本發(fā)明涉及坡地茶樹種植技術(shù)領(lǐng)域，特別是丹江口水庫地區(qū)的坡地茶樹滴灌施肥方法。
背景技術(shù)：
丹江口水庫作為南水北調(diào)中線工程水源地，庫區(qū)水質(zhì)安全關(guān)系到調(diào)水工程的成敗。多年水質(zhì)監(jiān)測資料表明該水庫水質(zhì)總體良好，但全氮濃度超過限制標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響南水北調(diào)水質(zhì)安全。水源區(qū)面源污染在點(diǎn)源污染得到有效控制之后，其危害日益加重，目前已成為影響庫區(qū)水質(zhì)的主要原因之一。該地區(qū)肥料使用量大，氮肥利用率僅為30-40%，造成大量養(yǎng)分流失，化肥養(yǎng)分流失可能是導(dǎo)致該水庫營養(yǎng)成分含量增加的重要原因。因此，為保障丹江口水庫水質(zhì)滿足南水北調(diào)調(diào)水要求，必須嚴(yán)格控制化肥面源污染。
坡耕地占丹江口庫區(qū)總面積的45%。坡耕地上水土流失較嚴(yán)重、養(yǎng)分大量流失，不僅造成土壤退化，更造成河流水庫的污染，嚴(yán)重阻礙了該地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。茶樹作為庫區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用。茶樹是四季常青木本植物，農(nóng)民往往為了高產(chǎn)而盲目過量施肥，造成肥料用量大。我國典型茶區(qū)氮肥年施用量高達(dá)2600kg/hm2，平均553kg/hm2，而茶樹氮素利用率僅約為30%，引起大量肥料流失，對(duì)環(huán)境造成潛在威脅。因此，提高氮素利用率，減輕環(huán)境污染，科學(xué)合理地施肥尤為重要。
滴灌施肥將水和肥料少量多次有規(guī)律的輸送到作物根部周圍，可以在時(shí)間和空間上調(diào)控土壤水肥條件，為根系生長維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水肥環(huán)境。近年來，該技術(shù)在削減農(nóng)業(yè)面源污染方面的作用已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。滴灌施肥技術(shù)可以減少肥料使用量、促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收，進(jìn)而減少根層土壤無機(jī)氮?dú)埩艉宛B(yǎng)分損失。但不合理的滴灌施肥會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分在根層土壤大量累積，從而增加了降雨引起養(yǎng)分流失的風(fēng)險(xiǎn)。由于濕潤地區(qū)降雨強(qiáng)度大且分布不均，其灌溉管理比干旱地區(qū)復(fù)雜。因此，濕潤地區(qū)合理的滴灌施肥技術(shù)仍有待研究。
因此，針對(duì)丹江口庫區(qū)茶樹的生產(chǎn)現(xiàn)狀，研究茶樹適宜的滴灌施肥方法對(duì)保證作物產(chǎn)量，增加收益，減少養(yǎng)分流失，保證水庫水質(zhì)安全具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)目前坡地肥料不能得到合理有效利用，造成資源浪費(fèi)和污染環(huán)境等問題，提供一種坡地茶樹滴灌施肥方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種坡地茶樹滴灌施肥方法，按照如下的步驟進(jìn)行：
步驟一、在坡度為8-15度左右的坡地上，沿垂直坡度方向種植多行茶樹，每兩行茶樹之間構(gòu)成一個(gè)小行，小行之間構(gòu)成一個(gè)大行，大行間距為100厘米，小行間距為60厘米，株距為30厘米，每行茶樹沿坡度方向向上20厘米處，布置一條滴灌帶，滴頭間距20厘米，在每個(gè)滴頭正下方距離地面深度20厘米和50厘米處各埋一支真空負(fù)壓計(jì)；
步驟二、在每年10月中下旬，在茶樹行沿坡度方向向上20厘米處開深20厘米的施肥溝，將有機(jī)肥和磷肥均勻撒施于施肥溝溝底，然后覆土，有機(jī)肥施用量為900kg/hm2；磷肥施用量為135kg/ hm2；
步驟三、每年3月中旬至9月底，將氮肥和鉀肥溶解在灌溉水中隨水施肥，當(dāng)負(fù)壓計(jì)讀數(shù)有一支達(dá)到–20kPa時(shí)，開始隨水施肥，灌水5mm，如果連續(xù)10天都有負(fù)壓計(jì)達(dá)到–20kPa，灌水2mm，施肥總量為氮肥施用量為180kg/ hm2，鉀肥施用量為90kg/ hm2，將氮肥和鉀肥按照月份平均分成7份，每個(gè)月按天數(shù)平均施肥，當(dāng)天不隨水施肥累計(jì)到下一天隨水施肥。
作為一種優(yōu)選方式：氮肥為尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為硫酸鉀。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明充分利用滴灌施肥長時(shí)間小流量多次供應(yīng)養(yǎng)分的特點(diǎn)，經(jīng)過長期大量的實(shí)驗(yàn)研究和創(chuàng)造性地分析，總結(jié)得到滴灌施肥合理的施肥量和施肥方法，大大減少了施肥量和養(yǎng)分流失。本發(fā)明針對(duì)坡地養(yǎng)分易流失的特點(diǎn)，將有機(jī)肥作為基肥，通過滴灌系統(tǒng)進(jìn)行追施化肥，把有機(jī)肥和化肥合理配合，促進(jìn)了化肥的速效養(yǎng)分能被準(zhǔn)確輸送到作物根區(qū)，對(duì)提供肥料肥效、增加作物產(chǎn)量、減輕環(huán)境污染等具有重要意義。
（1）本發(fā)明以坡地茶樹作為研究對(duì)象，合理運(yùn)用有機(jī)肥和化肥，兼顧茶樹產(chǎn)量和效益與環(huán)境友好安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展；
（2）本發(fā)明在干旱少雨季節(jié)一次性投入有機(jī)肥和磷肥，為秋冬季根系活動(dòng)和吸收提供充足養(yǎng)分，促進(jìn)處深層土壤養(yǎng)分的吸收利用；對(duì)養(yǎng)分流失無明顯影響；
（3）本發(fā)明方法中，在茶樹生長旺盛且多雨季節(jié)，采用負(fù)壓計(jì)控制灌溉，通過滴灌系統(tǒng)根據(jù)作物需水需肥規(guī)律，少量多次供給，避免集中施肥所帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，且養(yǎng)分在作物根系周圍，易于被作物充分吸收。而且還保持茶樹根系周圍適宜的土壤水分，促進(jìn)了水分養(yǎng)分的吸收，保證茶樹產(chǎn)量穩(wěn)定，增加收益。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：（1）茶樹產(chǎn)量增加2.5-4.1%；（2）施肥量比傳統(tǒng)施肥方法節(jié)省70%；（3）氮、磷地表徑流損失量分別減少55.5-66.1%、59.8-73.5%；（4）增加收益8920.9元/hm2。
附圖說明
圖1是本發(fā)明灌溉結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、第一行茶樹，2、第二行茶樹，3、滴灌帶和施肥溝所在位置，α為坡度角。
具體實(shí)施方式
以下以具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此：
試驗(yàn)于2010-2012年在湖北十堰茅箭區(qū)茶廠（38°29′26〞N，110°51′47〞E）進(jìn)行；地面坡度為10度左右。茶樹品種為福鼎大白茶，4年齡。雙行條載，其中大行距為100厘米，小行距為60厘米，株距為30厘米。試驗(yàn)處理共設(shè)3個(gè)施肥方案，每個(gè)方案重復(fù)3次，具體施肥方案如下：
施肥方案A：于10月中下旬在茶樹行沿破面向上20厘米處開深20厘米施肥溝；開溝后在溝底施基肥，具體為每公頃施芝麻餅肥（5.8% N，3.0% P和1.3% K）3000kg，尿素（46% N）300kg，過磷酸鈣（12% P）450kg，硫酸鉀（50% K）300kg；然后覆土，于翌年3月中旬追施尿素300kg。
施肥方案B：于10月中下旬在茶樹行沿破面向上20厘米處開深20厘米施肥溝；開溝后在溝底施基肥，具體為每公頃施芝麻餅肥（5.8% N，3.0% P和1.3% K）900kg，過磷酸鈣（12% P）135kg；然后覆土；在3月中旬至9月底期間通過滴灌系統(tǒng)追施尿素180kg和鉀肥90kg。在茶樹行沿破面向上20厘米處布置單條滴灌帶；滴頭間距20厘米；在滴頭正下方20和50 厘米埋設(shè)2支負(fù)壓計(jì)；當(dāng)負(fù)壓計(jì)讀數(shù)有一支達(dá)到–20kPa時(shí)，開始灌水，每次灌水5mm，將氮肥和鉀肥溶解在灌溉水中隨水施肥。如果負(fù)壓計(jì)連續(xù)10天達(dá)不到灌溉閾值，肥料溶于少量水中，隨水施入。施肥總量為氮肥施用量為180kg/ hm2，鉀肥施用量為90kg/ hm2，將氮肥和鉀肥按照月份平均分成7份，每個(gè)月按天數(shù)平均施肥，當(dāng)天不隨水施肥累計(jì)到下一天隨水施肥，讓肥料均勻分布在追肥期。具體施肥方案見表1。
施肥方案C：于10月中下旬在茶樹行沿破面向上20厘米處開深20厘米施肥溝；開溝后在溝底施基肥，具體為每公頃腐熟雞糞（1.6% N，1.2% P和0.7% K）7500 kg/hm2；然后覆土。
表1
研究結(jié)果
按照常規(guī)方法在茶樹生長期采集各處理水平的試驗(yàn)樣本，并按照常規(guī)方法測茶樹產(chǎn)量、地表徑流水樣全氮、全磷濃度等指標(biāo)，數(shù)理統(tǒng)計(jì)采用常規(guī)方法進(jìn)行。相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果見表2至表3。
分析不同施肥方案的春茶產(chǎn)量
春茶產(chǎn)量是茶園經(jīng)濟(jì)收入的重要部分。與處理A比較，處理B產(chǎn)量略有增加，于2011和2012年分別增產(chǎn)4.1%和2.5%，且處理間產(chǎn)量無顯著性差異。由此可知，本發(fā)明處理B的施肥量僅是處理A的30%，卻能保持相似產(chǎn)量（P > 0.05）。這是由于少量高頻率的滴灌施肥保持了根系周圍土壤較好的養(yǎng)分條件，促進(jìn)了植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。另一方面，負(fù)壓計(jì)控制較好的水分條件能促進(jìn)植物生長，尤其在干旱的條件下。
分析不同施肥方案的經(jīng)濟(jì)效益
分析不同施肥方案的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)果如表2所示。從表2中可以看出，A處理由于施肥量大，肥料費(fèi)用投入高，是C處理的5.9倍，是B處理的3.3倍。各個(gè)處理凈收益的排列順序?yàn)锽 > C > A。B處理的凈收益高于A和C處理，在2011年分別高出26.2%和22.7%，在2012年分別高出23.1和17.0%。C處理與A處理的凈收益差不多（P > 0.05），因?yàn)镺F處理的肥料和人工費(fèi)用低。B處理的凈收益顯著高于其他處理。
表2
(注：滴灌系統(tǒng)及維護(hù)費(fèi)為3000元/hm2；灌溉的人工費(fèi)用計(jì)算基于灌溉次數(shù)和灌溉時(shí)間（3h/次），人工費(fèi)為100元/天；搬運(yùn)肥料以重量計(jì)算，人工費(fèi)為125元/t；施肥溝施的費(fèi)用約為1500元/ hm2；采茶費(fèi)用為40元/kg 鮮茶；春茶的價(jià)格平均為800元/kg；芝麻餅肥、雞糞、尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀的價(jià)格分別是3.0、0.5、2.1、4.0和3.9元/kg；水費(fèi)僅考慮水泵消耗的電費(fèi)，為0.24元/ m3)
分析不同施肥處理的地表徑流全氮、全磷流失量
分析不同施肥方案的地表徑流全氮流失量，結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，與A處理相比，本發(fā)明處理B全氮年損失量降低了55.5–66.1%。表明滴灌施肥處理把少量肥料適時(shí)施入農(nóng)田，引起的氮素地表徑流流失較少。還可以看出，有機(jī)肥處理C的濃度低于A處理。處理C、處理B的年損失量之間無顯著性，但均顯著低于A處理。這表明高施肥量導(dǎo)致更多氮流失。B處理的化肥投入量占總N肥量的61%，但引起的年均濃度與C處理相似（P > 0.05）。
表3
分析不同施肥方案的地表徑流全磷流失量，結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，與A處理相比，B處理全磷年損失量降低了59.8–73.5%。B處理能明顯減少磷素地表徑流流失，因?yàn)槭┝琢繙p少了50–90%。另一個(gè)原因是由于處理B能保持植物根系周圍良好的土壤水分，增加了土壤中磷的有效性，進(jìn)而增加植物對(duì)磷的吸收。與A處理相比，C處理的全磷徑流流失量降低了13.1–36.3%。