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行业研究 & 茶园机械化作业模式研究

来源:机械管理开发 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2020-08-25

中国茶文化源远流长,茶叶已成为我国的一 枚国际标签。我国茶叶生产遍及 20 个省、市、自治区,涉及生产人员逾 8 000 万人[1]。至 2013 年,茶叶种植面积已达 246. 9 万 hm2 ,产量 192. 4 万 t,出口 32. 58 万 t,出口金额高达 12. 46 亿美 元[2]。茶产业已成为茶叶主产区的重要经济支 柱产业和优势出口创汇产业,对促进农业结构调 整、增加农民收入和扩大就业发挥着重要作用[3]。

然而,农药残留[4]、出口以低档茶为主[5]、生 产成本( 尤其是劳动力成本) 快速上升[6]等诸多 因素,导致茶叶出口利润低,甚至亏本,使得国产 茶叶的国际竞争力呈逐年下降趋势[7]。因此,我 国茶叶产业亟需实现标准化、机械化、规模化经 营,以提高品质、降低成本,进而全面提升综合竞 争力。而机械化是标准化和规模化的重要前提, 因此,针对不同地域特点制定适宜的机械化管理模式,推动茶园管理机械化至关重要。本文从我 国当前茶园机械化发展现状入手,深入剖析我国 茶园自身的特点,分析了机械化发展缓慢的深层 次原因与存在的问题,并介绍了我国茶园机械的 最近研究成果及应用与试验情况,进而探讨我国 茶园机械化的发展模式与道路,最终提出"分形 而治"的茶园机械化发展模式。此理论的提出, 为我国茶园机械化的快速发展指明了方向。

1 .我国茶园机械化生产现状

我国茶园主要分布在福建、云南、四川、湖北、 浙江、湖南、安徽、贵州、广东、河南、广西、江西、陕 西、重庆、江苏等地的丘陵山区地带,区域集中度 较高。2013 年,福建、云南、四川、湖北、浙江茶叶产量位居前五,产量总和占全国总产量的 65.41%,加上排名前十的湖南、安徽等省,产量总 和占全国的 89.42%,再加上排名前十五的广西、 江西等省( 区) ,产量总和已占全国的 99.17%[2]。 据统计,我国超过 60%的茶园位于陡坡地带,而 便于机械化作业的平缓坡茶园不足 40%[8]。客 观环境的复杂性极大地增加了茶园机械研发与推 广的难度,加之我国茶园土壤板结等特征,导致我 国茶园机械化发展步履维艰。

由于起步晚,茶园机械仅在我国部分经济较 发达地区的平缓坡茶园得到应用,而经济落后地 区,尤其是偏远山区,茶园机械化情况不容乐观。 而即使在机械化水平相对较高的地区,也仅限于 为数不多的几种小型机械化设备,如单人、双人采 茶机,修剪机等。

就不同省份而言,目前机械化应用主要分布 在江苏、浙江、江西、安徽、福建、湖北、湖南等省 份,多以半自动化的小型采茶机、修剪机等少数机 种应用为主; 而云南、贵州、陕西、河南等以山区茶 园为主的茶叶主产区,茶园生产机械应用很少,仍 以人工作业为主。总体来讲,我国的茶园机械化 还处于"区域带动整体,单项技术带动全面推进" 的初级发展阶段。

1.2 茶园机械化应用中存在的问题

茶园生产包括松土、修剪、植保、灌溉、收获等 环节。目前茶树栽培管理环节机械化程度较低, 应用较广泛的只有几种小型手抬和背负型采茶机与修剪机。总体看来,茶园生产机械化存在以下 主要问题。

1.2.1 茶叶生产机械化发展失衡茶树修剪、大 宗茶采摘等有相应的机械设备,且得到较大范围 的应用,名优茶采摘、茶园除草、耕作、肥水管理、 植保等栽培管理环节机械化程度低,适用于栽培 管理的机械严重缺乏。然而,栽培管理环节生产 成本占到茶叶生产总成本的 40% ~ 49%[9],且以 劳动力成本为主,生产成本一路攀升已经成为茶 叶产业的重要障碍。

1.2.2 国产茶叶机械与发达国家之间存在明显差距 首先,国产茶叶机械简陋、粗糙,总体质量 不如进口机械[10],无论是作业效果,还是安全性 能、稳定性能都与进口机械有较大差距; 其次,国 产机以单机作业为主,缺乏通用复式作业平台,机 器使用率较低,使用成本高。

1.2.3 茶叶机械智能化程度低 茶叶加工质量与品质大多靠人的感觉和经验来控制,精确度低, 茶叶品质很难保持一致[11]。发展滞后的茶园机 械,多数还是机械化、半自动化的机械装备,如跨 行自走式采茶机、高地隙多功能茶园管理机。这 些机械实现了茶园的大型机械化作业,但在自动 化作业,智能控制方面还有所欠缺。部分自动化、 智能化的机械装备还处于试验研究阶段。如智能 采茶机器人,复杂的系统面对复杂的环境,此技术 还需完善,离推广应用还有一定距离。

1.2.4 地域发展不平衡平地、缓坡茶园有少许 适宜作业机械,而丘陵山区机械化尚未起步。就 当前茶园机械化整体情况来看,茶园作业机械主 要有采茶机、修剪机、茶园耕作机、茶园植保机械、 多功能茶园管理机; 而这些机械设备,除了小型采 茶机、修剪机、微耕机等少数几种机械可以在丘陵 山区应用外,其他机械只能在平地、缓坡茶园中使 用,可供丘陵山区茶园选用的作业机械数量有限。 而且最新研发的大型作业机械,都是针对坡度较 小的茶园,对专门应用于丘陵山区茶园的作业机 械鲜有研究。由于研发难度差异大,导致了这种 地域发展差异大的局面。