□王鹏 张艳 邓佳 曾祥平/四川茶叶创新团队机采机修技术应用岗位
四川以生产名优茶为主的茶产业是典型的劳动密集型产业,劳动力成本占茶叶生产总成本的40%以上,由于劳动力缺乏,导致茶园种管粗放,生产成本高,经济效益低,质量难保障,茶园机械化作业要求迫切。此次调研以走访相关茶区农业局、拜访业内专家、拜访农户、收集资料、实地考察和问卷调查等方式进行,目的在于为加快四川茶园装备研发、选型推广及茶农培训提供准确信息支撑。
四川省排名前10的茶叶主产区(县)分别为雅安市名山区、雅安市雨城区、洪雅县、峨眉山市、荣县、屏山县、高县、夹江县、蒲江县和筠连县。洪雅是川茶发展的一个典型缩影,90%以上为家庭小块型茶园,单个茶园面积为0.33~0.53 hm2;山区陡坡梯级茶园居多,地形坡度最大达到38.21°;树龄约90%为20~30年的老茶园,茶园规格大行距1.5~2.0 m、小行距0.3~0.4 m,陡坡梯级茶园多为双行条栽。由于受劳动力缺乏及经济效益不高等因素影响,茶园基本放弃了耕作,不施有机肥,导致茶园土壤表层坚硬板结,较其他农田土壤含水率低,大部分茶园没有农机化生产道路。
1)由于劳动力不足,普遍采用撒施化学颗粒肥,肥料留存于土壤表面,流失严重、利用率低,多年累积下来,化肥施用过量;长期不耕作导致土壤板结严重,保水效果下降。改良土壤则需用30%的有机肥,深松茶沟10 cm以上埋施。近2年,雅安市名山区大约有1/3的茶园施用了有机肥,但施肥量仍然不足。据雅安市名山区农业局相关人员介绍,施有机肥能使春茶产量提高15%(春茶每公顷产量从300 kg提高到345 kg左右)。为方便施用有机肥,川龙公司研制了拖拉机载有机肥施用罐车,但仍然没有通过旋耕或开沟覆土方式把肥料埋于土中。
2)没有使用旋耕除草机械,而普遍使用除草剂,导致农药残留,影响茶叶品质。
3)制作名优绿茶的春茶芽头全靠人工采摘,费工费时,目前能采芽头的采茶机为空白,且开发技术难度很大。夏秋茶(主要用于生产大宗茶或优质茶、边销茶等)部分使用了往复切割式采茶机。茶园修剪普遍使用了背负式汽油单人修剪机,每年10月初,秋茶采完后进行轻修剪封园,修剪费每公顷1 500元左右,重修剪为每3~5年1次。
4)茶园灌溉基本靠天;喷洒农药防治虫害普遍使用背负式手动喷雾器,有色板诱杀、太阳能杀虫灯等物理防治虫害较普及,机械风力吸虫装置应用较少。
5)承包大户或茶企的茶园,修剪环节已全部实现机械化,中耕环节偶尔有耕作机械使用,但承包大户与茶企的茶园面积仅占总茶园的10%,家庭型茶园没有使用耕作机械,茶园管理机械化水平很低。
四川以山区茶园为主,茶叶生产各环节应首先选用一些轻便型作业机械,虽然作业效率低,但转运省力灵活、安全方便,对农机化生产道路要求低,应用较多的茶园作业机具包括小型微耕松土机、低地隙履带式管理机、小型茶园深耕机、手扶式茶园撒肥机、背负式吸虫机、单人修剪机、双人修剪机、重修剪与台刈机、双侧边修剪机、单人采茶机、微型电动采茶机、双人采茶机等。
2016~2017年四川省支持推广的农机产品目录中共有405类农业机械,与茶业相关的有84类:垦殖机械15类,耕作机械7类(能用于成龄茶园的4类),植保机械10类,灌溉机械22类,设施栽培机械5类,茶叶修剪采摘机械4类,茶叶加工机械25类。其中,真正适合茶园作业的耕作机只有4类:修剪机2类,采茶机2类。农机补贴目录表明,茶叶加工类机械补贴品种多,设备技术质量也成熟,而茶园管理机械补贴品种较少,其机型品种少且不定型。
全省目前有茶叶机械生产企业近20家,全是生产茶叶加工机械的,而茶园管理栽培机械是近年才有所发展的,生产企业全在省外。四川茶叶加工机械企业在20世纪90年代发展迅速,主要集中在乐山、雅安等地,主要产品有杀青机、揉捻机、烘干机、理条机、扁茶炒制机等,这些产品适用于小型茶叶加工企业和农户小作坊,仍停留于小规模、家庭式、传统工艺为主的生产模式,与国内行业领先的茶叶自动加工生产线成套设备相比存在很大差距。
针对山丘区茶园,目前适用、好用、操作轻松安全、作业高效的茶园机械缺乏,主要借用其他作物机械或园林机械。近年,其他省份研发了一些茶园作业设备,四川没能及时引进示范推广,且四川茶农分散,适宜机械作业的茶园少,机械化技术宣传及培训欠缺。
四川茶园地块小、坡度大,土壤板结、种植零散,采用机械化作业难度大,现有机械不适应传统茶园作业要求。而高档名优茶的芽头采摘要求很高,目前全为手采,没有相应的机械可用,大宗茶或优质茶、边销茶等(1芽3~5叶)也很少使用机械化采摘。中耕除草施肥方面,茶树根系发达,小型低功率旋耕机械松土动力不足,效果差,而使用通用旋耕机又不经济。
茶产业经济效益不高,因此购买机械意愿不强,导致茶园管理粗放,一般是自家茶园自己管理,除采茶环节必须投入劳动力外,其他农艺环节的劳动力投入少,春茶采收是劳动力投入最多和经济收入最好的环节。四川茶园以家庭型茶园为主,茶园田块小,地势高低错落,没有考虑到机械化,农机化生产道路缺乏,很不规则,若改造为机械化标准茶园则投入大,茶园面积减小,增加经济成本,制约了茶园生产管理机械的推广使用。
2010年前,由于缺乏财政资金投入,国内没有自主研发、生产采茶机和修剪机的企业,产品主要靠国外企业供应。近年,财政对农业投入增加,国内企业开始研制生产销售修剪机、采茶机、小型田园管理机等,但质量水平较低,影响茶农的使用积极性。
由于四川山丘区茶园中耕松土及施肥劳动力投入不足,导致茶园土壤板结,无机肥施用过量、有机肥施用不足,目前适用、好用的有机肥施用耕作管理机械缺乏。该类管理机械市场需求较大,是近期研发或引进推广的重点。
四川山丘区茶园以背负式修剪机、背负式采茶机、背负式植保喷雾机、小型柴油机灌溉机组、小型除草培土管理机等应用为主。品种少而简易、配套率不高、作业效率低,操作劳动强度大。而效率高、操作轻松安全、节能环保或智能型茶园作业装备仍然为空白。针对平地或缓坡茶园,可开展以下技术研究及装备研发。
1)开展茶园作业通用动力底盘(平台)的研发,能跨骑于茶蓬上行走作业,适应平地或缓坡茶园使用,全液压无级变速驱动,一杆式液压控制操作,具有多路换装方便的工作机接口,可配装修剪机、采茶机、吸虫风机、喷雾器等作业机具。
2)结合茶园作业通用动力底盘,开展高效茶园修剪采茶装备研发。配套研制茶蓬双侧、顶面一体修剪机,卷叶扶正采摘机,显著提高作业效率,大幅降低操作劳动强度。
3)为适合平坝或缓坡茶园应用,研发低地隙、低重心履带式小型动力底盘,配套研制修剪、采摘、中耕松土、除草施肥、植保等配套机具。
4)探索采摘名优茶嫩芽(芽头、1芽1叶初展)的智能型选择性采摘机原理及部件试验,包含茶叶嫩芽的准确图像识别系统、控制系统硬件与电脑软件、采摘机械手等,为开发智能型选择性名优茶嫩芽采摘机打好基础。
传统茶园建设没有考虑机械化事宜,成为影响和制约茶园作业机械化发展的瓶颈,应加快机械化标准茶园的建设,推动茶园农机化发展。四川家庭型、小块不规则的山地茶园,应以小型茶园机械为主推方向,需要补齐通向茶园农机化生产道路的短板。农艺应调整配合农机,对投产茶园进行适度宜机性改造,加强培育管理;对换代茶园和新建茶园进行合理的机械化规划,采用规范化、标准化种植农艺,加快机械化的推广应用力度。
充分利用科研院所、大专院校的技术优势,加大研发财政投入,研发出各环节物美价廉的机具,补齐耕作环节机具短板,同时,加大茶农的机械化技术培训。
茶农对茶园栽培管理各环节的技术经济性认识不够,对茶园管理机械的认知不足,相关部门应加大茶园作业机械化的宣传力度,大力推广机修、机采、中耕、施肥、灌溉、植保等机械化技术及装备,缓解劳动力紧缺矛盾,提高茶园经济效益。
目前茶园栽培管理机械的质量参差不齐,品牌机和低质机的补贴额度相同,但价格相差近3倍,茶农常常选择低价产品,买后陷入使用维护费更高的陷阱,影响茶农使用机械的信心,若政府能加大质优品牌机的补贴额度,则有利于引导茶园机械化的持续良性发展。
目前,四川茶园管理机械化水平低于10%,大多仍是手工作业,劳动成本高,生产效率低,除修剪环节外,采摘、中耕、施肥仍沿用传统的人工作业模式;优良耕作机械缺乏,优良的小型深耕机、中耕机有待研发。四川传统茶园农机适应性差,农机农艺不融合,要对已投产茶园进行适当改造,新建茶园合理机械化规划,满足作业装备的必要条件。四川茶机企业以生产茶叶加工机械为主,应通过政策及资金引导,改变加工机械与茶园作业机械生产研发比例失衡现象。