在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所嵊州綜合實(shí)驗(yàn)基地，記者看到科研人員正在做實(shí)驗(yàn)：手提一臺(tái)智能采茶機(jī)，穿梭在一排排茶壟間。當(dāng)機(jī)器掠過(guò)茶樹(shù)頂梢，碎葉向下掉落，新鮮的嫩葉按“個(gè)子大小”分別“鉆”進(jìn)了各自的收集倉(cāng)中。
單人手提階梯輸送式茶葉采收分級(jí)一體機(jī)
重量不到3.5公斤，一小時(shí)卻能采15公斤鮮葉，效率相當(dāng)于4至5個(gè)采茶工。這臺(tái)采茶機(jī)是中茶所茶葉智能機(jī)械裝備課題組研發(fā)的最新設(shè)備，學(xué)名單人手提階梯輸送式茶葉采收分級(jí)一體機(jī)，將茶葉采摘與分級(jí)集成于一臺(tái)設(shè)備上，是國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。
體積雖小卻內(nèi)有乾坤，有了它，再加上一塊能續(xù)航8小時(shí)的電池，一個(gè)人每天能輕松采完2畝茶園?，F(xiàn)代科技賦能傳統(tǒng)茶業(yè)，不僅為茶企增效、茶農(nóng)增收打開(kāi)了“加速器”，更為茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新“機(jī)”遇。
研發(fā)團(tuán)隊(duì)記者徐知妤攝
采摘，“機(jī)”不可失
從一顆種子到一杯茶湯，需要經(jīng)歷育苗、種植、養(yǎng)護(hù)、采摘、加工、包裝等諸多環(huán)節(jié)，這繁瑣的流程里，采摘，是讓“樹(shù)葉”變成“茶葉”的關(guān)鍵一環(huán)。
我國(guó)擁有世界上最大的茶葉種植面積，有著得天獨(dú)厚的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和消費(fèi)市場(chǎng)，茶葉采摘方式直接影響著茶葉產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式和成本。
“俗話說(shuō)，早采三天是個(gè)寶，遲采三天變成草。春茶有很強(qiáng)的季節(jié)性，如果遇到高峰期，鮮葉急需下樹(shù)，招工難、用工貴等問(wèn)題不僅影響春茶上市，更可能成為茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。采茶機(jī)的出現(xiàn)，能大大提升效率，節(jié)約時(shí)間和人力成本?！敝袊?guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所助理研究員李楊博士介紹，近年來(lái)，我國(guó)通過(guò)新機(jī)具研發(fā)、引進(jìn)與示范推廣，基本擺脫了茶葉采摘“無(wú)機(jī)可用”的局面。“但目前茶葉市場(chǎng)的采摘機(jī)械主要采用往復(fù)切割的粗放型采摘方式，對(duì)芽頭沒(méi)有識(shí)別性，含雜率高。”
在日本讀博期間，李楊研究的方向是水稻無(wú)人收割機(jī)，他告訴記者，由于茶葉品種多樣，嫩芽的形態(tài)、形狀等物理特征差異性大，茶園的環(huán)境也很復(fù)雜，相比于水稻收割，要研發(fā)一臺(tái)能兼顧茶葉品質(zhì)和品相的采茶機(jī)難度大得多。
采茶機(jī)工作原理
“往復(fù)切割式采茶機(jī)效率雖高，但采摘中會(huì)對(duì)芽葉造成傷害，同時(shí)會(huì)混入其他葉片，導(dǎo)致獲得的茶葉質(zhì)量較差，且在采摘后無(wú)法分類(lèi)收集，仍需人工或機(jī)器分選，不適合名優(yōu)茶的采摘?！崩顥钫f(shuō)，他們研發(fā)的采茶機(jī)適用于一芽二葉及以上的手工優(yōu)質(zhì)茶采摘。之所以能成為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，關(guān)鍵在于突破了茶葉分級(jí)的難點(diǎn)?！霸诘毒呱戏皆黾恿藘山M階梯式的輸送帶，可以利用芽葉之間的高度差，實(shí)現(xiàn)分級(jí)。不僅能將不適合采摘的嫩芽及葉片分離，還能保證經(jīng)刀片切割后得到的碎葉不會(huì)進(jìn)入到收集倉(cāng)內(nèi)?！?
茶葉，尤其是優(yōu)質(zhì)茶，它的采摘要求特別精細(xì)。為了確保采摘后的夾持與定向運(yùn)輸環(huán)節(jié)不傷害芽葉品質(zhì)，光輸送帶的材質(zhì)就經(jīng)過(guò)了反復(fù)的打磨?！半A梯輸送的過(guò)程中如何把茶芽夾住但不夾壞，很難?！本郯滨?、PU板、橡皮筋、乳膠管……李楊感慨，課題組幾乎試用了所有市面上能找到的材質(zhì)，“橡膠管太軟了，有時(shí)候會(huì)夾不住，一排排芽葉往前輸送，如果有幾顆掉隊(duì)，就有可能造成‘堵車(chē)’擠壓茶芽。而聚氨酯又偏硬，容易損傷芽葉。反復(fù)試驗(yàn)后還是橡膠彈性帶性能最好，從著手選材料，到最后敲定花了四個(gè)多月的時(shí)間?！?
同樣的細(xì)節(jié)還體現(xiàn)在很多地方，比如切刀和輸送帶之間的距離、刀片往復(fù)切割的速度和輸送帶傳送的速度……每一個(gè)環(huán)節(jié)，課題組都經(jīng)過(guò)幾百次實(shí)驗(yàn)，才選定了最優(yōu)值。茶葉采摘，不僅要“有機(jī)可用”，還要“有好機(jī)用”，除了填空白、補(bǔ)短板，更要不斷優(yōu)化升級(jí)。秉承著這樣的信念，一個(gè)個(gè)“首創(chuàng)”才有機(jī)會(huì)誕生。
采茶機(jī)采摘下來(lái)的茶芽
未來(lái)，“機(jī)”遇何在
今年春茶季，來(lái)自湖北宜昌、四川瀘州以及云南等地的客商都采購(gòu)了李楊團(tuán)隊(duì)研發(fā)的采茶機(jī)，反響不錯(cuò)。正式投入市場(chǎng)的第一年，市場(chǎng)在逐漸打開(kāi)。
但對(duì)于李楊而言，這樣的成績(jī)或許只算是達(dá)到了“及格線”?！澳壳安刹铏C(jī)也有一定的限制，它比較適用于平整的、機(jī)修的、比較規(guī)范的茶園，比如松陽(yáng)縣和遂昌縣，這兩個(gè)地方的茶園都比較適合。對(duì)于一些立體式、平整度較差的茶園來(lái)說(shuō)，效果可能不太理想，這些都是未來(lái)要努力突破的?！彼f(shuō)下一步考慮從更輕量的材質(zhì)、更時(shí)尚的外觀、更高效的工作寬度等方面進(jìn)行升級(jí)?！叭缃?，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的發(fā)展正在改變著這個(gè)時(shí)代，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式從機(jī)械化向數(shù)字化邁進(jìn)。但機(jī)械化是基礎(chǔ)，更是前提，只有把這部分做好，才能通過(guò)智能化‘錦上添花’?；A(chǔ)打牢以后，我們也會(huì)增加GPS系統(tǒng)和攝像頭，讓采茶機(jī)變得更‘聰明’?！?
智慧茶園圖源視覺(jué)中國(guó)
采訪間隙，李楊和記者分享了日本的智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)。無(wú)論是插秧還是水稻收割，前一天工人只需要在電腦上規(guī)劃好路徑，第二天機(jī)器就會(huì)自動(dòng)從車(chē)庫(kù)出發(fā)，在指定時(shí)間內(nèi)到達(dá)指定地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，“下班后”有著無(wú)人駕駛和避障系統(tǒng)的機(jī)器會(huì)自己“回家”?！耙粋€(gè)人可以管理幾百畝稻田，我很想把這樣的智慧管理模式‘復(fù)刻’到我們的茶園里，希望有一天也能實(shí)現(xiàn)‘無(wú)人’茶園。”
當(dāng)然，“無(wú)人”茶園并不是只依賴(lài)一臺(tái)采茶機(jī)就能實(shí)現(xiàn)的?！靶沦|(zhì)生產(chǎn)力的本質(zhì)是先進(jìn)生產(chǎn)力，對(duì)于茶產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，科技的魅力在于通過(guò)研發(fā)創(chuàng)新，利用先進(jìn)的技術(shù)和裝備，來(lái)解決茶葉生產(chǎn)中的難題，提高生產(chǎn)效率或產(chǎn)品質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)迭代?！崩顥钫f(shuō)，如果具體到茶葉智能裝備領(lǐng)域，應(yīng)該把科技力量輸送到茶樹(shù)的品種培育、茶園的管理、茶葉的加工等各個(gè)方面。“這里面有很多文章可以做，光是茶園管理，就可以研發(fā)茶葉采摘裝備、耕作裝備、除草裝備，機(jī)器換人是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，但是我們能通過(guò)科技力量把一部分人力先解放出來(lái)。”
修剪、耕作、采摘……要實(shí)現(xiàn)“無(wú)人”茶園的終極目標(biāo)，需要從茶園管理的各個(gè)方面逐個(gè)擊破，再將這些機(jī)械設(shè)備串聯(lián)成一整套茶園管理的機(jī)械作業(yè)方案?；蛟S，一臺(tái)“聰明”的采茶機(jī)就是一個(gè)很好的開(kāi)始。
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