重量不到3.5公斤的它，却让茶产业迎来发展新“机”遇
钱江晚报2024-07-01 07:07
潮新闻客户端 记者 徐知妤
在中国农业科学院茶叶研究所嵊州综合实验基地，记者看到科研人员正在做实验：手提一台智能采茶机，穿梭在一排排茶垄间。当机器掠过茶树顶梢，碎叶向下掉落，新鲜的嫩叶按“个子大小”分别“钻”进了各自的收集仓中。
单人手提阶梯输送式茶叶采收分级一体机
重量不到3.5公斤，一小时却能采15公斤鲜叶，效率相当于4至5个采茶工。这台采茶机是中茶所茶叶智能机械装备课题组研发的最新设备，学名单人手提阶梯输送式茶叶采收分级一体机，将茶叶采摘与分级集成于一台设备上，是国内首创。
体积虽小却内有乾坤，有了它，再加上一块能续航8小时的电池，一个人每天能轻松采完2亩茶园。现代科技赋能传统茶业，不仅为茶企增效、茶农增收打开了“加速器”，更为茶产业发展带来了新“机”遇。
研发团队 记者徐知妤摄
采摘，“机”不可失
从一颗种子到一杯茶汤，需要经历育苗、种植、养护、采摘、加工、包装等诸多环节，这繁琐的流程里，采摘，是让“树叶”变成“茶叶”的关键一环。
我国拥有世界上最大的茶叶种植面积，有着得天独厚的产业优势和消费市场，茶叶采摘方式直接影响着茶叶产业的生产模式和成本。
“俗话说，早采三天是个宝，迟采三天变成草。春茶有很强的季节性，如果遇到高峰期，鲜叶急需下树，招工难、用工贵等问题不仅影响春茶上市，更可能成为茶产业发展的瓶颈。采茶机的出现，能大大提升效率，节约时间和人力成本。”中国农业科学院茶叶研究所助理研究员李杨博士介绍，近年来，我国通过新机具研发、引进与示范推广，基本摆脱了茶叶采摘“无机可用”的局面。“但目前茶叶市场的采摘机械主要采用往复切割的粗放型采摘方式，对芽头没有识别性，含杂率高。”
在日本读博期间，李杨研究的方向是水稻无人收割机，他告诉记者，由于茶叶品种多样，嫩芽的形态、形状等物理特征差异性大，茶园的环境也很复杂，相比于水稻收割，要研发一台能兼顾茶叶品质和品相的采茶机难度大得多。
采茶机工作原理
“往复切割式采茶机效率虽高，但采摘中会对芽叶造成伤害，同时会混入其他叶片，导致获得的茶叶质量较差，且在采摘后无法分类收集，仍需人工或机器分选，不适合名优茶的采摘。”李杨说，他们研发的采茶机适用于一芽二叶及以上的手工优质茶采摘。之所以能成为国内首创，关键在于突破了茶叶分级的难点。 “在刀具上方增加了两组阶梯式的输送带，可以利用芽叶之间的高度差，实现分级。不仅能将不适合采摘的嫩芽及叶片分离，还能保证经刀片切割后得到的碎叶不会进入到收集仓内。”
茶叶，尤其是优质茶，它的采摘要求特别精细。为了确保采摘后的夹持与定向运输环节不伤害芽叶品质，光输送带的材质就经过了反复的打磨。“阶梯输送的过程中如何把茶芽夹住但不夹坏，很难。”聚氨酯、PU板、橡皮筋、乳胶管……李杨感慨，课题组几乎试用了所有市面上能找到的材质，“橡胶管太软了，有时候会夹不住，一排排芽叶往前输送，如果有几颗掉队，就有可能造成‘堵车’挤压茶芽。而聚氨酯又偏硬，容易损伤芽叶。反复试验后还是橡胶弹性带性能最好，从着手选材料，到最后敲定花了四个多月的时间。”
同样的细节还体现在很多地方，比如切刀和输送带之间的距离、刀片往复切割的速度和输送带传送的速度……每一个环节，课题组都经过几百次实验，才选定了最优值。茶叶采摘，不仅要“有机可用”，还要“有好机用”，除了填空白、补短板，更要不断优化升级。秉承着这样的信念，一个个“首创”才有机会诞生。
采茶机采摘下来的茶芽
未来，“机”遇何在
今年春茶季，来自湖北宜昌、四川泸州以及云南等地的客商都采购了李杨团队研发的采茶机，反响不错。正式投入市场的第一年，市场在逐渐打开。
但对于李杨而言，这样的成绩或许只算是达到了“及格线”。“目前采茶机也有一定的限制，它比较适用于平整的、机修的、比较规范的茶园，比如松阳县和遂昌县，这两个地方的茶园都比较适合。对于一些立体式、平整度较差的茶园来说，效果可能不太理想，这些都是未来要努力突破的。”他说下一步考虑从更轻量的材质、更时尚的外观、更高效的工作宽度等方面进行升级。“如今，人工智能、大数据、物联网等前沿技术的发展正在改变着这个时代，农业生产方式从机械化向数字化迈进。但机械化是基础，更是前提，只有把这部分做好，才能通过智能化‘锦上添花’。基础打牢以后，我们也会增加GPS系统和摄像头，让采茶机变得更‘聪明’。”
智慧茶园 图源视觉中国
采访间隙，李杨和记者分享了日本的智慧农业技术。无论是插秧还是水稻收割，前一天工人只需要在电脑上规划好路径，第二天机器就会自动从车库出发，在指定时间内到达指定地点进行作业，“下班后”有着无人驾驶和避障系统的机器会自己“回家”。“一个人可以管理几百亩稻田，我很想把这样的智慧管理模式‘复刻’到我们的茶园里，希望有一天也能实现‘无人’茶园。”
当然，“无人”茶园并不是只依赖一台采茶机就能实现的。“新质生产力的本质是先进生产力，对于茶产业来说，科技的魅力在于通过研发创新，利用先进的技术和装备，来解决茶叶生产中的难题，提高生产效率或产品质量，从而实现产业的升级迭代。”李杨说，如果具体到茶叶智能装备领域，应该把科技力量输送到茶树的品种培育、茶园的管理、茶叶的加工等各个方面。“这里面有很多文章可以做，光是茶园管理，就可以研发茶叶采摘装备、耕作装备、除草装备，机器换人是一个漫长的过程，但是我们能通过科技力量把一部分人力先解放出来。”
修剪、耕作、采摘……要实现“无人”茶园的终极目标，需要从茶园管理的各个方面逐个击破，再将这些机械设备串联成一整套茶园管理的机械作业方案。或许，一台“聪明”的采茶机就是一个很好的开始。
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