茶葉機械化采摘技術研究現狀與展望*

鄭航，傅童，薛向磊，葉云翔，俞國紅

(1. 浙江省農業科學院農業裝備研究所,杭州市,310021; 2. 浙江科技學院生物與化學工程學院,杭州市,310023)

0 引言

中國是世界茶葉的原產地,也是世界上茶葉生產、消費、出口最大的國家。2022年全球茶葉產量達6 397 kt,其中中國茶葉總產量達到3 181 kt,占據全球第一[1]。2022年中國茶園總面積3 330.3 khm2,同比增長2.03%,其中,采摘面積3 026.6 khm2,同比增長3.78%[2-3]。隨著茶園面積不斷增大,茶葉生產所需勞動力的缺口將日漸擴大。

茶產業屬于勞動密集型產業,其中鮮葉采摘修剪季節性強、用工量最多、最集中、成本最高,人工采茶修剪占茶葉生產成本60%以上。隨著我國茶葉市場擴大和人們消費水平提高,茶葉需求日益增長,若只單靠傳統的手工采茶,已經不能滿足市場需求,而現階段我國農村勞動力不斷下滑,“用工荒”和“用工貴”問題日益明顯,成為制約我國茶葉規模化生產發展的“瓶頸”,茶葉采摘機械化是未來茶葉生產發展的趨勢。

1 我國茶葉采摘農藝要求

1.1 采摘標準

茶葉采摘在茶產品的制作過程中十分關鍵,不同品級種類的茶葉有著不一的標準,一般分為大宗茶、名優茶、特種茶和邊銷茶[4]。首先是大宗茶的采摘,此類茶對于茶葉的鮮嫩要求程度不高,采摘一般采取適中采摘,通常以一芽兩葉為主,兼采一芽三葉[5],此類茶目前能實現機械化采摘;名優茶,此類茶對葉芽鮮嫩程度和完好程度有著較高的要求,一般采摘一芽一葉或一芽一葉初展,有的甚至只采單個茶芽[6];特種茶,此類茶在新梢長到3～5葉,頂葉六七成開面時,采下2～4葉,茶葉完全展開呈開面狀態時采摘[7],通常用于制烏龍茶,葉片基本成熟時,茶葉的內部物質含量豐富,使得成茶具有特殊的風味和香氣[8];邊銷茶,此類茶主要供銷于邊疆有需要的少數民族,一般需要在新梢基本成熟時進行采收,為了提升作物經濟價值也可提前進行一次芽葉的采收[9],茶葉分類示意如圖1所示,其對應的不同采摘標準如表1所示。

圖1 茶葉分類示意圖Fig. 1 Diagram of tea classification

表1 不同種類茶葉采摘標準Tab. 1 Picking standards for different types of tea

1.2 機采農藝要求

在機采農藝要求方面,需要對已種植的茶壟、蓬面修剪整形使得其形成統一高度的弧形或平形冠面。采用“四個一致性”將茶園規范標準化,即修剪整形與機采所選取的割刀參數一致、所用割刀中心軌跡線與待采茶壟蓬面中心線一致、放置架上割刀同水平面位置一致、割刀所處放置架位置離地面高度相對一致。通過標準化的農藝修剪培育適合自走機械采摘的茶壟冠面[10]。機采要考慮到設備的適用性,一般選擇平地、15°以下的緩坡或等高梯地、土層深厚的地方[11]。新茶園需采用條栽方式種植,株距20～30 cm、行距150～180 cm、行長30～50 m。對于陡坡階梯茶園,梯面的寬度應不小于2 m,距內側1 m處單行種植,每增植一行梯寬需增加150～180 cm。茶園四周還需留有2 m左右的通道,每隔30～50 m修建一條人行道[12-13]。機采的適期一般為標準新梢達到60%～80%時,一年機采4～6批次[14]。

2 茶葉采摘裝備與技術研究現狀

目前,茶葉采摘技術與裝備主要有基于往復式切割原理的大宗茶采收裝備和基于芽葉智能識別的選擇性名優茶采收裝備。

大宗茶采收裝備方面,較為成熟的有小型單人手持式、雙人手抬式以及乘坐式采摘機械,其中單人手持式采茶機和雙人手抬式采茶機應用最為廣泛,而乘坐式(自走式)采茶裝備國內未大范圍推廣使用,主要因為我國丘陵山區茶園存在坡度較大,標準茶園很少,且茶行溝內坑洼不平,茶園行距多變、蓬面不規整、茶行側溝高度差等,國外成熟的乘坐式采茶機不適應我國山區茶園的作業環境。在名優茶選擇性采摘技術方面,目前不少研究機構研究采摘割臺的茶蓬自動仿形技術、智能識別和精準采摘技術,但都未形成可以推廣應用的茶葉智能化采摘裝備。

2.1 茶葉采摘裝備

2.1.1 大宗茶單人采茶機

單人采茶機按照動力源不同分為單人手持式采茶機和單人背負式采茶機。如4CD-30B型單人手持式采茶機[15],主要由偏心機構、切割刀片、減速機構、電機、電池、集葉盒組成,工作時通過電機經減速裝置減速后帶動偏心機構的輸入軸,偏心機構上下偏心輪在輸入軸上錯開180°布置,分別帶動上下切割片的相對運動,達到切割芽葉的需求。NV60H型單人背負式采茶機[16],主要由切割刀片、偏心機構、汽油機、傳動軟軸、風機、減速裝置、集葉袋等組成。其切割原理是由刀片往復式運動收獲芽葉,動力源為汽油機需采摘人員背負于身上,通過軟軸將汽油機動力傳遞給偏心機構和風機,切割后芽葉由風機通過送風管吹進集葉袋,集葉袋需要額外人員配合使用。單人采茶機機型成熟,茶園應用廣泛,手持式采茶機采用電機作為動力源,結構輕巧便簡,單人即可操作,使用靈活,適用于小規?；蛏降夭鑸@的采摘,但采摘幅寬較小效率不夠高,且受電池續航能力影響大,不能長時間連續作業;背負式采茶機采摘寬幅較大,效率較好,但機體質量較重,人工勞動強度大且需要配合人員輔助接袋,操作便利性較差。

2.1.2 大宗茶雙人采茶機

雙人采茶機能夠改善單人采茶機效率不高的問題?，F眾多茶園市面上選擇的雙人采茶機以日本進口為主,如SV-100型雙人手抬式采茶機[17]。雙人手抬式采茶機的構成與工作原理與單人背負式采茶機相似,目前國內茶園在一些梯田和緩坡地帶使用最多的就是雙人手抬式茶葉采摘機,這種機器作業時需兩人手抬,還需兩人手持收集袋,雙人手抬式采茶機結構簡單,操作便捷,已在我國丘陵山地茶園應用,但因采摘效率低、消耗作業人數較多以及操作舒適度差等缺點限制了進一步推廣使用。

2.1.3 大宗茶乘坐式(自走式)采茶機

乘坐式采茶機國內外都有較多的研究,日本是世界上最早開展采茶機械化研究的國家。如KJ4N型履帶式乘坐式采茶機,采用柴油驅動,重量1 370 kg,作業能力達到0.1 hm2/h,可容量茶青240 kg,通過選擇不同刀片實現茶葉采摘、輕修剪和深修剪等作業,整機技術成熟。OHL-5D型履帶式乘坐式采茶機,采用全液壓驅動,橫跨采摘作業,能較好滿足大宗茶采摘要求,適用于平原以及丘陵緩坡(15°以下)茶園。國內有的茶園為提升生產效率引進部分外產采茶機,國外的乘坐式采茶機只能適用于標準化茶園,而我國丘陵山區茶園坡度較大,且茶行溝內坑洼不平,茶園行距多變、蓬面不規整、茶行側溝高度差等,這些機型引入國內后難以適應國內茶園種植大環境。

為了改善單人、雙人采茶裝備采摘效率不能滿足當下茶葉采摘的問題,國內也開展了乘坐式采茶機的相關研究,通過考慮采摘效率、實際作業環境、刀具仿形切割、設備生產使用成本等方面,有了一定的研究成果。如4CJ-20型乘坐自走式全自動采茶機[18],該采茶機仍使用經典往復切割作業方式,采摘幅寬1.2 m,刀片雙動,單臺作業效率為0.2～0.53 hm2/h,解決了傳統的手抬式采摘機需要多人配合作業的勞動困局,但此設備不能調節刀架,對茶園有規范化要求。后續研制的3TG-1500型自走采茶機[19],采用全液壓驅動、跨行乘坐式采茶,具有通過能力強,行駛、轉向靈活,操作方便,采摘設備高度調節方便等特點。

如圖2所示輕便自走式大宗茶采摘樣機,設計了輕簡化移動動力底盤,機具快速掛接模塊,可以方便進行不同作業機具的快速裝卸,實現采摘、修剪一體化功能,結構簡單,實用性強且機器造價成本低,易于推廣。

圖2 輕便自走式大宗茶采摘機Fig. 2 Lightweight self-propelled bulk tea picker1.行走底盤 2.升降機構 3.螺母 4.升降橫梁 5.滑塊 6.導軌 7.絲桿 8.驅動機構 9.機架 10.汽油機 11.橫梁固定機架 12.豎梁支架 13.鼓風機 14.排風管 15.吹風嘴 16.采摘裝置 17.切割刀片

考慮到現有采茶機不能對茶樹弧形頂梢芽葉高效自動化的采收,陳建能等[20]發明了如圖3所示的一種超聲波測距的自動仿形采茶裝置,該裝置通過仿形支撐組件懸掛采茶單元,通過超聲波傳感器對茶樹的樹冠高度進行檢測,在絲桿和滑臺的配合下實現對茶壟頂梢芽葉的仿形自動采收,但超聲波檢測易受到采摘自然環境的影響導致采收效果不佳。

圖3 超聲波測距自動仿形采茶裝置Fig. 3 Ultrasonic ranging automatic profiling tea picking device1.中仿形采茶單元 2.移動平臺 3.平臺控制柜 4.仿形采茶單元控制柜 5.移動平臺機架 6.鈑金件 7.長臂支持型材 8.伺服電機 9.擺臂 10.左仿形采茶單元 11.右仿形采茶單元

如圖4所示,李尚慶等[21]發明了一種茶園自走式采茶機。該裝置包括行走機構、升降機構、連接臂等。此裝置通過操作人員判斷茶蓬的高度,適時調節采茶機構與茶蓬間距,對茶葉進行準確的采收。其優點在于結構簡單、操作方便、特別適合梯田茶園的茶葉采集。閆晶晶[22]利用擋板接觸茶蓬面角度的變化實時檢測茶蓬高度,通過角度傳感器與PLC結合控制割刀的上升與下降,該設計方案為大宗茶仿形采收提供了一定思路和方向。

(a) 自走式采茶機

(b) 接觸式仿形自走式采茶機圖4 茶園自走式采茶機Fig. 4 Tea garden self-propelled tea picker1.風機、風管 2.往復式切割器 3.汽油發動機 4.采茶機架 5.連接臂 6.驅動電機 7.軸套 8.絲桿 9.螺母 10.底座 11.行走機架 12.汽油發動機 13.底盤 14.履帶 15.高度傳感裝置 16.角度傳感裝置 17.傳感裝置 18.切割器 19.上下移動電機 20.螺母

2.1.4 名優茶采摘裝備

名優茶對芽葉采摘位置精度要求更高,現有研究方案一般是利用圖像處理確立芽葉位置信息再通過相關并聯機構、機械手、末端執行器等進行采收。對于茶葉外觀和品質要求較高的名優茶機械化采摘,一直以來都是國內外茶葉機械專家研究的重點和難點,目前仍處于樣機試驗階段,還沒有成熟的產品投入實際應用。

陳志標等[23]設計了一種手持式采茶機,如圖5所示。該裝置設計考慮了芽葉的脆弱性,使用時需操作人員判斷芽葉位置,再利用置于前端的刀片切割代替人手采摘,通過柔性皮帶機構將芽葉傳送至儲葉罐。該設備有一定的實際應用,減少了收獲人員勞動強度,但待采茶葉不易對準,對于芽葉的采摘分選還是得依靠采摘人員的經驗,長時間使用舒適度欠佳。

圖5 手持式采茶機Fig. 5 Handheld tea picker1.儲茶罐 2.把手部 3.進茶口 4.第一帶輪 5.軟質皮帶 6.帶輪架 7.上安裝板 8.下安裝板 9.電機

Kurena等[24]設計了一種仿真末端執行器,通過模仿人工采茶動作,用兩個機械手指實現茶葉嫩芽葉莖的采摘。郝淼等[25]設計了一種茶葉仿生采摘手抓(圖6),可以模仿人工采摘動作。對機構結構幾何參數優化使得驅動力傳遞效率提高,室內初步實驗采摘成功率近70%。賈江鳴等[26]設計了一款手持式名優茶嫩梢采摘機械手(圖7),通過模擬人手指夾住茶葉提采的過程完成了機械手的設計并進行了優化試驗,在采摘試驗中采摘成功率為74.3%。

圖6 仿生采茶機Fig. 6 Bionic tea picking machine1.芯軸 2.里層套 3.下連桿 4.內連桿 5.上連桿 6.中層套 7.外層套 8.提拉氣缸 9.夾持氣缸 10.提拉氣缸

(a) 前視圖

(b) 后視圖圖7 手持仿生采摘機械手Fig. 7 Hand held bionic picking manipulator1.采摘機構 2.送料機構 3.對射光電開關 4.舵機

自走式名優茶采摘裝備利用雙目攝像頭采集圖像信息并對芽葉精準定位識別率達85%。確定芽葉位置后利用機械臂頂端小剪刀剪切,剪切完成后利用負壓吸管將芽葉收集到儲茶裝置中,但該裝置目前采摘效率較低還需優化。

2.2 茶葉采摘技術

2.2.1 采摘機構

目前采茶機械實際應用較多的機型采用往復式切割原理[27]。如圖8所示,通過往復式切割刀片割斷嫩葉枝條,利用風機總成將切割下來的嫩葉吹入收集裝置中,實現茶葉收集。

圖8 往復式切割模型Fig. 8 Reciprocating cutting model1.下刀頭 2.上刀頭 3.上動刀 4.下動刀 5.上刀架 6.下刀架 7.刀架

如圖9所示,切割器的切割原理是割刀在曲柄連桿機構的作用下做往復直線運動,在護刃器的配合下完成切割動作,圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為一次性切割區、重割區和漏割區。一次切割區是芽葉經過動刀片的刃線再配合定刀片所產生的切割區域,而在重割區是收獲物在刃線經過兩次所產生的,此時會造成過度切割產生碎葉或者殘茬,漏割區是芽葉在一次切割的行程中未經過割刀刃線的區域,會導致漏割。

圖9 往復式切割原理圖Fig. 9 Reciprocating cutting schematic

名優茶對芽葉采摘位置精度要求更高,現有研究方案一般是利用圖像處理確立芽葉位置信息再通過相關并聯機構、機械手、末端執行器等進行采收。對于茶葉外觀和品質要求較高的名優茶機械化采摘,一直以來都是國內外茶葉機械專家研究的重點和難點,目前仍處于樣機試驗階段,還沒有成熟的產品投入實際應用。對于名優茶的采摘不能采用往復式刀片“一刀切”,需要對芽葉細采。按照采摘機構的原理不同大致分為剪切式、仿生式、氣吸式,總結如表2所示。

表2 選擇性采摘機構區分Tab. 2 Selective harvesting mechanism discrimination

2.2.2 嫩芽識別與仿形采摘技術

茶葉采摘過程中芽葉識別及其位置判斷十分重要?，F有茶葉采摘裝備大多需要操作人員判斷刀具切割位置,調整刀具切割高度,在實際作業中,茶蓬面高低不一且茶園多處丘陵坡地不能保證刀具實時處在良好的切割位置,導致茶葉采摘質量不理想。 為了代替人工識別,國內外研究學者都進行了相關研究并取得了成果。

在機具工作過程中為了獲取待采芽葉的位置信息,相關研究學者研究了相關嫩芽識別與仿形采摘技術,按照識別方式主要分為接觸式識別(圖10)和非接觸式識別(圖11)。接觸式識別通過機具構件與茶蓬面接觸獲取蓬面高度變化數據調整刀具切割位置實現仿形采摘,非接觸式識別包含利用超聲波測距感知茶蓬面高度變化、激光雷達對茶蓬面曲線擬合、基于機器視覺圖像處理對芽葉位置判斷等,通過獲取采摘裝置與茶蓬面實時距離的變化對采摘裝置控制實現高效采收。仿形采摘技術能夠有效提高采摘茶葉收獲效率和質量,減少漏采和芽葉破損率。如閆晶晶[22]選用了絲桿螺母裝置搭建升降機構,可實現采茶機頭的上升與下降,掛接在刀具前的擋板與茶蓬面接觸感知茶蓬面形態變化,通過角度傳感器與PLC的結合使采茶機可以檢測茶蓬高度來控制采茶機頭的上升與下降;董春旺等[28]發明了一種仿生刀具、采茶裝置,通過激光雷達和采茶機構的協同作用,激光雷達傳感器對茶樹蓬面曲線擬合,準確匹配刀具與茶樹蓬面,對茶壟頂梢芽葉進行自動仿形采收;王財盛等[29]提出了一種基于機器視覺的采茶機割刀控制方法,可以提取茶葉圖像中的嫩芽區域,并設計間接定位法定位弧形割刀位置達到仿形采摘的目的;趙潤茂等[30]利用超聲波傳感器感知往復式割刀與茶蓬面間距離信息,通過絲桿實現切割裝置的仿形運動控制,利Hampel濾波和低通濾波算法對距離信息在線預處理,并設計了基于非線性跟蹤微分器仿形控制率PNTD,研制出了分布控制的乘坐式仿形采茶原型機。

圖10 接觸式識別流程圖Fig. 10 Contact identification flow chart

圖11 非接觸式識別流程圖Fig. 11 Non-contact identification flow chart

在算法設計方面,張雯娟[31]針對在戶外環境、自然光照下的茶葉圖像,提出了一種基于ResNet和U-Net的茶葉嫩芽圖像分割方法用于分割出自然背景下的茶葉嫩芽。張博[32]展開了基于RGB-D的茶葉識別與定位技術研究依靠嫩芽與背景(老葉、莖、土壤)顏色和大小的不同在彩色圖像上進行識別。對彩色圖像在RGB、HSL、HSV、HSI色彩空間進行灰度化處理,在對灰度圖像進行去噪、分割后進行形態學操作和顆粒特征分析最終實現了嫩芽識別。王琨等[33]基于顏色及區域生長實現茶葉嫩芽圖像分割。國外學者Paranavithana等[34]在芽葉的精準識別方面提出了一種基于卷積神經網絡(CNN)的茶葉采摘適宜性識別,建立了相關預測模型。其模型識別精度達到70.15%,能夠達到一定的分類效果,為名優茶采摘奠定一定基礎。

綜上所述,現有嫩芽識別和仿形采摘技術研究有了一定成果,但還不能夠投入實際生產使用當中,大多處于理論待實際驗證階段。超聲波、激光雷達等傳感器受環境因素影響較大具有不穩定性,另外茶園收獲環境復雜,實際工作中易受到環境干擾導致效果不理想,對地形適應性上面臨很大的挑戰。通過圖像識別和計算機處理輔助機械手、并聯機構末端執行器等采摘達到一定理論效果,但采摘效率較低,暫時難以替代人工采摘。

2.2.3 動力系統及操作方式

茶葉采摘裝備按動力區分一般為電動和汽油動,操作方式分為手抬式、背負式、乘坐式、手推式等。茶葉采摘裝備動力系統及操作方式匯總如表3所示。

表3 不同種類采摘裝備動力源及操作方式區分Tab. 3 Differentiation of power source and operation mode of different kinds of harvesting equipment

單人、雙人采茶機成本較低,動力源一般為電動和機動。電動采摘裝備因為以電池提供動力,采摘過程中工作續航能力較弱不能滿足高效工作,且此類機型通過操作人員背負、手持、手抬仍會帶來較大的勞動強度,雖對比手工采摘效率有一定提升,但單人、雙人采茶機的使用已經不能滿足茶行業的發展,需要更多地推廣使用大型茶葉采摘裝備。乘坐式(自走式)采摘裝備能夠較大減輕操作人員的勞動強度,大宗茶乘坐式(自走式)采摘裝備一般以汽油機為動力,電池動力源不適用于大型采摘裝備,因為電池對續航、制造成本、裝備整體重量等方面相較于汽油機有明顯短板。乘坐式(自走式)采摘裝備擁有高效率、低人力成本的優點,若能良好地推廣使用可以解決茶葉采摘過程中勞動力需求過大的問題。

3 存在問題

通過分析現有的茶葉采收技術與裝備,雖然我國茶葉采摘已有成熟的機械,但是只能實現外觀品質要求不高的大宗茶采摘,且裝備的作業效率低,操作舒適度差,而名優茶采摘目前還沒有成熟的機械使用,我國茶葉機械化采摘技術水平較低。

3.1 茶園地形條件差,種植不規范

國內茶園種植區60%以上分布在丘陵山區,山區地塊小且分散,地形坡度大,茶壟地面坑洼不平,且國內茶園缺乏宜機化規劃。各個茶產區茶樹高、蓬面和壟溝尺寸差異較大,缺乏合理的機耕道路,種植不規范,造成采摘機械田間作業空間狹窄,運行和轉彎困難等問題,難以實施大型機械化作業,只能采用單人或者雙人小型采摘機械,作業效率低,勞動強度大。國外大型的乘坐式采茶機受限于國內茶園環境特點,難以大面積推廣使用。

3.2 國產采摘機關鍵部件穩定性、可靠性差

由于國內刀片材料和加工工藝水平達不到國外先進水平,生產出的采茶刀片耐用性較差,長時間使用容易發生磨損或者折斷,嚴重限制了國內手抬式采茶機的推廣使用。目前國內使用最多的雙人手抬式采摘機大量依賴進口,機器銷售價格較高;另外作為自走式高效采茶裝備的核心部件,比如液壓馬達、液壓電磁閥等精密元器件以及高強度材質等,國內同類產品穩定性與可靠性較差。這些不足進一步限制了國內智能高效采摘機的研制與推廣應用。

3.3 茶葉采摘機具功能單一,智能化水平有待提高

目前使用較成熟的采茶機只能實現大宗茶采摘,存在茶芽老嫩不勻、葉?；祀s、重復切割產生碎渣等現象,無法適用外觀品質較高的高檔名優茶采摘,對不同種類茶葉采收農藝要求的適應性差,智能化水平低;同時采摘只是茶園生產管理環節之一,機器如果僅能實現采摘,應用時間短,經濟效益低,進一步限制了茶葉采摘機械的推廣。

4 發展建議

4.1 改進茶園種植模式,促進農藝與農機融合

田地塊小、不規整、田間道路狹窄而崎嶇不平是目前丘陵山區茶園立地環境的真實反映,在丘陵山區茶園機械化過程中需要解決大型高效機械通行與作業“方便性”問題,因而必須在農田道路基礎設施完善與農機研制創新兩方面同時著力。按照將“小田變大、角田變方、坡田變平”的要求,將零散細碎農田重新規劃整理,形成“適機農田”,同時加強農村機耕道路建設,盡量把機耕道拉通到山頭田壟,方便農機作業和通行;另外探索并規范適合機采的修剪形式、茶蓬高度、修剪次數與修剪期等,以及適合機采茶樹品種的選育等,創造適合機械化作業的生產條件。

4.2 基礎研究與先進技術的綜合應用

自走式采茶機具有作業效率高、操作舒適好、消耗勞動力數量少等優點,因此開發出適合我國茶園特點的自走式高效茶葉采摘機是我國茶葉機械發展的必然選擇。需要組織農機科研院所與相關生產企業、推廣部門加強信息溝通交流,加大對茶葉采摘裝備研發的系統研究、資金投入和協同攻關。應當從基礎的機理方面入手,重視核心關鍵技術基礎理論的研究,提高制造材料性能、加工工藝水平以及動力單元性能。同時,引進先進智能控制技術、機器視覺技術、傳感器技術等,將人工智能運用到茶葉采摘機具研發中,加速技術融合轉化,有利于機具研發質量的提高。

4.3 提高茶葉采收機的通用性

我國茶園地形條件復雜,不同區域茶葉種植模式差異明顯,老茶園宜機化改造成本巨大,因此設計高效自走式采茶機,需要滿足底盤間距能夠可調以適應不同茶棚寬度,機架具備自適應仿形以適應茶行雙側溝高度差,同時具備作業部件快速連接接口,通過合理的結構設計、更換不同作業機具,實現一機多用,拓展機具的作業功能,提高機具的通用性和利用率;在一次性采摘方式的基礎上,研發采摘機具能夠同時適用大宗茶采摘于名優茶采摘,通過研發茶棚面的自適應仿形技術、行走底盤與采摘作業裝置的協同控制技術以及采后智能分級分選技術來提高名優茶機械化采摘的質量品質。

4.4 加強新型采茶機型研發與推廣政策

2021年中央一號文件明確指出:提高我國農機裝備自主研制能力,支持高端智能、丘陵山區農機裝備的研發制造,加大購置補貼力度,開展農機作業補貼。因此,政府應加強對適用于我國茶葉自走式智能采摘機研究和推廣的重視程度,加大茶葉采摘技術與裝備的研發資金投入,創新制定茶葉新型機械“首臺套”政策和購置補貼政策,建立標準化茶園機械化采摘示范基地,加強新機具的宣傳與操作培訓,扶持培育一批創新型研發制造茶機企業,提升我國茶葉機械化水平。

5 結論

1) 大宗茶的采摘技術與裝備較為成熟,很多機型已經市場化應用,但國內現應用較多的手抬式大宗茶采摘機消耗操作人數多,國外直接引進乘坐式采茶機不適用我國復雜地形丘陵茶園和非標準化茶園的特征,國內現有乘坐式采茶機技術裝備還不夠成熟,還存在有待解決的問題。

2) 雖對名優茶的采收技術與裝備進行了大量深入研究,但由于名優茶嚴格的外觀品質要求,以及復雜的茶園自然環境條件,使其機械化采摘難度遠大于大宗茶,距離實際應用還有很長的一段路要走。

3) 改進茶園種植模式,開發適用性強、低成本、高效率的茶葉機械采摘作業設備,同時加強新型采茶機型研發與推廣政策,對提高我國茶葉機械化技術水平和茶產業進一步發展具有深遠意義。