基于物聯網的茶園水肥一體化技術推廣及應用前景分析

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　　摘要：茶園廣泛分布于中國各地，茶產業作為我國農業產業化的重要組成部分，其產業發展的健康與否直接關系到農業、農村、農民的發展?；谖锫摼W的茶園水肥一體化技術是將施肥與灌溉有機結合的農業新興技術。本文主要介紹茶園水肥一體化現狀、存在的問題及解決方法，針對茶園水肥一體化的發展提出一些建議。
　　關鍵詞：水肥一體化;茶園;物聯網;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，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。 目前中國茶產業的規模不斷擴大，但是分布卻很零散，茶葉多采用傳統的人工生產模式，茶葉生產規模和自動化程度低導致茶葉的整體經濟效益降低。如今互聯網時代快速發展融入了生產管理的各行各業，茶產業想要長久持續的發展，就要對傳統生產工藝進行智能優化和改造，提高茶葉生產效率，促進茶葉產業轉型升級。水肥一體化技術可以滿足人們對于建設農業可持續發展的需求，因此探索水肥一體化在茶樹種植方面的應用頗為重要。
　　1茶園水肥一體化應用現狀
　　我國總體上是一個干旱缺水的國家，農業是中國的主要用水戶。茶園水肥一體化技術是將灌溉用水與肥料通過可控制的管道系統混合后形成水肥溶液輸送到茶樹根部為其提供養分和水分的農業新技術。由于該技術集成了計算機技術、傳感技術和無線通信技術等現代技術，因此，在灌溉的過程中，可以通過計算機或移動設備自動監測土壤濕度，并可以收集土壤水分數據。自動感知灌溉需求信息，根據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境中生長，影響茶樹豐產、優質形成的主要因素有土壤酸堿度、營養狀況、光照、氣候條件等一些外在自然因素， 也包括施肥技術、耕作技術、采摘技術以及綜合管理技術等一些人為控制因素。
　　目前茶葉生產管理基本上依靠傳統經驗，通過管理者觀察茶園的土壤水分情況，進行灌溉控制。由于這種人為干預受到諸多因素的影響，譬如管理者的經驗、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分吸收不足，從而造成不必要的損失，影響茶樹的優產。這也是現在很多茶樹種植戶面臨的問題。
　　2茶園水肥一體化優勢及存在的問題
　　2.1優勢
　　過去常用的漫灌等灌溉方法加上肥料的不科學使用，長此以往會導致土壤壓實、鹽分積累、鹽漬化程度加重，不利于作物連續種植使用土地。 基于物聯網的水肥一體化技術通過自動控制、連接監測土壤墑情等數據信息可以適時、適量地為茶樹供給水分和肥料，具有節水節肥、省時省工、調溫調濕、減少病害、增加產量，改善品質，提高經濟效益的優勢。不合理的水肥一體化系統，不僅不能保證優質增產，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備達到以上種種優勢。 除了合理配套的水肥一體化系統，還需要灌溉方式和水源等技術要點的配合，可以降低水資源以及化肥的過度使用，保護環境[1]，在改善土壤環境的同時，提高茶樹的產量和質量， 釋放更多勞動力，將茶園引向精細農業、智慧農業的方向。
　　2.2存在的問題
　　2.2.1農戶的認可度不夠高
　　智能水肥一體機、智能水肥一體化設備在一些示范基地和種植大棚中得到一定的應用，就目前來看，農戶還是不太認可，因循守舊，受到一些老觀念、老經驗的束縛，考慮到水肥機的成本，只看到眼前利益，所以還是采用傳統種植茶樹的方式。
　　2.2.2水肥一體化集成技術模式沒有完全成熟
　　不同灌溉方式、灌水量、施肥量、水肥配比是水肥一體化技術模式的重點，技術參數的把握水平有待提高，茶園水肥一體化技術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。相關專家針對各地不同差異提出了茶園水肥一體化應用的不同方案，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，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，水資源稀缺、土壤條件差，不適合茶樹的生長，對茶葉的優產造成一定的影響。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生[3]，使水的利用率大大提高，還可以省力增產。但如果遇到較強的風力阻礙，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是根據傳感器判斷茶樹對水的需求，通過低壓管道系統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土壤中。 滴灌不會破壞土壤結構，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，是一種經濟而科學的灌溉方法，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，增加產量，省力節水。
　　3.2灌溉制度的確定
　　作物需水量是農業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。茶樹需水量與當地氣候密切相關，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可結合彭曼-蒙特斯方程判斷作物需水量，提出基于茶樹的蒸發蒸騰量模型來更好地控制需水量，這是節水的關鍵。
　　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依托物聯網大數據，打造智慧茶園
　　互聯網、物聯網、大數據等新一代網絡技術的到來改變了人們的生產方式、生活方式、思維方式，傳統產業面臨著前所未有的挑戰，為了更好地適應“互聯網+”的發展潮流，包括茶產業在內的一些傳統農業要形成智能化的生產管理模式，有效促進茶業的農業現代化。
　　4.2建設生態茶園，擴大茶園面積
　　任何行業的發展都要注意保持生態環境，應在整合茶園，擴大茶園面積的基礎上應用水肥一體化。
　　4.3普及現代化茶園管理辦法
　　在茶園中應用農業物聯網智能系統，可以充分利用現有的節水設備，優化調度問題，提高節水節能效率，降低灌溉成本，提高灌溉質量，使灌溉施肥變得更加優化、科學、便捷。
　　4.4因地制宜，選擇適合本地的灌溉施肥種植方式
　　不同地區對種植茶樹的要求不同，要創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應用及發展前景[J].廣東茶業，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[J].山東林業科技，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應用及發展前景探析[J].南方農業，2018，12（24）：50-51.
　　作者簡介：韓沙（1995-），女，碩士研究生，研究方向：農業信息化;馬德新（1977-），男，博士，副教授，碩士研究生導師，研究方向：農業信息化。
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