此，在灌溉的過程中，可以通過計算機或移動設(shè)備自動監(jiān)測土壤濕度，并可以收集土壤水分數(shù)據(jù)。自動感知灌溉需求信息，根據(jù)施肥澆水的需要啟動泵閥進行自動或半自動灌溉操作。茶樹適宜在溫暖濕潤的環(huán)境中生長，影響茶樹豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)形成的主要因素有土壤酸堿度、營養(yǎng)狀況、光照、氣候條件等一些外在自然因素， 也包括施肥技術(shù)、耕作技術(shù)、采摘技術(shù)以及綜合管理技術(shù)等一些人為控制因素。

目前茶葉生產(chǎn)管理基本上依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗，通過管理者觀察茶園的土壤水分情況，進行灌溉控制。由于這種人為干預(yù)受到諸多因素的影響，譬如管理者的經(jīng)驗、觀察判斷的準確度等，如果掌握情況不到位不及時的話，往往會造成施肥用水的過量或不足，施肥不均勻造成茶樹根部灼傷或養(yǎng)分吸收不足，從而造成不必要的損失，影響茶樹的優(yōu)產(chǎn)。這也是現(xiàn)在很多茶樹種植戶面臨的問題。

2茶園水肥一體化優(yōu)勢及存在的問題

2.1優(yōu)勢

過去常用的漫灌等灌溉方法加上肥料的不科學(xué)使用，長此以往會導(dǎo)致土壤壓實、鹽分積累、鹽漬化程度加重，不利于作物連續(xù)種植使用土地。 基于物聯(lián)網(wǎng)的水肥一體化技術(shù)通過自動控制、連接監(jiān)測土壤墑情等數(shù)據(jù)信息可以適時、適量地為茶樹供給水分和肥料，具有節(jié)水節(jié)肥、省時省工、調(diào)溫調(diào)濕、減少病害、增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)，提高經(jīng)濟效益的優(yōu)勢。不合理的水肥一體化系統(tǒng)，不僅不能保證優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)，還有可能造成費工費水，因此需要一套合理的水肥一體化設(shè)備達到以上種種優(yōu)勢。 除了合理配套的水肥一體化系統(tǒng)，還需要灌溉方式和水源等技術(shù)要點的配合，可以降低水資源以及化肥的過度使用，保護環(huán)境[1]，在改善土壤環(huán)境的同時，提高茶樹的產(chǎn)量和質(zhì)量， 釋放更多勞動力，將茶園引向精細農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)的方向。

2.2存在的問題

2.2.1農(nóng)戶的認可度不夠高

智能水肥一體機、智能水肥一體化設(shè)備在一些示范基地和種植大棚中得到一定的應(yīng)用，就目前來看，農(nóng)戶還是不太認可，因循守舊，受到一些老觀念、老經(jīng)驗的束縛，考慮到水肥機的成本，只看到眼前利益，所以還是采用傳統(tǒng)種植茶樹的方式。

2.2.2水肥一體化集成技術(shù)模式?jīng)]有完全成熟

不同灌溉方式、灌水量、施肥量、水肥配比是水肥一體化技術(shù)模式的重點，技術(shù)參數(shù)的把握水平有待提高，茶園水肥一體化技術(shù)模式的針對性和實用性有待提高。

3茶園水肥一體化實施方案

3.1灌溉方式的選擇

我國南方和北方氣候條件差異較大，茶樹生長受地域影響較大。相關(guān)專家針對各地不同差異提出了茶園水肥一體化應(yīng)用的不同方案，孫海偉等[2]著力研究了北方茶園專用水肥噴、滴灌一體化技術(shù)，提出了適用于北方茶園的水肥一體化模式。北方茶園多在山地丘陵地區(qū)，水資源稀缺、土壤條件差，不適合茶樹的生長，對茶葉的優(yōu)產(chǎn)造成一定的影響。因此，有很多溫室茶園，將茶樹生長所需要的光照、溫濕度等配置好，以此來適應(yīng)茶樹的生長需求。

灌溉方式的選擇對于茶樹的生長來說尤為重要。噴灌和滴灌是大多數(shù)茶園的灌溉方式。噴灌灌溉面積大，因為噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免了地面徑流和深層滲漏損失的發(fā)生[3]，使水的利用率大大提高，還可以省力增產(chǎn)。但如果遇到較強的風(fēng)力阻礙，就會降低噴灌的均勻性，影響噴灌效果。水肥一體化滴灌技術(shù)是根據(jù)傳感器判斷茶樹對水的需求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，控制水肥合理配置的灌溉方式，慢慢均勻地將水和肥料滴入茶根區(qū)土壤中。 滴灌不會破壞土壤結(jié)構(gòu)，有助于維持土壤中的水、肥料、氣體和熱量等指標。不會造成地表徑流和深層滲漏，是一種經(jīng)濟而科學(xué)的灌溉方法，可以準確地將水輸送到作物，并且損失低，以滿足作物的生長需求，增加產(chǎn)量，省力節(jié)水。

3.2灌溉制度的確定

作物需水量是農(nóng)業(yè)用水的重要組成部分，作物水分田間消耗主要有葉面蒸騰、根間蒸發(fā)和深層滲漏，對于茶樹來說，其生育對溫濕度的要求較高，需水量較大，因此水的分布要與茶樹生長的各階段相適應(yīng)。茶樹需水量與當?shù)貧夂蛎芮邢嚓P(guān)，隨著茶樹樹冠覆蓋度的增加而提高，也與土壤水分有很大關(guān)系，但茶園土壤水分過多同樣會對茶樹造成不利影響。水肥一體化控制系統(tǒng)可結(jié)合彭曼-蒙特斯方程判斷作物需水量，提出基于茶樹的蒸發(fā)蒸騰量模型來更好地控制需水量，這是節(jié)水的關(guān)鍵。

3.3水源

茶園實施水肥一體化的水源要求清潔、無污染，pH值呈中性，雜質(zhì)少，含鹽量低，不堵塞管道，如果不滿足以上條件，需要對水源進行過濾。

4前景展望

4.1依托物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)，打造智慧茶園

互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的到來改變了人們的生產(chǎn)方式、生活方式、思維方式，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，為了更好地適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展潮流，包括茶產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的一些傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)要形成智能化的生產(chǎn)管理模式，有效促進茶業(yè)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

4.2建設(shè)生態(tài)茶園，擴大茶園面積

任何行業(yè)的發(fā)展都要注意保持生態(tài)環(huán)境，應(yīng)在整合茶園，擴大茶園面積的基礎(chǔ)上應(yīng)用水肥一體化。

4.3普及現(xiàn)代化茶園管理辦法

在茶園中應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能系統(tǒng)，可以充分利用現(xiàn)有的節(jié)水設(shè)備，優(yōu)化調(diào)度問題，提高節(jié)水節(jié)能效率，降低灌溉成本，提高灌溉質(zhì)量，使灌溉施肥變得更加優(yōu)化、科學(xué)、便捷。

4.4因地制宜，選擇適合本地的灌溉施肥種植方式

不同地區(qū)對種植茶樹的要求不同，要創(chuàng)新適合本地的茶樹水肥一體化模式，因地制宜，可在各類展會、宣傳中向農(nóng)民推廣水肥一體化。

參考文獻

[1] 蘇火貴，鄭靖雅，吳月德，廖藝邨.茶園水肥一體化技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展前景[J].廣東茶業(yè)，2015（01）：38-40.

[2] 孫海偉，張虹，高紅，周波，丁兆堂.北方茶園專用水肥噴、滴灌一體化技術(shù)[J].山東林業(yè)科技，2017，47（05）：79-81.

[3] 張光旭，王捷，王憲，劉艷，段勇.茶園水肥一體化技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展前景探析[J].南方農(nóng)業(yè)，2018，12（24）：50-51.

作者簡介：韓沙（1995-），女，碩士研究生，研究方向：農(nóng)業(yè)信息化;馬德新（1977-），男，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：農(nóng)業(yè)信息化。