貴州茶園機械化發(fā)展?fàn)顩r研究

閆建偉，魏 松，孔曼曼，尹 杰，韓忠祿，張富貴

(1.貴州大學(xué)機械工程學(xué)院/貴州省山地農(nóng)業(yè)智能裝備工程研究中心，貴州 貴陽 550025；2.貴州大學(xué)茶學(xué)院，貴州 貴陽 550025；3.貴州大學(xué)茶葉工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 550025；4.貴州省農(nóng)業(yè)機械技術(shù)推廣總站，貴州 貴陽 550003)

0 引言

貴州省是一個山區(qū)內(nèi)陸地區(qū)，處于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，高海拔、低緯度、寡日照的獨特氣候和有機質(zhì)、無公害的生態(tài)優(yōu)勢，貴州省是中國最適宜種茶的區(qū)域之一[1， 2]。近年來，在國家和省委省政府的大力支持下，貴州茶業(yè)發(fā)展取得重大進展。截至2019年底，貴州省茶園面積752萬畝(其中投產(chǎn)面積601.7萬畝)，已連續(xù)七年居全國第一。貴州省也是全國為數(shù)不多生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)綠茶的產(chǎn)地，賦予了貴州茶“翡翠綠、嫩綠香、濃爽味”的特質(zhì)，都勻毛尖、湄潭翠芽、石阡苔茶、貴定云霧茶、雷公山銀球茶、納雍高山有機茶等貴州綠茶享譽國內(nèi)外，有“貴州綠茶，秀甲天線”的美譽。貴州省委、省政府印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)茶產(chǎn)業(yè)強省的意見》明確提出，到2020年建設(shè)成為全國最大的優(yōu)質(zhì)茶原料基地。

茶葉是我省12個重點特色產(chǎn)業(yè)之一，在增加農(nóng)民收入、帶動貧困戶脫貧、助推脫貧攻堅、助力鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮了重要作用[3]。據(jù)統(tǒng)計，2019年貴州省茶葉產(chǎn)量40.1萬噸、產(chǎn)值451.2億元，同比分別增10.7%、14.5%；茶葉加工企業(yè)(合作社)達到5 000家，其中國家級龍頭企業(yè)7家，占全國總數(shù)37家的近五分之一，省級龍頭企業(yè)228家，市級龍頭企業(yè)397家；茶產(chǎn)業(yè)輻射帶動356.1萬人，帶動貧困群眾34.81萬人，脫貧17.46萬人，涉茶人員年人均收入10 699.08元，其中涉茶貧困戶人均年收入5 722.79元。

近年來，貴州茶園一直面臨著機械化生產(chǎn)水平低、用工成本高、夏秋季茶樹下樹率低、造成茶葉資源的嚴重浪費等突出問題，尤其是采茶季節(jié)名優(yōu)茶鮮葉采茶工勞動力的嚴重缺乏[4]，已成為貴州茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。因此，提高茶園機械化是貴州茶業(yè)發(fā)展的主要趨勢，立足貴州茶園特點，以農(nóng)機農(nóng)藝融合為路徑，補短板、強弱項、促協(xié)調(diào)，為實現(xiàn)我省茶產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、茶園提質(zhì)增效提供有力支撐。

1 貴州茶園生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀

1.1 茶園耕作管理機械

茶園耕作對改良茶園土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤透氣性、增加土壤蓄水保水能力，以及結(jié)合茶園施肥增加土壤肥力，促進茶樹生長，提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)等具有重要作用[7， 8]。當(dāng)前，貴州山地茶園常用的耕作機械有微耕機、施肥機(圓盤離心式撒肥機)和田間管理機等。表1列出了貴州茶園常用耕作管理機械產(chǎn)品。由表1可以看出，貴州茶園耕作管理機械多數(shù)采用小型的微耕機，各地區(qū)使用的生產(chǎn)廠家和品牌也有很大差異，多數(shù)機械動力采用2.2 kW、4.0 kW，機型寬度多數(shù)采用60 cm、75 cm、80 cm或95 cm，機械的生產(chǎn)廠家主要以重慶企業(yè)居多。由于受山地茶園地勢、地形、坡度等的影響，高地隙自走式多功能茶園管理機和低地隙履帶式多功能茶園管理機未見使用。由于受茶園坡度、土壤類型、茶行間距等條件的限制，茶園施肥機在貴州茶區(qū)應(yīng)用的極少，目前茶園施肥仍然以人工開溝施肥為主，茶園田間管理勞動強度大、效率低、成本高。

表1 貴州茶園主要耕作管理機械

1.2 茶園修剪機械

茶園修剪是依據(jù)茶樹生長發(fā)育內(nèi)在規(guī)律，結(jié)合不同生態(tài)條件、栽培方式、管理條件、采摘要求等，是一種提高茶葉產(chǎn)量、提升茶葉品質(zhì)、延長茶樹經(jīng)濟年齡的重要技術(shù)措施之一，同時也為茶園適于機械采茶、提高采摘效率提供條件[9]。傳統(tǒng)茶園修剪多是用修枝剪刀進行手工修剪，費時費力、人工成本高、修剪作業(yè)質(zhì)量差等缺點。由于茶園修剪機械具有操作簡單、工效高、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛用于貴州茶園茶樹的定型修剪、輕修剪、深修剪、重修剪、臺刈等作業(yè)環(huán)節(jié)。表2列出了貴州茶園常用修剪機械產(chǎn)品。

由表2可以看出，貴州茶園修剪機械生產(chǎn)廠家有浙江川崎茶業(yè)機械有限公司、杭州落合機械制造有限公司、臺州歐瑋機械有限公司、福建安溪億盛機械工貿(mào)有限公司、臺州黃巖晟鴻機電有限公司、英德爾(福建)機械有限公司、寧波市海曙骉馬新能源有限公司以及永康市綠捷工具有限公司等。使用的茶園修剪機以單人修剪機為最多，茶園修剪機刀片形狀以平型為最多。單人修剪機(汽油機動力)的配套動力均在1 kW以下，價格從880元到 2 980元價格不等；而雙人修剪機(汽油機動力)的配套動力在1 kW到2.2 kW，雙人修剪機價格在8 000元到9 000多之間，其中杭州落合機械制造有限公司生產(chǎn)的2.2 kW R8GA1型弧型雙人修剪機使用區(qū)域最多?？梢?，由于受山地茶園坡度、茶樹種植模式、茶行間距等條件的影響，貴州茶園使用單人修剪機最多。同時，近年來，隨著有機茶園和歐標(biāo)茶園的面積在貴州逐年增加，而且由于電動修剪機具更加環(huán)保節(jié)能、低噪音、低成本、操作便捷等優(yōu)勢，鋰電池電動修剪機械也開始在貴州茶園修剪中應(yīng)用。

表2 貴州茶園修剪機械

1.3 茶葉采摘機械

茶葉采摘是茶葉生產(chǎn)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一[4]，茶葉采摘是茶葉生產(chǎn)過程中消耗勞動力最多的作業(yè)項目，用工就占整個茶葉生產(chǎn)的80%左右，而且春季名優(yōu)茶青采摘全靠人工采摘，在采茶工短缺的情況下，機械化采茶已經(jīng)成為貴州省茶葉生產(chǎn)中需求最為迫切的工作[10， 11]，推廣適宜貴州茶園機械化采摘是解決我省采茶用工難、提高工效、降低采摘成本的重要手段。目前，茶園常用的采茶機有單人采茶機、雙人采茶機、便攜式電動采茶機以及乘坐式采茶機等[4]。貴州茶園生產(chǎn)中使用的采摘機械主要是單人采茶機、雙人采茶機以及電動采茶機。表3列出了貴州茶園常用采摘機械產(chǎn)品。貴州有關(guān)單位盡管購買引進自走乘坐式采茶機，但在貴州茶園未見使用，主要原因是貴州茶園95%以上茶園坡度大于15，無法滿足這款自走乘坐式采茶機應(yīng)用。

表3 貴州茶園采摘機械

由表3可以看出，貴州茶園目前常用的采茶機主要是浙江川崎茶業(yè)機械有限公司、杭州落合機械制造有限公司、臺州歐瑋機械有限公司、臺州歐瑋機械有限公司等公司生產(chǎn)的雙人平型或弧型采茶機、單人平型采茶機為主。雙人采茶機配套動力均為2.2 kW，雙人采茶機價格從6 000元到9 700之間不等；單人采茶機(汽油機動力)配套動力均在1 kW左右；電動單人采茶機的刀片形狀均為平型，配套鋰電池的電壓有10 V、24 V、36 V，電池額定容量從10 Ah、12 Ah、16 Ah、24 Ah幾種，切割寬度主要為300 mm，價格從1 200元到1 500元價格不等。隨著貴州要建設(shè)成為全國最大的優(yōu)質(zhì)茶原料基地，鋰電池電動單人采茶機也開始在貴州茶園中應(yīng)用。

2 貴州茶園機械化存在的問題

2.1 茶園基礎(chǔ)建設(shè)滯后，缺政策支持

貴州茶園屬典型的山區(qū)，素有“地?zé)o三尺平”，茶園大部分為陡坡土地、地塊小而分散、多呈階梯狀、立地條件復(fù)雜，茶園機耕道、生產(chǎn)便道道路條件差，大中型茶園機械無法在茶園應(yīng)用，小型茶園機械也只能靠肩扛手抬才能在茶園轉(zhuǎn)移作業(yè)，這嚴重影響了茶園機械的使用，也制約智能化農(nóng)機裝備在貴州茶園推廣應(yīng)用。

2.2 農(nóng)機農(nóng)藝分離，融合程度低

貴州茶園茶樹種植模式多樣不統(tǒng)一、茶樹品種多樣、茶行間距寬窄不規(guī)范不一致、茶園沒有機械轉(zhuǎn)彎通道等茶園建設(shè)標(biāo)準與模式跟茶園機械設(shè)備不適應(yīng)，從而導(dǎo)致大多數(shù)茶園機械無法在茶行間使用和操作，尤其是現(xiàn)有茶園中耕機械、開溝施肥機械、除草機械、多功能管理機械等在貴州茶園實用性很低。

2.3 科技支撐能力薄弱，研發(fā)不足

近十多年來，貴州省在茶園機械方面的研發(fā)投入極少，這與貴州省茶園面積全國第一的地位以及貴州茶園對機械設(shè)備的需求是極不平衡。貴州茶園現(xiàn)使用的機械設(shè)備都是從浙江、江蘇等地引進，其中有一些動力性不足、耐用性差、可靠性低，無法滿足貴州茶園土壤、茶園管理等對機械設(shè)備的實際需求，無法解決貴州茶園生產(chǎn)中的現(xiàn)實問題。

2.4 農(nóng)機組織經(jīng)營主體少，社會化服務(wù)水平低

目前，貴州省現(xiàn)有農(nóng)機合作社550余家[12]，擁有各類拖拉機、旋耕機、微耕機、播種機、修剪機、采茶機等農(nóng)業(yè)機械設(shè)備機具12 060臺(套)，其中國家級農(nóng)機合作社3個，省級農(nóng)機示范社6個。主要業(yè)務(wù)為農(nóng)機耕作、播種、收獲、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)機駕駛培訓(xùn)等。針對茶園機械生產(chǎn)管理的農(nóng)機合作社較少，為茶園全程機械作業(yè)、茶葉機械機具租賃業(yè)務(wù)的社會化服務(wù)水平低，無法滿足貴州省752萬畝茶園生產(chǎn)的需要。

2.5 專業(yè)技術(shù)人才缺乏，培訓(xùn)不足

貴州省從事茶產(chǎn)業(yè)的人數(shù)較少，真正掌握茶葉機械的專業(yè)技術(shù)人才更少。目前，從事農(nóng)機合作社經(jīng)營的人員數(shù)量有限，且茶葉機械人員流動性大，由于大部分茶園生產(chǎn)季節(jié)性強，收入不穩(wěn)定，使得茶葉機械人才流動性大。同時，缺乏專門的農(nóng)業(yè)機械培訓(xùn)機構(gòu)，農(nóng)機合作社從業(yè)人員茶葉機械操作、維護知識培訓(xùn)不足。

3 貴州茶園機械化的對策建議

3.1 改善貴州茶園宜機化基礎(chǔ)條件

針對貴州茶園的現(xiàn)狀和特點，加快制定適宜機械化的貴州山地茶園“宜機化”整治技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準，按照三類坡度茶園進行“宜機化”進行改造，將茶園中機耕道、生產(chǎn)便道等“宜機化”要求作為項目重點內(nèi)容和驗收標(biāo)準。

3.2 強化農(nóng)機農(nóng)藝融合

農(nóng)機農(nóng)藝融合是解決貴州茶園生產(chǎn)機械化的重要措施與途徑。因此，從茶樹品種選育、茶樹栽培技術(shù)模式、管理方式等方面要充分考慮機械化，選育出適合機械化采摘的茶樹品種，建立適合機械化生產(chǎn)作業(yè)的山地茶園茶樹栽培技術(shù)模式，制定出適宜機械化采摘的貴州茶園建立、樹冠培養(yǎng)、肥培管理、病蟲害防治、田間管理、機械化采摘作業(yè)要點等配套生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程。

3.3 加強科技研發(fā)創(chuàng)新

針對我省山地茶園產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)質(zhì)茶園基地和歐標(biāo)茶園的實際需要，采用原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新相結(jié)合，引進改造和原創(chuàng)設(shè)計相結(jié)合，加強適用、高性能、智能化、特色茶園機械裝備技術(shù)創(chuàng)新，篩選和研發(fā)出小型、輕簡型茶園機械；積極研發(fā)以綠色新能源動力替代汽油機或柴油機的清潔化的茶園機械裝備；加快人工智能、計算機視覺、圖像處理、伺服控制、農(nóng)業(yè)機器人等技術(shù)在貴州茶園機械中的應(yīng)用，實現(xiàn)茶葉采摘芽葉智能化識別、精準定位、智能采摘，提高茶園機械的自動化、智能化水平。

3.4 培育茶機社會化服務(wù)主體

培育農(nóng)機大戶以茶園機械機具、資金、茶機操作維修技術(shù)等入股創(chuàng)建茶葉機械服務(wù)專業(yè)合作社，為周邊茶農(nóng)、茶業(yè)公司提供茶園全程機械作業(yè)、茶葉機械機具租賃業(yè)務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)、信息咨詢等“一站式”綜合服務(wù)。在茶產(chǎn)業(yè)重點市(縣)建立區(qū)域茶葉機械安全應(yīng)急服務(wù)中心，提高茶產(chǎn)業(yè)重點市(縣)茶葉機械跨區(qū)服務(wù)作業(yè)實時監(jiān)測、機具搶修等能力。

3.5 加強茶機實用人才培訓(xùn)

充分利用貴州大學(xué)農(nóng)機系、貴州省茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系茶葉機械功能實驗室、貴州省山地農(nóng)業(yè)機械研究所等機構(gòu)，對基層茶機技術(shù)人員、茶葉機械服務(wù)專業(yè)合作社負責(zé)人等進行專業(yè)技能培訓(xùn)、知識更新，培養(yǎng)業(yè)務(wù)精通、技術(shù)過硬的茶葉機械化技術(shù)人才隊伍；大力培養(yǎng)茶葉機械操作、茶葉機械維修、安全生產(chǎn)等實用技能型人才，提高茶葉機械維修質(zhì)量和茶葉機械操作規(guī)范性、安全性。

4 結(jié)語

貴州茶葉在增加農(nóng)民收入、帶動貧困戶脫貧、助推脫貧攻堅、助力鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮了重要作用，但貴州茶園機械化水平相對較低，以茶園耕作管理機械、茶園修剪、茶葉采摘等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，分析了貴州茶園機械化生產(chǎn)的現(xiàn)狀，指出貴州茶園機械化存在的主要問題，并提出改善貴州茶園宜機化基礎(chǔ)條件、強化農(nóng)機農(nóng)藝融合、加強科技研發(fā)創(chuàng)新、培育茶機社會化服務(wù)主體、加強茶機實用人才培訓(xùn)等解決問題的對策及建議，以期加快貴州山地茶園機械化進程，為實現(xiàn)我省茶園現(xiàn)代化、機械化的發(fā)展提供有力支撐。