六十年来福建茶叶生产发展及栽培科技进步
2019-02-15张文锦朱留刚吴志丹
张文锦,孙 君,朱留刚,吴志丹
(福建省农业科学院茶叶研究所,福建 福安 350015)
福建产有乌龙茶、绿茶、红茶、白茶和再加工茶茉莉花茶,是乌龙茶、红茶、白茶和茉莉花茶的发源地、主产区和主要出口基地。目前茶叶产量、单产、无性系良种普及率、多茶类生产及产品花色品种、机采面积等居各产茶省市区首位。茶业是福建九大支柱产业之一,在农业增效、农民增收和新农村建设中起着不可替代作用,成了山区经济来源、农民就业增收的主渠道。回顾福建茶业发展历程、取得成就,剖析成因,探讨持续发展路径,具有重要意义。
1 福建茶叶生产发展概况
1.1 产区分布
福建为宜茶区,产区分布广泛。迄今福建省85个县市区中,除平潭和东山外均有产茶,且形成了闽南乌龙茶区(安溪、永春、南安、华安、平和、南靖、诏安、长泰、漳平)、闽北乌龙茶区(武夷山、建瓯、建阳、邵武)、闽东红绿茶区(宁德市所属九个县市区和罗源、松溪及政和)、多茶类区(大田、永安、尤溪、沙县、明溪)和花(福州辖区、政和)白(福鼎、政和、建阳)茶区的优势区域格局,产有青、绿、红、白茶4个茶类和茉莉花茶,安溪铁观音、黄金桂,永春佛手,平和白芽奇兰,武夷大红袍、肉桂、水仙,建瓯矮脚乌龙,宁德天山绿茶、金闽红,福安坦洋工夫红茶和福鼎白茶等名优茶誉满海内外,在茶业结构调整、提质增效和茶农就业增收中发挥着重要作用[1]。
1.2 面积扩展
福建1000 m以下丘陵山地占83.3%,1956年(约4万hm2)迄今茶园面积约翻了2.5番,大致经历了4个时期[2-3]。①1950~60年代的恢复期。政府通过新建茶园补助款、无息贷款和奖售肥料等扶持政策,在集体所有制下,垦荒发展集中连片专业茶园,使茶园面积恢复到解放前的高峰水平。②1970~1983年的飞跃发展期。该时期茶园面积翻了一番多,并广泛推广应用无性系良种,等高梯层、深沟重施有机肥、双株双行种植及定型修剪等实用栽培技术。③1984~2000年的波动停滞期。该时期受茶叶产销体制变革及1996年农残超标事件导致出口受阻的影响,茶园面积几经起伏变化,但总量并未得到明显提高。④2001~2016年的繁荣期。从13.07万hm2增至25.13万hm2,增加了12.06万hm2,超过1956~2000年共45年新增的茶园面积,且生态茶园面积及占比有了明显提升[4]。至2017年,我省茶园面积约25万hm2,居全国第5位[5]。
1.3 产量增加
1956年福建省茶叶年产量约4万t。自1962年起,福建茶叶总量呈逐年上升趋势。1980年后进入了快速道[2-3],以5年为一个区间单元,增长最快的为1980~1985年,平均年增长率高达30.35%;其次是1990~1995年的12.47%;再次为2000~2010年的9.41%;其余的1985~1990年、2010~2014年和1995~2000年分别为8.74%、7.30%和6.67%,年均增长率均超过6%。2014年茶叶总产量37.21万t,约占全国茶叶总量的20%,同比2000年的12.60万吨,增加了24.61万t,增幅达195.32%,年均增长率为13.01%,明显高于同期茶园面积的增长。1980年中后期起名优茶生产得以重视,产量不断增加。1993年全省茶叶亩产首次超过50 kg。2000年后茶叶生产连续稳步增长,并趋于区域化、优质化,到2017年茶叶总产达45.2万t。
1.4 茶类结构
茶类结构变化较大,总体上随着各茶类产量及其占比的调整而不断得以优化。2005年前绿茶一直为福建第一大茶类,产量从1980年的1.56万t增至2000年7.24万t和2014年的11.49万t,分别增加了4.64倍和7.37倍;占比从1980年的97.02%下降到2000年的57.48%和2014年的30.87%[3,6-7],2016年占比为30.45%。乌龙茶从2006年起替代绿茶上升为福建第一大茶类并一直保持至今,产量从1980年的0.82万t增至2000年的5.07万t、2006年的9.71万t和2014年的19.75万t,分别增加了6.18倍、11.84倍和24.09倍;占比从1980年的31.67%上升到2000年的40.67%、2006年的48.52%和2014年的53.07%,2016年增长至22.83万t,占比53.48%。乌龙茶成了福建最具比较优势的茶类。
红茶产量几经起伏,2006年(0.20万t)前变化总体不大,2001年(0.17万t,占比1.30%)至2006年产量仅增加了0.03万t;2010年后快速提高,2014年增至4.36万t,占比达11.65%,2016年增长至4.99万t,占比11.70%,占比呈倍数增长。红茶成了福建第3大茶类,其中花香型红茶有特色、具竞争力。白茶产量有过反复,发展较快的时期有1980~1985年、2005~2010年、2011~2014年,年均增长率分别达到了35.08%、110.83%和16.81%;产量占比从1980年的1.85%上升到2005年的4.49%最高峰后大致保持在略高于4%的水平。白茶2001年产量为0.18万t(占比1.37%),2016年增长至 1.87万t(4.37%),产量增长约10倍。
剖析建国后福建茶业又好又快发展的成因,除了所处区域自然生态条件优越,茶树品种丰富,多茶类生产和产品花色品种开发得天独厚外,主要是政府、行业相关部门重视、予以政策扶持,茶叶科技进步、一些先进适用技术成果得以推广应用,以及龙头茶企和农业合作社投入增加、示范带动所致。下面着重介绍福建省农业科学院茶叶研究所建国后栽培研究上所取得的一些主要进展。
2 栽培技术研究主要进展
2.1 山地茶园垦植建园技术研究
1950年代研究提出了山地茶园垦辟建园的五条标准[8]:①缓路横沟。在茶园内侧挖筑“横蓄水沟”。②等高梯层。梯面宽不少于2 m。③深挖下肥。全园深垦0.5 m以上,挖种植沟,施足基肥。④良种壮苗。选用良种壮苗,并注意早、中、迟芽品种的配搭。⑤条栽密植。改“丛栽顺坡”为“条栽等高梯层”,根据品种树型、生长特性和土壤肥力状况进行条栽、适度密植和沟栽。该项技术在省内外茶区得到了广泛应用。
2.2 茶树短穗扦插技术研究
1950~60年代,通过茶树短枝扦插与茶根育苗等试验研究和茶区调查,总结完善了由安溪茶农发明的茶树短穗扦插技术,并进行短穗扦插技术人才的培训。试验明确了苗床喷洒“九二○”、施用“5406”抗生菌肥对促进茶树插穗切口提早愈合、生根,茶苗提早萌发、生长有一定的促进作用[8]。建立了品种观察园、初选圃、品比区、良种母本园与繁殖苗圃等品种研究基地,通过初比、品比试验,鉴定推荐了福鼎大白茶、福鼎大毫茶、梅占、水仙、黄棪、政和大白茶和铁观音等12个福建地方良种,解决了省内外茶区生产用种急需,为福建无性系茶树品种的普及应用打下了坚实基础。
2.3 茶树种植方式、密度及高稳产生产技术研究
1960~1970年代,先后开展了茶树种植方式与密度及高稳产生产技术等研究。试验鉴定了政和大白茶不同株距、行距、条列种植方式及种植密度对幼龄期茶树个体生育(有效分枝、主干根颈)、封园投产和青年期、壮年期群体产量等影响,明确了其相互关系规律,提出了适宜的种植方式与种植密度;进行了不同品种(福云7号、福鼎大白茶和福安菜茶等3个大、中、小叶种)不同种植条列数、丛株距及不同施肥量试验,明确了土壤肥培是茶树速生、高稳产的主导栽培措施,总结提出了茶树大、中、小叶种适宜的种植方式与密度;研究提出了不同树型(福云10号、政和大白茶、福安菜茶)幼龄期茶树定型修剪的适宜次数及修剪深度;通过不同品种、树龄阶段、种植密度及不同轮次的芽数、芽重与产量关系的研究,提出了茶树产量构成主要因素(芽头密度)及丰产指标(树冠覆盖度、芽头密度)[8]。
2.4 低产茶园改造技术研究
历经十多年(1953~1967年)的科学实验与生产实践,总结提出了低产茶园“三改一补”综合改造技术措施:①改园。山地茶园改不等高为等高或分段等高梯层茶园,改梯层内高外低为外高内低茶园,改纵路为环山缓坡路,改纵沟为茶园侧横蓄水沟,变“三跑(水土肥)”为“三保”茶园。②改土。深耕改土,增施有机肥。③改树。根据树龄、树势衰老状况,合理运用台刈或重修剪措施,改造树冠,严格留养与合理采摘。试验明确了茶树重修剪与台刈较佳时期,重修剪以头茶后(5月间)最好,当年能增产42.8%,第二年增产92.5%;台刈以1~3月最好,4~6月次之,秋冬季较差。④补植缺株或改植换种。还提出了低产茶树重修剪与台刈树冠改造的适宜时期及改造后的树冠培养技术。该项成果1978年获得福建省科学大会科研成果奖并在省内外茶区得到了广泛应用[8]。
2.5 重点茶区土壤调查评价及茶园优化施肥研究
2.5.1 茶园土壤肥力特征研究 林心炯等调查了闽东、武夷岩茶等我省重点茶区茶园土壤,基本摸清了茶园土壤肥力状况、类型和分布,提出了茶园土壤肥力的高、中、低等级标准;分析了影响茶园土壤肥力的因子,提出了提升茶园土壤肥力的耕作技术和生物措施,为福建茶叶生产和茶园土肥科研提供了基本科学依据[9-11]。2010年杨如兴等调查分析了安溪县茶园土壤肥力,依据农业部茶叶产地环境技术标准进行评价,结果表明:0~20 cm表土层有机质含量均值为26.1 g·kg-1,超过土壤肥力I级水平的占87.5%;土壤全氮含量和碱解氮均值分别为1.86 g·kg-1、168.23 mg·kg-1,氮素含量较高,供氮能力较强,其中达土壤肥力I级标准的茶园占91.67%;土壤磷及有效磷含量偏高,部分茶园超过环境临界值;茶园土壤钾含量不均衡,大部分茶园严重缺钾[12]。
2008~2012年国家茶叶产业技术体系宁德综合试验站普查了所属的福安、福鼎、蕉城、周宁和大田等5个县市区的茶园土壤,并对闽东地区(福安、宁德)茶园土壤养分肥力质量进行了评价:土壤有机质和全氮含量均值均较高,分别达22.7 g·kg-1和1.5 g·kg-1,有效磷和有效钾含量分别为20.29 g·kg-1和42.58 g·kg-1,有效磷含量较丰富,而有效钾含量明显亏缺,运用模糊综合评价方法得出闽东茶园土壤总体肥力质量属于中上水平的约占60%[13]。
2.5.2 茶园土壤施肥效应研究 先后开展了一系列肥料试验研究,探讨了不同肥料品种及其施肥量、施用方式、施用时期对茶园土壤肥力和茶叶产量、品质的影响规律,其中林心炯等于1980年代初开始、历时10余年研究的“施肥与乌龙茶产量、品质关系的研究”项目,采用416A最优回归饱和设计,通过氮、磷、钾、有机肥(菜饼)的单施及其配施试验,从纯技术与经济技术的角度,探讨了肥料三要素氮、磷、钾和有机肥(菜饼)单施及其配施对乌龙茶(铁观音、黄棪)茶树植物学、生物学、茶叶产量与品质以及土壤肥力的影响效应,提出了乌龙茶采摘大中小开面新梢的量化指标;揭示了影响乌龙茶茶树生长、茶叶产量及品质形成的肥料主效因子;提出了获取黄棪、铁观音乌龙茶生产最佳经济效益的氮磷钾配比及其施肥量(成龄铁观音茶园年施纯氮187.5~300.0 kg·hm-2,P2O575 kg·hm-2,K2O 112~225 kg·hm-2,N ∶ P2O5∶ K2O较佳配施比例为3:1:1,并视茶园土壤肥力不同而适当地配施菜籽饼等有机肥2250~3375 kg);明确了茶园施肥对土壤肥力的贡献度大于土壤基础肥力,栽培茶园不施肥不可行;阐明了钾肥的施用是乌龙茶施肥的一个重要特征[9-11]。
2.6 茶园设施覆盖技术研究
2000年以来,针对气候暖化导致夏暑茶绝对与相对量增加而自然品质下降,茶树热旱害频发、影响茶业持续发展等共性关键技术问题,开展夏暑茶园设施覆盖遮荫生理生态效应及其对茶草生长、茶叶产质和土壤肥力等的影响研究,系统探讨并揭示了夏暑乌龙茶优化遮荫抗旱提质增产的若干机理:(1)较系统观测分析了不同遮光处理茶园(树冠层、地表和不同土层)水热因子及其变化,明确了覆盖遮荫能显著降温增湿(最高日温降3.95~7.26℃,白昼及最低相对湿度增4.31%~12.31%、3.27%~12.62%),缩小温湿度日较差5.12~8.44℃、3.58%~12.94%及高温干热日持续时间与天数,改善夏暑茶园水热条件,保障茶树安全“越夏”、正常生长和连续生产。(2)定量观测分析了不同遮光处理夏暑新梢叶绿素含量、构成及日变化:①夏暑梢叶绿素总量及其a、b含量显著提高,且叶绿素b增幅(43.83%~155.81%)明显高于叶绿素a(38.96%~72.52%),含量及其增加量为夏梢>暑梢,叶绿素构成日变化的峰值均随遮荫度增大而后移,叶绿素b谷值显时迟于空白对照;叶绿素a/b比值下降了2.05~10.88,且夏梢<暑梢,其变幅(含量增幅、比值降幅)均随遮荫度增大而加大。这种变化利于净光合速率提高和优质茶形成。②新梢叶片及表皮层、角质层、栅栏组织和海绵组织的厚度变薄,栅/海比值变小;新梢含水率显著提高了2.24%~6.47%,新梢持嫩性、萌芽力与整齐度明显增强。(3)多品种多年测试分析了夏暑季不同遮荫鲜叶及成茶内含品质生化成分,明确了优化遮荫可减少粗纤维含量10.72%~19.63%,提高氨基酸总量、茶氨酸含量13.52%~80.00%和7.57%~19.12%,降低茶多酚、儿茶素和苦涩呈味物EGC含量2.59%~19.53%、2.14%~13.63%和11.17%~46.42%,同时降低酚氨比值,提高儿茶素品质指数54.13~84.87,增加乌龙茶香精油总量和芳香物种类21.20%~38.85%和25~40种,使夏暑茶苦涩味明显降低,香味鲜爽度明显提高,“暑味”消除,深化了优化遮荫品质生化的作用机理。研究提出了夏暑乌龙茶适宜覆盖遮荫度(30%~45%)、覆盖时间及配套加工技术,可提高夏暑乌龙茶品质1个等级、产量1成以上,每667 m2每年增效600元以上,同时明显抑制杂草生长,防止茶园水土流失,从源头上较好地解决了夏暑乌龙茶安全越夏、品质低劣、生产低效和水土流失问题[14-19]。
2.7 良性生态茶园建设模式及技术研究
先后开展了山地茶园水土保持、山地茶园绿肥品种筛选利用、茶园土壤覆盖、爬地兰绿肥品种创新利用、“茶-菌-肥”融合循环技术及模式等研究,分析了福建山地茶园水土流失的成因,提出了山地茶园水土保持的田间工程与生物技术;筛选出了适宜茶园间套种的多年生绿肥爬地兰,明确了其绿化护坡护壁、园中套种减少水土流失、提高土壤肥力、改善微域小气候、增产提质效果,提出了合理栽培技术及利用途径;引进筛选出了适合茶园行间套种的圆叶决明、白三叶、平托花生等绿肥品种;开展爬地兰绿肥品种创新、筛选利用研究;提出了头(山顶)戴帽、脚(山脚)穿鞋、腰(山腰)束带山地生态茶园建设基本模式、“立体式”良性生态茶园建设模式及关键技术;基本明确了茶废弃物(茶枝茶梗、茶粉末、茶渣)代料(木屑)栽培食用菌(香菇、灵芝、黑木耳)提质增产、减少感染最佳配方、茶栽效果、作用机理和调控技术,以及“茶-菌-肥”融合循环利用可行技术途径,可为茶、菌业结合良性发展与转型升级提供技术支撑[20-28]。
2.8 有机茶生产技术及基地建设研究
2005~2008年,针对福建山地茶园基础肥力低,病虫害多发,有机茶园产量低、维持正常生产投入成本高的问题,福建省农业科学院茶叶研究所、农业生态研究所联合承担福建省环保科技项目“福建山地有机茶生产配套技术研究与示范基地建设”,围绕有机茶生产用药用肥技术难题,以保障食品安全质量和降低生产成本为中心,以形成生产配套技术为主线,着重开展了山地有机茶园生态建设模式与配套技术、山地茶园适生绿肥(牧草)品种的引进筛选与利用、有机茶园病虫害综合防控技术、有机茶加工配套技术等专题研究,在山地茶园水保与生态建设技术集成、多抗茶树与适生绿肥品种选用、无害化增肥与科学施用、病虫预警与生态防控等关键与配套技术上取得了创新突破,并在福建主产茶区适宜区域有代表性企业建立了有机茶(含转换)综合示范基地12个,面积达1.7万亩次,辐射推广应用3.4万亩次。该项成果2009年获国家环境保护部环境保护科学技术三等奖。随后研究制定了福建省地方标准《福建省山地有机茶生产技术规范》(标准号DB35/T1079-2010)在全省实施,为福建山地有机茶规范生产和产业化开发提供技术参考[29-33]。
2.9 低碳生态栽培技术研究
2008年以来福建省农业科学院茶叶研究所先后承担国家科技支撑计划“东南丘陵山地果(茶)复合系统固碳增汇技术研究与示范”等项目,在茶树低碳生态种植研究上取得了许多进展:(1)2010年尤志明等在比较茶园生态系统与其它农业系统的差异后,提出了低碳茶业概念(一种在茶叶生产、经营过程中以最少的物质投入换取最大的产出收益,并同时实现能源低消耗、环境低污染、温室气体低排放的产业发展形式)、特征和内涵。(2)茶园土壤固碳增汇上,研究明确了绿肥种植覆盖、有机-无机肥配施对茶园土壤碳储量的影响。幼龄茶园连续3年套种绿肥,土壤耕层有机碳储量提高了9.82%~16.91%,并综合不同绿肥对茶叶产量及土壤性质的影响,提出爬地兰和圆叶决明CPI34721较适宜幼龄茶园行间套种。长期定位观测,配施有机肥可以提高茶园土壤pH值,有效减缓茶园土壤酸化速率;提高茶园土壤养分含量、微生物生物量碳、氮含量和土壤微生物商,降低土壤呼吸商,增加茶园土壤有机碳利用效率,促进土壤有机碳的固持;提出25%~50%有机肥配施比例(以氮素投入量计)是茶园系统较优的有机肥配施模式,可促进茶树生长,提高茶叶产量,改善茶叶品质。有机物料生物炭可迅速扩容茶园土壤碳库,改良茶园酸化土壤,提高土壤养分含量。(3)茶园系统生物固碳能力提升上,探讨了不同茶龄生物量凋落物生物量和经济生产力的变化规律。明确了套种绿肥可提高幼龄茶园系统叶面积指数,提升茶园系统生物固碳能力。(4)茶园土壤温室气体减排上,试验明确了茶园土壤N2O的排放主要来自反硝化作用,氮肥施用量的增加是造成茶园土壤N2O排放增加的主要因素,配施生物炭能有效降低土壤N2O排放。酸性茶园土壤(pH 4.0~5.0),不利于氨挥发,施尿素后短时间内pH值上升,从而促进了土壤氨挥发;茶园氨挥发累积量为每公顷13.01~40.95 kg,氨挥发损失率为7.29%~12.42%,以冬季基肥期氨挥发量最大,氮肥大量施用是茶园土壤高氨挥发的主要原因;氮肥配施生物黑炭减缓了尿素的水解过程,可降低茶园土壤氨挥发26.25%~28.19%,是提高茶园氮肥利用率的主要措施之一[34-42]。
与此同时,福建省农业科学院农业生态研究所在茶树病虫害绿色防控、茶园生态,福建省农业厅在生态茶园建设、福建农林大学在产地环境监测等方面开展了诸多研究,取得了多项成果在茶区推广应用。限于篇幅,就不展开阐述了。
3 福建茶树栽培展望
未来茶树栽培以优质、安全、高效、生态、标准化生产为目标,为此福建茶业根据茶叶生产实情,一方面要严控茶园面积扩展,通过退茶返林,合理品种区域布局和品种搭配,调优茶园种植与茶类结构;另一方面,要通过技术培训、示范带动等途径,大力推广应用标准园建设、铺草覆盖、精准化用肥用药、速生丰产树冠培养等行之有效的先进实用技术,并在有代表性区域进行技术集成示范,以形成可复制、可推广的技术模式,切实保持茶园水土,减少茶园污染,提高单位土地产出率和持续再生产能力。与此同时,政府和行业主管部门应针对制约茶业发展的共性关键技术问题,组织科研院所联合攻关,以为福建茶业持续健康发展提供强力技术支撑。笔者认为,今后数年可在如下几方面着力:
3.1 良性生态茶园建设及茶园生境调控技术
随着气候暖化异常,茶叶生产上的诸如季节性干旱、自然品质下降、病虫害频发等问题,都与茶园生态系统不稳定相关。探讨不同区域良性生态茶园建设模式,筛选适宜间套种树种、绿肥,构建以茶为主、多物种复合优化配置及调控技术,纯茶园覆盖设施及其周年生境优化调控技术,以及茶树矮化种植投采后的适宜高度等,具有实际意义。
3.2 茶园土壤改良及绿色增肥技术
当前茶园土壤酸化、质地恶化、养分失衡,农残、重金属和有害微生物污染等问题普遍存在,且日趋凸显,严重影响了茶园投资回报率和茶叶质量安全,成了亟待解决的重要课题之一。茶树需肥,合理施肥也是有效克服乃至于解决以上问题的主要技术途径。研究开发并推广应用低成本清洁化肥源,土壤修复、治理技术,以及减量化精准化施肥技术,势在必行。
3.3 低成本高生产力技术
茶叶机采是今后大宗茶生产的必然选择,也是解决采摘用工贵、用工难问题的根本出路。为此,有必要筛选适合机采品种,研究形成与机采相配套的种植方式、树冠培养、茶类适采期、采摘方式及养分平衡供给等农艺融合技术体系,以提升机采鲜叶质量和机采茶园持续生产能力。另外,研究适合山地茶园机耕机具、杂草控制技术和季节性“休茶”修剪调养技术,也可提质降本增效。