茶樹栽培研究“十三五”進(jìn)展及 “十四五”發(fā)展方向

阮建云 季凌飛 申瑞寒 楊豪宇 程俊杰 馬立鋒

摘要：“十三五”期間，我國茶樹栽培科學(xué)研究取得了重要進(jìn)展。文章綜合相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)茶樹營養(yǎng)與養(yǎng)分管理、茶園土壤、非生物逆境（干旱、凍害）響應(yīng)、全球氣候變化對(duì)茶樹生長和茶葉品質(zhì)影響、茶樹生長和環(huán)境信息感知技術(shù)與裝備等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)“十四五”茶樹栽培研究的發(fā)展方向和重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：茶樹;栽培;“十三五”;進(jìn)展;“十四五”;發(fā)展方向

Tea Cultivation Research during the 13th

Five-Year Plan Period and Development

Direction in the 14th Five-Year Plan Period

RUAN Jianyun， JI Lingfei， SHEN Ruihan， YANG Haoyu， CHENG Junjie， MA Lifeng

Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China

Abstract： Important progress has been made in the scientific research of tea cultivation in China during the "13th

Five-Year Plan" period （2016—2020）. Based on the relevant literature， this paper summarized the research progress

in tea nutrition and nutrient management， tea garden soil， response to abiotic stresses （drought and cold temperature），

effect of global climate change on tea growth and quality， perception technology and equipment of tea growth and

environment. The development direction and key contents of tea cultivation research in the "14th Five-Year Plan"

were also discussed.

Keywords： tea plant， cultivation， the 13th Five-Year Plan， progress， the 14th Five-Year Plan， development direction

茶樹栽培是以研究茶樹的生長發(fā)育規(guī)律與環(huán)境條件的關(guān)系、有關(guān)的調(diào)節(jié)控制技術(shù)及其原理為主要任務(wù)的一門綜合性的技術(shù)科學(xué)。它的研究和應(yīng)用，對(duì)于提高茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、提高勞動(dòng)效率和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。本文對(duì)“十三五”期間茶樹栽培研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，提出了“十四五”重點(diǎn)發(fā)展方向。

一、“十三五”期間茶樹栽培研究進(jìn)展

“十三五”期間，茶樹栽培方向主要圍繞茶樹營養(yǎng)與養(yǎng)分管理、茶園土壤、非生物逆境（干旱、凍害）響應(yīng)、全球氣候變化和茶樹生長，以及環(huán)境信息感知技術(shù)與裝備等展開研究，取得了較大進(jìn)展。

1. 茶樹營養(yǎng)生物學(xué)與養(yǎng)分管理技術(shù)

（1）茶樹養(yǎng)分吸收利用生物學(xué)機(jī)制

高效的養(yǎng)分吸收對(duì)于茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的保證發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。“十三五”期間，對(duì)茶樹養(yǎng)分吸收利用的生物學(xué)機(jī)制展開了深入研究。介導(dǎo)養(yǎng)分吸收的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在相關(guān)離子跨膜運(yùn)輸及養(yǎng)分穩(wěn)態(tài)調(diào)控中發(fā)揮了重要作用，通過克隆鑒定了多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，如硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CsNRT2.5（TEA012128）、CsNRT2.4（TEA002651）CsNRT3.2[1]，銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CsAMT1.1（KU361592）、CsAMT1.2（KU361593）和CsAMT3.1（KP338998）[2-3]，磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CsPht1：4/CsPT4（KY132100），并發(fā)現(xiàn)CsNRT2.4與CsNRT3.2的表達(dá)水平可以在一定程度上反映出不同茶樹品種對(duì)NO3--N的吸收能力[1]，CsAMT1.2為茶樹根系氮代謝調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的中心基因[3]，CsPT4是受低磷脅迫響應(yīng)的正調(diào)控誘導(dǎo)型基因[4]。鑒定21個(gè)HAK/KUP/KT 基因，基因組織表達(dá)水平受缺鉀、Na+、PEG脅迫、IAA和ABA處理調(diào)節(jié)，原核表達(dá)并驗(yàn)證CsHAK7鉀跨膜運(yùn)輸功能（木質(zhì)部裝載、滲透調(diào)節(jié)、生長）[5]。分析比較了不同鉀效率品種根系和基因表達(dá)對(duì)低鉀的響應(yīng)[6]。

茶氨酸是茶葉中一種特殊的非蛋白氨基酸，研究明確了CsTSI茶氨酸合成酶基因，主要在茶樹根系中表達(dá)[7]。同時(shí)發(fā)現(xiàn)CsGS1.1和CsGS2也具有合成茶氨酸的能力，分別在葉片或新梢的細(xì)胞質(zhì)和葉綠體中表達(dá)[8]?？寺〔㈣b定了1種丙氨酸脫羧酶基因，原核表達(dá)顯示它具有催化丙氨酸脫羧合成乙胺的能力[9]?？寺〔㈣b定了1種茶氨酸水解酶基因CsPDX2.1，具有非專一性催化茶氨酸水解形成谷氨酸和乙胺的能力[10]。至此，茶氨酸合成和分解的關(guān)鍵基因都已被克隆。在茶氨酸（氨基酸）轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因方面取得了重要進(jìn)展，研究確定了6個(gè)依賴H+具有茶氨酸非專一性滲透酶AAP（Amino Acid Permease）家族成員，其組織表達(dá)特性受缺氮誘導(dǎo)，推測這些轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在茶樹氨基酸的源庫調(diào)節(jié)中起著重要的作用[11]。

對(duì)茶樹不同形態(tài)氮素吸收利用的分子機(jī)制進(jìn)行了研究，深入解析了茶樹對(duì)銨的偏好利用特性及其分子機(jī)理[12-13]，發(fā)現(xiàn)與NO3-養(yǎng)分相比，NH4+條件下銨轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、氮同化（CsGDH、CsGOGAT、CsTSI、CsNR、CsNiR ）等基因更顯著上調(diào)表達(dá)，NH4+下調(diào)大部分參與兒茶素生物合成的基因;銨提高GS基因表達(dá)，降低PAL表達(dá)水平，通過調(diào)節(jié)谷氨酰胺合成酶、苯丙氨酸解氨酶維持NH4+動(dòng)態(tài)平衡，同時(shí)調(diào)節(jié)碳通量從兒茶素代表的碳庫向淀粉代表的碳庫重新定向。NO3-和NH4+同時(shí)作為信號(hào)和代謝底物起作用。

儲(chǔ)藏氮素是春茶的重要來源，對(duì)春茶品質(zhì)有重要影響，有關(guān)研究解析了春茶期間儲(chǔ)藏氮素再利用的分子機(jī)制，分析了蛋白質(zhì)降解自噬基因、氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝等基因表達(dá)及其與成熟葉氮素運(yùn)出和新梢氮積累之間的關(guān)系[14]。茶樹開花消耗大量的養(yǎng)分，主要來源于當(dāng)季根系吸收和成熟葉轉(zhuǎn)運(yùn)。有關(guān)研究解析了開花過程中成熟葉氮素向花的轉(zhuǎn)運(yùn)及相關(guān)基因表達(dá)情況[15]。

對(duì)養(yǎng)分供應(yīng)水平影響茶葉品質(zhì)成分代謝的分子機(jī)制進(jìn)行了大量研究。研究發(fā)現(xiàn)，增加氮素水平降低兒茶素、黃酮醇及其糖苷含量，與兒茶素代謝基因表達(dá)水平明顯相關(guān)，黃酮醇糖苷化過程受到氮素水平的顯著調(diào)節(jié)，高氮素水平抑制黃酮醇糖苷的合成與積累[16]。茶樹氮素與脂質(zhì)代謝緊密相關(guān)，適當(dāng)施氮肥，單半乳糖甘油二酯（MGDG）、雙半乳糖甘油二酯（DGDG）等含量小幅增加，有利于提升綠茶清香特征;高施氮量大幅增加降解產(chǎn)物己烯醛、己烯醇等體現(xiàn)青草味，不利于香氣品質(zhì)[17];長期大量施氮顯著降低了茶鮮葉中苯甲醇和2-苯乙醇的含量，同時(shí)也降低了萎凋葉中（E）-橙花醇和吲哚的含量，不利于花香和果香物質(zhì)的形成[18]。缺磷時(shí)成熟葉和根系中黃酮類化合物及其苷類積累，與CsANR、CsLDOX和糖基轉(zhuǎn)移酶（UGT78D1、UGT78D2和UGT57L12）等基因的上調(diào)表達(dá)一致;缺磷新梢肌醇降低、脯氨酸異常積累和光呼吸失活，但品質(zhì)成分（氨基酸、兒茶素等）對(duì)缺磷響應(yīng)在不同品種之間存在明顯差異，可能反映了不同磷效率差異[19]。

（2）茶樹養(yǎng)分管理技術(shù)研究與應(yīng)用

施肥是茶樹栽培的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。有研究報(bào)道了我國茶園施肥狀況，指出了過量施肥、茶樹專用肥占比少、有機(jī)養(yǎng)分替代率較低、施用方法落后等問題[20]。國家設(shè)立了“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)開展茶園化肥減施增效研究，取得重要進(jìn)展。研究總結(jié)提出了茶園養(yǎng)分綜合管理5個(gè)方面的技術(shù)策略，即精準(zhǔn)養(yǎng)分用量、有機(jī)肥替代部分化肥、調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)、改進(jìn)施肥方法和配套土壤改良[20]。研究揭示了茶樹品質(zhì)成分代謝對(duì)氮素用量的響應(yīng)[16]，明確了氮肥用量對(duì)土壤酸化、生物性狀和溫室氣體排放的影響[21-24]，建立了不同茶類和生產(chǎn)方式的茶園氮素總量定額[20， 25]。研究比較了不同有機(jī)肥替代比例對(duì)茶葉產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤生物性質(zhì)的影響，提出了有機(jī)肥替代化肥的適宜比例為30%左右（按氮計(jì)）。研究揭示了冬季-早春期間根系氮素吸收動(dòng)態(tài)，明確了氮素吸收與土壤活動(dòng)積溫的關(guān)系[26]，據(jù)此提出優(yōu)化追肥時(shí)期。在肥料創(chuàng)制方面，研制了茶樹專用肥基礎(chǔ)配方，研究比較了不同氮素形態(tài)吸收、代謝特征和土壤氮素轉(zhuǎn)化（硝化）特性，篩選硝化抑制劑[12， 27]，有望應(yīng)用于穩(wěn)銨緩釋功能性肥料，提升施肥效果。在高效施肥技術(shù)方面，提出了滴灌施肥水肥一體化技術(shù)參數(shù)和葉面施肥技術(shù)，茶樹養(yǎng)分吸收量明顯增加，養(yǎng)分淋溶損失顯著減少?；蕼p施增效是一項(xiàng)綜合技術(shù)，需要多方面的技術(shù)集成，為此，各地提出了多項(xiàng)化肥減施增效技術(shù)模式，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了十分重要的作用。例如，馬立鋒等[25]提出的6套化肥減施增效技術(shù)模式與平均施肥模式（或當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥模式）相比，茶園化肥減量23%～88%，增產(chǎn)3.3%～19.5%，新梢養(yǎng)分利用率明顯增加，同時(shí)每公頃節(jié)本增效1.17萬～2.25萬元。伊?xí)栽频萚28]報(bào)道茶樹專用肥及其施用技術(shù)相較農(nóng)民習(xí)慣施肥明顯增產(chǎn)和增收。

施肥環(huán)境效應(yīng)特別是溫室氣體排放得到重視，對(duì)此進(jìn)行了綜合分析[29]，施肥茶園土壤N2O年排放量為13.1～21.3 kg/hm2，平均17.1 kg/hm2（或CO2 8 008 kg/hm2），未施肥茶園土壤N2O年排放量為1.4～5.2 kg/hm2，平均2.8 kg/hm2，大大高于谷類農(nóng)田（CO2 662～3 757 kg/hm2），茶園施氮的全球平均直接排放系數(shù)（EFd）為2.31%，使用控釋肥料或硝化抑制劑，以及使用生物炭和（或）石灰來提高土壤pH值，是減少茶葉生產(chǎn)氣候足跡的有效措施。

2. 茶園土壤生物特性

隨著分子生物學(xué)技術(shù)，如Biolog技術(shù)、變性凝膠梯度電泳、二代測序技術(shù)等的不斷發(fā)展，“十三五”期間，對(duì)茶園土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能開展了大量研究。有研究比較了茶園土壤微生物群落組成和森林、其他農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)之間的差異，明確了茶園土壤微生物組成和空間分布（如根際與非根際）特性、微生物群落結(jié)構(gòu)與土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)，海拔、植茶年份等深刻影響細(xì)菌、放線菌和真菌組成和庫量[30]。施肥對(duì)土壤微生物群落特征有重要影響，有關(guān)研究揭示了有機(jī)肥及其替代比例對(duì)土壤微生物的影響[43-45]，茶園土壤微生物多樣性隨有機(jī)替代比例的提高而不斷增加，且微生物群落組成在不同替代比例下發(fā)生明顯變化[31];化學(xué)氮肥用量同樣對(duì)土壤微生物產(chǎn)生影響，微生物多樣性隨化學(xué)氮肥施用量的增加不斷降低，同時(shí)降低細(xì)菌群落的穩(wěn)定性和功能性[21，23]。而且氮肥除了直接影響土壤性質(zhì)外，通過影響茶樹的物質(zhì)代謝進(jìn)而通過修剪物的多酚含量和總氮比對(duì)土壤微生物群落組成和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[21]。

茶園土壤微生物在茶園土壤元素轉(zhuǎn)化和循環(huán)中發(fā)揮重要作用，“十三五”期間，對(duì)茶園土壤氮循環(huán)的微生物機(jī)制特別是土壤硝化與反硝化作用開展了眾多研究。研究表明，茶園土壤中氨氧化古菌（AOA）amoA基因豐度與硝化速率呈顯著正相關(guān)[32]，且在不施氮肥的情況下，AOA主導(dǎo)酸性茶園土壤的硝化過程，但隨著氮肥施用量增加，氨氧化細(xì)菌（AOB）逐漸取代AOA，主導(dǎo)土壤的硝化過程[24]。氮肥施用量增加引起的自養(yǎng)硝化和異養(yǎng)硝化作用進(jìn)一步促進(jìn)N2O的排放，嗜酸反硝化細(xì)菌和對(duì)酸性耐受性較強(qiáng)的真菌在高酸性茶園土壤N2O排放中起重要作用，茶園土壤pH在茶園N2O排放過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。茶園土壤碳元素循環(huán)微生物機(jī)制研究明顯少于對(duì)氮元素的研究，主要集中在真菌的分解作用，如茶樹修剪物（凋落物）及其內(nèi)含成分如咖啡堿、纖維素等的降解等方面。研究發(fā)現(xiàn)，茶園土壤真菌網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度與茶園土壤的肥力狀況密切相關(guān)[31]。從茶樹根際土壤中篩選分離得到具有多方面功能的各種促生菌，包括固氮或溶磷溶鉀、分泌生長素、降解酚酸和解毒、增強(qiáng)抗逆病、抗旱和抗氧化脅迫等作用。許多研究表明，叢枝菌根（VA菌根）侵入到茶樹根中形成共生體，改善根系形態(tài)，增強(qiáng)茶樹對(duì)土壤磷、鋅等養(yǎng)分吸收，增強(qiáng)抗氧化脅迫和抗旱等能力，顯著促進(jìn)茶樹的生長和提高氨基酸、茶多酚等品質(zhì)成分含量[33-34]。

3. 茶樹對(duì)全球氣候變化和逆境的響應(yīng)

在全球氣候變化的形勢下，茶樹生長、鮮葉產(chǎn)量和品質(zhì)受到很大的環(huán)境挑戰(zhàn)。近年來，由于干旱和凍害等極端氣候的發(fā)生，導(dǎo)致了茶葉產(chǎn)量的大量損失和茶葉品質(zhì)的大幅下降?！笆濉逼陂g，利用蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)技術(shù)，從信號(hào)感知、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)、代謝調(diào)控等方面研究了茶樹對(duì)CO2濃度、氣溫升高、逆境（干旱、凍害）響應(yīng)及其生物學(xué)機(jī)制。

CO2濃度升高顯著影響茶樹光合作用和產(chǎn)物代謝。二氧化碳濃度升高，增加Rubisco活性，促進(jìn)茶樹生長;較高的CO2濃度抑制光呼吸，增加可溶性糖和淀粉的含量，降低了茶葉中天冬氨酸、絲氨酸等游離氨基酸含量[35]。有研究表明，CO2升高顯著誘導(dǎo)茶氨酸合成酶基因CsTSI和CsAAPs的表達(dá)，增加茶氨酸濃度[36]。

茶樹生長需要適宜的溫度，低溫和高溫對(duì)茶樹生長和物質(zhì)代謝均會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在低溫下，茶樹幼葉中與細(xì)胞膜不飽和脂肪酸、類胡蘿卜素、光合作用等相關(guān)的基因表達(dá)受到抑制，而成熟葉片與此相關(guān)的差異表達(dá)基因發(fā)生上調(diào)[37]。對(duì)茶樹萌發(fā)新梢冷脅迫基因表達(dá)譜分析表明[38]，MAPK依賴的乙烯和鈣信號(hào)通路是萌發(fā)芽的兩個(gè)主要的早期冷響應(yīng)機(jī)制，隨后通過ICE-CBF- COR信號(hào)通路啟動(dòng)耐寒響應(yīng)，快速誘導(dǎo)茶樹成熟葉和嫩芽β-淀粉酶基因CsBAM3表達(dá)來增強(qiáng)抗寒性[38]，

CsbZIPs（CsbZIP6、CsbZIP18）、CsSWEETs（CsSWEET16、CsSWEET1a、CsSWEET17）、糖基轉(zhuǎn)移酶（CsUGT78A14、CsUGT78A15、UGT91Q2）等在茶樹冷馴化、適應(yīng)或抵御冷脅迫中發(fā)揮重要作用[39-42]。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，茶樹在一定程度上共享低溫和高溫脅迫適應(yīng)機(jī)制，但也形成了一些不同的機(jī)制來抵御寒冷或高溫脅迫，如熱激蛋白基因（Hsp90和Hsp70）、LEA基因表達(dá)、花青素的合成等在茶樹適應(yīng)熱、冷脅迫發(fā)揮不同的作用[43]。溫度升高嚴(yán)重影響了茶樹的葉片膜結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致葉綠素含量下降，葉片呼吸作用加劇，可溶性糖和淀粉消耗增加，葉片Rubisco活性下降，氨基酸合成減少，咖啡堿、茶多酚增加[44]。高溫夏天噴施油菜素甾醇可以提升茶氨酸含量[45]。

對(duì)干旱影響茶樹生長、品質(zhì)成分代謝產(chǎn)物變化動(dòng)態(tài)進(jìn)行了大量研究，并深入到基因組學(xué)、代謝和蛋白組學(xué)等水平?？傮w看，干旱脅迫對(duì)多酚類物質(zhì)含量和代謝的影響復(fù)雜，提高或降低多酚類物質(zhì)含量均有報(bào)道。干旱改變植物抗氧化系統(tǒng)能力[45]和激素、脂質(zhì)、木質(zhì)素等代謝[46-47]。但是，也有研究表明適度水分虧缺處理提升改善紅茶香氣和滋味[48]。茶樹不同品種抗旱性、代謝物對(duì)干旱的響應(yīng)等方面存在顯著差異，鑒定了若干與抗旱特性相關(guān)聯(lián)的QTL。研究表明，蔗糖非酵解-1型相關(guān)蛋白激酶CsSnRK2.5正向調(diào)節(jié)ABA協(xié)調(diào)的茶樹干旱脅迫響應(yīng)[49]，葉肉鉀及其在葉肉細(xì)胞中的保持力影響ROS清除能力和質(zhì)膜H+-ATPase活性，在茶樹抗旱中發(fā)揮重要作用[50]。噴施黃腐酸溶液（0.1 g/L）、外源ABA、褪黑素等改變抗氧化、類黃酮代謝相關(guān)基因表達(dá)和代謝產(chǎn)物含量，提高耐旱性或減輕干旱脅迫下茶葉的損傷[51]。改善茶園生態(tài)系統(tǒng)，如采用茶-膠復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)根系對(duì)不同土層深度水資源的利用，提高了整體水分利用效率[52]。

“十三五”期間還有少量全球氣候變化對(duì)茶葉產(chǎn)量影響的預(yù)測研究。對(duì)我國茶葉產(chǎn)量波動(dòng)回溯研究發(fā)現(xiàn)，極端寒冷影響了中國一半以上的茶葉產(chǎn)量，年產(chǎn)量最多減少56.3%。在假設(shè)全球升溫1.5 oC和2.0 oC條件下，極端寒冷的負(fù)面影響降低到14%，長江流域（北緯30o附近）和南方（北緯25o以南）茶區(qū)極端高溫帶來的減產(chǎn)率達(dá)14%～26%，預(yù)測氣候變化對(duì)所有研究區(qū)域的茶葉產(chǎn)量產(chǎn)生積極的凈影響[53]。根據(jù)2008—2016年肯尼亞茶葉產(chǎn)量對(duì)水和熱脅迫的反應(yīng)，研究預(yù)測2040—2070年間，如單純考慮溫度上升影響，產(chǎn)量將下降10%（以1990—2020年為基準(zhǔn)），但如考慮降水和土壤含水量增加，總體氣候變暖后產(chǎn)量僅下降5%左右[51]。

4. 茶樹生長和環(huán)境信息感知技術(shù)與裝備

“十三五”期間，茶樹生長和環(huán)境信息感知技術(shù)與裝備取得了階段性的成果。茶園智能化裝備平臺(tái)主要包括衛(wèi)星、無人機(jī)、便攜式裝備、固定式基站以及信息集成系統(tǒng)等。目前可以實(shí)時(shí)獲取茶園溫度、濕度、光照、土壤水肥以及大氣等信息，有關(guān)裝備已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，通過安裝于固定式基站在茶園中廣泛應(yīng)用。有關(guān)研究利用衛(wèi)星圖像和光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行茶園面積測繪和茶樹栽培區(qū)的綜合適宜性評(píng)價(jià)[54-55]。茶樹生長信息獲取技術(shù)也取得了較大進(jìn)展，如利用高光譜反射或高光譜成像監(jiān)測茶葉中葉綠素、全氮、類胡蘿卜素含量和進(jìn)行氮肥水平判別[56-57]，利用近紅外高光譜成像對(duì)茶葉中磷和鉀含量進(jìn)行無損評(píng)估[58]，建立了熱成像樹冠葉溫度和水分狀況測定方法[59]。利用近紅外光譜設(shè)備快速測量茶園土壤有機(jī)質(zhì)和總氮含量，判別準(zhǔn)確率達(dá)到84.5%[60]。無人機(jī)作為平臺(tái)搭載成像儀或光譜反射儀，對(duì)茶樹品種進(jìn)行分類，最高識(shí)別精度達(dá)到95%[61];對(duì)茶樹葉片葉綠素和氮含量進(jìn)行反演可以實(shí)現(xiàn)對(duì)茶樹養(yǎng)分的智能化監(jiān)測[61]。利用圖像識(shí)別區(qū)分茶樹嫩芽[62]，為開發(fā)采茶機(jī)器人奠定了基礎(chǔ)?？傮w來看，方便、有效、快捷、準(zhǔn)確獲取茶樹生長狀況的技術(shù)和裝備還處于研發(fā)階段，離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有一段距離。

二、茶樹栽培研究“十四五”發(fā)展方向

整體而言，“十三五”期間茶樹栽培研究取得了重要的進(jìn)展，但隨著研究的細(xì)化和深入，各個(gè)研究方向?qū)W科交叉更加緊密，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也對(duì)栽培技術(shù)提出了新的更高要求，需要在“十四五”期間加強(qiáng)研究，主要包括以下6個(gè)方面。

1. 肥水資源高效利用生物學(xué)潛力的挖掘利用

茶樹不同品種或種質(zhì)資源對(duì)養(yǎng)分和水分等的利用效率存在巨大差異，如何進(jìn)一步解析養(yǎng)分水分高效吸收利用的生物學(xué)機(jī)制，挖掘并利用高效基因資源，對(duì)于提高資源利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。

2. 茶園健康土壤理論與定向培育技術(shù)

土壤是茶樹生長的介質(zhì)，健康優(yōu)質(zhì)的土壤是維持茶園生產(chǎn)能力和提供優(yōu)質(zhì)茶葉的重要基礎(chǔ)，為此需要進(jìn)一步研究健康土壤理論和指標(biāo)，研發(fā)茶園健康土壤的定向培育技術(shù)。

3. 茶樹綠色肥料（有機(jī)肥、化肥、菌肥）創(chuàng)制與高效應(yīng)用

傳統(tǒng)化肥養(yǎng)分易損失、持續(xù)供肥能力差，普通有機(jī)肥肥效低，微生物（菌肥）發(fā)展遲緩，需要加強(qiáng)適合茶樹養(yǎng)分需求特征、茶園土壤特點(diǎn)和生產(chǎn)要求的綠色高效肥料創(chuàng)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)肥料—土壤—茶樹—品質(zhì)—環(huán)境綜合調(diào)控，為推動(dòng)我國茶園減施增效提供產(chǎn)品支撐。

4. 茶樹抗逆（抗凍、抗旱、抗高溫）減災(zāi)栽培技術(shù)

近年來，干旱和凍害等極端氣候頻繁發(fā)生，導(dǎo)致了茶葉產(chǎn)量的大量損失和茶葉品質(zhì)的大幅下降。對(duì)茶樹抗逆（抗凍、抗旱、抗高溫）減災(zāi)栽培技術(shù)研究還存在較大不足，對(duì)便捷高效的抗逆栽培技術(shù)需求十分迫切。

5. 生態(tài)茶園理論、技術(shù)與系統(tǒng)碳匯管理

運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理，促進(jìn)茶園生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量循環(huán)利用效率，降低茶葉生產(chǎn)的碳排放，同時(shí)充分發(fā)揮茶園碳匯功能，讓茶葉產(chǎn)業(yè)助力我國實(shí)現(xiàn)碳中和。

6. 茶園智慧型精準(zhǔn)化管理技術(shù)與裝備

茶樹生長和環(huán)境快速感知、智能決策和實(shí)施是實(shí)現(xiàn)茶園智慧型精準(zhǔn)化管理的重要前提，目前在基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的茶樹生長狀況感知技術(shù)、精準(zhǔn)變量施肥、智能采摘技術(shù)和裝備等方面存在較大短板，需要在“十四五”期間加大研發(fā)力度并力爭取得突破。

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