山东省茶产业提质增效技术路径解析

丁兆堂

(青岛农业大学园艺学院，山东青岛 266109 )

茶产业是山东省农业高效特色产业。山东省茶产业虽已年过半百，但仍处于产业发展的朝阳时期。目前，全省有12个市40个县(市、区)种植茶树。在主产区，茶产业已成为当地政府促进农业产业结构调整、推动农村经济发展和增加农民收入的重要途径。为巩固提升山东省茶产业发展优势，促进产业转型升级，提高市场综合竞争力，山东省先后出台了《山东省茶叶产业发展规划(2014～2020年)》和《山东省茶叶产业提质增效转型升级实施方案(2016～2020年)》。同时，山东省现代农业产业技术体系茶叶创新团队制定了茶叶创新团队“十三五”规划(2016～2020)，进一步明确了茶叶创新团队为山东省茶产业提供技术支撑的核心目标。笔者对山东省茶产业现状与技术需求进行总结，对茶产业提质增效的技术路径进行剖析，并以此与广大同行做更深入的交流。

1 山东省茶产业概况

1.1 发展现状

山东省茶产业从无到有，经过几十年的努力已初具规模。主要呈现五大特点：①产业布局进一步优化，已形成了鲁东南沿海、鲁中南泰沂山区和胶东半岛三大茶叶优势产区。全省茶园面积2.67余万hm2(40余万亩)，采摘面积约2万hm2(30万亩)，产量2万t，主要集中在日照、青岛、临沂、泰安等市。②产业化水平明显提升，不同规模的茶叶加工企业、茶叶合作社、家庭农(茶)场及各级茶叶专业市场、经营业户近几年均有较大幅度增加，各类茶叶示范基地、产业园也逐步增加，生产的组织化、规模化程度大幅提升，综合管理水平持续增强，“龙头企业+合作社+基地+茶农”的生产管理模式在行业内广泛应用。③茶叶标准体系不断完善，质量安全水平显著提高。④茶产业促进农民增收作用显著。⑤科技创新能力不断提高，科研成果转化步伐加快。近5年已有两项成果获省部级二等奖，2015年山东省现代农业产业技术体系茶叶创新团队成立，标志着山东省茶叶科研由分散式转为联合攻关，2017年成立了山东省首家“茶学学科泰山学者创新团队”，标志着山东省在北方茶树生物学研究方面达到历史最高水平。

1.2 存在问题

如同所有的初创产业一样，山东省茶产业同样是在曲折中前进，目前仍然存在着诸多不足亟待解决。①茶园基础设施建设与生态条件建设落后。茶园水电路渠、越冬防护、生态环境等配套设施建设普遍落后，尤其是茶园生态建设力度不够，防御自然灾害能力差，茶园持续丰产优质增效的保障能力不强。②无性系良种比例偏低与品种搭配不合理。全省无性系茶园面积比例仅为12%左右，远低于全国56%的平均水平；栽培品种仍以有性系品种为主，单一化，早、中、晚熟品种搭配不合理，适制茶类品种搭配不合理，制约了茶园单产和茶叶质量的提升。③低产低效茶园面积较大，全省低产低效老龄茶园占20%以上，每666.7m2产值低于5000元的占15%以上。受自然灾害和管理水平的制约，大部分老茶区的茶园园相差，缺垄断行现象较重，土壤改良技术不到位，土壤肥力不足，约50%的茶园有机质含量不足1.5%。④茶叶加工设备落后，加工规模化程度低。部分加工厂房简陋、炒茶设备陈旧、自动化清洁生产线比例低，加工车间卫生状况差，管理不规范。

2 茶产业提质增效途径

近十几年来，通过系统生物学、表观遗传学及多组学、多学科交叉研究，研究人员系统研究了茶树新梢、叶片、根系及开花过程中响应低温、干旱及营养胁迫时的基因调控模式和代谢控制途径，揭示了茶树响应低温与干旱胁迫的基因调控网络、可变剪切及蛋白质修饰机制，阐明了多种非生物胁迫影响茶树叶片衰老及品质变异的信号通路及其代谢网络等重要分子机制，探索了茶树抗逆和品质提升的可能技术途径。经系统研究证明茶树是冷敏感植物，不抗寒，不耐旱，在山东露地条件下不能够安全越冬。同时，山东省的年降水量平均700～800mm，正常年份也无法满足茶树生长发育的需要。茶树的生物学特性与山东省的气候条件存在巨大反差。为此，从技术层面讲，茶产业提质增效必须以此为切入点展开。

2.1 茶园生态系统建设及其调控

茶园生态系统具有明显的区域性。山东省是中国纬度最高的产茶区，属茶树生态适宜性区划次适宜区，气温低、积温少，低温、干旱常导致茶树生育受阻。植茶土壤多为黄棕壤，土质粘重，肥力不高，部分新建茶园土壤酸碱度略偏高。山东茶区一直存在的低温、干旱、盐碱三大障碍靠单一技术无法解决，茶树的逆境胁迫与优质高产问题必须依靠下大力气建设具有北方特色的茶园生态系统解决。 在生态茶园发展模式上，要彻底改变单一的纯茶园生态系统，充分利用共生互惠原理、生态位原理、利用层原理、边缘效应原理、食物链原理、种群演替原理、生态效应与经济协同原理，建设人工复合茶园生态系统，彻底解决山东省单作茶园面临的生态环境脆弱问题。要注重对茶园生态调控技术的研究，提出北方生态茶园评价指标，制定生态茶园建设规程，重点思考：①如何合理配置生态位，涉及高大树种的选择与间作物种的筛选。②系统内生物的多样性评价方法。③土壤改良与肥水调控技术。④系统内病虫草害的控制技术。⑤生态茶园建设与茶旅结合的接口及其配套政策等。

2.2 茶树抗逆品种选育与繁育

山东省茶树种质资源稀缺，良种繁育技术滞后，制约了山东省茶产业的快速发展。山东省茶树良种苗木的来源有外引与自繁自育两种方式。外引的无性系茶苗虽然购买的价格较低，但由于长途运输，未经驯化，抗寒性差，移栽成活率低，造成“年年建园不见园”，反而加大了建园成本；而自繁自育方式过去多在秋季采用短穗扦插，近几年出现嫩枝扦插，但繁育圃、母本园等不配套，育苗成本较高，虽有部分科研单位育成了抗寒茶树品种，但限于育苗条件，均未能实现大面积推广。为了尽快提升山东省茶树无性系良种面积，必须从关键技术入手加强无性系良种的繁育速度，降低繁育成本，提高移栽成活率。其关键技术是：①茶树抗寒种质资源鉴定评价体系的建立。②优质高效采叶采穗兼用母本园的培育。③茶树抗寒无性系良种繁育模式的筛选及技术参数优化。④扦插苗圃的高效管理技术。⑤新建无性系茶园快速成园及高产高效配套技术集成等。

2.3 茶园高效肥水管理关键技术

茶树是以收获新梢为主的高喜氮作物。生产中靠大量施用化肥尤其是氮肥以提高产量，由此造成氮素流失和环境污染。如何在茶园中减施化肥、增加效益，提高氮肥利用率，成为当前茶树营养生物学研究热点。茶园化肥减施增效技术途径主要包括：①精准用量，总氮控制、基准养分配比与测土调整。②调整肥料结构，加大适宜山东茶园应用的功能性肥料研制，包括茶树专用生物有机肥、缓控释肥、新型肥料(硝化抑制剂)、叶面肥、水溶性肥料等。③有机肥高效运筹技术。④改进施肥方法，包括施肥时期、机械深施与水肥一体化的运用。⑤配套土壤改良培肥等。

当前，山东省茶园肥水管理的难点在于茶园有机质的提升与氮素利用率的提高。茶园土壤有机质含量低不仅严重限制了茶园土壤养分的高效利用，而且严重制约了茶叶产量和品质的提升。有机质含量低的土壤，无论如何施肥也难以大幅度增加产量。有机质提升后，土壤微生物活性提高，相应促进土壤养分的转化，提高养分的有效供应强度，进而促进茶树的吸收，实现茶叶高产和稳产。因此，对于土壤有机质的种类和有机质投入量；土壤环境(温度、水分、pH值)对有机质转化的影响；土壤有机质对土壤微生物种类及微生物代谢的影响；土壤代谢与茶树代谢的关系及对产量和品质的影响等问题均需要进行深入研究。

关于茶树氮素效应、代谢机理及其利用技术研究已取得了许多重要进展，但关于茶树氮转运及代谢的分子机理研究还很不完善，仍有许多难点有待阐明：①氮代谢过程中关键酶在细胞内的定位、区域化及其作用。②不同氮代谢关键酶基因调控和环境调节模型及其相互间的关系。③参与氮代谢过程中有关细胞器的功能及其环境影响。④不同组织器官中氮生理生化代谢过程及其与蛋白质体形成的关系。⑤如何利用基因工程手段改善特定品种的基因结构, 提高茶树对氮亏缺或富集等环境胁迫下的抗性, 最大限度地提高氮的吸收与转运效率等。因此，研究氮素同化的关键生物学途径与关键酶的特性及作用，挖掘与氮素代谢有关的信号传导、功能基因、差异蛋白及代谢物，揭示茶树氮代谢的分子机理及其调节机制，对指导氮高效利用茶树品种筛选，建立优质高效生产技术，提高氮肥利用率，进而提高茶叶产量和品质都具有重要意义。

2.4 茶树病虫害绿色防控技术

在产品的质量安全上，应继续实施茶园绿色防控及化学农药减施增效关键技术。茶园大量施用化学农药和化学肥料后，给茶园的生物群落带来严重影响。尤其是不合理地施用化学农药，破坏了茶园生态平衡，削弱了茶园有益生物的自然控制作用，导致化学农药越用越多、害虫越治越重的恶性循环。茶树病虫害绿色防控技术的推广与应用是实现茶叶质量安全的关键技术之一。必须加强以“生态调控、理化诱控、生物防治和精准用药”为导向的茶园病虫害绿色防控技术研究，进一步提升山东省茶叶质量安全水平。

2.5 制茶工艺改进与茶叶的清洁化加工

在制茶工艺改进与加工产能挖掘上，根据季节变化，可适当提高红茶、白茶比例，以绿茶为主，实现绿、红、白多茶类兼制。对小规模、卫生条件差、功效低的加工企业进行整治，使其逐步向适度规模、连续化、清洁化生产方向发展。围绕山东省茶叶加工现状，应重点开展低能耗加工设备的研发、加工车间的优化设计、茶叶清洁化加工技术、风险控制点及操作规范等研究，降低生产成本，提高生产效益，防止二次污染，确保茶叶质量安全。

3 有效推进山东省茶叶提质增效技术创新

3.1 发挥山东省茶叶创新团队优势，开展联合攻关

山东省现代农业产业技术体系茶叶创新团队，集合了全省大学、科研单位及技术推广部门的骨干力量，在山东省茶叶科技创新方面具有代表性。为深入贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的“五大”发展理念，根据2017年中央一号文件精神及《山东省现代农业产业技术体系茶叶创新团队建设任务规划书(2016～2020)》制定的任务目标，进一步推进茶叶创新团队服务能力，推进科技成果的显示度、集成度。2017年，经茶叶创新团队全体成员反复调研、协商、咨询、讨论，决定集中团队优势力量，联合开展“3155茶叶提质增效创新示范工程”建设。即围绕茶树良种繁育、茶树专用肥研制、茶园肥水管理、绿色防控及茶叶清洁化加工等进行联合攻关。通过茶叶创新团队与企业、合作社等紧密合作，在茶叶主产区日照市、临沂市建设3处“茶树种苗工厂化繁育基地”，在泰安市建设1处“茶树专用肥研发基地”，在全省建设5处“茶叶优质高效绿色防控生产攻关示范田”和5处“茶叶清洁化加工示范基地”。

经过两年多的实践证明，通过“3155创新示范工程”建设，有效地把茶叶创新团队各岗位专家的先进技术与成果率先应用到上述基地，从而把各基地建设成为茶叶科技成果的展示基地、示范基地、培训基地；同时，通过项目工程建设，强化了岗位专家、试验站为农服务的意识，强化了科技成果的“落地意识”，提高了团队的工作效能和科研的产出效益。

通过“3155创新示范工程”，共建设试验示范基地14处，建立茶树种植资源圃1.33hm2(20亩)，选育并推广适合在山东茶区栽培的茶树抗寒、抗旱新品种3个；繁育福鼎大白、中茶108、碧香早、金萱、瑞雪等无性系茶树品种1000万株；研制了3种茶树专用肥产品，筛选高效水溶性肥料3种；制定标准及技术规程7项；形成技术报告4项，编写技术手册及专著3部；举办技术培训班、推介会、现场观摩会20余次，培训茶农2000人次以上，完成论文20余篇，其中SCI收录8篇；申请专利4件，获软件著作权4项，筛选出2种对茶园刺吸式害虫效果较好的植物、矿物源杀虫剂。实现了产品质量、经济效益双提高，农民人均收入有较大幅度增长。

3.2 依托茶学学科泰山学者创新团队，强化源头基础理论创新

2017年，山东省新上茶学学科泰山学者特聘专家创新团队，在北方茶树抗逆育种与配套栽培技术创新方面具有雄厚的基础，曾创立了以选育抗寒品种、增强茶树自身抗逆性和加强越冬防护为主的“选、养、保”技术体系，选育出具有自主知识产权的抗寒、抗旱茶树新品种瑞雪、香雪、寒梅，制定了适宜北方茶区应用的《茶树无性系繁育技术规程》。先后开展了“岚山区十万亩茶叶优质安全生产技术集成与示范”、“茶叶优质高产肥水调控关键技术研究与应用”、“北方茶优质高效栽培关键技术研究与示范”、“茶园化学肥料减施增效关键技术研究与应用”、“肥料高效利用技术与环境友好型茶树专用肥的研制”、“茶园水肥一体化关键技术研究与应用”等重大重点项目的研究与实施，制定了山东省地方标准《茶园水肥一体化操作技术规程》、《茶树叶片营养诊断技术规程》等，完成的两项成果先后于2013年、2016年获得山东省科技进步二等奖，为山东省“南茶北引”50年来仅有的省部级二等奖。

创新团队在茶树抗逆分子机理及矿质营养代谢研究方面为茶叶提质增效奠定了坚实的基础。多年来，紧密围绕低温、干旱和矿质营养等三大科学问题，深入开展基础理论研究，并取得了一系列重要进展：①基于转录组学及蛋白质组学，深入阐明了茶树对低温、干旱胁迫的分子响应机制，完善了茶树抗逆的分子生物学理论基础。②基于代谢组学技术，揭示了关键保护措施对茶树响应低温胁迫的生理生化及代谢物谱，系统地总结了北方茶园越冬期覆盖的生态效应。③针对北方茶园土壤pH偏高导致的营养障碍，揭示了关键营养元素Zn、Fe、Al、P等矿质营养胁迫对茶树生长发育和品质代谢的影响。

创新团队的的主攻目标是茶树生长发育及其环境应答的分子机理，茶叶品质与抗逆的分子机制研究。团队以山东省茶学学科建设目标和茶产业发展存在的问题为导向，以北方茶抗逆与品质提升为目标，深入研究低温、干旱与营养胁迫对茶叶品质形成的影响，系统阐明北方茶主要品质形成机理，提出北方茶品质提升综合技术体系。通过研究与开发，为社会提供工程、技术咨询和决策服务，加强科研成果的推广和转化工作，提高科学技术对社会的贡献率，为三农建设做出积极的贡献。五年聘期内将提出高产高效优质安全共性技术与农业主推技术3～5项，建立优质高产高效茶叶示范基地3～5个，带动茶叶主产区发展优质高效茶园面积1.33万hm2(20万亩)以上，使山东省茶叶生产技术水平有显著进步。