
茶树种植园区土壤及环境监测与灾害预警监测系统3.pdf
9页1 关于茶树种植区土壤及环境监测与灾害预警监测系统的简介一、茶树种植区土壤及环境监测与灾害预警监测系统概述种植区生态环境对于茶树的生长有重要的影响,茶叶最终的产量和质量是各个阶段种植区生态环境综合影响的结果,因此,有效的监测各种茶树生产环境对于保证茶叶产量、提高品质、 指导生产具有重要的作用 茶树种植区土壤及环境监测与灾害预警监测系统针对长期以来种植区生态环境监测效率低、监测数据不准确、 不全面等问题,应用无线通信、电子等技术,构建一套包括土壤温湿度、土壤电导率空气温湿度、土壤PH 、风速风向、降雨、光照、日照时数、光合有效和气象等信息在内的种植区环境监测传感器,并集成无线通信技术,形成具有无线接口的环境监测传感器以茶树作物为应用对象,以土壤水分、土壤温度、土壤PH 、空气温度、空气湿度、光照强度、降雨量、风速风向的感知为目标, 针对生态环境监测中多点测量和区域测量等问题,构建土壤水分、土壤温度、土壤PH 、空气温度、空气湿度、光照强度、降雨量、风速风向传感器等生态环境监测系列传感器3S”技术在生态环境监测中可用于土地的生产潜力评价、土地的适宜性评价、土地持续利用评价及土壤侵蚀、土地沙化和土地次生盐渍化等监测. 对土地环境的监测除实地进行定位观测外, 还可用不同时期的同一幅影像进行影像迭加、对比, 来准确地看出土地资源的变化情况、耕地地面温度、土壤水分的旱涝状况等, 环境条件以及农作物的生长状况也都可通过远红外和热红外接收的遥感影像探测到. 另外, 还可以建立基于“ 3S”技术的耕地退化定量评价模型和评价方法, 定量分析土地利用与耕地退化的生态环境响应, 从土地利用的角度提出解决耕地退化的调控措施、政策及建议等. 二、种植环境对茶树的影响茶为常绿灌木,适应力极强,但要想产量高、品质好,就必须注意其生长、哉培的各种条件。
茶树喜欢温暖、潮湿、荫蔽的生长环境,需要适当的温度、水分、光照2 和土壤条件 影响茶树生长的自然环境条件主要是气候和土壤,在选择茶地发展新茶园和日常栽培管理上必须重视以亚热带及热带地区的气候为宜,年雨量1500 毫米至 2500 毫米均适合温度以20—25℃生长最旺,海拔自数10 米至 2000米表土深、土质疏松、排水良好的砂质土壤或砂质粘土为佳气候条件茶树的分布, 主要受雨量、温度、海拔、风力与日光等自然环境的支配,自北纬40 度至南纬 30 度之间,均可栽培,下列四种条件,实为影响其分布的主要成因:1、雨量茶树性喜潮湿,需要多量而均匀的雨水,凡长期干旱,或湿度太低,或雨量少于1500 毫米的地区,都不适宜茶树生长茶树虽喜潮湿,但也不能长期积水根据测验分析,成木茶园1 年间耗水量集中在春夏季,倘若年雨量超过3000 毫米,而蒸发量不及 1/2 —1/3 ,即湿度太大时,则茶易发生霉病、茶饼病等换言之,雨量及湿度对茶叶的生长发育影响最大 水分是保证茶树正常生长的基础条件之一,雨量不足,空气湿度太低, 对茶树生长不利 降水是茶园水分最主要的来源,保证茶树能正常生长的年降水量一般要在1500 毫米左右。
在茶树生长期间, 月降水量通常不能少于130 毫米当月降水量少于50 毫米时,茶树缺水空气相对湿度对茶树生长也会产生影响,一般认为,在茶树生长期比较适合的空气相对湿度为80%-90% ,低于 50% 对茶树生长发育不利,而且会使茶叶质地粗硬, 品质降低茶树幼嫩芽叶的含水量为74%-77% ,嫩茎的含水量在 80% 以上,水是茶树进行光合作用必不可少的原料之一,当叶片失水 10% 时,光合作用就会受到抑制茶树要求土壤相对持水量在60%-90% 之间,以70%-80% 为宜空气湿度以80%-90% 为宜土壤水分适当,空气湿度较高,不仅新梢叶片大,而且持嫩性强,叶质柔软,角质层薄,茶叶品质优良在我国秦岭以南的茶区, 受季风的影响, 都无特别干燥期, 雨量在 1500—3000毫米,如祁门茶区雨量 1700——1900 毫米,相对湿度70﹪—90﹪;武夷茶区雨量1900 毫米,湿度 80﹪,分布极为均匀全年雨量分配均匀, 无明显旱季, 三分之二雨量集中在主要生长的春夏3 季,并且年均气温在16—20℃的地区均适合栽培茶树这种气候条件不仅有利于茶树生长,而且使茶叶品质极佳 一般而言,台湾北部, 因受东北季风影响, 冬季有雨,年雨量分布较均,中部及东部山区夏季有午后阵雨,足以弥补夏季所缺。
雨量、蒸发量、湿度的关系,应为雨量减去蒸发量等于湿度蒸发量大,必须雨量多,才能满足茶树生长需要,若雨量与蒸发量接近,则茶叶产量必低,因此湿度非常重要印度阿萨密邦的乞拉朋吉,年雨量高达12000毫米,因蒸发量大,并不妨碍茶树生长凡空气中湿度较高的山地区域, 都适宜茶树生长 现今世界著名茶区多沿江河而上,如杭州的西湖、武夷的九曲、 台湾文山的淡水河、 竹东头前溪等, 都位于山川秀丽之地区2、温度茶树喜欢温暖的气候条件, 对温度和热量有一定的要求 在适当的温度条件下, 茶树才能生长良好 气温在 10-35 度之间时, 茶树通常能正常生长, 在 20-25 度时生长最快,气温超过 35 度时茶树新梢生长缓慢或停止在春季一般日平均气温稳定在8-14 度时,茶树的越冬芽开始萌发气温降到15度左右时,新梢就停止生长,但根系一般在温度低于8 度时才停止活动 因此,在我国大部分地区, 茶树在冬季不能正常生长,处于休眠期, 在某些地区由于冬季温度过低还会造成冻害除了对温度要求外,茶树对积温也有一定要求一般情况下,一年之中大于10 度的活动积温越多,茶树的生长时期就越长茶树每萌发一轮所需的大于10 度的活动积温为 760-1060 度。
温度对于茶树生长发育的快慢、采摘期的迟早和长短、 鲜叶的产量以及成茶的品质,都有密切关系茶树生长最适宜的温度在15-30 度,10 度左右开始发芽在35度以上的高温及土壤水分不足的条件下,茶树生长就会受到抑制,幼嫩芽叶会灼伤在 10 度以下,茶树生长缓慢或停止;到零下13度左右,茶树会冻枯甚至死亡低温加燥风,茶树最易受冻茶树生长最适宜的平均温度在18—25℃之间,低于 5℃时,茶树停止生长,高于40℃时容易死亡其适应性视品种而异,一般来说小叶种生命力较大叶种强温度较低的茶区,茶产量不及温度较高的区域,但品质却较优茶区4 气候差异并不十分显著,平均温度在21℃左右,气温垂直分布差异也不大如海拔10 米的林口和 800 米的鱼池茶区,温差不足2℃,冬季气温最低多在10℃以上因此茶叶不但品质佳,而且产量丰富3、海拔海拔高低决定茶叶品质的好坏,高山茶叶品质之所以较平地优良,除了受云雾笼罩,湿度足够以外, 气压低,日照长,使得茶芽柔嫩, 芬芳物质增多, 因此醇化而不苦涩;另外紫外光照射多, 对茶叶的水色及出气影响极大以武夷山茶而论, 同样品种可分成三种等级,山岭的茶叫“正岩茶”,半山腰的茶叫“平岩茶”,平地溪谷的茶叫“洲茶”,品质迥异, 价格悬殊,皆因海拔不同形成。
温度与海拔成反比, 海拔愈高,温度愈低,在适合茶树生长的温度之下,海拔当然愈高愈理想,但这是鱼与熊掌,无法兼得台湾省茶区海拔从10 米到 850 米都有判定茶叶品质,除海拔外,更要顾及其他因素,如湿度、雨量、土壤及品种适应性例如鱼池茶区,冬暖夏凉,雨量2500毫米,分布均匀,年均温15、4℃,生长大叶种阿萨姆或台茶7 号、8 号,品质、产量均佳,生长青心乌龙小叶种却品质、产量俱差海拔高的地区,影响茶树生长的另一因素为降霜期, 如降霜在 150日以上, 则非优良茶 梨山地区海拔高达2000 米,虽已植茶成功,但受此限制,产量不高,不符合提高栽培经济效益的要求在非洲,茶园以 1000—1500 米最佳,锡兰茶园则在1800—2100 米,大吉岭高达 3600 米,因受其他条件影响, 产量、品质均为上乘 我国的高山茶叶非常有名, 如六安茶的产地,安徽的霍山茶区,海拔在1500米;黄山、岷山、湖南的楼峒山,海拔也在1200 米以上所谓高山秀峻之灵气,以茶最能体现4、风与日光风速每秒达 10 米以上(约二级风),则非经济植茶区,大叶种茶树,更宜选无暴风的山地台湾省新竹全年暴风日数高达40—50 天,台东 25—30 天,花莲 15—25 天,所以新竹茶区全部种小叶种, 台东、花莲则在避风区种杂交新品种。
日光的长短强弱5 直接影响茶叶的品质和数量在日光充足照射下,茶树生长健全,适合制红茶;在弱光之下,如适当遮阴,则叶内组织发育被抑制,叶质柔软,叶绿素含氮量提高,适合制绿茶对半发酵茶来说,日光尤其重要到可支配茶叶的品质,一般以上午10 时及下午 3 时采摘的品质最优,日光温度在31℃时最适合制包种,在37.2 ℃时较适合制乌龙茶,对茶叶的研究结果可为明证 茶树耐荫,但也需要一定的光照, 在比较荫蔽、多漫射光的条件下, 新梢内含物丰富, 嫩度好,品质高因为漫射光中含紫外线较多,能促进含氮化合物的形成, 对品质有利 直射光中过强的红外线只能促使茶叶纤维素的形成,叶片容易老化,致使茶叶品质下降人们常说“高山云雾出好茶”,其道理就在于高山云雾多,漫射光多,光质和强度起了变化,有利于茶树的光合作用,促进了茶叶质量的提高5、土壤茶树对土壤条件有一定的要求, 一般要求土层深厚、 排水良好,特别要求土壤呈酸性,PH值在 4.5-5.5最为适宜, PH值高于 6.5 的土壤不能种植茶树我国适合种茶的土壤主要有砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、褐土和紫色土等茶树不喜欢钙质,土壤中如含有石灰质(活性钙含量超过0.2%),就会影响茶树的生长,甚至使茶树逐渐死亡。
通常看到种在坟堆上的茶树低矮黄瘦,生长不良,主要就是灰廊引起的灰廊以大量石灰掺和细砂、粘土生成,使茶根不能深扎;灰廊还不断释放碱性石灰质, 造成周围土壤钙质过多, 影响茶树正常生长 土层深厚对茶树生长有利,一般要求超过80cm 底土不能有粘盘层或硬盘层,不然容易积水土壤的通透性要好,以便蓄水积肥;地下水位过高,孔隙堵塞,根系缺氧呼吸,就会造成烂根,因此地下水位必须控制在80cm以下三、 EC 、PH值对作物的影响水是栽培中的重要因素, 它有着参与植物新陈代谢、 调节土壤和空气的温度湿度、溶解矿质养分、 稀释农药等作用 水质对栽培有关键性的作用,水质不好会使植物生6 理性缺素,影响农药药效、肥料肥效,伤害根系等而衡量土壤水的重要指标是土壤的pH 、EC值绝大多数植物根系在pH值为 5.2 至6.2 时,能正常活动土壤的pH 值过低或过高都会抑制根系生长,具体表现在三个方面:首先是根系只有在一定的pH值范围内才能进行正常的新陈代谢活动,包括呼吸、离子交换、对各种营养元素的吸收等一般植物根系的pH 值要求在5.4 —6.8之间(茶树根系的PH不于 6.5 ),高于或者低于这个范围,植物根系的活动就会受到抑制,严重时根系可能坏死,从而导致整个植株的死亡;第二个方面pH值会影响土壤中营养元素的有效释放,比如钙、镁等离子如果在高pH值的环境中,会形成不溶或者微溶与水的化合物,不能被植物有效吸收;另外,pH 值会影响根际微生物活动,有些有益微生物可以帮助植物吸收养分、分解有机物、 分泌有机酸改善土壤环境等,而微生物活动需要在一定的pH值范围内进行。
EC 值水的电导率可衡量水中可溶性矿物质总的浓度,电导率越高浓度越大可溶性矿物质反映土壤的矿物质含量情况,如果长时间含量过高会毒害植物,部分植物对矿物质含量比较敏感, 比如红掌在高电导值环境中花会变小,产量会降低, 花茎会变短部分作物对盐的耐受程度具体如下表1,在作物栽培时应该测定土壤的EC值,若超过作物要求的临界值时,作物的生长将受影响,具体如表2表 1 部分作物对盐的耐受程度植物名开 始 值dS/m (c) 斜度百分数(%/ dS/m) 等级黑莓1.5 22.0 敏感 草莓1.5 22.0 敏感 葡萄1.5 9.6 中等敏感 柚子1.8 16.0。












