韓文炎,李鑫,顏鵬,張麗平,張蘭
中國農業科學院茶葉研究所,310008
2005年8月,時任浙江省委書記的習近平同志在浙江湖州安吉考察時,提出了“綠水青山就是金山銀山”的科學論斷。建設和保護綠水青山,將綠水青水變成金山銀山從此在祖國大地上如火如荼地開展起來。茶葉這一傳統的經濟作物,由于其良好的生態功能和較高的比較效益,既是綠水青山,更是金山銀山!但是,并不是所有的茶園都具備這一條件,只有管理良好的生態茶園才能滿足這一目標。因此,生態茶園建設已成為目前茶園建設的基本要求。盡管我國生態茶園建設歷史悠久,各地都有成功的經驗和失敗的教訓,但總的來說,什么是生態茶園?如何建設生態茶園?這些問題,大家沒有統一的認識。筆者就這些問題,拋磚引玉,提出我們的認識和見解,以期為生態茶園建設、茶區農業增效和農村增綠提供參考。
什么樣的茶園叫生態茶園?至今沒有一個明確和公認的說法。《中國茶葉大辭典》的解釋是:生態茶園“亦稱立體茶園,是指能利用同一塊土地上的不同空間,形成立體層面的茶園”。該辭典還有一條,即“復合生態茶園”,是指“與生態環境相適應的多元生物的人工組合茶園。系在茶園內種植其他生物種群,并按各種種群的生理學、生態學要求,合理布置,形成一定格局,達到種群間共生、互補作用的群落。復合生態茶園包括茶—林、茶—果、茶—糧、茶—膠等間作模式”。可見,按照《中國茶葉大辭典》的說法,茶園內只要有其他生物種群,特別是種植了林木、果樹或糧食作物等就成了生態茶園。顯然,這樣的生態茶園概念非常狹義,因為它只強調茶園間作,而與其他茶園管理無關,也沒有考慮生態茶園應達到的目標。
生態茶園是從生態農業引申過來的。生態農業于1970年由美國土壤學家衛廉姆·奧伯特最早提出,它的基本定義是“在盡量減少人工管理條件下進行農業生產,保護土壤肥力和生物種群的多樣化,控制土壤侵蝕,少用或不用化肥和農藥,減少環境壓力,實現可持續發展”。它至少有3層含義:一是盡量減少人工管理,特別是少施或不施化肥和農藥,減輕環境壓力;二是保護土壤肥力和生物種群的多樣化;三是控制土壤侵蝕。最終目標是實現可持續發展。顯然,這樣的定義要科學全面得多。
如果把《中國茶葉大辭典》的生態茶園與衛廉姆·奧伯特的生態農業概念進行綜合,再結合現代茶園建設的基本要求,則新的生態茶園概念應更為全面和合理。生態茶園是指產地環境良好,光、溫、水、土、氣等生態因子相互協調,能充分滿足茶樹生長發育的需要;茶園園相優美,沒有土壤侵蝕,與周圍行道樹、遮蔭樹等自然風光相互映襯,景色迷人;茶園管理綠色高效,少施或不施化肥和農藥,土壤肥力和生物多樣性不斷提高;茶葉產品優質安全,經濟效益高,可實現持續健康發展的茶園。
按照以上認識,生態茶園具有以下特點:
茶園基地遠離污染源,茶園及周邊土壤、空氣和水清潔干凈;茶園生態環境各因子,包括光照、溫度、水分、空氣、土壤和肥力等能充分滿足茶樹生長發育的需要,且相互協調被茶樹高效利用,即茶園產地的土壤和氣候等自然條件為茶葉生產的優質高效創造了良好的條件。產地環境滿足《無公害農產品種植業產地環境條件》(NY/T 5010—2016)的要求。
茶園規劃科學,布局合理。根據基地規模和地形地貌,茶園干道、支道、步道和地頭道設置合理,聯通成網,有利于運輸和茶園機械作業。主要道路平整清潔。建立有完善的水利系統,蓄水池、排水溝等配套良好,最好建有節水灌溉設施。
茶樹種植規范。緩坡地茶園等高條植,坡度15~25°的茶園建有等高梯級園地,25°以上的陡坡地保持原有植被。茶園水土保持良好。茶園周圍、主干道兩側建有生態防護林或遮蔭樹,周邊植被覆蓋度高。茶樹生長健壯,園相整齊漂亮,茶園與周圍環境相互映襯,景色迷人。
茶園平衡施肥,養分利用率高,不污染環境,土壤質量不斷提高;不用或少用化學農藥,病蟲害綠色防控,茶園生態平衡持續改善;積極實施機械化作業,茶葉生產成本較低,茶園經濟效益不斷提高;茶葉品質優質安全,符合相關標準。建有生產技術規程、生產和加工記錄檔案及產品質量可追溯體系。茶園管理符合《茶葉生產技術規程》(NY/T 5018—2015)的基本要求。
生態茶園建設的興起與現代農業弊端的逐步顯現有關,也與茶園面積的大規模擴張,不合理種植與管理,導致生態環境不斷遭到破壞密切相關。據聯合國糧農組織的研究表明,世界主要產茶國中國、印度、斯里蘭卡和肯尼亞于1970—1992年間茶葉產量的增加,物源投入的貢獻率高達79%,科技進步僅占21%。在物源投入中,化學肥料的貢獻率最高,達41%,其次是土地的貢獻率為25%,勞動力和農藥的貢獻率分別為8%和5%。進入21世紀后,我國土地、化肥和農藥對茶葉增產的貢獻不是降低,而是更高了。為了增加茶葉產量,大量適合和不適合種植茶樹的土地被改造成茶園,森林被砍伐,農田改造成茶園,大面積集中連片,生物多樣性不斷減少;化肥和農藥的過量和不合理使用,環境污染日益顯現。從全國各地茶園情況看,生態茶園建設主要存在下列問題。
由于茶園面積擴張過快,又缺乏規劃,導致大量的不適合種植的地方,如坡度超過25°的陡坡、土層不足30 cm或地下水位較高的土壤發展成為茶園,又沒有采取必要的措施,導致水土流失非常嚴重。即使在福建安溪和浙江安吉等著名產區,這樣的茶園也隨處可見。筆者曾見到最觸目驚心的是云南臨滄的一片茶園,1980年前后種植,由于土壤侵蝕到2010年時,茶樹根系裸露,根頸部與土表的距離達30 cm,即在30年時間內,平均每年流失表土1 cm!據測定,30年間每畝共流失表土240 t,含純N 360 kg、P 120 kg和K 2200 kg。受沖刷更嚴重的地方已沒有表土,不僅見不到茶樹,甚至連草都不長了,影響的不僅僅是當代茶農,還有我們的子孫后代!
大面積發展茶園時,為求茶園集中連片,原有植被全部被砍光,茶園中幾乎沒有其他樹木,如行道樹和防護林等,還美其名曰“茶海”。這樣的茶園生物多樣性低、食物鏈簡單,生態功能和組分都簡單化,不僅導致病蟲害容易暴發,而且對高溫干旱和低溫凍害等極端天氣的抵抗力也很低。
由于集約化種植,偏面追求產量,大量使用化肥和農藥,嚴重污染環境。據調查,我國主要產茶區的施氮量在0~2600 kg/hm2,平均553 kg/hm2,這不僅造成氮肥利用率低,僅在30%左右,施氮量高的茶園甚至不到10%。未被茶樹利用的氮素,除小部分仍保留在土壤中外,極大部分通過硝化、反硝化作用和氨的揮發,以NO3-和N2O、NH3的形式排放到環境中。如施氮量500 kg/hm2和900 kg/hm2的茶園,當年通過NO3-淋溶的氮素損失高達155 kg/hm2和457 kg/hm2,分別占施氮量的31%和51%;NH3-N的揮發損失在10%左右;N2O-N的釋放損失也達茶園施N量的1.43%~3.44%。同時,大量使用化肥還會導致土壤嚴重酸化、板結、養分不平衡和生物多樣性的降低。
病蟲害的防控主要依靠化學農藥。據調查,一般茶園年化學農藥使用次數為3~5次,某些茶園高達10多次,還不僅導致農藥殘留、抗性和再度猖獗“3R問題”,以及害蟲種群發生明顯的演替,而且導致茶園中天敵的種類和數量顯著降低,茶園生態平衡遭到破壞。
生態茶園建設是多方面的,首先需要有良好的規劃,這是基礎和前提,如果在不適合的地方種植了茶樹,不僅無法取得理想的經濟效益,還會導致嚴重的生態問題;其次,是做好茶園基本建設,特別是園、林、路和溝渠的建設;第三是加強茶園管理,主要是茶園施肥、病蟲防控、剪采留養和機械化作業等日常管理工作。只有從整體上按照生態學的原理,采取有利于水土保持、提高生物多樣性、加強物質循環,讓茶樹個體和群體,茶樹與園內其他動植物和微生物,茶園與四周生態系統和諧共生、協調發展,才能促進生態茶園的持續健康發展。就當前生態茶園建設現狀而言,重點應抓住下列關鍵技術。
盡量減少和避免土壤侵蝕是生態茶園建設的基礎。土壤是從巖石緩慢風化而來的,這一過程少則數十上百年,多則數千年。土壤肥力的積累所需的時間更長,它需要土壤在氣候、生物、母質、地形和時間等自然因素,以及耕作、施肥、灌溉等人為因素的共同作用下逐漸發展而來。所以,我們常常看到茶園表土顏色較深,有機質和肥力較高,而20cm以下則呈紅色或黃色,肥力水平較低。當土壤侵蝕發生時,損失的首先是表土。另外,在我國茶區,土壤主要是在水的作用下被侵蝕的。所以,保護水土不僅關系到當代茶農的收入和效益,更關系到我們子孫后代對這塊土地的持續利用和茶葉生產的健康持續發展。
茶園水土保持的技術措施,主要從土壤、植被和工程技術3個方面來考慮。在土壤方面,主要通過增加有機質,改良結構及其物理特性,增進蓄水及滲透能力,來增強土壤的抗蝕性能。所以多施有機肥、地表覆蓋等均有利于提高茶園水土保持能力。在植被方面,茶樹等高條植、營造防護林、免耕和保護性耕作、坎邊地頭種草等均是良好的水土保持方法。在工程技術方面,應因地制宜,采用不同的措施,包括建立隔離溝、排水溝渠和等高梯級園地等。對于茶園來說,下列具體措施尤為關鍵:
(1)修筑隔離溝和竹節溝。在茶園四周,特別是坡地茶園上方與山林相接的地方應建立隔離溝,不使山上林地雨水沖刷茶園。對于沒有條件建立等高梯級茶園,或坡度在5~15°的茶園,沿等高線修筑“竹節溝”。
(2)建立等高梯級園地,茶樹等高條植。對于坡度15~25°的茶園,建立等高梯級園地;坡度5~15°的茶園茶樹等高條植,切忌順坡種植。
(3)提高茶園覆蓋度。地表植被的覆蓋可以減少雨滴的動能,截滯雨水,促進水分滲入,減少水土流失。成齡茶園的覆蓋度達到80%~90%,土壤侵蝕較小。幼齡茶園在開墾和種植初期,土壤流失較重。因此,在種植前期,應盡量減少土壤裸露的時間,如土地平整好后,茶樹種植前可種植綠肥作物;茶樹種植后應促進茶樹的快速生長,盡快擴大樹冠覆蓋度。另外,茶行間有雜草時,也不用除盡,只要不危害茶樹或長得不是太高,或離茶樹不是太近,茶園內有一些雜草也沒關系,這對于幼齡茶園保持水土有良好的作用。
(4)鋪草和種草。茶樹修剪枝葉要求留在茶園內作為覆蓋材料,這對于水土保持作用明顯。茶園內間作的作用也十分明顯。據試驗,幼齡茶園內種草在大雨或中雨狀態下地表徑流可減少50%~70%,泥土沖刷量可減少80%~90%。選擇的草種要求直立型,分蘗能力較強,以減緩土表水的流速,同時阻擋部分泥沙。草需要定期修剪,防止長得太高影響茶樹生長。湖南茶科所選育的“茶肥1號”是一種豆科綠肥,具有生長快、產量高、含氮量高和抗逆性強等特點,值得在幼齡或行間距較寬的成齡茶園內推廣種植。另外,茶園四周、地邊坎頭或不適合種茶的地方種植香根草、紫穗槐、爬地木蘭、畫眉草或小灌木等,對于減少土表裸露,護坎保土可起到重要的作用。
種植行道樹和遮蔭樹已成為目前生態茶園建設最重要的內容,并為廣大茶葉工作者所推崇。其實,我國茶園間作具有悠久的歷史,如蘇州太湖洞庭的東山和西山,茶園內向來有種植桃、梅、李、杏、楊梅、枇杷、板栗和柑橘的傳統。除了茶果間作,還有茶林間作、茶膠間作和茶糧間作等生態栽培模式,對于提高茶園生物多樣性,調節茶園小氣候,促進茶樹生長發育,減輕病蟲危害和提高茶樹抵抗不良環境的能力均有一定的作用。但如何種植,一直未有統一意見。筆者認為,對于四季不分明,全年陽光強烈、溫度較高的我國南方熱帶茶區,在茶園內種植遮蔭樹的效果較好,遮光度控制在30%左右。而對于四季分明的其他茶區,建議在茶園四周或道路兩側種樹。這是由于這些地區雖然夏季陽光強烈、溫度較高,但冬春季往往陽光不足,在茶園內種樹會影響茶葉產量;茶園內種樹也不利于機械作業;蓬面上的落葉對于機采茶園來說也是一種麻煩。但對于極易遭受晚霜凍害或“倒春寒”的特早生良種茶園來說,在茶園內種遮蔭樹也是可以考慮的。無論是行道樹還是遮蔭樹,選擇的樹種應該是病蟲害較少、樹型漂亮的喬木,具有較高的經濟或觀賞價值,如桂花、香樟、無患子、櫻花、大葉冬青和海棠等。在茶園四周種植時還應考慮不妨礙機械行走和調頭。
水土保持和茶園種植行道樹和遮蔭樹也是茶園基本建設的重要內容,由于特別重要,所以單獨列出。這里的基本建設,首先是合理規劃,科學設置茶園干道、支道、園道、步道和機械調頭道,將茶園有序地區分和連接起來。建好排水系統,包括排水溝、竹節溝、隔離溝等。有條件的茶園,進一步做好設施建設,如節水灌溉、防霜風扇和殺蟲燈等設施。
首先是提高茶園施肥技術水平,防止過量施肥,污染環境。在常規施肥技術中,努力做到“一深、二早、三多、四平衡和五配套”,特別是年施氮量(以純N計)控制在每畝20~30kg,即使采摘香茶、珠茶和碾茶的茶園,也不要超過40kg;使用有機肥需注意重金屬元素含量不要超標。同時大力推廣測土配方施肥、水肥一體化等優化施肥技術,以及控釋肥、微生物肥和生物質炭等新型肥料或土壤改良劑的使用,充分提高肥料養分利用率,不斷改善土壤質量。
其次是加強茶園病蟲害綠色防控技術。遵循“預防為主,綜合治理”的方針,構建良好的茶園綠色生態系統。優先考慮農業、物理機械防治與生物防治措施,必要時再使用化學防控;堅持茶園蟲口調查和測報制度。在害蟲成蟲的高發前期使用色板,在茶尺蠖等鱗翅目成蟲發生高峰期使用頻振式高壓殺蟲燈,杜絕茶園內色板不斷和開長明燈。必須使用化學農藥時,選擇針對靶標害蟲的低毒高效農藥,并注意輪換用藥,嚴禁不必要的多種農藥混合和超濃度使用。通過保護天敵,減少化學農藥使用,不斷提高茶園生物多樣性,維護茶園生態平衡。
第三是減少不必要的臺刈。對于極大多數茶園,離地40~50cm的重修剪完全可以達到更新樹冠之目的。臺刈茶園由于抽發的枝條多而密,骨干枝培育較為困難,不僅會顯著降低茶葉產量和品質,而且茶園裸露面積大,容易導致水土流失。因此,對于骨干枝粗壯、生育能力較強的茶樹,切忌輕易臺刈。
機械化是高效生態茶園建設必不可少的環節。化肥、農藥和機械的大量使用是西方石化農業的典型特征。大型機械在田間的碾壓會導致土壤結構改變,孔隙度減少,養分有效性降低,土壤質量退化。因此,我們在推行茶園機械化時因趨利避害,首先選擇有利于明顯提高勞動生產率的采茶機,特別是優質茶機采技術;其次是能提高茶園農藥和化肥利用率的無人機噴藥技術和“3S”(GIS、GPS、RS)精準施肥技術;三是茶園小型耕作施肥機的使用等。任何機械的使用都是一個系統工程,如優質茶機采技術除了有優質的采茶機外,還需要從茶園規劃、品種選擇、茶樹種植、樹冠培養、機采技術及機采葉的分類、加工和整理等各個環節進行系統配套。因此,我們在生態茶園建設時應有意識地考慮這些問題,并使其逐步完善。
總之,生態茶園建設不是一蹴而就的,它是一個系統工程,需要遵循茶樹生長發育規律和生態學原理,持久全方位地加強茶園基礎設施建設,提高茶園管理技術水平,不斷改善茶園生態環境;既考慮眼前利益,更重視長遠利益;既考慮經濟效益,更看重生態效益和社會效益。只有把生態茶園建設好了,金山銀山也在眼前了,茶也就成了“中國農業綠色發展的一個標志,美麗中國的一個符號”。