劉云 汪威

宜賓市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，四川宜賓

茶葉是中國的名片之一，是我國城鄉(xiāng)居民第一大天然健康飲品[1-2]。擁有3 000多年種茶史的宜賓市是重要的茶馬古道驛站，也是世界茶葉的發(fā)源地之一[3-5]。茶葉種植和生產(chǎn)分布在全市的142個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，占宜賓市鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)的76.76%；涉茶農(nóng)戶17.40萬戶占宜賓市農(nóng)戶總數(shù)的10.21%，呈現(xiàn)出“產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、產(chǎn)品質(zhì)量高、區(qū)域優(yōu)勢明顯”的良好勢頭[6]。茶產(chǎn)業(yè)已成為部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)，成為農(nóng)民增收致富的重要途徑。

宜賓市屬于丘陵地區(qū)，多數(shù)茶園分布于地形陡峭、坡度大于25°的中低山丘區(qū)（見圖1），具有田塊狹小且碎片化嚴(yán)重、水系工程缺失和機(jī)器通達(dá)性差等特點(diǎn)，使得人工作業(yè)強(qiáng)度大，綜合機(jī)械化程度較低，信息化管理技術(shù)明顯不足[7-8]。茶葉園區(qū)耕種、施肥、管理、采摘等關(guān)鍵環(huán)節(jié)勞動力密集、工序繁雜；同時，有效勞動力的缺位和機(jī)械化程度的匱乏，極大制約了茶產(chǎn)業(yè)向“大體量、多極化”方向的發(fā)展[9-10]。對茶園進(jìn)行宜機(jī)化建設(shè)，采用機(jī)械化、信息化的管理模式，對降低生產(chǎn)者的勞動強(qiáng)度，增強(qiáng)產(chǎn)品溯源能力，提升茶葉整體品質(zhì)具有實(shí)際意義。

圖 1 宜賓區(qū)域地貌情況

1 茶園立地及宜機(jī)化作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

針對丘陵地區(qū)地形地貌特點(diǎn)，對中低山丘區(qū)茶園通過消坎、填溝、搭梯等措施，改變園區(qū)內(nèi)土地性狀，提高土地資源稟賦。

從宜賓區(qū)域地貌情況圖1中可以看出，宜賓地形西南部坡度陡、東北部坡度緩，坡度平均在20.5°左右；區(qū)域的坡向在各方分布均勻，陽坡面以南向?yàn)橹?，陰坡面以北向?yàn)橹?，陽坡面與陰坡面所占比例基本一致。根據(jù)宜賓的實(shí)際情況對茶園進(jìn)行宜機(jī)化改造，使地塊由小變大、長短相連、依山勢形成環(huán)道，優(yōu)化土地利用布局，輔以生產(chǎn)便道與園區(qū)外公路相通，實(shí)現(xiàn)機(jī)械進(jìn)場無障礙。

1.1 建植梯臺宜機(jī)化建設(shè)

對中低山丘區(qū)茶園規(guī)劃建設(shè)需實(shí)現(xiàn)宜機(jī)化的坡改梯規(guī)劃設(shè)計(jì)，坡改梯設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)在坡地區(qū)域，根據(jù)山形地勢、土壤類別等級和宜機(jī)化作業(yè)要求，在山地坡面間隔一定寬度（根據(jù)茶葉品種所需農(nóng)藝要求而定）沿著等高線順勢筑臺，改造成長條形、環(huán)形及扇形坡式梯地。

1.1.1 梯臺邊坡宜機(jī)化設(shè)計(jì)

坡改梯過程中為防止梯臺邊部因田間管理機(jī)械通過受壓塌陷，橫斷面應(yīng)有一定的邊坡。邊坡系數(shù)主要取決于土質(zhì)。梯臺外側(cè)邊坡55°～80°，一般粘質(zhì)土為1∶0.5左右，沙質(zhì)土為1∶0.7左右。

1.1.2 梯地臺面宜機(jī)化設(shè)計(jì)

梯地臺面宜機(jī)化需同時兼顧種植農(nóng)藝要求、地形因素以及茶行間的機(jī)械通行需要，依據(jù)“自然臺面為主，改造人工臺面為輔”的總體思路。在坡面地塊較大，坡度較緩的平面，應(yīng)依據(jù)自然臺位走勢，稍作處理即可；在坡面地塊小而且坡度較陡的平面，應(yīng)沿等高線定寬改造。在臺面達(dá)到水平后，覆蓋或保留40～50 cm肥土層。由于坡地山貌復(fù)雜，實(shí)際工程中可根據(jù)實(shí)施區(qū)域地形設(shè)計(jì)3～5個梯地臺面寬度規(guī)格。梯地要滿足機(jī)械和人工作業(yè)要求，梯地臺面狀態(tài)見圖2。

圖 2 梯地臺面示意圖

1.1.3 等高梯間距（臺高）宜機(jī)化設(shè)計(jì)

等高梯間距（臺高）主要根據(jù)種植作物、地面坡度、土層厚度、土壤質(zhì)地和機(jī)械作業(yè)要求而定。地面坡度緩、作物土層厚，等高梯間距可放寬；地面坡度陡、作物土層較薄，等高梯間距則收窄。具體參照作物農(nóng)藝要求設(shè)計(jì)等高梯間距。

等高梯間距（臺高）土質(zhì)梯坎高度以≤1.5 m為宜，砌石梯坎高度以≤2.0 m為宜。梯面斷面見圖3。

圖 3 梯面斷面示意圖

梯坎高度：

式中：

H——梯臺高，m；

L——斜坡距離，m；

B——臺面寬，m；

α——地面坡度（°）；

β——梯臺邊坡（°）；

1.2 道路網(wǎng)系宜機(jī)化設(shè)計(jì)

宜機(jī)化路網(wǎng)應(yīng)根據(jù)園區(qū)地貌特點(diǎn)和規(guī)劃的機(jī)械化程度，以園區(qū)道路為骨架，合理布置和分割地塊，對環(huán)境造成影響和占用耕地較小。宜機(jī)化道路一般設(shè)置在溝邊、溝底或山脊線上，如山底坡緩，宜機(jī)化道路呈斜線形；如山高坡陡，宜機(jī)化道路可呈“S”形或螺旋形迂回上山。生產(chǎn)道與公路網(wǎng)接入應(yīng)依托茶園園地鄉(xiāng)村規(guī)劃。依據(jù)遠(yuǎn)景規(guī)劃、統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、分期建設(shè)的原則對宜賓丘陵區(qū)茶園進(jìn)行宜機(jī)化改造，提升茶園基礎(chǔ)設(shè)施水平，為實(shí)現(xiàn)全面機(jī)械化作業(yè)提供先決條件。

2 茶園管理機(jī)械化規(guī)劃建設(shè)

2.1 配套茶園管理農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合體系研究

優(yōu)化茶園管理機(jī)械化行、株距等農(nóng)藝參數(shù)，為茶園機(jī)械化作業(yè)機(jī)具的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐；同時，構(gòu)建茶園機(jī)械化管理作業(yè)技術(shù)體系，推行以機(jī)械化作業(yè)為主導(dǎo)思想的管理理念。新建茶園配套專業(yè)的農(nóng)藝人員進(jìn)行管理，加快機(jī)械化作業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

2.2 加快茶園管理機(jī)械研發(fā)、引進(jìn)與推廣

在推行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化種植管理的同時，依托科研院所通過研發(fā)、引進(jìn)及改進(jìn)的方式對茶園管理方面的機(jī)具進(jìn)行升級，尤其是適宜丘區(qū)茶園機(jī)械化作業(yè)的中小型機(jī)具，增強(qiáng)機(jī)械的實(shí)用性和適用范圍，提高茶園管理效率。

2.3 創(chuàng)新茶園綠色防控與植保體系

開展茶園產(chǎn)品綠色防控與植保體系建設(shè)，采用物理防治措施和生物防治措施對病蟲害實(shí)現(xiàn)綠色防控，著力對農(nóng)業(yè)防控技術(shù)、生物防治技術(shù)、物理防治技術(shù)等進(jìn)行研究，并配套基于無人機(jī)低空植保梯臺式作業(yè)方法研究，推動茶產(chǎn)業(yè)綠色防控與植保。

3 茶園管理信息化規(guī)劃建設(shè)

茶園管理信息化建設(shè)主要以物聯(lián)網(wǎng)平臺為基礎(chǔ)，回傳的現(xiàn)場環(huán)境、空氣、土壤等環(huán)境數(shù)據(jù)，并以此對茶園環(huán)境進(jìn)行建模，建立預(yù)警、預(yù)報(bào)、主動決策等數(shù)字化茶園管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)茶園管理智能化、精準(zhǔn)化，構(gòu)建智慧茶園，主要內(nèi)容見圖4。

圖 4 智慧茶園主要內(nèi)容

3.1 茶園信息可視化建設(shè)

通過建立生長過程各環(huán)節(jié)圖像數(shù)據(jù)庫，結(jié)合用戶端管理平臺實(shí)現(xiàn)茶園信息可視化。管理人員可運(yùn)用平臺及時獲取茶園環(huán)境體系、病蟲害體系、作物生長體系實(shí)時和歷史情況，并根據(jù)各個體系的動態(tài)分析，提出管理方案。進(jìn)一步深度學(xué)習(xí)理論，優(yōu)化方案，確保茶園作物在良好的環(huán)境下生長，提高茶葉的品質(zhì)。

3.2 茶園管理智能化建設(shè)

茶園管理智能化建設(shè)是輔助解決茶葉在種植全過程中半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化問題的人機(jī)交互系統(tǒng)建設(shè)，以信息、仿真和計(jì)算機(jī)交叉學(xué)科融合為基礎(chǔ)，將生長實(shí)況和農(nóng)藝經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)化，經(jīng)分析建立過程推算，提供管理智能化解決方案，優(yōu)化作物生長條件，使經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益達(dá)到最優(yōu)。

3.3 茶葉質(zhì)量溯源化建設(shè)

圖 5 產(chǎn)品溯源框架圖

建立茶產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品溯源體系和防偽平臺，推進(jìn)需求側(cè)對茶葉質(zhì)量的監(jiān)督，從而督促茶葉在生長過程、生產(chǎn)加工、保管運(yùn)輸?shù)热h(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，展現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量體系，提高產(chǎn)品的市場價值，保護(hù)消費(fèi)者的利益，產(chǎn)品溯源體系框架圖5。

3.4 茶旅融合VR視覺體驗(yàn)規(guī)劃建設(shè)

VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)讓觀光者直接體驗(yàn)茶園風(fēng)光、茶園生產(chǎn)過程。借助VR技術(shù)將茶文化、茶故事以3D虛擬形式展現(xiàn)，輔助觀光者建立直觀體驗(yàn)視覺，促進(jìn)茶旅文化融合發(fā)展。

4 結(jié)論與建議

茶產(chǎn)業(yè)作為宜賓市重要的區(qū)域特色資源，是“6+3”產(chǎn)業(yè)之一，蘊(yùn)含著較大的發(fā)展空間，隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)升級，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，倒逼著宜賓茶產(chǎn)業(yè)前端鏈的機(jī)械化、信息化發(fā)展。

1）強(qiáng)化政府主導(dǎo)，落實(shí)政策支持。加大對茶園基礎(chǔ)設(shè)施和新管理模式的投入，實(shí)現(xiàn)管理由粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變，從人工勞動向機(jī)械作業(yè)、智能方案處理的轉(zhuǎn)變。

2）加快茶園的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和信息化管理。建設(shè)適宜全過程機(jī)械化的標(biāo)準(zhǔn)茶葉園區(qū)，對茶葉行株、間距進(jìn)行優(yōu)化，預(yù)留機(jī)械入場空間；積極引進(jìn)和推廣信息化、智慧化技術(shù)對茶園進(jìn)行管理，保證茶葉的品質(zhì)和用戶的權(quán)益，助力良好商客信任體系的搭建。

3）著力基地示范輻射。依托龍頭企業(yè)、專合社等建立兩類示范基地——茶園管理機(jī)械化、信息化示范基地和茶葉加工自動化、智能化示范基地，強(qiáng)化基地式培訓(xùn)、宣傳、協(xié)作，促進(jìn)技術(shù)的推廣與示范。