生态茶园的概念与关键建设技术
2018-01-14韩文炎李鑫颜鹏张丽平张兰
韩文炎,李鑫,颜鹏,张丽平,张兰
中国农业科学院茶叶研究所,310008
2005年8月,时任浙江省委书记的习近平同志在浙江湖州安吉考察时,提出了“绿水青山就是金山银山”的科学论断。建设和保护绿水青山,将绿水青水变成金山银山从此在祖国大地上如火如荼地开展起来。茶叶这一传统的经济作物,由于其良好的生态功能和较高的比较效益,既是绿水青山,更是金山银山!但是,并不是所有的茶园都具备这一条件,只有管理良好的生态茶园才能满足这一目标。因此,生态茶园建设已成为目前茶园建设的基本要求。尽管我国生态茶园建设历史悠久,各地都有成功的经验和失败的教训,但总的来说,什么是生态茶园?如何建设生态茶园?这些问题,大家没有统一的认识。笔者就这些问题,抛砖引玉,提出我们的认识和见解,以期为生态茶园建设、茶区农业增效和农村增绿提供参考。
一、什么是生态茶园
什么样的茶园叫生态茶园?至今没有一个明确和公认的说法。《中国茶叶大辞典》的解释是:生态茶园“亦称立体茶园,是指能利用同一块土地上的不同空间,形成立体层面的茶园”。该辞典还有一条,即“复合生态茶园”,是指“与生态环境相适应的多元生物的人工组合茶园。系在茶园内种植其他生物种群,并按各种种群的生理学、生态学要求,合理布置,形成一定格局,达到种群间共生、互补作用的群落。复合生态茶园包括茶—林、茶—果、茶—粮、茶—胶等间作模式”。可见,按照《中国茶叶大辞典》的说法,茶园内只要有其他生物种群,特别是种植了林木、果树或粮食作物等就成了生态茶园。显然,这样的生态茶园概念非常狭义,因为它只强调茶园间作,而与其他茶园管理无关,也没有考虑生态茶园应达到的目标。
生态茶园是从生态农业引申过来的。生态农业于1970年由美国土壤学家卫廉姆·奥伯特最早提出,它的基本定义是“在尽量减少人工管理条件下进行农业生产,保护土壤肥力和生物种群的多样化,控制土壤侵蚀,少用或不用化肥和农药,减少环境压力,实现可持续发展”。它至少有3层含义:一是尽量减少人工管理,特别是少施或不施化肥和农药,减轻环境压力;二是保护土壤肥力和生物种群的多样化;三是控制土壤侵蚀。最终目标是实现可持续发展。显然,这样的定义要科学全面得多。
如果把《中国茶叶大辞典》的生态茶园与卫廉姆·奥伯特的生态农业概念进行综合,再结合现代茶园建设的基本要求,则新的生态茶园概念应更为全面和合理。生态茶园是指产地环境良好,光、温、水、土、气等生态因子相互协调,能充分满足茶树生长发育的需要;茶园园相优美,没有土壤侵蚀,与周围行道树、遮荫树等自然风光相互映衬,景色迷人;茶园管理绿色高效,少施或不施化肥和农药,土壤肥力和生物多样性不断提高;茶叶产品优质安全,经济效益高,可实现持续健康发展的茶园。
按照以上认识,生态茶园具有以下特点:
1.产地环境良好,满足茶树生育需要
茶园基地远离污染源,茶园及周边土壤、空气和水清洁干净;茶园生态环境各因子,包括光照、温度、水分、空气、土壤和肥力等能充分满足茶树生长发育的需要,且相互协调被茶树高效利用,即茶园产地的土壤和气候等自然条件为茶叶生产的优质高效创造了良好的条件。产地环境满足《无公害农产品种植业产地环境条件》(NY/T 5010—2016)的要求。
2.茶园规划科学,基础设施完善
茶园规划科学,布局合理。根据基地规模和地形地貌,茶园干道、支道、步道和地头道设置合理,联通成网,有利于运输和茶园机械作业。主要道路平整清洁。建立有完善的水利系统,蓄水池、排水沟等配套良好,最好建有节水灌溉设施。
3.茶园园相优美,景色迷人
茶树种植规范。缓坡地茶园等高条植,坡度15~25°的茶园建有等高梯级园地,25°以上的陡坡地保持原有植被。茶园水土保持良好。茶园周围、主干道两侧建有生态防护林或遮荫树,周边植被覆盖度高。茶树生长健壮,园相整齐漂亮,茶园与周围环境相互映衬,景色迷人。
4.茶园管理科学,绿色高效
茶园平衡施肥,养分利用率高,不污染环境,土壤质量不断提高;不用或少用化学农药,病虫害绿色防控,茶园生态平衡持续改善;积极实施机械化作业,茶叶生产成本较低,茶园经济效益不断提高;茶叶品质优质安全,符合相关标准。建有生产技术规程、生产和加工记录档案及产品质量可追溯体系。茶园管理符合《茶叶生产技术规程》(NY/T 5018—2015)的基本要求。
二、生态茶园建设存在的主要问题
生态茶园建设的兴起与现代农业弊端的逐步显现有关,也与茶园面积的大规模扩张,不合理种植与管理,导致生态环境不断遭到破坏密切相关。据联合国粮农组织的研究表明,世界主要产茶国中国、印度、斯里兰卡和肯尼亚于1970—1992年间茶叶产量的增加,物源投入的贡献率高达79%,科技进步仅占21%。在物源投入中,化学肥料的贡献率最高,达41%,其次是土地的贡献率为25%,劳动力和农药的贡献率分别为8%和5%。进入21世纪后,我国土地、化肥和农药对茶叶增产的贡献不是降低,而是更高了。为了增加茶叶产量,大量适合和不适合种植茶树的土地被改造成茶园,森林被砍伐,农田改造成茶园,大面积集中连片,生物多样性不断减少;化肥和农药的过量和不合理使用,环境污染日益显现。从全国各地茶园情况看,生态茶园建设主要存在下列问题。
1.缺乏规划,水土流失严重
由于茶园面积扩张过快,又缺乏规划,导致大量的不适合种植的地方,如坡度超过25°的陡坡、土层不足30 cm或地下水位较高的土壤发展成为茶园,又没有采取必要的措施,导致水土流失非常严重。即使在福建安溪和浙江安吉等著名产区,这样的茶园也随处可见。笔者曾见到最触目惊心的是云南临沧的一片茶园,1980年前后种植,由于土壤侵蚀到2010年时,茶树根系裸露,根颈部与土表的距离达30 cm,即在30年时间内,平均每年流失表土1 cm!据测定,30年间每亩共流失表土240 t,含纯N 360 kg、P 120 kg和K 2200 kg。受冲刷更严重的地方已没有表土,不仅见不到茶树,甚至连草都不长了,影响的不仅仅是当代茶农,还有我们的子孙后代!
2.纯茶园集中连片,生态系统结构简单
大面积发展茶园时,为求茶园集中连片,原有植被全部被砍光,茶园中几乎没有其他树木,如行道树和防护林等,还美其名曰“茶海”。这样的茶园生物多样性低、食物链简单,生态功能和组分都简单化,不仅导致病虫害容易暴发,而且对高温干旱和低温冻害等极端天气的抵抗力也很低。
3.大量使用化肥和农药,环境污染严重
由于集约化种植,偏面追求产量,大量使用化肥和农药,严重污染环境。据调查,我国主要产茶区的施氮量在0~2600 kg/hm2,平均553 kg/hm2,这不仅造成氮肥利用率低,仅在30%左右,施氮量高的茶园甚至不到10%。未被茶树利用的氮素,除小部分仍保留在土壤中外,极大部分通过硝化、反硝化作用和氨的挥发,以NO3-和N2O、NH3的形式排放到环境中。如施氮量500 kg/hm2和900 kg/hm2的茶园,当年通过NO3-淋溶的氮素损失高达155 kg/hm2和457 kg/hm2,分别占施氮量的31%和51%;NH3-N的挥发损失在10%左右;N2O-N的释放损失也达茶园施N量的1.43%~3.44%。同时,大量使用化肥还会导致土壤严重酸化、板结、养分不平衡和生物多样性的降低。
病虫害的防控主要依靠化学农药。据调查,一般茶园年化学农药使用次数为3~5次,某些茶园高达10多次,还不仅导致农药残留、抗性和再度猖獗“3R问题”,以及害虫种群发生明显的演替,而且导致茶园中天敌的种类和数量显著降低,茶园生态平衡遭到破坏。
三、生态茶园建设技术要点
生态茶园建设是多方面的,首先需要有良好的规划,这是基础和前提,如果在不适合的地方种植了茶树,不仅无法取得理想的经济效益,还会导致严重的生态问题;其次,是做好茶园基本建设,特别是园、林、路和沟渠的建设;第三是加强茶园管理,主要是茶园施肥、病虫防控、剪采留养和机械化作业等日常管理工作。只有从整体上按照生态学的原理,采取有利于水土保持、提高生物多样性、加强物质循环,让茶树个体和群体,茶树与园内其他动植物和微生物,茶园与四周生态系统和谐共生、协调发展,才能促进生态茶园的持续健康发展。就当前生态茶园建设现状而言,重点应抓住下列关键技术。
1.水土保持
尽量减少和避免土壤侵蚀是生态茶园建设的基础。土壤是从岩石缓慢风化而来的,这一过程少则数十上百年,多则数千年。土壤肥力的积累所需的时间更长,它需要土壤在气候、生物、母质、地形和时间等自然因素,以及耕作、施肥、灌溉等人为因素的共同作用下逐渐发展而来。所以,我们常常看到茶园表土颜色较深,有机质和肥力较高,而20cm以下则呈红色或黄色,肥力水平较低。当土壤侵蚀发生时,损失的首先是表土。另外,在我国茶区,土壤主要是在水的作用下被侵蚀的。所以,保护水土不仅关系到当代茶农的收入和效益,更关系到我们子孙后代对这块土地的持续利用和茶叶生产的健康持续发展。
茶园水土保持的技术措施,主要从土壤、植被和工程技术3个方面来考虑。在土壤方面,主要通过增加有机质,改良结构及其物理特性,增进蓄水及渗透能力,来增强土壤的抗蚀性能。所以多施有机肥、地表覆盖等均有利于提高茶园水土保持能力。在植被方面,茶树等高条植、营造防护林、免耕和保护性耕作、坎边地头种草等均是良好的水土保持方法。在工程技术方面,应因地制宜,采用不同的措施,包括建立隔离沟、排水沟渠和等高梯级园地等。对于茶园来说,下列具体措施尤为关键:
(1)修筑隔离沟和竹节沟。在茶园四周,特别是坡地茶园上方与山林相接的地方应建立隔离沟,不使山上林地雨水冲刷茶园。对于没有条件建立等高梯级茶园,或坡度在5~15°的茶园,沿等高线修筑“竹节沟”。
(2)建立等高梯级园地,茶树等高条植。对于坡度15~25°的茶园,建立等高梯级园地;坡度5~15°的茶园茶树等高条植,切忌顺坡种植。
(3)提高茶园覆盖度。地表植被的覆盖可以减少雨滴的动能,截滞雨水,促进水分渗入,减少水土流失。成龄茶园的覆盖度达到80%~90%,土壤侵蚀较小。幼龄茶园在开垦和种植初期,土壤流失较重。因此,在种植前期,应尽量减少土壤裸露的时间,如土地平整好后,茶树种植前可种植绿肥作物;茶树种植后应促进茶树的快速生长,尽快扩大树冠覆盖度。另外,茶行间有杂草时,也不用除尽,只要不危害茶树或长得不是太高,或离茶树不是太近,茶园内有一些杂草也没关系,这对于幼龄茶园保持水土有良好的作用。
(4)铺草和种草。茶树修剪枝叶要求留在茶园内作为覆盖材料,这对于水土保持作用明显。茶园内间作的作用也十分明显。据试验,幼龄茶园内种草在大雨或中雨状态下地表径流可减少50%~70%,泥土冲刷量可减少80%~90%。选择的草种要求直立型,分蘖能力较强,以减缓土表水的流速,同时阻挡部分泥沙。草需要定期修剪,防止长得太高影响茶树生长。湖南茶科所选育的“茶肥1号”是一种豆科绿肥,具有生长快、产量高、含氮量高和抗逆性强等特点,值得在幼龄或行间距较宽的成龄茶园内推广种植。另外,茶园四周、地边坎头或不适合种茶的地方种植香根草、紫穗槐、爬地木兰、画眉草或小灌木等,对于减少土表裸露,护坎保土可起到重要的作用。
2.种植行道树和遮荫树
种植行道树和遮荫树已成为目前生态茶园建设最重要的内容,并为广大茶叶工作者所推崇。其实,我国茶园间作具有悠久的历史,如苏州太湖洞庭的东山和西山,茶园内向来有种植桃、梅、李、杏、杨梅、枇杷、板栗和柑橘的传统。除了茶果间作,还有茶林间作、茶胶间作和茶粮间作等生态栽培模式,对于提高茶园生物多样性,调节茶园小气候,促进茶树生长发育,减轻病虫危害和提高茶树抵抗不良环境的能力均有一定的作用。但如何种植,一直未有统一意见。笔者认为,对于四季不分明,全年阳光强烈、温度较高的我国南方热带茶区,在茶园内种植遮荫树的效果较好,遮光度控制在30%左右。而对于四季分明的其他茶区,建议在茶园四周或道路两侧种树。这是由于这些地区虽然夏季阳光强烈、温度较高,但冬春季往往阳光不足,在茶园内种树会影响茶叶产量;茶园内种树也不利于机械作业;蓬面上的落叶对于机采茶园来说也是一种麻烦。但对于极易遭受晚霜冻害或“倒春寒”的特早生良种茶园来说,在茶园内种遮荫树也是可以考虑的。无论是行道树还是遮荫树,选择的树种应该是病虫害较少、树型漂亮的乔木,具有较高的经济或观赏价值,如桂花、香樟、无患子、樱花、大叶冬青和海棠等。在茶园四周种植时还应考虑不妨碍机械行走和调头。
3.加强茶园基本建设
水土保持和茶园种植行道树和遮荫树也是茶园基本建设的重要内容,由于特别重要,所以单独列出。这里的基本建设,首先是合理规划,科学设置茶园干道、支道、园道、步道和机械调头道,将茶园有序地区分和连接起来。建好排水系统,包括排水沟、竹节沟、隔离沟等。有条件的茶园,进一步做好设施建设,如节水灌溉、防霜风扇和杀虫灯等设施。
4.提高茶园管理技术水平
首先是提高茶园施肥技术水平,防止过量施肥,污染环境。在常规施肥技术中,努力做到“一深、二早、三多、四平衡和五配套”,特别是年施氮量(以纯N计)控制在每亩20~30kg,即使采摘香茶、珠茶和碾茶的茶园,也不要超过40kg;使用有机肥需注意重金属元素含量不要超标。同时大力推广测土配方施肥、水肥一体化等优化施肥技术,以及控释肥、微生物肥和生物质炭等新型肥料或土壤改良剂的使用,充分提高肥料养分利用率,不断改善土壤质量。
其次是加强茶园病虫害绿色防控技术。遵循“预防为主,综合治理”的方针,构建良好的茶园绿色生态系统。优先考虑农业、物理机械防治与生物防治措施,必要时再使用化学防控;坚持茶园虫口调查和测报制度。在害虫成虫的高发前期使用色板,在茶尺蠖等鳞翅目成虫发生高峰期使用频振式高压杀虫灯,杜绝茶园内色板不断和开长明灯。必须使用化学农药时,选择针对靶标害虫的低毒高效农药,并注意轮换用药,严禁不必要的多种农药混合和超浓度使用。通过保护天敌,减少化学农药使用,不断提高茶园生物多样性,维护茶园生态平衡。
第三是减少不必要的台刈。对于极大多数茶园,离地40~50cm的重修剪完全可以达到更新树冠之目的。台刈茶园由于抽发的枝条多而密,骨干枝培育较为困难,不仅会显著降低茶叶产量和品质,而且茶园裸露面积大,容易导致水土流失。因此,对于骨干枝粗壮、生育能力较强的茶树,切忌轻易台刈。
5.积极推行茶园机械化作业
机械化是高效生态茶园建设必不可少的环节。化肥、农药和机械的大量使用是西方石化农业的典型特征。大型机械在田间的碾压会导致土壤结构改变,孔隙度减少,养分有效性降低,土壤质量退化。因此,我们在推行茶园机械化时因趋利避害,首先选择有利于明显提高劳动生产率的采茶机,特别是优质茶机采技术;其次是能提高茶园农药和化肥利用率的无人机喷药技术和“3S”(GIS、GPS、RS)精准施肥技术;三是茶园小型耕作施肥机的使用等。任何机械的使用都是一个系统工程,如优质茶机采技术除了有优质的采茶机外,还需要从茶园规划、品种选择、茶树种植、树冠培养、机采技术及机采叶的分类、加工和整理等各个环节进行系统配套。因此,我们在生态茶园建设时应有意识地考虑这些问题,并使其逐步完善。
总之,生态茶园建设不是一蹴而就的,它是一个系统工程,需要遵循茶树生长发育规律和生态学原理,持久全方位地加强茶园基础设施建设,提高茶园管理技术水平,不断改善茶园生态环境;既考虑眼前利益,更重视长远利益;既考虑经济效益,更看重生态效益和社会效益。只有把生态茶园建设好了,金山银山也在眼前了,茶也就成了“中国农业绿色发展的一个标志,美丽中国的一个符号”。