山东省茶园水肥一体化现状及建议

徐秀秀，田丽丽，宋鲁彬，姚元涛，贾厚振，刘腾飞

(山东省果树研究所，山东泰安 271000)

茶树属于需水需肥较多的作物，适宜的水肥配比可以达到节约水源、增产增质的目的。山东省茶园生产中存在水资源日益短缺，对化肥依赖日增、传统大水漫灌模式弊端多、肥料和水分利用率低等问题，成为限制茶园向精准农业发展的主要瓶颈。如何提高肥料和水分利用率，防止不合理施肥造成的土壤和水体污染与肥料流失，使生态环境得到良性循环，成为茶产业亟待解决的严峻问题。介绍了当前山东省茶园水肥一体化发展现状，对困扰当前茶园全面推广水肥一体化的主要问题进行了分析，并对未来水肥一体化发展趋势进行了展望。

1 发展水肥一体化的意义

水肥一体化是节水节肥、增效优质、生态环保的生产技术。茶园水肥一体精准调控技术的应用，不仅对实现茶园精准化生产起到推动作用，也使茶叶生产提质、增产、增效，使传统的粗放生产变为精细栽培，优化水资源配置，从而提高水肥利用率、降低化肥污染的风险、节约人力成本。

传统的茶园生产偏施氮肥严重，长期高氮栽培方式导致土壤严重酸化、地下水硝酸盐超标和附近地表水富营养化，土壤氮氧化合物向大气中过多排放严重影响了生态环境。水肥一体化节水控肥措施可有效降低环境污染，带动茶园生产由传统生产方式向自动化、智能化、网络化方向转变，促进人们思想观念的转变和信息化意识的提高，使茶产业逐步由传统的生产方式向信息产业型转变。

2 发展现状及存在问题

茶叶是山东省重要的特色高效农业产业，截止2018年全省茶园面积2.31万 hm2(34.72万亩)，产值近40亿元，666.7m2产值万元以上，全省11个地市有茶叶种植，包括日照、青岛、泰安、临沂、威海、济南、烟台、枣庄、潍坊、淄博和济宁市，其中日照市茶园面积最大，是山东省的主要产茶区。

山东省茶区多属于半干旱茶区，自然降水不足，且经常发生严重干旱，生产上采取的大水漫灌、沟灌等方式水分利用率低。同时撒施、沟施肥料的利用率低，养分肥效期短，持续供肥能力差，灌溉、施肥需要耗费大量劳动力，管理成本高。

当前茶园推广的水肥一体化技术模式主要有：①微喷灌、滴灌。②单井单棚滴灌模式。③恒压变频滴灌模式。水肥一体化技术由过去局部试验示范发展为大面积推广应用。水肥一体化技术的水平日益提高，涌现了一批设备配置精良、专家系统智能自动控制的大型示范工程，形成了适合中国国情、有中国特色的水肥一体化技术体系。但山东省茶区整体的发展比较落后。

水肥一体化推广难度大的主要原因是：①前期设备投入较大，但设备使用寿命较短，制约了茶农的接受度。据测算，安装666.7m2茶树大棚的滴灌设备约需材料费2100元左右，安装及运输费500元左右，前期设备总投资约2600元，后期设备总投资约240～300元。喷滴灌设备质量参差不齐，有的质量差、使用寿命短，进一步增加了使用成本。②水溶性肥料质量参差不齐，价格过高，不利于推广。近年来，水溶性肥料发展迅速，已成为继控释肥料之后的又一行业发展热点。市面上的三元素水溶性肥料每千克折合纯养分含量价格30～40元，是普通复合肥价格的5～10倍。但很多的水溶性肥料仅采用简单混配的方式生产，工艺落后，产品质量较差。对水溶性复合肥的生产及应用技术、提高有效成分浓度、增加体系稳定性等研究不够；缺乏对螯合剂、表面活性剂、新型化合物、功能性物质的开发研究与应用。③水肥一体化技术的系统化研究和技术集成度不高，目前尚未形成系统的、简约化的水肥一体化技术应用体系，无最佳灌溉方式、灌水量、施肥配方、施肥量、水肥适期等关键技术指标。农户凭经验灌水施肥，水肥利用率和节水节肥效果达不到预期效果。

3 水肥一体化研究展望

目前围绕茶叶优质、高产、抗逆等栽培技术，相关研究单位开展了肥料高效利用技术研究与示范，通过建立茶园施肥技术方案、茶园科学施肥技术流程、茶园水肥一体化技术体系等，实现氮肥总量控制、少量多次，磷钾肥恒量监控推荐技术，中微量元素的因缺补缺施肥技术，促进山东茶园肥料高效利用。最新研究表明，“有机肥+水肥一体化”高效施肥技术模式，可在减少化肥用量47%的情况下，依然增产增收，明显降低养分的淋溶损失，减小环境风险，获得良好的社会、经济和生态效益。应从以下几个方面着重解决水肥一体化推广进程缓慢的问题。

3.1 茶树水肥一体化模式的参数研究

根据精准农业要求，应重点研究土壤环境信息感知技术。而茶树生长环境以土壤基质为主，水肥因子在环境中的运动状态和空间分布情况非常复杂，为了茶园水肥管理的精准化、智能化，研究应选定试验示范区域，通过物联网部署方案，优化科学组配土壤和地下水等各类传感器，组成地空一体传感器簇，构建茶树生长环境信息智能感知系统，实时采集传输各类参数信息，为将来水肥精准调控提供全面数据支撑。参数主要包括：土壤水分、土壤养分、肥料利用率、最高产量及经济效益等指标。重点研究喷、滴灌条件下的土壤墒情参数、水分灌溉参数和施肥技术参数，包括土壤含水量、供肥能力、养分在土壤中的迁移转化规律、茶树水肥吸收规律等；同时开展茶树水肥诊断指标与决策，提出作物水肥耦合高效利用的指标体系，形成作物精准水肥技术，包括基肥与追肥比例、不同生育期的灌溉施肥的次数、时间、灌水量、施肥量等，满足茶树全年生长期内水分和养分需要。

3.2 茶树水肥需求规律研究

灌溉施肥制度的变化首先引起水分和养分在土壤中空间分布的变化，进而影响茶树根系吸水、根系生长、蒸腾速率、光合速率等生理过程，并最终反映在茶叶品质上。为了能够制定科学的灌溉施肥制度，应研究不同供水时期、不同供水强度对茶树生长发育的影响，确定茶树适宜的供水量、供水强度；研究不同供肥水平下，不同类型的液体肥料、速溶性肥料、土壤改良剂的效果，确定茶树适宜的肥料类型及用量，探明茶树水肥需求规律，最终结合目标产量形成茶园水肥一体调控技术方案。

3.3 茶园水肥一体化技术集成与示范

全面解决茶园水肥供应过程中的各种问题，建立以信息技术为核心，以网络技术为载体的智能化系统管理平台，将物联网、大数据和云计算等信息化技术融入到水肥一体化技术当中。研究应采用分层设计思路构建生产茶园水肥精准调控平台，根据需水需肥规律选择合适的输水设备、水溶肥产品，对土壤、灌溉水等影响茶树生产的水肥管理因子进行动态监测，形成一套完整的茶园水肥一体化田间管理技术模式规程。对水肥设备进行远程精准调控，提升其自动化、精准化和智能化能力，最终达到茶叶增产提质、节水控肥的目的。