早在唐代，陸羽就在《茶經(jīng)》中系統(tǒng)地介紹過19種餅茶采制工具，建立了茶葉機械的雛形。自中華人民共和國成立以來，我國茶葉機械發(fā)展已有70余年的歷史。隨著國家對茶葉機械行業(yè)重視度的提升，我國茶葉加工現(xiàn)已基本實現(xiàn)機械化和自動化，茶園作業(yè)機械也在快速發(fā)展。
為總結我國在茶葉機械領域取得的成就，促進茶機行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，文章從茶葉機械發(fā)展、茶機能源使用及茶機技術應用等方面介紹我國茶葉機械的發(fā)展狀況，就發(fā)展過程中暴露的問題進行剖析并提出相應對策，最后對茶葉機械未來的發(fā)展進行展望。
01我國茶葉機械概況
中國是世界最大的產(chǎn)茶國，擁有20多個產(chǎn)茶省、1000多個產(chǎn)茶縣。在茶葉加工連續(xù)化的產(chǎn)業(yè)背景和提質增效的產(chǎn)業(yè)需求下，茶葉機械化生產(chǎn)成為我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。目前，我國茶葉加工機械生產(chǎn)企業(yè)有400多家，主要集中在浙江、安徽、四川和福建等省份。
按照生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可將茶葉機械分為茶園作業(yè)機械和茶葉加工機械兩類。
茶葉加工機械的發(fā)展始于20世紀50年代，主要以綠茶、紅茶加工機械為主。到21世紀，大宗綠茶、紅茶和大部分名優(yōu)茶類的加工已基本實現(xiàn)機械化。就六大茶類而言，綠茶、紅茶的關鍵加工機械已較為成熟，烏龍茶、黑茶的關鍵加工機械相對成熟，白茶、黃茶的關鍵加工機械也在發(fā)展完善中。
相比之下，茶園作業(yè)機械發(fā)展起步較晚，20世紀70年代開始研制出茶園耕作機等基本作業(yè)機械，后續(xù)逐步研制了修剪機、采茶機等其他作業(yè)機械，由于大部分茶園機械化生產(chǎn)管理粗放，茶園管理機械研發(fā)和創(chuàng)新力度不足，目前還處于初步發(fā)展階段。
02茶葉機械發(fā)展狀況
1、茶園作業(yè)機械
茶園作業(yè)機械分為墾殖機械、耕作機械、植保機械、修剪和采茶機械等類型。
從20世紀50年代至今，茶園作業(yè)機械經(jīng)歷了萌芽階段、探索階段和現(xiàn)今的初步發(fā)展階段。期間，茶機研發(fā)人員逐步研制了符合實際需求的茶園耕作機、茶樹修剪機等作業(yè)機械，尤其以農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所為代表開發(fā)了“一機多用”的多功能茶園管理裝備，使茶園作業(yè)機械有了新的發(fā)展。
目前，已有部分地區(qū)達到了茶園作業(yè)機械化生產(chǎn)水平，如山東日照市、浙江武義縣等。
但總體而言，在機械研發(fā)方面，作業(yè)機械的機型質量和性能方面尚需進一步改進，總體水平與日本相比存在較大差距;在推廣使用方面，使用率及普及度都不高，90%以上的采茶機和修剪機仍為日本機型，一些山區(qū)的茶園管理依舊以人力為主。
2、茶葉加工機械
我國茶葉加工機械發(fā)展大致分為如下三個階段。
· 萌芽期：20世紀50年代之前
此時的茶葉加工停留于手工作業(yè)階段，但唐宋時期創(chuàng)造的眾多制茶工具為茶葉機械后續(xù)發(fā)展奠定了基礎。
· 快速發(fā)展期：20世紀50年代~20世紀末
由手工作業(yè)轉為半手工半機械作業(yè)，期間研發(fā)了眾多茶葉加工的基本單機設備，使得綠茶、紅茶，特別是名優(yōu)茶加工實現(xiàn)機械化。
· 加速發(fā)展期：21世紀~至今
由小型單機設備加工模式過渡到高產(chǎn)能、低能耗、清潔化、連續(xù)化的生產(chǎn)線模式，逐步實現(xiàn)“機械換人”。
茶葉加工單機設備分為初制機械和精制機械兩類。我國茶葉初制機械(殺青機、揉捻機、干燥機等)發(fā)展速度較快，大多數(shù)茶葉機械已能實現(xiàn)參數(shù)化作業(yè)，甚至具備控溫控濕功能，但在茶葉加工品質、自動化程度、節(jié)能等方面還有待提高。相比而言，我國精制機械(篩分機、風選機等)發(fā)展較慢，但隨著加工精細化程度的提高，該類機械也在不斷改進和優(yōu)化。
茶葉單機設備的發(fā)展為茶葉加工連續(xù)化的實現(xiàn)創(chuàng)造了有利條件，也為生產(chǎn)線的研建奠定了堅實基礎。目前，研發(fā)的綠茶、紅茶、烏龍茶等初加工生產(chǎn)線已達3000多條。2016年，精制篩分生產(chǎn)線也被應用于綠茶、紅茶、黑茶的精制加工。此外，生產(chǎn)線的使用范圍及加工對象方面的研究也更加精細化，如2020年針對中高檔扁形綠茶研建了標準化生產(chǎn)線，有效地解決了以往扁形茶生產(chǎn)線存在的茶條不緊直、質量不穩(wěn)定等品質問題。
有些茶葉單機本身還不具備連續(xù)化作業(yè)功能(如包揉機)或作業(yè)性能不夠成熟(如黃茶悶黃機)，一定程度阻礙了生產(chǎn)線的自動化發(fā)展。此外，雖然目前已有低含水量的在線檢測設備，但由于成本過高還未能廣泛應用于生產(chǎn)，茶葉在制品的品質仍需要依賴人工經(jīng)驗的判定。因此，目前茶葉加工生產(chǎn)線的應用基本能實現(xiàn)自動化，但尚未實現(xiàn)真正的智能化。
03茶機能源使用
茶葉機械的正常使用離不開能源的供給。茶葉機械能源分為傳統(tǒng)化石能源和清潔能源兩類，其中清潔能源包括電、液化石油氣、天然氣、生物質燃料等。
在熱能燃料清潔化、節(jié)能化的發(fā)展趨勢下，用鋸末、森林枝條、稻草、麥稈等加工而成的生物質顆粒燃料被業(yè)界重視，又因其生產(chǎn)成本較低、來源廣開始被越來越多地應用于茶葉加工中。
總體而言，電力燃氣等熱源使用更加安全、簡便，無需其他輔助設備，是實現(xiàn)茶葉機械化加工、流水線作業(yè)的主流能源。
雖然薪柴加熱和炭火烘焙的能源使用比較低效，也不夠環(huán)保，但卻能滿足人們對茶葉獨特色香味的追求，因此目前仍有應用。
近年來，基于節(jié)能減排、降低能耗的發(fā)展理念，茶葉機械的能源回收利用方面取得巨大進展。
如6CH型系列鏈板式烘干機，利用管殼式熱交換器進行廢氣余熱回收，可將空氣初始溫度提高20~25℃，創(chuàng)造性地解決了能源消耗大的問題;過熱蒸汽混合殺青機，利用殺青機出葉口處的回收裝置將常壓飽和水蒸汽回收，并再次輔助加熱形成過熱飽和水蒸汽和高溫熱風，導回到殺青機進葉口處循環(huán)利用熱能，能節(jié)約能源20%左右，還可保證茶葉品質效果。
04茶機技術創(chuàng)新
茶葉機械的使用不僅能直接提高生產(chǎn)效率，還能間接穩(wěn)定甚至提升茶葉品質。技術創(chuàng)新往往能帶來茶葉機械功能和效率的雙向提升，其研發(fā)思路主要有兩方面。
① 基于機械原理，創(chuàng)新性地改進茶機的基本結構，使其性能大大提升。如在紅茶加工方面，對發(fā)酵結構、翻動裝置和加熱部件等關鍵部件進行設計，研發(fā)了一體化全自動發(fā)酵機、可視化富氧發(fā)酵機，解決了發(fā)酵溫濕度不穩(wěn)定、翻拌難、缺氧、發(fā)酵不均勻等問題。
② 將計算機技術、現(xiàn)代儀器分析檢測技術、芯片技術等高新技術應用于茶機制造，使其操作可控、可視，逐步實現(xiàn)茶葉機械的自動化、智能化。實踐證明，技術的創(chuàng)新與應用能完善茶機功能，提升茶葉品質，推動茶產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。
1、計算機技術
計算機技術使茶葉機械的連續(xù)化、自動化、智能化發(fā)展成為可能。
目前，計算機的圖像技術、控制技術、數(shù)字化技術等已被成功應用于茶機制造，并取得較佳效果。
利用圖像采集、數(shù)據(jù)處理技術可對茶葉的實際形態(tài)、顏色以及重量等要素進行量化分析和等級劃分;利用自動控制系統(tǒng)，可使新型熱輻射茶葉殺青機實現(xiàn)殺青葉表面溫度、箱體內(nèi)部環(huán)境濕度等各項參數(shù)的多路實時在線檢測，降低對人工經(jīng)驗的依賴;利用可編程邏輯控制技術(PLC)，再通過電源照射，光纖探聚集發(fā)酵信息，發(fā)酵儀轉換成數(shù)字信號，微處理器處理、計算和分析，能使渥堆裝置完成對待測黑茶樣品渥堆程度的預測;利用自動化控制和人機交互技術可使TC-6CR-50數(shù)控揉捻機智能調控壓力、轉速和時間，實現(xiàn)制茶工藝參數(shù)化;利用溫度傳感器實時監(jiān)控技術，可使茶葉連續(xù)理條機組按需調控鍋槽溫度，保證鍋槽內(nèi)的茶葉受熱均勻、品質一致。
2、現(xiàn)代儀器分析檢測技術
茶葉機械自動化的實現(xiàn)有賴于計算機技術，而茶葉加工過程的狀態(tài)、參數(shù)監(jiān)測則需要借助現(xiàn)代儀器的分析檢測技術。通過檢測儀器的多源傳感信息融合，可實現(xiàn)對茶葉色、香、味、形等品質因子的綜合數(shù)字化評判，實現(xiàn)茶葉產(chǎn)業(yè)真正意義的自動化和智能化發(fā)展。
目前，該項技術已被成功應用于茶機研發(fā)，使茶葉加工過程實現(xiàn)在線檢測、判別，茶葉品質更加可控。比如，利用近紅外光譜技術結合計算機視覺系統(tǒng)建立的紅茶“發(fā)酵”程度綜合評價方法，可在1分鐘內(nèi)完成判別，有利于紅茶加工關鍵技術點的控制;利用電子鼻技術對殺青過程中的香氣連續(xù)抽樣監(jiān)測，再基于費舍爾判別法可構建茶葉殺青狀態(tài)判別模型，實現(xiàn)綠茶品質的在線監(jiān)測與控制;利用遠紅外、高光譜成像技術再結合非線性建模方法可為綠茶的智能化生產(chǎn)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。
儀器檢測分析技術同其他技術的聯(lián)用，也被應用于茶葉深加工機械領域。比如，安徽捷訊光電技術有限公司研發(fā)了一種云智能茶葉色選機，該色選機利用光譜分析技術聯(lián)用鷹眼技術、云技術相機、云圖像采集處理技術等多項技術，可深度識別普通色選機不能識別的微小雜質，并且能對茶葉的條形大小、長短、粗細及嫩度等精細分級。這種智能色選機不僅應用于茶葉領域，還可用于糧食、種子、礦物等的精選，提高批量物料的整體質量和外觀。
3、其他技術
除計算機技術、現(xiàn)代儀器檢測技術外，物聯(lián)網(wǎng)技術、AI技術、芯片技術等多項技術也被融合應用于茶園管理、茶葉加工、物流倉儲等各個環(huán)節(jié)，使茶機研發(fā)及茶行業(yè)的發(fā)展邁上新臺階。
在茶園管理作業(yè)環(huán)節(jié)，傳感器、無線網(wǎng)絡等物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，可實現(xiàn)對茶園的實時監(jiān)測，使茶園作業(yè)過程更加智能、高效。如前端傳感器(葉面溫度傳感器、莖稈生長傳感器、土壤水分傳感器等)可自動將茶園土壤及氣候條件等數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，PC端通過手機APP可隨時隨地進行監(jiān)管、精準灌溉與施肥，實現(xiàn)茶園智慧管理。利用無人機大面積遙感圖像與地面不間斷視頻監(jiān)測技術，可對機采茶樹的生長信息進行大數(shù)據(jù)采集，再借助分析、建模便可預測每輪次的適采時期、產(chǎn)量及機采品質，從而提高茶葉機械化采摘的質量和效率。
在茶葉加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)，應用AI技術建立自動除雜生產(chǎn)線，通過最先進的認知視覺檢測可識別茶葉中的各類雜質，同時自動化地完成上料、輸送、拍照、分析、挑揀、復檢、收集等各個程序，實現(xiàn)茶葉精制加工生產(chǎn)線的自動化與智能化。在物流倉儲環(huán)節(jié)，利用射頻識別(RFID)技術可實現(xiàn)閱讀器與產(chǎn)品標簽之間的數(shù)據(jù)通信，追溯茶葉生產(chǎn)信息以優(yōu)化供應鏈管理。
由此，在茶葉的種植栽培、生產(chǎn)加工、保管運輸?shù)确矫?，各項技術共同促進了茶產(chǎn)業(yè)信息化、智能化發(fā)展。
05我國茶葉機械發(fā)展中的問題、對策與展望
我國茶葉機械化發(fā)展雖然取得了長足進步，但與食品工業(yè)的機械化程度相比仍存在較大差距，應及時采取相應對策來加快茶產(chǎn)業(yè)的升級轉型。
1、存在問題
雖然人們機械化管理茶園、機械化加工茶葉的意識不斷增強，部分茶區(qū)也處于相對較高的機械化水平，但就整體研究力度和發(fā)展狀況而言，仍存在以下問題：
(1)我國茶機裝備總體水平偏低，自動化生產(chǎn)線尚未完全實現(xiàn)智能化。
(2)茶機的研究發(fā)展不平衡，大部分精制機械創(chuàng)新程度不高。
(3)茶機整體技術含量不高，能源使用效率低。
(4)大多茶機缺乏高新技術的應用，且與農(nóng)藝融合度不高。
(5)設備新舊混用，存在安全隱患，缺乏相應的規(guī)范和標準。
2、原因及對策
從文獻研究及茶機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析原因，主要是：
(1)茶機行業(yè)本身處于落后地位，國家對行業(yè)扶持力度仍有待加強。
(2)茶機市場競爭無序，茶機標準化建設滯后。
(3)茶園分布零散，作業(yè)機械標準化生產(chǎn)程度不高。
(4)茶機制造企業(yè)規(guī)模小，新產(chǎn)品開發(fā)能力薄弱。
(5)缺乏茶機專業(yè)從業(yè)人員，無法充分發(fā)揮機械設備的功能。
針對上述原因應盡快健全農(nóng)機補貼制度，加大政策扶持力度;加快茶機標準建設，加大企業(yè)技術服務力度;建設標準茶園基地，奠定機械化生產(chǎn)基礎;加大科研投入力度，組建更多創(chuàng)新科研團隊;加強技術培訓交流，提高茶機技術服務。
3、展望
目前，我國茶葉加工基本實現(xiàn)機械化，單機設備趨向于高效節(jié)能、連續(xù)化發(fā)展，生產(chǎn)線向著連續(xù)化、自動化、清潔化和智能化方向發(fā)展，茶園作業(yè)機械的發(fā)展也在不斷推進?，F(xiàn)代科技與信息技術等高新技術逐步被應用于茶葉加工的各個環(huán)節(jié)，并取得巨大進步。隨著國家對茶葉產(chǎn)業(yè)的重視，茶機補貼等各項優(yōu)惠政策的出臺以及茶機科研人員隊伍的壯大，未來的茶葉機械將實現(xiàn)真正意義的智能化發(fā)展，“機器換人”的時代指日可待!
作者簡介：
張銘銘
碩士，中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院工藝技術與裝備研究所團隊成員，茶葉加工與機械團隊科技特派員，中茶裝備公眾號編輯，主要從事茶葉機械加工與品質調控研究。參與國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等國家級項目4項，浙江省青年基金、浙江省重點研發(fā)計劃等省級項目4項，地方性技術服務項目2項。以第一作者或通訊作者發(fā)表SCI/EI等科技論文10余篇，授權國家發(fā)明專利2項。
來源：中國茶葉加工
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茶葉作為食品行業(yè)中的一個特色產(chǎn)業(yè)，又系一個民生經(jīng)濟，而茶葉收獲和加工具有很強的季節(jié)性，存在勞動強度高、效率低、占用農(nóng)時多等問題，這些問題制約了茶產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。因此，依靠科技進步，加強對茶葉生產(chǎn)機械的研發(fā)，實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)機械化，使茶葉從粗放型向集約型轉變，不僅是提高茶葉品質、實現(xiàn)茶葉現(xiàn)代化的關鍵所在，而且有利于提高生產(chǎn)率、節(jié)約勞力和降低勞動強度，提高我國茶業(yè)的市場競爭力，促進農(nóng)村建設、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、推動茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。尤其是在當前我國農(nóng)村勞動力資源結構性短缺的情況下，發(fā)展茶葉生產(chǎn)機械化，不僅意義重大，而且非常緊迫?！肮び破涫?，必先利其器”，要實現(xiàn)茶葉機械化，首先要加強和完善茶葉機械標準化建設，改變茶葉機械質量參差不齊、科技含量低、熱能利用低等一系列問題。這是提高茶葉加工機械科技含量、食品衛(wèi)生安全、建立集約型社會的要求。
茶葉生產(chǎn)機械化與茶機標準化之間存在互相依賴、相互促進的關系。茶機標準化建設對茶葉生產(chǎn)機械化的促進作用，茶葉生產(chǎn)機械化是實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)標準化、清潔化的前提，茶葉生產(chǎn)標準化是提高茶葉在市場上競爭力的有力保障。因此，有必要深入了解我國茶葉生產(chǎn)全程機械化現(xiàn)狀及其發(fā)展瓶頸，研究影響茶葉生產(chǎn)機械化進程的茶機標準化建設問題，這對于研究和發(fā)展我國茶葉生產(chǎn)機械化，提高我國茶產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益具有重要現(xiàn)實意義。
一、我國茶園管理機械化的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問題
1.1先進國家和地區(qū)的茶園管理機械化進展茶園管理包括機耕、機采、機剪、噴灌、植保、運輸?shù)葯C械作業(yè)。日本及臺灣地區(qū)茶園管理機械化值得借鑒。日本茶葉已基本實現(xiàn)了機械化、標準化生產(chǎn)：茶園管理和采摘日本茶園管理機械多采用乘用式，配備田間鐵軌，通過不同的配置可完成深耕、修剪、施肥、噴藥、植保、采摘等多種栽培管理作業(yè)；為了防霜，日本茶園大多配置了防霜風機，通過攪動氣流，可保證茶園溫度升高3-4℃，從而促使茶樹芽葉生長，提高鮮葉產(chǎn)量l氈重視鮮葉運輸環(huán)節(jié)，運輸工具均采用廂頂覆蓋金屬膜的微型貨車。臺灣茶園管理機械在方便操作、靈活輕巧等方面具有比較優(yōu)勢，如氣壓式深層松土施肥機、坡地多用途作業(yè)機、深層多用途施肥機等l引。
1.2我國茶園管理機械化的發(fā)展現(xiàn)狀
茶園管理是茶葉生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是提高茶葉產(chǎn)量、質量和經(jīng)濟效益的前提和基礎。茶園管理機械經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，在提高茶園管理水平，促進茶葉生產(chǎn)發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，提高時效，增加經(jīng)濟效益等方面發(fā)揮了重
要作用。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國茶園實現(xiàn)機械化修剪、大宗茶機械化采摘和茶園除草方面，每年可節(jié)省成本40萬元左右。
茶園耕作機械是替代手工勞動，從事茶園深翻、中耕除草、施肥等作業(yè)，要求耕作適應性強和質量好，性能穩(wěn)定，價格合理。目前已有C12型茶園中耕機，采用履帶行走方式，以馬力柴油機為動力，但因價格較高，推廣使用受限；ZCJ-150-1型茶園中耕機，其結構簡單，運轉靈活，維修方便和價格適中等特點，解決了個體茶農(nóng)和小型茶場茶園耕作作業(yè)需要。
茶葉采摘需要勞力大，時效性強，因此，發(fā)展茶葉采摘機械一直為各產(chǎn)茶國所關注。機械化采茶具有工效高、采摘及時，質量好，節(jié)約勞力和采摘成本，增加鮮葉產(chǎn)量、提高茶葉質量等優(yōu)勢，受到茶區(qū)的普遍重視。我國在引進、消化、吸收、創(chuàng)新的基礎上，研發(fā)了適合我國的修剪機和采茶機。如浙江川崎茶業(yè)機械有限公司生產(chǎn)的NV45型單人平形采茶機和PHV100型雙人弧形／平形采茶機、寧波電機廠生產(chǎn)的4CSW1000型雙人弧形采茶機等。目前除沒有適應深修剪作業(yè)的專用機型外，輕修剪、重修剪、臺刈以及修邊均有專用機械。我國目前采用的茶樹修剪均為往復切割式。
灌溉是茶葉大幅度增產(chǎn)的一項積極措施，并是茶葉可持續(xù)發(fā)展的關鍵。目前，我國茶葉灌溉的方式有以下4種：澆灌、流灌、噴灌和微灌。微灌，可比噴灌節(jié)水12%~25%，系統(tǒng)T作壓力低，地表濕度小，可防止雜草生長和病蟲害，并可實現(xiàn)水肥一體化。
目前我國茶樹病蟲害防治常用手動噴霧器與背負式噴霧器（也稱“氣力式噴霧機”），前者常用于常量噴霧作業(yè)，后者是目前我國農(nóng)村中最常用的植保機具，其占國內(nèi)植保機械市場份額的80%以上，擔負農(nóng)作物70%以上的防治面積，而靜電噴霧機目前在茶園施藥上較少使用。
1.3我國茶園管理機械化存在問題與發(fā)展方向
我國目前適用于茶園栽培管理的機械嚴重缺乏，特別是缺乏名茶及高檔茶的采摘機械，還沒有一家具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)采茶機和茶樹修剪機生產(chǎn)企業(yè)，采茶機、修剪機主要零部件還是靠國外廠家供應。因此，應當集中科技力量，采取機械T程和栽培技術相結合的研發(fā)
模式，開發(fā)具有我國知識產(chǎn)權的茶園作業(yè)機械。在茶園耕作機械方面，國內(nèi)主要引入國外研發(fā)制造的微耕機，進行消化、吸收、改良試制，以適合我國茶區(qū)應用的茶園動力機及其配套農(nóng)具，但都還難于滿足茶區(qū)需求。需要加強深度開發(fā)和研制，從而緩解農(nóng)村勞動力緊張，提高效率。
二、我國茶葉加工機械化的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問題
2.1國外茶葉加工機械化進展
日本絕大多數(shù)生產(chǎn)青一色的蒸青煎茶，按照制作工藝的成套設備已相當成熟。較為熟知的茶葉機械生產(chǎn)企業(yè)有日本寺田株式會社，其主營茶葉初加T機械設備；山益公司主營茶葉精加工機械；日本落合公司主營采茶機、修剪機等。在技術優(yōu)勢上體現(xiàn)在茶機電路設計能力強，引進其他機械行業(yè)的先進技術，如紅外線鮮葉品質檢定設備。實現(xiàn)茶葉加工生產(chǎn)過程工業(yè)化管理，最新型的煎茶生產(chǎn)線體現(xiàn)在高度自動化、智能控制，茶葉在線水分監(jiān)測、設備模塊化等方面，實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，保證茶葉產(chǎn)品衛(wèi)生質量，提高市場競爭力。
日本蒸青煎茶的精制T藝與我國炒青綠茶精制工藝類似，其中特色較凸顯的是復火機械和茶葉色選機，復火加熱形式有遠紅外、熱傳導、熱空氣、微波四種，而在精制廠中大量推廣使用的是遠紅外一傳導滾筒復火機，與我國有差異的是其導葉板螺旋角很小，滾筒軸線處安有一棒型燃氣遠紅外發(fā)射器，下設有石油液化氣加熱爐具；目前采用色選機揀剔茶梗在日本茶葉精制廠已得到廣泛使用，新研制的CCD（電荷耦合圖像傳感器）茶葉色選機，承載著更先進的高新技術。
2.2我國茶葉加工機械化的發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀80年代以后，以生產(chǎn)大宗茶為主的初、精制加工機械迅速得到發(fā)展，茶葉機械品種多，型號多樣，初步滿足了各類茶葉產(chǎn)品加工，促進了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來，我國的茶葉加T機械在性能和配套機種的研制上得到不斷的改進和補缺，以名優(yōu)茶加丁機械發(fā)展最快并在生產(chǎn)中加以推廣和應用。
近年來，高新技術在茶葉生產(chǎn)加工上不斷獲得應用，同時也存在挑戰(zhàn)。微波加遠紅外加熱殺青干燥技術配套使用，生產(chǎn)加工出的茶葉產(chǎn)品，香高味醇品質佳。蒸汽與熱風相結合的殺青機的研發(fā)，不僅保持了綠茶色澤綠翠，
而且香高味醇效果良好，但是由于在實踐應用中，存在殺青蒸汽溫度和脫水t藝較難掌握等技術瓶頸，從而限制了在一些特種茶和保健茶類加工領域的應用前景；熱風殺青作業(yè)殺青勻、透，殺青葉含水率亦低于一般傳統(tǒng)殺青形式，成茶品質良好，但由于殺青時間短，對生產(chǎn)工藝的掌握嚴格，同時對熱風爐的設計、制造提出了較高要求；電子計算機等檢測和控制技術不僅在單個茶葉加工生產(chǎn)機械中得到應用，而且隨著名優(yōu)茶等連續(xù)化生產(chǎn)線得到推廣與普及，開始應用于芽形名茶加T全過程的參數(shù)檢測和程序控制。
多功能集成茶機機種、新機型不斷涌現(xiàn)，不斷解決名優(yōu)綠茶加T制造工藝，鮮葉攤放工序及其在制葉快速冷卻等問題。研制安全化、清潔化和連續(xù)化茶葉加T設備提上了日程，如目前在國內(nèi)屬領先水平的一條名優(yōu)綠茶連續(xù)化加工生產(chǎn)線，其對設備原材料嚴格要求，加工精度、美觀程度和加T規(guī)范，形成了茶機機電一體化工程和示范，值得提倡與推廣。
2.3我國茶葉加工機械化存在問題與發(fā)展方向
我國茶葉加T機械除了約100家茶機制造企業(yè)較規(guī)范，注重研發(fā)外，其余均為規(guī)模小，生產(chǎn)條件差，制造水平低，研發(fā)和設計能力薄弱。往往在市場出現(xiàn)較新穎的機器，很多廠家進行仿制，不注重研究和解決與制茶質量有關的品質和茶機使用安全問題。
發(fā)展茶機是茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，加大整合“產(chǎn)學研”科技力量，增強扶持力度，注重茶葉食品安全和茶機操作安全，組建茶葉機械研發(fā)中心，對茶機領域重大技術難題進行攻關研究（如茶機結構性能、配套設備和操作工藝等），形成規(guī)?；?、清潔化、連續(xù)化、自動化、智能化、標準化發(fā)展模式，實現(xiàn)最大限度地提高茶葉品質和節(jié)約制茶勞力。
三、開展茶葉機械標準化建設
3.1開展茶葉機械標準化建設意義
茶葉生產(chǎn)離不開茶葉機械化，開展茶葉機械標準化是市場競爭的技術規(guī)則，是科技成果轉化為勞動力的橋梁，是產(chǎn)品質量的保證，是通向新技術與市場的工具，是節(jié)省投入提高產(chǎn){比的途徑。在經(jīng)濟全球化、貿(mào)易自由化的大潮中，茶葉機械標準化是促進茶葉生產(chǎn)向優(yōu)質、高效、低成本、名品牌的方向發(fā)展，進一步提高我國茶葉產(chǎn)品在國際市場競爭力的重要保證。因此，加強茶葉機械標準化建設，制定和完善茶葉機械的標準，加大新型科技含量高的茶葉機械的研發(fā)力度，對于促進茶葉加T技術的進步和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。
3.2我國茶葉機械標準化建設發(fā)展現(xiàn)狀與存在問題
加強茶葉加T機械標準化建設是提高茶葉加工機械科技含量、食品衛(wèi)生安全生產(chǎn)、茶葉機械行業(yè)進一步發(fā)展、建立節(jié)約型社會、增強市場競爭力的要求。目前茶葉機械與其他食品工業(yè)機械相比其生產(chǎn)和使用存在以下問題產(chǎn)品質量差，技術含量相對較低，對茶機廠的監(jiān)管不到位，造成了國內(nèi)市場上茶葉機械產(chǎn)品存在著一些先天不足，主要表現(xiàn)為：原材料以次充好、產(chǎn)品粗制濫造、質量低劣，機械安全性能差；茶葉行業(yè)的技改和研發(fā)投入不足，不能緊跟國家政策變化和市場需求，及時設計和生產(chǎn)能夠滿足用戶需求的茶葉加工機械，造成了目前茶葉加T機械落后于茶葉加工工藝和生產(chǎn)要求的現(xiàn)狀；茶葉加工機械在研制上基本上是模仿手工制茶，忽略節(jié)能，導致熱能最大利用率在60%左右；茶葉損耗高，不能較大的保留有效營養(yǎng)成分；我國茶葉加工機械的標準化建設起步晚，客觀上造成機械加工產(chǎn)品型號多、類型多、質量參差不齊、難以配套的現(xiàn)狀。如果將市場上所有的茶葉加T機械應用統(tǒng)一標準，使茶葉加工機械模塊化，量化，這樣茶葉加工廠家就能非常簡單的根據(jù)自身的茶葉特點和產(chǎn)量量身定做，配置到合適的生產(chǎn)線。
3.3茶葉機械標準化建設發(fā)展趨勢
茶葉機械標準主要包括茶園管理機械、初加工、精加工等成套設備術語和定義、產(chǎn)品型號表示方法、基本參數(shù)、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標牌、包裝、運輸和貯存、產(chǎn)品使用說明書，從而體現(xiàn)茶葉產(chǎn)品質量。在茶葉生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后諸環(huán)節(jié)推行標準化，通過引進先進技術，加強科學管理，建立合理的生產(chǎn)秩序，減少廢品和次品，減少其他事故，從而穩(wěn)定和提高茶葉產(chǎn)品質量，創(chuàng)造新的經(jīng)濟附加值。為了進一步做好茶葉加工機械標準化建設，應明確茶葉加工機械歸農(nóng)業(yè)部門管理，強化茶葉加工機械的標準制定和改進，加強茶葉加工機械產(chǎn)品的質量監(jiān)督，才能做到與之相配套的物流標準、生產(chǎn)。
?。ㄙY料來源：天駿茗風）
福建是茶葉大省，去年全省茶園面積355萬畝、產(chǎn)量46萬噸，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值突破1300億元。但由于大部分茶園地處陡坡地帶，適用的機具較少，茶葉生產(chǎn)綜合機械化水平長期在低位徘徊，茶葉生產(chǎn)成本居高不下。
武夷山生態(tài)茶園本報 記者 林熙 攝
近年來，我省通過新機具研發(fā)、引進與示范推廣，基本擺脫了“無機可用”的局面，茶葉主產(chǎn)區(qū)修剪、采收機械化率達到95%以上。然而，專用型機具缺乏、自主研發(fā)能力弱、農(nóng)機農(nóng)藝融合度不高等問題，依然制約著整體機械化水平。茶園生產(chǎn)，不僅要“有機可用”，更要“有好機用”。
告別“無機可用”
上個月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在南平舉辦全國茶葉全程機械化生產(chǎn)培訓班。在現(xiàn)場觀摩環(huán)節(jié)，一批茶園生產(chǎn)“黑科技”產(chǎn)品齊齊亮相，展現(xiàn)現(xiàn)代茶園生產(chǎn)管理的全新打開方式。省農(nóng)業(yè)機械推廣總站與福建農(nóng)林大學、福建永順機械有限公司聯(lián)合研發(fā)的茶園開溝施肥覆土一體機由此“C位出道”。
“可一次性同步完成開溝、施肥、覆土、除草等作業(yè)，作業(yè)速度達到每秒2.8米以上。”永順公司技術人員李世標說，這臺設備填補了我省茶園開溝施肥覆土一體機具的空白。
武夷山生態(tài)茶園本報 記者 林熙 攝
不僅僅是施肥環(huán)節(jié)，在我省廣大茶園，從耕整地、施肥、植保，到修剪、采收，都可實現(xiàn)“機器換人”。其中，修剪與采收環(huán)節(jié)表現(xiàn)尤為突出。2020年，全省茶園機械化修剪面積157.5萬畝，年機械化采收量18.35萬噸。在武夷山、安溪等茶葉主產(chǎn)區(qū)，茶樹修剪、采收機械化率高達95%以上。
這在以往是難以想象的。
“我國超過60%的茶園位于陡坡地帶，適用于陡坡茶園的機具較少?！鞭r(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)機鑒定總站、農(nóng)機推廣總站副站長徐振興說，“八山一水一分田”的福建尤為如此，“大型機械進不去，輕便的機器又動力不足，難以滿足作業(yè)要求?！?/p>
徐振興說，由于機械化水平低，我國茶園普遍存在土壤板結、肥力流失、資源浪費、人工成本高企等問題。一組數(shù)據(jù)顯示，全國茶園面積每年以100萬畝速度遞增，但每年約有40%產(chǎn)量的茶葉未能采收，大量夏秋季茶葉滯留樹上。
茶園生產(chǎn)機械化轉型，迫在眉睫。
茶園修剪機 陳凌霄 攝
先易后難，從15度以下的緩坡地帶切入，引進、改造、示范推廣、強化金融支持、加大購機補貼力度……茶園生產(chǎn)全程機械化推進行動正在全省推進。
“2019年以來，我們累計在連江、清流等地建立茶葉新機具示范推廣基地38個，重點推廣茶園中耕機、修剪機、采茶機、多功能管理機等機具?！笔∞r(nóng)業(yè)機械推廣總站站長林遠崇說，目前，我省納入國家農(nóng)機購置補貼目錄的茶葉生產(chǎn)機械已涵蓋了茶園耕整機械、茶樹修剪機械、茶葉采摘機械、水肥一體化設備、山地茶園軌道運輸機、茶葉初加工機械等茶葉生產(chǎn)全程機械化所需的機械。
茶園生產(chǎn)“無機可用”的困境，已經(jīng)成為歷史。
破解“無好機用”
去年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)機械推廣總站組織全國17個茶葉主產(chǎn)省，開展了茶葉生產(chǎn)機械化技術與裝備需求調查。調查結果顯示，盡管福建茶園生產(chǎn)基本告別了“無機可用”，但依然“無好機可用”。
以耕整地環(huán)節(jié)為例，目前使用較多的通用型設備，在茶園容易出現(xiàn)水土不服的狀況。
茶園軌道運輸機 陳凌霄 攝
“茶園普遍雜草多，地塊板結嚴重?，F(xiàn)有鋤草開溝設備多為小型微耕機、小型田園管理機，開溝深度不夠，且易纏草，作業(yè)效果不佳，茶農(nóng)對茶園鋤草開溝專用設備的需求比較迫切?！笔∞r(nóng)業(yè)機械推廣總站高級工程師陳凌霄說，在耕整地環(huán)節(jié)，茶園對機械性能有特殊要求，“土塊既不能太大，也不能過碎，否則遇到雨季，更容易發(fā)生板結，影響土壤透氣性，進而影響?zhàn)B分吸收”。
機械不夠用、不好用問題，在其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)同樣存在：適用于山地、坡地茶園的專用型微型培土機處于稀缺狀態(tài)；現(xiàn)有采茶機多為一刀切、無規(guī)則式采摘，采摘的茶葉品質不一，無法滿足高端茶葉生產(chǎn)需要精挑細選的要求……
在業(yè)者看來，茶園綜合機械化水平不足，不僅緣自缺機具，還與茶園宜機化水平較低息息相關。
“福建茶園大都分布在山高、坡陡的山地之中，平緩坡地茶園較少。早期的茶園規(guī)劃建設缺乏宜機化的內(nèi)容，忽略了機耕道、操作行等基礎設施建設。”省農(nóng)業(yè)機械推廣總站鑒定科科長汪孝彬說，茶園是否適宜機械化作業(yè)，主要取決于機耕道、操作行等配套，以及是否足夠平整?！耙圆僮餍袨槔幱诋a(chǎn)量考慮，大部分茶園高度密植，茶行之間留給機械作業(yè)的空間相當有限，以至于大部分機械進不去，進去了也難以掉頭。”
茶園多功能管理機，可完成耕作、施肥、修剪、收獲等田間管理作業(yè)。陳凌霄 攝
“由于茶園標準化建設水平低且宜機化改造力度不夠，福建茶園機械化開溝、有機肥深施、覆土水平仍比較低?！蓖粜⒈蛘f，目前我省正加快丘陵山區(qū)茶園宜機化改造，擴大茶園標準化建設，逐步改善茶園基礎設施現(xiàn)狀，為茶園的機械化作業(yè)創(chuàng)造有利條件。
破解“無好機可用”的難題，還需要加快農(nóng)藝與農(nóng)機融合。
推廣農(nóng)業(yè)機械，不僅要加強機械研發(fā)力度，因地制宜開發(fā)出更多專用型機械，還要改變傳統(tǒng)生產(chǎn)習慣，使農(nóng)藝與農(nóng)機有機融合。陳凌霄以施肥環(huán)節(jié)為例，在福建，茶農(nóng)普遍習慣在操作行側邊施肥。這就導致施肥機具在操作行運行時，難以保證其平衡性，影響作業(yè)效率。但田間試驗表明，改側邊施肥為中間施肥，并不影響茶樹對養(yǎng)分的吸收。比起對機具加以改進，改變茶農(nóng)生產(chǎn)習慣要簡單得多。
事實上，茶園是否適宜開展機械化作業(yè)，還與品種特性、樹冠培育、養(yǎng)分平衡供給、茶樹采摘面是否整齊有關。
“譬如，茶樹芽梢萌發(fā)整齊度、芽梢完整率、葉片節(jié)間長度、葉片著生角度，都影響著機械采收的效率。”2008年以來，省農(nóng)科院茶葉研究所所長陳常頌所在的國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術體系烏龍茶育種崗位，開展了機械采摘與手工采摘新梢中標準芽葉比重、各葉位節(jié)間長與展葉角度調查，篩選出“點秋香”“春萱”“桂芬茶”等適宜機械采摘的高香型茶樹品種應用于生產(chǎn)。
直面“有機難推”
推進茶園生產(chǎn)機械化，不僅要“有機可用”“有好機可用”，更要健全推廣體系。
徐振興認為，盡管當前用于茶園生產(chǎn)的機具不算少，但真正下沉到生產(chǎn)一線的卻相對有限。
一方面，茶園生產(chǎn)機具購機成本高昂。近年來，從日本川崎公司引進至國內(nèi)的履帶式乘用型茶園管理機，集修剪、采摘、耕作等功能為一體，代表了當前茶葉機械化最高水平，其單機市場售價在60萬元以上。而目前我國農(nóng)機補貼額一般單機不超過5萬元，茶農(nóng)需要承擔的成本不可謂不高。
另一方面，盡管我省每年舉辦大量茶葉機械觀摩與示范推廣活動，但到了基層，農(nóng)機推廣依然處于“沒有腿”的局面。在機構改革中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技站等“七站八所”大多遭遇整合，基層農(nóng)機技術人員不僅要肩負農(nóng)機推廣任務，還要承擔繁雜的綜合性事務，常常分身乏術。
培育農(nóng)機社會化服務組織，通過茶葉生產(chǎn)托管等形勢，推進機械化應用，被認為是應對之策。
在這方面，我省早有嘗試。
“我們聚焦一家一戶小農(nóng)辦不了、辦不好或辦了不劃算的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，支持小農(nóng)戶通過以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)托管為主的服務方式，廣泛接受各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)社會化服務?！笔∞r(nóng)業(yè)農(nóng)村廳農(nóng)村合作經(jīng)濟指導處負責人陳衛(wèi)峰說，除了水稻等糧食作物，福建還立足本省農(nóng)業(yè)特色，將茶葉、水果、蔬菜等經(jīng)濟作物特色產(chǎn)業(yè)列入托管服務試點范圍。
鐵觀音主產(chǎn)區(qū)安溪縣，便引入茶園生態(tài)防控全程托管模式。“第三方企業(yè)與茶農(nóng)簽訂服務協(xié)議后，為茶園提供全程專業(yè)機械化植保服務?！标愋l(wèi)峰說，安溪縣茶園托管采用無人機植保，可節(jié)約10%至20%的農(nóng)藥使用量、90%的用水量。
破解茶葉機械化難題，還要研推結合。
目前，國內(nèi)茶葉機具對國外依賴性仍然較強?！拔沂〈蟛糠值牟铏C生產(chǎn)企業(yè)還是中小型的民營企業(yè)，在研發(fā)方向上，以初加工機械為主，茶園管理機械仍較薄弱?！标惲柘稣f，在研發(fā)力量上，既懂機械原理又懂茶葉加工原理的綜合性工程人才仍較短缺。
推進協(xié)同創(chuàng)新，鼓勵企業(yè)與高校探索建立人才合作培養(yǎng)模式，培養(yǎng)一批熟悉茶機研發(fā)、生產(chǎn)制造、市場營銷、維修管理等復合型人才，是茶葉生產(chǎn)機械化的必由之路。
陳凌霄認為，茶葉機械科研突圍，不僅要填空白、補短板，還要優(yōu)化升級。農(nóng)機“智”是主要方向?！安粩嗵嵘枞~機械產(chǎn)品科技智能化，重點研制智能化復合化作業(yè)機具，實現(xiàn)植物對象識別與監(jiān)控系統(tǒng)的自動化、智能化，在茶葉智能化采摘技術上進行突破?！彼f。
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原文標題為：茶園生產(chǎn),“機”不可失
