茶是我国传统的饮品,我国茶的历史悠久,单只随诊现代农业的发展变化,许多农业都用上了现代科技技术,传统茶叶的生产模式虽然也受到认可,但是在现行的食品安全标准之下很难占有优势,尤其是农药杀虫的落后生产方式,对茶叶产品的危害极大,导致茶叶农残超标现象严重,不仅造成茶叶品质下降,而且也制约了茶叶产业的发展。
近年来,通过大力推广太阳能杀虫灯杀虫,这种现象得到了改变,太阳能杀虫灯这种物理杀虫方式正在帮助做大茶叶产业。
其实茶农都知道农药对茶叶的危害作用,但是茶园不施化学农药,那么虫害如何防控,这不仅仅是茶农面临的问题,也是茶叶种植产业在进行生态农业转变的过程中必须要解决的一个问题。而在市场上,安全健康的有机绿色茶叶产品更受消费者的青睐,因此茶园必须要进行科技化改造,按照有机生态标准建设和管理茶园,而其中最重要的科技应用就是太阳能杀虫灯。使用太阳能杀虫灯诱杀害虫,可以帮助实施病虫有机生态防控,实现了茶园病虫害有机生态物理防治。
现在,在太阳能杀虫灯的帮助之下,我国不少地区的茶叶生产基地都通过了欧盟有机认证,茶叶品质得到了官方认可,由于采用的是更安全、更环保的生产方式,这样的绿色有机茶叶也得到消费者的欢迎和认可,茶叶产业得到了长远的发展,不少茶园都进行了改造,扩大了生产种植的规模,不仅改变了绿茶一枝独秀的局面,还开展了红茶、黑茶、黄茶、乌龙茶等产品的加工与研发,丰富了茶叶品种。同时由于科学运用太阳能杀虫灯等物理杀虫手段,茶叶品质得到了进一步提升,也推动了我国茶叶品牌的发展,不少都已经成为我国的名优特产,成为我国文化交流的重要名片。
我国茶区大多分布在丘陵山区,地区发展不平衡,经济、技术基础相对薄弱,且面临管理粗放、水土冲刷、肥力下降、生态失衡、农药污染和效益低下等多重压力,努力寻求经济、社会发展与资源、环境相互促进、相互协调发展的道路是非常迫切的,茶园生产的可持续发展就是在这样的背景下提出的一种比较合适的发展观。从本质上来讲,生态茶园、无公害茶园、“两高一优”茶园等模式都是这一发展观的产物。
1 现代可持续茶园生产的目标和内容茶叶绿色食品提供原料基础,做到经济效益、社会效益、生态效益的三统一,逐步建立起一个现代集约、持续发展的茶园生产综合体系。
现代可持续茶园生产的内容可以归纳为:调整优化茶园结构,建立与环境协调的生态茶园;推行无公害栽培技术,保持茶园生态平衡;发展多种经营,维持茶园经济、社会、自然的良性循环,提高综合生产力。
2 现代可持续茶园生产的实现策略
2.1 调整结构
可持续茶园应该是一个生态茶园[6],这是借用生态农场的概念延伸而来,即以茶树为主要物种,遵循生态学原理和符合生态学规律建设起来的茶园。生态茶园具有以下功能:①保持水土,避免水土流失;②营造理想地域小气候,适合茶树生长,改善茶叶品质;③共生互惠,提高整体生态效益;④保持生物多样性,天敌资源丰富;⑤多系统联结,持续协调发展。
为达到这一目的,可以采取以下做法:①在生态适宜区建园。今后发展新茶园应尽量向宜茶的山区和半山区发展,并且不宜大面积单一种植;②合理布局,全面规划。保留较多植被,使茶园和周围的环境融洽一致。形成“树木盖顶,茶树缠腰,山脚种粮”的立体栽培模式,提倡植树种草,优化茶园生态环境,陡坡低产茶园要退茶还林;③根据生态位和利用层共享原理,茶园实行合理间作、套作,建立作物种群多层立体结构,形成茶园人工复合生态系统。如茶林、茶果、茶胶、茶菜、茶肥、茶药和茶菌等间作模式,具有乔一灌两层或乔一灌一草三层结构,通过茶园空间巧妙配置,做到阴阳搭配、高矮搭配、深根浅根搭配、一年多年搭配,合理组装成多物种、多层次、多功能的立体生产结构。既改善生态环境,又充分利用空间;④根据边缘效应和食物链原理,多系统联结,扩大生态系统物质循环规模,提高综合效益。有条件的地方实行茶林农牧渔综合经营。
2.2 调整产投比
现代可持续茶园生产应考虑茶树本身的承受能力,依据茶树生长规律正确决定茶树各生育阶段的产投比。自建园到第一次采收茶叶(一般3~4年)的幼龄茶园坚持只投入不产出。幼龄茶园过早采茶,人为地加大产投比,不符合茶树生育特性,会阻碍高产期的到来,甚至使茶树早衰,长期处于低产出水平。自第一次采收茶叶始,随着树龄的增加加大产投比,当茶园进入高产期时也是产投比最大的时期,这时应加强肥水管理,实行高投入高产出,尔后由于茶树生机下降,产投比逐年减少。一旦树势衰老,就应及时降低产投比,加大投入,全面贯彻低改措施,尽快使茶树进入下一产出周期,切忌“掠夺式经营”。科学合理的产投比,使人与茶树合作,协调相处,其结果有可能使幼龄茶园提早成园,有效延长茶树经济年龄时期和推迟衰老期的到来,实现可持续茶园生产。
2.3 生态栽培
茶树生态栽培[5,6]是指:运用生态学原理,因地制宜地开发利用光、热、水、气、养分等自然资源,提高太阳能的利用率,有效、持续地促进系统的物质循环和能量循环,极大地提高茶叶生态系统的生产力,达到优质、高产、高效益的一种栽培措施。推广生态栽培技术有:水平等高条栽以防止水土流失;开沟排水以降低地下水位;人工种草或地面铺草以稳定土壤耕作层,提供天敌栖息地,避免大量使用除草剂,破坏茶园土壤的理化结构;科学施肥以防止土壤肥力衰退和污染,利用种草养畜轮作增加有机肥,重施基肥,减少化肥的投放量,特别是避免偏施氮肥所造成的茶树体内的碳氮比改变和某些吸汁性害虫的猖獗。据粟本文报道[5],目前茶树生态栽培的主要模式有覆草栽培、绿肥覆盖、大棚及地膜覆盖等。这些生态栽培模式在改善茶园生态条件,促进茶树高产、优质上起到了重要作用。
2.4 生态防治
现已发现化学农药,特别是稳定性高的化学农药在生态系统中随着物质循环在生态系统的生物之间及其环境之间进行着广泛的传递和转移[3]:其次,在进行着复杂的降解、转化作用,所产生的一些物质,对生态系统、对人类可能产生比原有农药更大、更深远的影响;第三,重新认识农药在生态系统中的作用,不仅要注意农药的使用效果和经济价值,而且更要注意农药对人类安全(包括潜在的、对人类后代发育缺陷的影响)和对生态环境的污染。
基于这些认识,茶园生态防治是今后发展的方向,有以下一些措施:①利用植物的抗害性自然控制害虫。培育抗虫抗病品种常可减少施药次数,有利于保存天敌。②利用害虫的天敌自然控制害虫。如以虫治虫,以菌治虫,利用其它有益生物,如鸟、青蛙等。③利用昆虫生长调节剂和种间信息物质自然控制害虫。昆虫生长调节剂被称为第三代杀虫剂,具有选择性,对昆虫有效,对人畜安全。④利用植物性杀虫剂控制害虫:如可用辣椒水、烟草水、除虫菊、鱼藤精、苦楝、植物油乳剂、矿物油乳剂、松脂合剂、肥皂水、洗涤剂水和浆糊水等植物性物质或制剂防治蚜、螨、蚧、蝽等。⑤利用农业技术方法防治害虫。如调节土壤、田间小气候,控制有害生物的天敌消长:合理施肥改善作物的生长发育,提高作物的抗病虫能力,有的还可直接杀死害虫;灌溉,排水能迅速改变田间环境条件,如土壤冬灌可以部分杀死土壤中的害虫。⑥发展无公害农药。如各种农用抗菌素,高效低毒农药。⑦改进剂型和施药技术。剂型由粉剂改为颗粒剂、微囊剂、包衣粒剂等。采用静电喷雾、低容量喷雾、超低容量喷雾等喷洒技术。
2.5 设施茶园
在经济发展的基础上,今后的茶园生产应从自然性栽培技术为主向人工控制条件下的高产、优质、规范化栽培技术方向发展,即逐步加大设施茶园的比重。所谓设施茶园,就是环境设施和技术设施相配套的茶园生产体系。发展设施茶园,可以不断提高茶园集约化经营水平,提高茶叶单产和茶叶品质,增加生产效益。设施茶园可以借助人造小环境,在一定程度上突破自然气候的限制,扩大茶园茶叶生长的地域界限和时域界限。如:①地膜覆盖和大棚栽培技术,在冬季推广塑料大棚或地膜覆盖技术,可提高棚内有效积温,调节小气候,增加土壤有效养分,使春茶提前采15~30天,甚至更长时间,从而提高经济效益。②节水灌溉技术,从丰产型灌溉向节水型灌溉、从地面灌溉向管道化灌溉的方向发展,滴灌可经济用水,不破坏土壤结构,还可配合均匀施肥和药杀地下害虫。喷灌具有节约用水、节约劳力、保持水土、改善微域气候的优点。③营养袋繁殖技术,与传统扦插育苗法相比,具有发根快,发根多,苗粗,移栽成活率高等优点。④遮阳网技术,试验表明,夏季以30%~40%的遮荫度进行适当遮荫,日平均温度下降,相对湿度增加,避免了夏季高温带来的不利影响,有利于提高茶叶品质。
唐和平(湖南农业大学食品科技学院茶学系,长沙,410128)
刘富知(湖南农业大学食品科技学院茶学系,长沙,410128)
参考文献
1,周光召,朱光亚主编,《共同走向科学》,新华出版社,1997
2,王伟著,生态农业的希望,化学工业出版社,1996
3,鲁明中,陈年春著,农药生态学,中国环境科学出版社,1993,100~120
4,彭毅华,论我市有机茶的生产与开发,茶叶通讯,1999(1):42-43
5,粟本文,茶树生态栽培生理生态效应研究进展,茶叶通讯,1998(3):29~33
6,黄寿波等,试论生态茶园建设的若干问题,茶叶,1997,23(2):23~27
7,诸大建等,走可持续发展之路,上海科学普及出版社,1997:1~21
8,陈文怀等,中国茶树区划,中国农作物种植区划论文集,北京,科学出版社,1987,193~206
安徽是我国重要的茶叶产区之一,有着发展茶叶的众多优势,茶叶栽培历史十分悠久。近年来,地处中部的安徽农业大学发挥自身学科优势,加强科研攻关,推进产学研一体化,在探索中国茶走向世界的路径中不断贡献着“安徽智力”。
茶基础研究成果不断
2018年4月,安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春教授研究团队,联合深圳华大基因等相关研究团队,破解了中国种茶树的全基因组信息,相关成果发表于《美国科学院院刊》上,标志着我国茶树生物学基础研究取得原创性重大突破。茶树基因组的破译将推动茶组植物基因组进化、茶树起源和遗传多样性、茶叶特征性次生代谢物形成机理等重大基础生物学问题的研究。
茶叶
安徽农业大学以茶树基因组图谱为框架,整合了24种山茶属植物共计97个转录组、代谢组、甲基化组、种质资源以及大量生物和非生物胁迫基因表达谱数据,通过基因表达和代谢物分布模式的相关性建立起各数据之间的联系,系统构建了全面的茶树基因组学与生物信息学平台,实现了茶树组学大数据的整合与共享。该平台集成了多种生物信息学工具(如功能富集分析、相关性分析、分子标记开发、引物设计、序列比对等),有助于研究者快速检索以及深度挖掘数据库中丰富的组学数据并实现可视化。
酯型儿茶素是导致茶叶味苦的主要原因,但这一类型儿茶素是如何合成的,长期困扰着学界。安徽农业大学经过艰苦的攻关研究证实,有两种酶在酯型儿茶素形成过程中起关键作用,这是学界首次发现酯型儿茶素合成的关键酶,证实了儿茶素合成途径的存在。由此可通过调节基因表达和酶活性,影响酯型儿茶素的合成量,从而对茶叶苦涩味进行调控。芳樟醇和橙花叔醇是决定茶叶花甜香的关键物质。研究发现,茶树萜类合成酶基因在茶树叶片和花中,通过转录过程中的再加工,生成了功能有别的两个转录本,分别催化芳樟醇和橙化叔醇的生物合成。可利用这一原理,通过应用不同逆境信号物质,调节芳樟醇和橙花叔醇的生物合成,从而达到改善茶叶香气品质的目的。研究还揭示了β-葡萄糖苷酶在茶叶香气形成中的重要作用,从理论层面揭示了茶叶香气形成机理,这些研究都为生产环节提升茶叶香气和口感提供了现实途径。
推进茶机产业迅速发展
为了改变众多茶企业作坊式加工落后的现状,聚焦制约我国茶叶化加工技术和装备发展中面临的共性关键技术问题,安徽农业大学茶学团队开发集成了茶叶连续化、清洁化加工技术。“十五”期间,项目组引入日本和台湾的茶叶加工设计理念,研建了国内外首条炒青绿茶清洁化生产线,由此开启了我国茶叶大规模连续化、清洁化加工的先河。“十一五”期间,在国家科技支撑计划项目的支持下,先后将炒青绿茶清洁化生产线的研究成果应用到黄山毛峰、滴水香等传统名茶的规模化生产上,先后开发了5条黄山毛峰茶、滴水香茶清洁化生产线并示范应用。“十二五”期间,在安徽省政府“茶产业发展专项资金”项目支持下,开发了六安瓜片茶、祁门红茶、霍山黄芽茶、黄大茶等生产线。茶叶清洁化生产线在名优茶生产上的示范应用,改写了我国传统名茶只能依靠手工配合单机加工的历史。项目成果通过浙江上洋机械有限公司、浙江春江茶叶机械有限公司、安徽三九农业装备科技股份有限公司等企业快速推广应用,先后在全国20个产茶省市推广生产线200多条。
由于茶叶色选技术装备受制于日本、德国和韩国等国家设置的技术壁垒,价格昂贵,在我国很少使用。“十一五”期间,我国大米色选机行业的龙头企业合肥美亚光电技术股份有限公司与安徽农业大学合作,于2007年开发了首台国产数字化智能茶叶色选机并示范应用,“安科”茶叶色选机已经在全国20个省推广应用并出口海外,打破了日本和韩国对我国茶叶色选机市场的垄断,并迫使国外茶叶色选机逐步退出中国市场。茶叶色选机实现国产替代后,在合肥市带动一批如捷讯光电等民营色选机制造企业,合肥市已经成为全球最大的色选机产业化基地,生产的茶叶色选机已经占据全球80%以上的市场份额。
茶叶数字化品控技术开发与推广。为适应茶叶大规模连续化加工对原料和产品快速检测技术的需求,近年来,安徽农业大学将近红外光谱分析技术应用到茶叶生产与品质控制中,先后开发出系列茶叶品控装备,应用于检测茶鲜叶原料质量、评判茶叶品质和等级、控制茶叶加工工艺、监测出口茶掺杂,为茶叶生产全程数字化品质控制奠定了基础。
茶叶
开发茶叶新品种市场
黄大茶是皖西特产,利用夏秋季原料加工,因原料粗老、加工粗放、包装简陋,一直属于低档产品。2016年,安徽农业大学宛晓春和张劲松教授研究组发现,与其他茶类相比,黄大茶更有益健康,系列基础研究成果为开发以健康为导向的功能性茶叶产品提供了科学依据,进而催生了皖西黄茶产业由冷转热、由弱转强。如今,包装精美的黄大茶、黄小茶、黄芽茶和速溶黄大茶系列产品成为电商网店的热销品。利用安徽260多万亩茶园丰富的夏秋茶资源优势,安徽农业大学在皖垦集团等9家龙头企业,集成推广机采、机剪和机耕技术,示范推广茶园病虫草害绿色防控技术,建立机采示范茶园15000亩;开发了桂花红茶、桂花瓜片、金寨红茶、安徽特色乌龙茶、黄大茶等系列夏秋茶产品,研建了生产线并实现规模化生产。利用夏秋茶资源开发了多种类型茶叶深加工终端产品,在浙江和安徽,研制了一批速溶茶和姜糖茶生产线,年加工速溶茶近万吨。以低档茶及茶园修剪枝等作为添加剂,研发含茶的动物饲料,不仅能够明显降低鸡肉和鸡蛋中胆固醇、甘油三酸酯的含量,提高肉中不饱和脂肪酸、肌苷酸、VE的含量与动物蛋白质量,还能够提高免疫力和抗病力,进而减少甚至替代了饲料中抗生素、抗菌剂、防霉剂、生长促进剂等的使用,从而开辟了茶的应用新领域,拓展了夏秋茶资源的利用广度,提高了健康养殖技术水平。
早在2012年,安徽农业大学教授宛晓春、夏涛向安徽省政府提出“关于加快推进安徽省茶产业发展的建议”。针对安徽茶产业发展的关键问题,制定了“服务安徽省茶产业发展行动方案”,从茶树品种选繁和茶园管理、夏秋茶资源综合利用、名优茶加工技术和装备推广、茶叶健康功能发掘、茶产业经济与茶文化建设等方面,提出了振兴安徽茶产业的技术路线。安徽省半数以上的茶园是20世纪70—80年代开垦的,多为低产老茶园,制约了茶叶产量、品质的提高和机械化采茶的推广。团队通过离子诱变结合杂交和系统选择等传统方法,先后选育了3个国家级品种,4个茶树新品系,在重点茶园广泛推广应用。并通过研发的新茶树扦插快繁技术,使得茶苗繁殖系数、苗圃利用率和经济效益提高1倍。
积极参与国际标准制定
近5年来,安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室积极参与茶叶国际标准制定工作,宛晓春教授先后3次作为代表团团长参加ISO/TC34/SC8国际茶叶标准化会议,并担任国际茶叶标准化技术委员会特种茶工作组召集人,4项茶叶国际标准研究项目获得国家标准化委员会立项,扭转了我国在茶叶国际标准方面没有话语权的被动局面。
为更好地向世界传播中国茶文化,安徽农业大学成立了中华茶文化研究所,并开展了广泛的茶文化国际交流活动,与日本、韩国、德国、美国等国家及港澳台地区茶文化交流不断。在此基础上,创立了4年制茶学专业茶文化与贸易方向,编写出版了系列茶文化教材,培养茶文化方向的本科生、研究生和留学生。建立国际合作交流平台。2016年,依托茶树生物学与资源利用国家重点实验室,创建了教育部茶叶化学与健康国际合作联合实验室,联合多所国际一流高校院所,已取得明显的合作成效。学校先后与科罗拉多州立大学组建了联合研究中心,与新泽西州立大学、马歇尔大学组建了国际联合实验室。与科罗拉多州立大学成立了茶与健康联合研究中心,提升项目合作研究的效率,增加研究生和青年教师互派的频次和数量。
地处鄂西北山区的竹溪县是湖北省有机绿茶生产大县,基地面积达18万亩,已采摘8万亩。茶叶是竹溪农民脱贫致富的朝阳产业,全县有茶叶龙头企业两家,产值过亿元。生产的“龙峰”、“梅子贡”茶多次在全国农业博览会上获奖。但随着打工经济的发展,茶园生产管理环节投工多、请工难、工价高,生产成本加大,因此茶园效益低,特色优势产业持续发展受阻。8月初县农机局和龙王垭茶叶集团参加了全省茶叶机械化现场会,观摩了五峰青岗岭生态茶园建设和机械操作演示。回来后我们把会议情况向县茶叶生产领导小组汇报,县委、县政府提出五项措施做强做大茶叶产业。
一是重视基地建设。以海拔600至1000米的北部、中部乡镇为重点,稳步发展基地面积。到2011年,茶叶基地达到20万亩,产量1000万斤,收入5亿元,建成5个茶叶大乡镇。二是增强核心竞争力。走“集团+公司+基地+农户”的路子,实施“集团带茶场、品牌带全县、大场带小场”战略,把龙王垭、梅子垭建成省级龙头企业。三是抓好种植加工。推行标准化生产,加强技术培训。改造加工方法和机械设备,推进茶叶生产、加工、经营管理全过程标准化。四是加大投入力度。全县各部门要落实产业扶持政策,把茶叶产业的投入放在农业农村工作的首位。县政府每年投入资金支持品牌开发、基地建设、茶园管理、新机具及新技术引进推广。五是加强组织领导。完善县乡主要领导抓茶叶产业的工作机制,形成举全县之力抓产业的氛围。县委、县政府将产设纳入相关单位综合目标考核。
今年县农机局多次深入茶叶重点乡镇和生产加工企业座谈,了解茶叶生产加工机械需求,并与县茶叶生产领导小组办公室共同研究制定了茶叶生产加工全程机械化发展规划,用3至5年集中发展茶园建设改造、中耕施肥、植保、喷灌、修剪采摘、加工等机械化。截止当前,全县新增茶叶生产加工机械336台套,其中补贴机具262台套,申请补贴68万元,受益农户197户。
近期,山东日照出产的碧波绿茶获得全国名茶的称号,这都要归功于以下三点:一、从茶叶源头进行严格把关,实现从生产到饮用的安全;二、通过科技创新,培育新抗寒茶树品种;三、注重茶叶知识产权的保护,推动茶产业健康发展。
日照茶园
日前,从中国茶叶学会传来喜讯,碧波绿茶在第十二届“中茶杯”全国名优茶评比中获得佳绩,由山东日照碧波茶业有限公司出品的“日照碧波”牌碧波春,荣获特等奖。这是继前不久碧波绿茶荣获“好礼山东,一城一品”称号后,碧波茶业公司获得的又一殊荣。
追求卓越、质量第一,实现从茶园到茶杯的安全
为充分保证绿茶品质,公司导入并推行卓越绩效管理模式,认真梳理日照绿茶传统工艺,总结研究出一整套独特的生产加工工艺,完善操作规程,达到了茶叶生产的规范化、标准化、制度化。公司先后通过无公害、绿色食品、有机食品、ISO90001、22000等认证。
茶树
实行全面、全员、全过程的控制管理,重点采取了“抓两头、控中间”的管理措施。在曲形茶工艺中加入了“杀二青”环节,在扁形茶工艺中加入了“回潮”环节,在所有工艺中加入了“提香”环节,等等,使日照绿茶特有的内质得到更充分体现。
为了让消费者喝到健康好茶,公司全面推行质量追溯卡制度。追溯卡记录了从茶叶种植、生产、加工、销售等每一个环节的信息。同时,结合公司建立的网上质量安全平台系统,消费者可通过扫描产品二维码,获知产品全流程信息,可以追溯到从种植、加工到销售的每一个环节,实现全流程质量安全可追溯,让顾客买得放心、喝得舒心。
科技创新、品牌发展,打造百里绿茶长廊的璀璨明珠
公司积极实施科技领先战略,注重科技创新项目的投入与研发。公司联合陕西、河南、山东三省41家高等院校、企事业单位发起成立了“北方茶产业技术创新战略联盟”,立足北方茶业区域特点,进行茶叶课题研究与攻关,实现产、学、研一体化。公司实施山东省自主创新成果转化重大专项——“北方茶树抗寒良种选育及产业化开发”项目,筛选出抗寒良种品系5个,抗寒优质单株2个。发明了实用新型专利2件,发表核心期刊论文2篇,科技期刊论文1篇,形成了公司自有的知识产权,为推动北方茶产业的健康发展起到了积极作用。
日照茶园
作为龙头企业,日照碧波茶业公司大力发展绿色有机茶园,不断丰富产品结构,全面强化品牌建设,深度挖掘茶叶文化内涵,积极开发茶园观光、采摘体验、现场炒制、茶园品茗、茶艺观赏、茶文化交流、茶食品深加工等主题内容的生态休闲旅游农业,重点打造碧波山庄茶文化风情园,延长公司产业链条,将“日照碧波”打造成巨峰“茶香漫城”和百里绿茶长廊的一颗璀璨明珠。
“山东好茶在日照,日照好茶属碧波”。公司将继续发扬“仁德、诚敬、谦和”的企业精神,坚定实施质量强企、品牌兴企战略,精心培育日照碧波绿茶品牌,为广大消费者奉献一缕碧波茶香,为推动日照绿茶走向全国,打造全国著名品牌再立新功。
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