山東省茶產業提質增效技術路徑解析

丁兆堂

(青島農業大學園藝學院，山東青島 266109 )

茶產業是山東省農業高效特色產業。山東省茶產業雖已年過半百，但仍處于產業發展的朝陽時期。目前，全省有12個市40個縣(市、區)種植茶樹。在主產區，茶產業已成為當地政府促進農業產業結構調整、推動農村經濟發展和增加農民收入的重要途徑。為鞏固提升山東省茶產業發展優勢，促進產業轉型升級，提高市場綜合競爭力，山東省先后出臺了《山東省茶葉產業發展規劃(2014～2020年)》和《山東省茶葉產業提質增效轉型升級實施方案(2016～2020年)》。同時，山東省現代農業產業技術體系茶葉創新團隊制定了茶葉創新團隊“十三五”規劃(2016～2020)，進一步明確了茶葉創新團隊為山東省茶產業提供技術支撐的核心目標。筆者對山東省茶產業現狀與技術需求進行總結，對茶產業提質增效的技術路徑進行剖析，并以此與廣大同行做更深入的交流。

1 山東省茶產業概況

1.1 發展現狀

山東省茶產業從無到有，經過幾十年的努力已初具規模。主要呈現五大特點：①產業布局進一步優化，已形成了魯東南沿海、魯中南泰沂山區和膠東半島三大茶葉優勢產區。全省茶園面積2.67余萬hm2(40余萬畝)，采摘面積約2萬hm2(30萬畝)，產量2萬t，主要集中在日照、青島、臨沂、泰安等市。②產業化水平明顯提升，不同規模的茶葉加工企業、茶葉合作社、家庭農(茶)場及各級茶葉專業市場、經營業戶近幾年均有較大幅度增加，各類茶葉示范基地、產業園也逐步增加，生產的組織化、規模化程度大幅提升，綜合管理水平持續增強，“龍頭企業+合作社+基地+茶農”的生產管理模式在行業內廣泛應用。③茶葉標準體系不斷完善，質量安全水平顯著提高。④茶產業促進農民增收作用顯著。⑤科技創新能力不斷提高，科研成果轉化步伐加快。近5年已有兩項成果獲省部級二等獎，2015年山東省現代農業產業技術體系茶葉創新團隊成立，標志著山東省茶葉科研由分散式轉為聯合攻關，2017年成立了山東省首家“茶學學科泰山學者創新團隊”，標志著山東省在北方茶樹生物學研究方面達到歷史最高水平。

1.2 存在問題

如同所有的初創產業一樣，山東省茶產業同樣是在曲折中前進，目前仍然存在著諸多不足亟待解決。①茶園基礎設施建設與生態條件建設落后。茶園水電路渠、越冬防護、生態環境等配套設施建設普遍落后，尤其是茶園生態建設力度不夠，防御自然災害能力差，茶園持續豐產優質增效的保障能力不強。②無性系良種比例偏低與品種搭配不合理。全省無性系茶園面積比例僅為12%左右，遠低于全國56%的平均水平；栽培品種仍以有性系品種為主，單一化，早、中、晚熟品種搭配不合理，適制茶類品種搭配不合理，制約了茶園單產和茶葉質量的提升。③低產低效茶園面積較大，全省低產低效老齡茶園占20%以上，每666.7m2產值低于5000元的占15%以上。受自然災害和管理水平的制約，大部分老茶區的茶園園相差，缺壟斷行現象較重，土壤改良技術不到位，土壤肥力不足，約50%的茶園有機質含量不足1.5%。④茶葉加工設備落后，加工規模化程度低。部分加工廠房簡陋、炒茶設備陳舊、自動化清潔生產線比例低，加工車間衛生狀況差，管理不規范。

2 茶產業提質增效途徑

近十幾年來，通過系統生物學、表觀遺傳學及多組學、多學科交叉研究，研究人員系統研究了茶樹新梢、葉片、根系及開花過程中響應低溫、干旱及營養脅迫時的基因調控模式和代謝控制途徑，揭示了茶樹響應低溫與干旱脅迫的基因調控網絡、可變剪切及蛋白質修飾機制，闡明了多種非生物脅迫影響茶樹葉片衰老及品質變異的信號通路及其代謝網絡等重要分子機制，探索了茶樹抗逆和品質提升的可能技術途徑。經系統研究證明茶樹是冷敏感植物，不抗寒，不耐旱，在山東露地條件下不能夠安全越冬。同時，山東省的年降水量平均700～800mm，正常年份也無法滿足茶樹生長發育的需要。茶樹的生物學特性與山東省的氣候條件存在巨大反差。為此，從技術層面講，茶產業提質增效必須以此為切入點展開。

2.1 茶園生態系統建設及其調控

茶園生態系統具有明顯的區域性。山東省是中國緯度最高的產茶區，屬茶樹生態適宜性區劃次適宜區，氣溫低、積溫少，低溫、干旱常導致茶樹生育受阻。植茶土壤多為黃棕壤，土質粘重，肥力不高，部分新建茶園土壤酸堿度略偏高。山東茶區一直存在的低溫、干旱、鹽堿三大障礙靠單一技術無法解決，茶樹的逆境脅迫與優質高產問題必須依靠下大力氣建設具有北方特色的茶園生態系統解決。 在生態茶園發展模式上，要徹底改變單一的純茶園生態系統，充分利用共生互惠原理、生態位原理、利用層原理、邊緣效應原理、食物鏈原理、種群演替原理、生態效應與經濟協同原理，建設人工復合茶園生態系統，徹底解決山東省單作茶園面臨的生態環境脆弱問題。要注重對茶園生態調控技術的研究，提出北方生態茶園評價指標，制定生態茶園建設規程，重點思考：①如何合理配置生態位，涉及高大樹種的選擇與間作物種的篩選。②系統內生物的多樣性評價方法。③土壤改良與肥水調控技術。④系統內病蟲草害的控制技術。⑤生態茶園建設與茶旅結合的接口及其配套政策等。

2.2 茶樹抗逆品種選育與繁育

山東省茶樹種質資源稀缺，良種繁育技術滯后，制約了山東省茶產業的快速發展。山東省茶樹良種苗木的來源有外引與自繁自育兩種方式。外引的無性系茶苗雖然購買的價格較低，但由于長途運輸，未經馴化，抗寒性差，移栽成活率低，造成“年年建園不見園”，反而加大了建園成本；而自繁自育方式過去多在秋季采用短穗扦插，近幾年出現嫩枝扦插，但繁育圃、母本園等不配套，育苗成本較高，雖有部分科研單位育成了抗寒茶樹品種，但限于育苗條件，均未能實現大面積推廣。為了盡快提升山東省茶樹無性系良種面積，必須從關鍵技術入手加強無性系良種的繁育速度，降低繁育成本，提高移栽成活率。其關鍵技術是：①茶樹抗寒種質資源鑒定評價體系的建立。②優質高效采葉采穗兼用母本園的培育。③茶樹抗寒無性系良種繁育模式的篩選及技術參數優化。④扦插苗圃的高效管理技術。⑤新建無性系茶園快速成園及高產高效配套技術集成等。

2.3 茶園高效肥水管理關鍵技術

茶樹是以收獲新梢為主的高喜氮作物。生產中靠大量施用化肥尤其是氮肥以提高產量，由此造成氮素流失和環境污染。如何在茶園中減施化肥、增加效益，提高氮肥利用率，成為當前茶樹營養生物學研究熱點。茶園化肥減施增效技術途徑主要包括：①精準用量，總氮控制、基準養分配比與測土調整。②調整肥料結構，加大適宜山東茶園應用的功能性肥料研制，包括茶樹專用生物有機肥、緩控釋肥、新型肥料(硝化抑制劑)、葉面肥、水溶性肥料等。③有機肥高效運籌技術。④改進施肥方法，包括施肥時期、機械深施與水肥一體化的運用。⑤配套土壤改良培肥等。

當前，山東省茶園肥水管理的難點在于茶園有機質的提升與氮素利用率的提高。茶園土壤有機質含量低不僅嚴重限制了茶園土壤養分的高效利用，而且嚴重制約了茶葉產量和品質的提升。有機質含量低的土壤，無論如何施肥也難以大幅度增加產量。有機質提升后，土壤微生物活性提高，相應促進土壤養分的轉化，提高養分的有效供應強度，進而促進茶樹的吸收，實現茶葉高產和穩產。因此，對于土壤有機質的種類和有機質投入量；土壤環境(溫度、水分、pH值)對有機質轉化的影響；土壤有機質對土壤微生物種類及微生物代謝的影響；土壤代謝與茶樹代謝的關系及對產量和品質的影響等問題均需要進行深入研究。

關于茶樹氮素效應、代謝機理及其利用技術研究已取得了許多重要進展，但關于茶樹氮轉運及代謝的分子機理研究還很不完善，仍有許多難點有待闡明：①氮代謝過程中關鍵酶在細胞內的定位、區域化及其作用。②不同氮代謝關鍵酶基因調控和環境調節模型及其相互間的關系。③參與氮代謝過程中有關細胞器的功能及其環境影響。④不同組織器官中氮生理生化代謝過程及其與蛋白質體形成的關系。⑤如何利用基因工程手段改善特定品種的基因結構, 提高茶樹對氮虧缺或富集等環境脅迫下的抗性, 最大限度地提高氮的吸收與轉運效率等。因此，研究氮素同化的關鍵生物學途徑與關鍵酶的特性及作用，挖掘與氮素代謝有關的信號傳導、功能基因、差異蛋白及代謝物，揭示茶樹氮代謝的分子機理及其調節機制，對指導氮高效利用茶樹品種篩選，建立優質高效生產技術，提高氮肥利用率，進而提高茶葉產量和品質都具有重要意義。

2.4 茶樹病蟲害綠色防控技術

在產品的質量安全上，應繼續實施茶園綠色防控及化學農藥減施增效關鍵技術。茶園大量施用化學農藥和化學肥料后，給茶園的生物群落帶來嚴重影響。尤其是不合理地施用化學農藥，破壞了茶園生態平衡，削弱了茶園有益生物的自然控制作用，導致化學農藥越用越多、害蟲越治越重的惡性循環。茶樹病蟲害綠色防控技術的推廣與應用是實現茶葉質量安全的關鍵技術之一。必須加強以“生態調控、理化誘控、生物防治和精準用藥”為導向的茶園病蟲害綠色防控技術研究，進一步提升山東省茶葉質量安全水平。

2.5 制茶工藝改進與茶葉的清潔化加工

在制茶工藝改進與加工產能挖掘上，根據季節變化，可適當提高紅茶、白茶比例，以綠茶為主，實現綠、紅、白多茶類兼制。對小規模、衛生條件差、功效低的加工企業進行整治，使其逐步向適度規模、連續化、清潔化生產方向發展。圍繞山東省茶葉加工現狀，應重點開展低能耗加工設備的研發、加工車間的優化設計、茶葉清潔化加工技術、風險控制點及操作規范等研究，降低生產成本，提高生產效益，防止二次污染，確保茶葉質量安全。

3 有效推進山東省茶葉提質增效技術創新

3.1 發揮山東省茶葉創新團隊優勢，開展聯合攻關

山東省現代農業產業技術體系茶葉創新團隊，集合了全省大學、科研單位及技術推廣部門的骨干力量，在山東省茶葉科技創新方面具有代表性。為深入貫徹落實創新、協調、綠色、開放、共享的“五大”發展理念，根據2017年中央一號文件精神及《山東省現代農業產業技術體系茶葉創新團隊建設任務規劃書(2016～2020)》制定的任務目標，進一步推進茶葉創新團隊服務能力，推進科技成果的顯示度、集成度。2017年，經茶葉創新團隊全體成員反復調研、協商、咨詢、討論，決定集中團隊優勢力量，聯合開展“3155茶葉提質增效創新示范工程”建設。即圍繞茶樹良種繁育、茶樹專用肥研制、茶園肥水管理、綠色防控及茶葉清潔化加工等進行聯合攻關。通過茶葉創新團隊與企業、合作社等緊密合作，在茶葉主產區日照市、臨沂市建設3處“茶樹種苗工廠化繁育基地”，在泰安市建設1處“茶樹專用肥研發基地”，在全省建設5處“茶葉優質高效綠色防控生產攻關示范田”和5處“茶葉清潔化加工示范基地”。

經過兩年多的實踐證明，通過“3155創新示范工程”建設，有效地把茶葉創新團隊各崗位專家的先進技術與成果率先應用到上述基地，從而把各基地建設成為茶葉科技成果的展示基地、示范基地、培訓基地；同時，通過項目工程建設，強化了崗位專家、試驗站為農服務的意識，強化了科技成果的“落地意識”，提高了團隊的工作效能和科研的產出效益。

通過“3155創新示范工程”，共建設試驗示范基地14處，建立茶樹種植資源圃1.33hm2(20畝)，選育并推廣適合在山東茶區栽培的茶樹抗寒、抗旱新品種3個；繁育福鼎大白、中茶108、碧香早、金萱、瑞雪等無性系茶樹品種1000萬株；研制了3種茶樹專用肥產品，篩選高效水溶性肥料3種；制定標準及技術規程7項；形成技術報告4項，編寫技術手冊及專著3部；舉辦技術培訓班、推介會、現場觀摩會20余次，培訓茶農2000人次以上，完成論文20余篇，其中SCI收錄8篇；申請專利4件，獲軟件著作權4項，篩選出2種對茶園刺吸式害蟲效果較好的植物、礦物源殺蟲劑。實現了產品質量、經濟效益雙提高，農民人均收入有較大幅度增長。

3.2 依托茶學學科泰山學者創新團隊，強化源頭基礎理論創新

2017年，山東省新上茶學學科泰山學者特聘專家創新團隊，在北方茶樹抗逆育種與配套栽培技術創新方面具有雄厚的基礎，曾創立了以選育抗寒品種、增強茶樹自身抗逆性和加強越冬防護為主的“選、養、保”技術體系，選育出具有自主知識產權的抗寒、抗旱茶樹新品種瑞雪、香雪、寒梅，制定了適宜北方茶區應用的《茶樹無性系繁育技術規程》。先后開展了“嵐山區十萬畝茶葉優質安全生產技術集成與示范”、“茶葉優質高產肥水調控關鍵技術研究與應用”、“北方茶優質高效栽培關鍵技術研究與示范”、“茶園化學肥料減施增效關鍵技術研究與應用”、“肥料高效利用技術與環境友好型茶樹專用肥的研制”、“茶園水肥一體化關鍵技術研究與應用”等重大重點項目的研究與實施，制定了山東省地方標準《茶園水肥一體化操作技術規程》、《茶樹葉片營養診斷技術規程》等，完成的兩項成果先后于2013年、2016年獲得山東省科技進步二等獎，為山東省“南茶北引”50年來僅有的省部級二等獎。

創新團隊在茶樹抗逆分子機理及礦質營養代謝研究方面為茶葉提質增效奠定了堅實的基礎。多年來，緊密圍繞低溫、干旱和礦質營養等三大科學問題，深入開展基礎理論研究，并取得了一系列重要進展：①基于轉錄組學及蛋白質組學，深入闡明了茶樹對低溫、干旱脅迫的分子響應機制，完善了茶樹抗逆的分子生物學理論基礎。②基于代謝組學技術，揭示了關鍵保護措施對茶樹響應低溫脅迫的生理生化及代謝物譜，系統地總結了北方茶園越冬期覆蓋的生態效應。③針對北方茶園土壤pH偏高導致的營養障礙，揭示了關鍵營養元素Zn、Fe、Al、P等礦質營養脅迫對茶樹生長發育和品質代謝的影響。

創新團隊的的主攻目標是茶樹生長發育及其環境應答的分子機理，茶葉品質與抗逆的分子機制研究。團隊以山東省茶學學科建設目標和茶產業發展存在的問題為導向，以北方茶抗逆與品質提升為目標，深入研究低溫、干旱與營養脅迫對茶葉品質形成的影響，系統闡明北方茶主要品質形成機理，提出北方茶品質提升綜合技術體系。通過研究與開發，為社會提供工程、技術咨詢和決策服務，加強科研成果的推廣和轉化工作，提高科學技術對社會的貢獻率，為三農建設做出積極的貢獻。五年聘期內將提出高產高效優質安全共性技術與農業主推技術3～5項，建立優質高產高效茶葉示范基地3～5個，帶動茶葉主產區發展優質高效茶園面積1.33萬hm2(20萬畝)以上，使山東省茶葉生產技術水平有顯著進步。