茶乃国饮，更是中华文化传承的重要载体。目前，我国茶叶种植面积4200多万亩，年总产值超过1500亿元，是22个主产省支柱产业之一和茶农主要经济来源。我国茶园地域地形复杂（多分布于丘陵山区），机械化难度大，综合机械化作业水平不足10%，茶园管理与茶叶采摘劳动力成本超过60%，生产效益低。茶产业综合竞争力和可持续发展受到严重制约，实现茶园生产全程机械化迫在眉睫。
近日，农业部南京农业机械化研究所在江苏省茶博园举办茶园机械现场演示观摩会。会上共演示了30余台新研发的茶园生产机械，包括茶园耕作、修剪、采摘、植保等，涵盖茶园生产全过程，标志着我国茶园生产正步入“机器换人”时代。
2013年起，农业部农机化研究所等8家单位开展了茶园机械化作业技术与装备研发。根据研究团队负责人、农业部南京农业机械化研究所研究员肖宏儒介绍，团队以茶园生产全程机械化为目标，通过理论技术创新、装备创制和应用推广，着力提升我国茶园生产机械化技术水平。
“平地跨行乘用式高效机械作业技术模式、缓坡行间行走超低地隙作业技术模式、陡坡轻简机械化作业技术模式，形成了三类典型茶园全程机械化生产技术模式与装备体系。”由于我国茶园的基本特征不太相同，团队提出了不同的茶园机械作业技术模式及与之相适应的“动力平台+”机具配置模式。
肖宏儒介绍，面对茶园板结土壤耕作阻力大、缺乏适用机具、肥料深施难等问题，他们创建了“针式”仿生耕作理论，创新耕作机构，创制了仿生耕作机具。该机具模拟人力挖掘原理，也就优化了挖掘轨迹、入土的角度，容易破土；创新设计曲柄连杆仿生耕作机构和微弧形变曲率半径“针式”耕齿，挖掘阻力小，易碎土；耕作深度由人工作业的5~8厘米提高到23.3厘米，无重耕、漏耕现象。这项成果填补了我国茶园板结土壤深耕施肥技术装备的空白。
针对茶叶生产绿色防控，团队创新了虫害负压绿色防治技术，创制了负压捕虫装备，首次捕虫率达到70%，为发展绿色茶产业提供了新型技术装备支撑。
“针对传统机采茶完整率低的问题，我们团队还创新了仿生采茶技术，创制了跨行自走式采茶机和智能化采茶部件。”他补充说，团队创建了“有限选择性”最优采摘理论，建立茶树新梢统计模型，确定了新梢最佳采摘面位置；设计了调控新梢受剪姿态的仿生扶叶机构和采筛一体复式作业机构，集成创制了跨行自走式采茶机。与传统采茶机相比，其采茶完整率由60.4%增加到77%，使夏秋茶资源获得充分利用，茶园综合效益提高40%左右。此外，还创新了嫩梢高效精确识别、精准定位技术和机械手蓬面轨迹仿形控制技术，创制了智能采茶部件，芽头识别率达到90%，采摘速度超过每小时2400个，为高效智能化采茶提供了关键技术支撑。
据了解，从2013年起，农业部南京农业机械化研究所开展了茶园机械化作业技术与装备研发，目前研发的三类茶园作业动力平台及作业部件已经形成批量生产。2014~2015研发的茶园生产机械年累计销售额达1.0224亿元，在全国22个茶叶主产省应用达210.13万亩次，累计为茶场、茶农节本增效9.11亿元。
