茶叶是劳动密集型产业。上世纪九十年代以前,劳动力充裕,茶园生产基本上以人工并借助畜力进行作业,在当时的生产力情况下,基本能够满足茶园生产的需求。作为茶园生产的主要环节大致可分为四个方面,即:茶树修剪(包括幼龄茶树的定型修剪和成龄茶树的轻修剪、深修剪、重修剪和台刈)、茶叶采摘、茶园耕整及茶树植保。茶树修剪采用人工剪刀(称平剪)进行,由于劳动强度大(特别是深修剪和重修剪),茶园一般只进行了轻修剪,茶树的深修剪、重修剪难于及时实施,造成茶园树体高大,参差不齐园相差,产量低效益不高;茶树台刈则用镰刀和斧头砍伐,劳动强度大生产力低下。茶叶采摘以手工采摘方式进行,一般以自有劳力和雇用采茶工手工采摘。由于茶树生长有明显的高峰期,同时茶叶的采摘高峰期往往又与其他农事活动相冲突,常因采摘高峰期劳动力不足而带来茶树鲜叶不能及时采摘,出现“老茶”或“茶叶留树”现象,造成茶叶当年产量、品质下降。茶园耕整以畜力(牛犁)为主,而茶叶采摘(特别是手工采摘)一般一年要进行30次以上,茶园长期践踏导致茶行板结的现象普遍存在,部分茶园耕牛根本无法耕整。茶树植保以人力背负式器械喷药为主,常因压力小,喷孔直径和雾滴直径大,射程近,导致劳动强度大,工效低下。
宜都市地处武陵山余脉,属鄂西南武陵山区及宜昌三峡名优绿茶和宜红茶产区,是全国百强重点产茶县(市)。早在1200多年前,唐代茶圣陆羽(公元733—804年)在《茶经》(公元761年)中记述有“山南,峡州(夷陵、宜都唐属峡州)上”。近几年,在市委、市政府的高度重视下,宜都茶业紧紧围绕基地建设,狠抓核心区高效标准茶园示范带动,着力培育“宜红茶”和“天然富锌茶”两个品牌,努力提升茶叶品质,茶叶产业得到快速发展,跃上了一个新台阶,成为宜都市农业四大主导产业之一。随着我国市场经济向纵深推进和经济高速发展,农村劳动力大量外出务工,劳动密集型的茶产业面临严峻挑战,传统的茶园生产方式因劳动力短缺,生产成本增加,比较效益下滑,成为制约全市茶叶发展的“瓶颈”,各级领导、乡村干部、茶叶种植户迫切需要实现茶叶生产机械化。鉴于此,宜都市农业科技人员于2010年1月—2012年10月,在王家畈乡全福河村、大沟村,潘家湾土家族乡吕家坳村实施茶园机械化生产新技术,示范总面积5万亩、核心区1万亩,以提高茶叶种植效益。
一、制定湖北省《茶园机械化生产技术规程》(湖北省地方标准DB42/T655-2010),引领茶园生产机械化进程。
二十世纪九十年代,我市在全省率先试验茶园机械修剪、采摘技术,但因当时国产机械性能不稳定,进口机械价格昂贵,农机、农艺配合不协调,此项技术推广停滞不前。
进入二十一世纪,国内机械厂家开始研发性能稳定、小型轻便、经济适用的茶园生产机械。但机具品种杂,且推广茶园机械化生产无标准的窘境困扰着我们。宜都市农业技术部门及时提出并与上级业务部门开展《茶园机械化生产技术规程》的制定工作。2009年—2010年,我市科技人员以王家畈乡、潘家湾土家族乡茶园机械化生产基地为核心,在大量试验、调研的基础上,制定技术规程。在制定技术规程过程中,我们主要做了以下工作:
一是提供高标准机械化生产基地。我们选定王家畈乡全福河村、大沟村,潘家湾土家族乡吕家坳村这三个茶叶种植面积大、茶园机械化生产普及程度和生产水平高的村为基地,提供良好的试验示范基地条件。
二是开展试验,采集数据。在《茶园机械化生产技术规程》编制过程中,科技人员进行田间对比试验、作物观察、样本采集、数据提取、材料归纳等基础性技术工作,为制定《茶园机械化生产技术规程》倾注了大量心血。
三是组织装备,提供支撑。我们采用各类试验机械,反复试验示范,为茶园机械化生产提供了装备支撑。
2010年11月,省标委审议通过了经课题小组多次修订的《茶园机械化生产技术规程》,省质量技术监督局以湖北省地方标准DB42/T655-2010号发布了茶园机械化生产技术标准,于2011年1月1日在全省实施。
2010年12月,国家标准化管理委员会以国标委农[2010]89号下文,确定宜都市为第七批全国农业标准化示范区,实施《茶园机械化生产标准化示范区》建设项目。
二、主要技术环节
针对我市茶叶种植集中在丘陵、山区的实际,我们主要实施了茶叶机械修剪(利用修剪机械对茶树多余的枝叶进行剪切,从而达到改变园相的生产过程。茶叶修剪分定型修剪、轻修剪、深修剪、重修剪、台刈)——机械采摘(就是利用采摘机械对茶树绿叶层实施剪切、收集的生产过程)——机械耕整(就是利用耕整机械对茶园需耕部分土壤进行翻垡、碎土的生产过程,对茶园机械耕整可同时达到松土、除草的目的)——机械植保(就是利用植保机械对茶树喷施药物的生产过程)四大关键环节的新技术推广应用。
三、主要内容
在茶园生产机械化新技术推广中,我们实施了下列技术内容:
1、茶叶机械修剪
实施机械采摘的茶园,必须进行机械修剪。
(1)幼龄茶园修剪。栽植后的第一次定型修剪高度离地0.15m~0.20m,第二次定型修剪高度离地0.25m~0.30m,第三次定型修剪高度离地0.40m。以后的修剪以每年比前一年提高修剪高度50mm为宜。
(2)成龄茶园修剪。生长健壮、未形成鸡爪枝、冠面比较整齐、树高在0.80m以下的成龄茶园,在春茶结束后即进行一次机械轻修剪,夏秋茶开始实行机械修剪和机械采摘配套作业。
(3)衰老茶园修剪。树冠高低不平,已形成鸡爪枝层,但中、下部各级分枝健壮的茶园,采用深修剪机剪去树冠0.10m,适当留养,并通过系统的树冠修剪,待树冠形成平整的采摘面;树高在0.90m以上或树势衰老、但骨干枝健壮的茶园,需离地0.30m~0.40m进行重修剪,重新培养树冠;树龄较大树势衰败的茶园应通过台刈改造,重新培养树冠。深、重修剪和台刈等机械化改造后的培养优化树冠作业。
(4)年间修剪。每次机械采摘后的5~10天内,进行一次采摘面上突出枝叶的修剪;秋茶结束后,为维持茶树生长势,调节发芽密度,每年要进行一次轻修剪;每年进行茶行边缘修剪(修边),保持茶树行间冠面间距,以利通风透光、减少病虫害和机械作业。
茶园修剪机械选型:茶园轻修剪,根据操作人员通行条件选择修剪机或双人轻修剪机作业;茶园深修剪,应选择双人深修剪机作业,也可采用单人修剪机多次修剪作业;茶园重修剪,应选择双人重修剪机作业;台刈选择背负式割灌机作业。
2、机械采摘
(1)对发芽整齐,生长势强,采摘面平整的茶园实行机械采摘。
(2)根据品种、茶类、茶季、采摘批次等多种因素确定机械采摘适期和采摘批次,如以一芽二、三叶及其对夹叶为标准新梢,即标准新梢达到60%~80%时进入机械采摘适期,一年采摘4~6次。
(3)机械采摘连续进行多年后,对树冠偏高、树势衰退、叶层变薄,通过修剪培养优化树冠,形成平整的采摘面。连续机械采摘5年后进行一次深修剪,深修剪连续进行二次后进行一次重修剪,重修剪连续进行二次后进行一次台刈或改种换植。
(4)大、中型有茶园的茶场,根据生产规模与机械作业效率来确定采茶机的配置方案。台时工效和承担作业面积参考值为:双人采茶机0.10hm2和4.67hm2,单人采茶机0.04hm2和1.67hm2。
机械选型:平地、缓坡条栽和操作人员通行条件许可的茶园选用双人采茶机,零星山地或操作人员通行条件欠佳的陡坡阶梯茶园选用单人采茶机。双人采茶机的选型还应与采摘面形状相配套,采用弧形采茶机或平形采茶机。
3、机械耕整
(1)茶园机械化耕整、除草采用浅耕和深耕两种方式。
幼龄茶园浅耕深度为0.04m~0.07m,成龄茶园浅耕深度为0.08m~0.12m。
(2)不采秋茶的茶园在8月深耕,采秋茶且管理较好的茶园在秋茶结束后的10月~11月进行深耕,深度为0.15m~0.20m。
机械选型:茶园浅耕、深耕选用3.8-6.6KW微型耕耘机配套旋耕刀进行旋耕浅、深耕作业。
4、机械植保(物理防治)
(1)茶园生产季节优先采用杀虫灯等物理方式防治病虫害,必要时选用高效低毒低残留农药。
(2)施药时从树冠两侧向丛内喷施,使药剂喷施入茶丛内部病虫危害处。
机械选型:选用背负式机动喷雾机、担架式机动喷雾机进行机械防治病虫害作业。
四、实施效果
(一)促进了茶园园相的大改观。茶园机械修剪确保了茶园树冠蓬面平整,茶树高度一致,茶园通风性、采光性大为改善,茶叶病虫害发生概率降低,通过机械化修剪的茶园,成为茶区一道亮丽的风景,为观光农业的发展奠定了基础。中国工程院院士陈宗懋2010年查看了我市全福河村实施机械化生产的茶园后,给予高度评价,认为是目前全国少见的高标准茶园。
(二)促进了茶叶产量的大增长。机械采摘可对茶叶及时采摘,剪口切面平滑,有利于芽叶快发,增加了茶叶产量。2011年,全国茶叶平均增产为5%,我市为21%,全国平均单产52公斤(以总面积计),我市平均单产109公斤。
(三)促进了茶叶精深加工技术的大进步。机械化采茶大大提高了夏秋茶的下树率,中低档茶资源得到充分利用,产量大幅增加,带动了精深加工企业落户宜都。到目前为止,全市拥有规模年加工1000吨以上的茶叶精深加工企业3家,500-1000吨的5家,茶多酚加工企业1家,拥有色选机18台,年精深加工能力2万吨以上,茶多酚提取100吨以上,高新尖加工设备保有量在全省处于领先水平。宜都已成为鄂西南地区茶叶加工销售集散地。
(四)促进了经济效益的大提高。
1、节本增效:以一亩茶园为单位,分别分析各技术环节节本增效的因素及结果,为亩平节约成本1940元。
(1)机械修剪
手工修剪一亩需用工3个,每天用工按80元计算,支出工资240元。
用机械修剪,两人操作,日修剪量是10亩以上,一台修剪机每天作业收入按500元计算,平均每亩收费为50元。
用机械修剪每亩次可节约支出190元,一亩茶园每年修剪按1次计算,此环节节本增效为190元。
(2)机械采摘
手工采摘一亩需用工5个,每天用工按80元计算,支出工资400元。
用机械采摘,单人采茶日作业量可达2亩,一台单人采茶机每天作业收入按300元计算,平均每亩收费为150元。
用机械采摘每亩次可节约支出250元,一亩茶园每年采摘按6次计算,此环节节本增效为1500元。
(3)机械耕整
用耕牛犁耕,每亩按120元支付工资。
用机械耕整,微耕机每亩作业收费为70元。
用机械耕整每亩次可节约支出50元,一亩茶园每年耕整按3次计算,此环节节本增效为150元。
(4)机械植保
用人打药,需用工0.5个,每天用工按80元计算,支出工资40元。
用机械植保,一台机动喷雾器作业收费为15元。
用机械植保每亩次可节约支出25元,一亩茶园每年植保按4次计算,此环节节本增效为100元。
2、增产增效:茶园从手工修剪经过机械适时修剪,在肥培管理正常的情况下,机械采茶与手工采摘相比较,每亩增产鲜叶300公斤,每公斤鲜叶按纯收入1.6元计算,亩均可增收入480元。
通过分析各技术环节,每亩茶园实施机械化新技术应用后,每年可节本增效2420元。
三年示范区共实施面积5万亩,为茶农增效12100万元。据年度农村经济统计年报分析,核心示范区域全福河村2011年与2010年比较茶叶产量增90吨,增幅16.7%,种植业收入(以茶叶为主)增199万元,增幅11.9%,农民人均纯收入增1329元,增幅23.1%。预计今年全市茶叶产值可达2.8亿元,比2009年的1.4亿元翻了一番。
(五)促进了茶叶种植面积的大跨越。由于机械作业缩短劳作时间,降低劳动强度和生产性支出,在我市茶叶发展空间有限的情况下,每年仍保持新建茶园5000亩以上的速度增长,预计2012年全市茶叶总面积可突破10万亩,比2009年的8万亩净增2万亩。
(六)茶产品质量安全质量大提升。据调查分析,茶产品中农药残留超标的主要原因之一是茶园在使用化学农药防治病虫草害时,往往与茶叶采摘期同步,农药使用“安全间隔期”没保障。手工采摘茶园,一般3-7天要进行一次采摘,化学农药的安全间隔期一般在10-15天;茶园使用化学农药防治病虫草害后,还没有达到“安全间隔期”要求时又要进行鲜叶采摘。而机采茶园形成了明显的轮次,一般每批次采摘间隔时间在20天以上,机采茶园在使用化学农药防治病虫草害防治后,由于采摘批次间隔时间长,能有效保证化学农药使用的“安全间隔期”,提高了茶叶安全品质。
(七)促进了茶园种植区青壮劳力的大转移,增加了茶农打工经济收入,提高了社会效益。
(八)促进了农机作业队伍的大发展。茶园生产机械走进千家万户,造就了一支学机械、用机械的农机操作队伍,全市农机手达到7100人。
(九)促进了农机保有量和机械作业水平的大提速。
截止2012年10月,示范区服务于茶园生产的茶叶修剪机达到3352台,采摘机2563台,微型耕整机1627台,植保机械4983台,其保有量居全省之首。
目前,我市茶叶生产机械化推广应用居全省领先水平,其中:机械化修剪的茶园占种植面积的92.3%;机械化采摘(大宗茶)的茶园占种植面积的90%;机械化耕整、松土、除草占种植面积的45.6%;机械化防治病虫害面积占种植面积的97.8%。王家畈乡全福河村、大沟村,潘家湾土家族乡吕家坳等村达到了家家有机械,进园用机械,全村基本实现了茶园生产机械化。
2012年8月,现任国家特色经济作物生产装备工程技术中心主任,中国茶叶加工机械产品质量检测中心常务副主任,国家茶叶产业技术体系岗位科学家,执行专家组专家,农业部南京农业机械化研究所肖宏儒研究员来我市考察了茶园生产机械化新技术应用项目,通过听取汇报,实地调研,现场观摩,肖宏儒研究员充分肯定了该项目的先进性、经济性和适用性,决定在我市举办全国西南片区茶园机械化管理设备示范现场会。
2012年9月19日,由农业部南京农机化研究所、湖北省茶叶协会主办,我站承办的全国西南片区茶园机械化管理设备示范现场会在我市隆重召开。来自江苏、湖南、湖北等7省市的200余名领导、专家、学者出席了会议。机具作业演示会在姚家店镇双赢茶叶专业合作社楠竹园茶叶基地进行,与会人员现场观摩了茶园翻耕、松土、开沟、喷灌、植保,茶叶采摘、修剪等生产管理环节6个系列的机具作业演示,先进、适用、高效、环保的机具作业效果博得与会代表的一致好评。
五、技术的创新点
(一)茶园生产机械化新技术的推广应用促进了农机与农艺的紧密融合。
1、改革定植规格。为适应机械化生产的要求,全市新定植茶园统一采用两种方式定植,即单行定植茶园,行距1.5米,丛距20厘米,每穴种植2株,亩栽4440株左右;双行定植茶园,1.7米开厢,大行距1.4米,小行距30厘米,丛距30厘米,每穴种2株,亩栽5230株左右。淘汰了不适应机械化生产的传统种植规格。
2、推动无性系良种应用。为了适应机剪、机采,我们大力推广应用了芽叶萌发整齐、轮次明显、抗病虫害能力强的茶树无性系良种,把乌牛早、鄂茶7号、福鼎大白作为新发展茶园的主导品种。全市无性系良种面积由过去的不足20%,而近三年新建茶园选用无性系良种面积占总面积的70%以上。
3、推动了修剪方式的变革。为适应机械化生产的要求,新建茶园第一次修剪高度离地面15厘米左右,第二次在第一次定型修剪的剪口上提高10-15厘米,第三次在第二次剪口上提高10-15厘米。进入正常采摘的茶园,茶树树高、树幅50-60厘米,每株茶树末级小枝数15个以上,绿叶层30-40厘米,矮化了树冠,适应了机械化作业;成龄茶园通过实行夏秋茶留叶,解决了机采茶树绿叶层变薄的突出问题;改传统秋茶后轻修剪为春茶高档鲜叶手采后轻修剪,既增加了春茶高档茶产量,又为机械采茶奠定了基础。
4、促进了施肥制度的变革。机械采茶大幅度提高了鲜叶产量及下树率,没有大量肥料投入支撑,势必造成茶树早衰,因此,机采茶园一是改革施肥品种,基肥以茶树专用有机生物肥为主,增加土壤有机质,合理确定大量元素的比例;二是增加施肥量,机采茶园比手采茶园肥料用量增加20%;三是改革施肥时间和方法,基肥早施,追肥及时施,在施肥方法上改撒施为开沟深施,引根深入,提高茶树抗逆性和肥料利用率。
5、因园配套机型。茶树是多年生经济作物,一年种植多年受益,经济寿命长。传统茶园定植时茶树行间狭窄,耕整机械难于进园作业。为使一批传统定植茶园适应机械化生产的要求,引导茶农购买体积小、重量轻、功率足、犁刀总宽度不超0.6米的微耕机,解决了传统茶园机械耕整问题。
6、优化茶树蓬面形状。为了提高茶树蓬面有效日照时数,引导茶农购买平型修剪机,将原来的弧型蓬面改为平型蓬面,降低病虫害的发生概率,提高茶叶产量和品质。
(二)茶园生产机械化新技术的应用,催生了茶叶机械化专业服务队的诞生。随着茶园生产机械化的普及应用,主产区茶叶专业合作社充分利用国家购机补贴政策,购置茶叶生产机械,实行机械专人管理,专班对合作社社员开展有偿服务,提高了机械利用效率,作业效力和操作水平不断提升,为茶农节约了购机支出,深受茶农欢迎,目前,全市有三家茶叶专业合作社组建了茶叶机械化生产服务队。
六、主要做法
(一)严把四关,确保技术推广的先进适用性
1、把好选型引进关。2010年元月,宜都市组织相关技术人员先后赴浙江、江西等地实地考察,并结合我市茶园种植实际,拟定推广一家一户都能操作使用的小型轻便、操作简单、维修方便、质优价廉、节能环保的机型。一是在修剪机械的选型上,确定以单人、平型为主。2012年主推电动修剪机,此款机具有节能环保,效率高,能耗小,对茶作物无污染的优点。二是在采摘机械选型上,确定以单人、平型为主。2012年主推机采、机剪二合一机型,实现功能多样化。三是在耕整机械选型上以小型多功能、刀具总宽度小于0.6米的微耕机为主;四是在植保机械选型上以小型、轻便、四冲程节能环保型为主。
2、把好骨干培训关。近年来,宜都市每年举办以茶叶机械化修剪采摘为重点的技术骨干培训班,每年培训人数近200人,参加培训班的学员成为我市茶园生产机械化技术推广的骨干力量。与此同时,我们在全市茶叶主产村每村配备了一名农民技术员,并每年对农民技术员集中培训一次。在讲授理论的同时,还安排专业技术人员深入田间地头现场演示讲解机械作业性能及操作要点,示范演示各类机械3类12种。
在培训技术骨干形成技术核心力量的基础上,开展了面向农户的实用技术培训,培训采用了集中演示、生产现场培训、核心示范户传帮带培训等多种形式。每年培训人数近2000人,重点培训内容为《茶园机械化生产技术规程》、《茶园机械化生产操作标准》、《生产投入品标准》、《机械作业安全及机械维修使用》、《生产关键控制点、生产记录标准》等,这些培训规模大,内容丰富,影响力强,效果好。
3、把好推广示范关。市人民政府支持农机、农业部门兴建了多层次的示范基地,市级建立了一个茶叶生产机械化试验示范园,茶叶种植大乡也分别建立了茶叶生产机械化示范点。以六大专项活动为载体,推进茶园生产机械化技术的示范推广工作。从2010年开始,农业农机部门连续三年在王家畈乡、潘家湾土家族乡举办茶叶机械化采茶竞赛活动,七个产茶乡镇组织近百名机手参加决赛,以机械采茶技术为突破口,助推了茶叶生产机械化技术示范推广向纵深发展。
4、把好服务配套关。市农机部门2010年组建了“宜都市茶叶生产机械化技术服务专班”,配备1辆推广服务专车,对茶农反映茶园生产机械化生产中出现的问题及时跟踪服务,确保技术服务及时高效。
(二)加大农机购置补贴的扶持力度。市农机主管部门出台政策,对农民购买服务于茶产业的机械给予重点补贴,对示范区农机专业服务队给予重点倾斜,在资金指标使用上不设上线,激发了购机用机的积极性。据统计,近三年用于示范区购机补贴资金达到近499万元,其中:茶叶修剪机184万元,茶叶采摘机143万元,微耕机112万元,植保机械60万元。
(三)加强茶园机械化生产典型和技术宣传
充分利用《三峡日报》、湖北农机化信息网、宜昌农机化信息网、宜都电视台等公共媒体宣传茶园机械化生产技术的重要性、必要性和生产典型。同时印制《茶园机械化生产操作标准》资料4000余份,《茶园机械化生产技术规程》1000份,各类茶园生产机械操作、维护培训资料5000多份。利用送科技下乡、农业科技进村入户、阳光工程培训等科技活动,开展形式多样的宣传活动每年达到5次。
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