建设“优质、安全、高效”的生态茶园是广东省茶产业可持续发展的必由之路。生态茶园是人工栽培系统,不是高度自然化的生态系统,人类有很大的主观性和能动性。本团队自2004年起开展生态茶园建设相关理论和技术研究,针对影响茶叶综合效益的两个关键因素——品质与质量安全问题,从茶园生态系统整体调控与配置入手,研发了土壤健康管理、虫害生态管控、生态位立体配置等技术,全面提升了茶叶滋味与香气品质;创建了生境管理配合保护利用天敌等生物、物理措施,构建了病虫害绿色防控体系,国内首次实现了“0”化学农药使用的茶园病虫害防控突破,该成果被陈宗懋院士等专家撰写的《茶园绿色防控“十三五”进展及“十四五”发展方向》一文重点介绍;制定了广东省地方标准《广东茶园生态管理技术良好规范》(DB44/T 2209—2019)和团体标准《广东生态茶园建设规范》(T/GZBC 5—2018),在全省范围内推广应用,并由广东省茶产业联盟主导开展了生态茶园认定,社会效益显著。该成果经农业农村部科技发展中心组织专家评价,达到国际先进水平。以本技术为核心集成的成果“优质高效生态茶园栽培关键技术集成与应用”,2014年度获广东省农业技术推广奖一等奖和中国茶叶学会科技三等奖、2014—2016年获全国农牧渔业丰收奖三等奖、2016年度获广州市科技进步奖三等奖;成果“南亚热带生态茶园栽培关键技术集成与应用”,2015年度获湛江市科学技术进步奖一等奖、2016年度获广东省科学技术奖三等奖。由广州国家农业科创中心主办的《湾区农讯》在2021年第45期(总第146期)全文报道了本技术。该技术于2019—2023年连续多年被推荐为省级农业主推技术,由广东省农业科学院茶叶研究所茶树生态栽培团队研发。
针对广东省茶园种植模式普遍单一的现状,立足于生态茶园理念,创造性地提出茶园立体复合种植思路,本团队研究建立了“茶树+大豆+景观多样性”的复合生态栽培模式。其一,提出了幼龄茶园间作磷高效大豆新思路。针对华南茶区土壤普遍低磷的特性,筛选出两个磷高效大豆品种华春2号、华夏3号与幼龄茶树间作,克服了传统茶豆间作模式需要大量补充磷肥的缺点。筛选耐低磷的大豆品种与茶树间作,避免了大豆与茶树争光、争水、争肥、争空间的问题,同时为茶树害虫的天敌蜘蛛提供良好的栖息场所,为成龄茶园丰产打下基础,但间作模式的局限性在于它只能在幼龄茶园、台刈茶园、深剪茶园及稀疏的旧式丛栽茶园等茶园中进行应用,而规模最大的成龄条栽茶园一般无法应用。其二,成龄茶树间作景观树,创新了生态茶园种植模式,显著增加了茶园生物多样性,为实现对茶园病虫害的生态调控提供了有效途径。
针对广东省茶区土壤因偏施化肥,养分失衡而导致土壤退化(酸化、板结、微生态失衡),施肥效率低,茶树产量、品质下降的严重问题,创造性地在茶园土壤培肥中引入土壤工程生物——蚯蚓,研究建立了土壤生物(蚯蚓)有机培肥技术体系,并在广东省首次应用。蚯蚓活动可以影响土壤有机物料分解,增加茶园土壤碳库中碳的贮量,其中微生物是上述过程的重要参与者,显著影响有机物料分解效率。然而,蚯蚓对茶园酸性土壤微生物群落结构及特征功能菌的影响机制尚不清晰。进一步研究其机理将有助于研发利用蚯蚓和功能微生物协同作用培肥茶园土壤的新产品或新技术,从而更好地达到低能耗、低排放、低污染、高效益的循环农业技术要求,并发挥其长效功能。示范应用表明,该技术可大量提升土壤有机质,有机质含量可提高70%;土壤结构、土壤酶活性和微生态环境显著改善,恢复土壤可持续培肥能力,肥效提高8.6%,大幅减少化肥施用,茶叶产量稳定增加15.2%~23.5%、品质也得到显著改善。该技术的普及有望在一定程度上解决生态茶园、有机茶园的施肥难题。
针对茶园病虫害防治依赖化学防治,影响茶叶质量安全的问题,本团队研究建立了以生物多样性为核心的生态防控技术体系,茶园节肢动物多样性增加了23.3%~29.8%,假眼小绿叶蝉的发生数量减少了10.8%~53.9%,保护了蜘蛛等茶树害虫天敌,并发现广东省茶树害虫天敌蜘蛛新增记录17个。该技术的创新性在于其颠覆了以往的病虫害防治理念,在不使用化学农药的情况下,利用生物防治、农业防治、物理防治等综合防治技术,使茶园生态系统的自我调控能力逐步恢复,将病虫害控制在经济损害阈值以内。以有效控制病虫害的种群密度为目标,实现了茶园生态优化和茶叶质量稳定提升的双重效应。但生态茶园的建设是一个系统工程,还需要加强和完善茶园布局、品种选择、生物多样性匹配、天敌的系统采集与种类鉴定等工作,做到因地制宜与当地生态环境条件相协调,并能和谐相处。
生态茶园建设相关技术在广东省主要茶区得到广泛应用。对促进广东省生态茶园的发展,提升茶叶产量、品质、质量安全有积极的推动意义,技术的进一步完善和推广具有显著的经济、社会、生态效益。
2017年,广东省政府在《广东省推进农业供给侧结构性改革实施方案》中明确提出“扩大茶叶种植面积,大力发展岭南红茶和高山绿茶,打造100个生态茶园”的要求。在2018年和2019年由本单位主导制定了团体标准《广东生态茶园建设规范》(T/GZBC 5—2018)和广东省地方标准《广东茶园生态管理技术良好规范》(DB44/T 2209—2019),并依托广东茶产业联盟,在2019年制定了《广东生态茶园认定办法》,启动了生态茶园认定工作。截至2022年,15个产茶地市共有211家企业通过本标准的生态茶园认定,推广面积19.14万亩,由认证企业辐射带动,参与生态茶园建设的茶园面积超过50万亩,占广东省茶园总面积的30%以上。通过对生态茶园企业的跟踪调研发现,生态茶园年亩均新增产值1 320.96元,年亩均新增利润171.81元,茶园农药使用量减少30%~50%。全省已建成的211家标准化生态茶园企业,在2020—2022年累计新增产值7.59亿元,新增利润9 867.48万元。
广东鸿雁茶业有限公司自2007年起开始建设生态茶园,茶园总面积500亩,种植英红九号300余亩,包含有英红九号第一代树龄达30年的母本茶园60多亩。茶园全面禁止使用农药,土壤培肥以施用有机肥为主,综合利用生境管控和生物多样性等生态调控技术控制病虫害种群数量,有效实现茶园土壤健康,生态系统动态平衡,建成了“不打一滴农药”的全国标杆生态茶园。2020年9月21—22日,由农业农村部、全国农业技术推广服务中心牵头组织的“全国茶叶绿色高质高效生产模式及配套技术培训班”将该公司基地作为现场考察示范点。公司茶园基地于2021年获得“中国茶产业T20最美生态茶园”的称号。
广东生态茶园建设从茶园生态系统的整体稳定性出发,不拘泥于某种单一的模式,提出了茶园景观多样性和保护增殖害虫天敌的生态技术,强化了生物多样性增益控害的服务功能,通过生态系统的恢复与调控,在保证产量的同时,全面提升茶叶的品质和安全性。通过生态茶园建设,茶园化肥使用量减少20%~30%,农药使用量减少35%~50%,部分示范茶园农药使用量减少100%。生态茶园建设在广东省茶产业发展中发挥了重要作用,得到了茶叶界国内外专家的广泛认可,也为全国推广生态茶园建设提供了“广东模式”和“广东经验”。
在“十三五”期间广东生态茶园建设取得了长足发展,但随着生态茶园建设的不断深入,也逐渐发现了一些在基础研究和产业应用方面存在的短板。
基础研究是技术集成和产业应用的保障,缺乏基础理论的支撑,将会严重制约技术创新和产业发展。广东生态茶园建设在基础研究方面仍存在一些薄弱环节。
在茶园生态系统中,茶树与多种生物间存在广泛的相互作用,其中病虫草等危险生物是茶叶生产的主要限制性因素,直接关系到茶叶的安全、品质和产量。但是,目前省内围绕“茶树-植物-昆虫-微生物”的生态与演化互作关系、入侵生态学、生物灾变机制及绿色防控等领域开展的基础研究较为薄弱。生物互作研究面向茶叶安全、品质和产量需求,应以茶园病虫草害生态防控的基础科学原理和先进技术作为主要研究方向,应是融合植物学、生态学、微生物学、植物保护学等多学科交叉的新方向,需要有平台能够整合学科,整合团队,组织多单位参与,培养人才。
在茶树生长期间,非生物因素如土壤条件、温度和光照等生境条件对茶叶品质和产量均有显著影响。研究表明,光的强度和波长都能调节茶叶香气的形成,与自然光相比,蓝光(470纳米)和红光(660纳米)可显著增强茶叶香气。目前,广东省在类似上述生境条件对茶叶品质和产量影响的基础科学原理研究相对较少。但是,生境条件对茶树影响的科学原理是生态茶园建设的理论基础,只有加强上述理论研究,才能引领广东省生态茶园建设走在全国前列。
随着参与生态茶园建设企业的增多,以及建设程度的不断加深,在产业应用推广和技术服务方面有两个问题和需求较为突出。
因为茶园管理的精准化、智能化水平不高,导致资源利用效率低、可持续性差。当前,广东的生态茶园建设缺少水分养分精准管控、病虫害动态智能监测预警、茶树生长表型智能感知与茶青品质无损检测等智慧型精准化管理技术。“十四五”期间,应结合当前机械化、智能化、信息化发展水平,以物联网、智能装备、云平台、大数据、人工智能、网络通信等先进技术为依托,打造生态茶园2.0版的“智慧生态茶园”。实现茶叶生产的智能精准管控,提高资源利用效率,全面提升茶园现代化水平,全力打造广东茶“优质、安全、节本、高效”品牌。
随着生态茶园建设企业的增多,省内相关专家数量有限,很难一对一地进行现场指导。而生态茶园建设又是一个涉及茶树品种、茶园管理、茶园立地环境、当地人文景观等多方面因素的系统工程,需要因地、因人、因时而异,无法做到一个技术标准全省通用。因此,当前急需开发相应的智慧茶园综合服务平台,实现茶园、茶树、生境、病害、虫害、作业、设备和服务等信息的综合展示和远程监控,建立智慧茶园数据与控制应用中心,实现设备与用户、权限的统一管理和资源的优化配置,为茶园的作业管理、预警管理和技术服务提供信息化技术支撑。实现全省所有在建生态茶园的各项信息在一个平台上综合监控,专家可以通过平台实时掌握茶园信息进行远程诊断,茶企也可以通过平台与各个地方的权威专家直接交流。
茶园生态系统的修复与完善是一个长期的过程,不管技术如何先进与完善,3~5年的修复期是必不可少的。但是部分茶企更多的是看重短期经济效益,要求1~2年产生经济效益,甚至当年就要看到经济效益。经济效益是企业发展的原动力,茶企和茶农看不到经济效益回报,自然不会重视茶园生态建设。所以,单纯依靠茶企自筹经费建设标准化生态茶园样板难度较大。亟须政府与科研单位联合,集合经济与技术,在茶企建设标准化生态茶园样板,展示标准生态茶园建设的效果与效益。只有看到实实在在的经济效益,才能充分调动茶企内在的积极性。
在前期生态茶园建设技术推广的基础上,总结暴露出的“重结果,轻过程;重产品,轻技术”等问题,通过加强示范基地建设和综合效益评价,创新技术宣传推广模式,以效益和效果引导,在保证安全的目标下,有望实现产量和品质的平衡。