近年極端氣候導致旱澇交替加劇,枯旱期缺水嚴重影響茶樹生長,農業部茶及飲料作物改良場結合物聯網IoT與人工智慧(AI),成功研發「茶園精準滴灌參數模組」技術,經過試驗,在秋冬枯水期精準灌溉可節省24%水量,茶樹產量比傳統「看天田」提升達2.2倍,且茶葉香氣、滋味及回甘度等感官評鑑指標均優於傳統灌溉管理田區。
茶業改良場指出,1999至2019年間茶樹天然災害雖以颱風為主,但自2011年後乾旱頻率逐年攀升,特別是2020至2021年的跨年度嚴重旱情,造成全臺茶區普遍減產、農損金額龐大。在夏季高溫與長日照下,茶園每日蒸發散量可達 4至5 毫米,若未即時補水,會影響茶樹生長、降低茶葉品質;反之,若土壤含水量維持在田間容水量60%至80%之間,茶葉產量與品質最佳。
茶改場場長蘇宗振表示,茶樹雖具耐旱性,但若連續30日降雨量未達20毫米,或灌溉水源短缺,會導致植株代謝失衡,新梢生長停滯、枝葉萎凋,嚴重時甚至枯死。茶改場在全臺主要茶區建置23座微氣象觀測站,並介接中央氣象署資料,導入「蒸發散量」(ET)概念,將土壤蒸發與葉片蒸散的總和轉化為可量化的灌溉決策指標,提供農民精準判斷灌溉時機與補水量依據,「把水用在刀口上」。
茶改場去年研究顯示,在夏季豐水期,精準滴灌處理田區的茶芽數量提升1.6倍、茶菁產量增加1.24倍,在秋冬枯水期產量甚至比傳統「看天田」提升達2.2倍;並且在夏季豐水期與秋冬季枯水期分別可節省約13%至24%的灌溉水量。

精準灌溉有助茶葉產量提升。(圖片提供/茶業改良場)

精準灌溉節水效益顯著。(圖片提供/茶業改良場)
茶改場作物改良科科長林金池表示,精準灌溉處理栽培出的茶葉,其咖啡因、總多元酚與總兒茶素含量顯著下降,這些成分影響茶湯的苦澀味,也因此讓茶葉香氣、滋味及回甘度均優於傳統灌溉管理的茶園,有效提升茶葉品質。但是否因此導致喝茶攝取到的營養減少?林金池說,營養成分下降有限,追求營養民眾只要「多喝一杯」就能補得回來。
未來茶農只要架設相關感測與灌溉控制設備,即可透過手機或電腦介面,隨時查詢不同土層土壤濕度、茶樹需水狀態與即時天氣預測,設定自動灌溉。林金池指出,「茶園精準灌溉模組」現正委託律師事務所申請專利,因全臺各地茶園環境、土壤性質與排水率不同,後續技術移轉產業使用,可再進一步依據茶樹生長狀態及土壤排水率等參數,優化灌溉決策。

精準灌溉栽培的茶葉,咖啡因、總多元酚與總兒茶素含量下降,有助茶葉減少苦澀味。(圖片提供/茶業改良場)