我国茶叶科技“十三五”进展及 “十四五”发展思考

姜仁华 熊兴平 姚明哲

【编者按】  “十三五”期间，我国茶叶科技在众多领域取得重大进展，依靠茶叶科技创新，茶产业得以实现高质量发展，成为助力农民增收和多地脱贫攻坚的支柱产业。当前，我国正处于实现“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期，也是重要战略机遇期。为了分析我国茶叶科技发展趋势，探讨“十四五”茶科技发展方向、目标和重点任务，谋划“十四五”茶叶科技发展蓝图，让茶科技更好地服务于茶产业，使茶产业成为乡村振兴的支柱产业，《中国茶叶》特开辟“‘十四五’中国茶科技展望”专栏，邀请全国茶界专家总结、分析我国茶叶科技各领域“十三五”进展，并对“十四五”发展方向和重点任务进行展望、规划，助推我国茶产业高质量健康发展。

摘要：总结了“十三五”以来我国茶叶科技取得的重要成就，分析了茶产业、茶学学科发展趋势以及茶产业对科技的需求，在此基础上，提出了“十四五”期间我国茶叶科技发展的建议，以期为我国茶产业的高质量发展和茶叶科技的进步提供决策参考。

关键词：茶叶;科学技术;“十三五”;进展;“十四五”;发展方向

Progress of Tea Science and Technology in

China and Meditation on Its Development

during the 14th Five-Year Plan Period

JIANG Renhua， XIONG Xingping， YAO Mingzhe

Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China

Abstract： This article summarized the important achievements of science and technology in tea industry of China

since the 13th Five-Year， analyzed the development trend of tea industry， tea science and the demand for science and

technology. On this basis， suggestions on the development of tea industry science and technology during the "14th

Five-Year Plan" period were put forward in order to provide a reference for the high quality development of tea industry

and the improvement of tea science and technology in China.

Keywords： tea， science and technology， the 13th Five-Year Plan， progress， the 14th Five-Year Plan， development

direction

茶产业是富民产业、生态产业、健康产业、文化产业。“十三五”以来，我国茶产业发展迅速，生产规模不断扩大，综合产值不断提升，在实施脱贫攻坚和乡村振兴中发挥了重要作用。目前我国茶叶种植面积、生产总量、消费总量、出口额均位居世界第一。与此同时，我国茶叶科技取得了长足的进步，有力地支撑了我国茶产业的快速、高质量发展。在看到成绩的同时，我们也要清醒地认识到，我国茶产业发展也面临着产能出现结构性过剩、生产成本持续上升、综合效益仍有待提高、科技对产业的贡献率需要进一步提升等挑战。

“十四五”是我国茶产业和茶科技发展的重要战略机遇期。2021年3月22日，习近平总书记在福建武夷山考察调研时指出，要把茶文化、茶产业、茶科技统筹起来。因此，总结“十三五”我国茶叶科技发展取得的重要成就，分析未来茶学学科发展趋势以及茶产业对科技的需求，在此基础上，提出“十四五”我国茶叶科技发展的建议，对我国茶产业的高质量发展和推动茶叶科技进步是非常有必要的。

一、“十三五”我国茶叶科技发展取得的成绩

1. 获得国家科技投入增幅明显

“十三五”期间，国家对科技计划管理进行改革，形成了新的国家科技计划体系。茶叶领域在新的国家科技计划体系中，获得的国家科技投入大幅增加。在国家重点研发计划方面，“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”等6个专项安排了6项茶叶领域项目，合同国家财政經费达到1.32亿元;在“主要经济作物优质高产与产业提质增效科技创新”等6个专项中，以茶叶研究为主要内容，共有30项课题获得了立项，合同国家财政经费约1.6亿元;与“十二五”国家科技支撑计划、973计划、863计划、行业专项等计划支持的茶叶领域项目（课题）相比，立项项目（课题）数和国家财政经费支持额度增加4倍以上。在国家自然科学基金方面，茶叶领域共获得各类别基金项目资助285项，合同金额达到1.2亿元，其中获得了2项优秀青年科学基金项目、1项重点国际（地区）合作研究项目、3项区域创新发展联合基金重点项目，在项目类别和项目资助数、资助金额方面都取得了新的突破。

2. 科技产出量质齐升

（1）获得奖励成果数量不断增加，质量提升明显

至2021年5月的公布信息可见，“十三五”期间茶叶领域获得省部级及以上奖励成果107项次，其中省部级一等奖及以上奖励14项，获得3项国家科技进步二等奖（其中1项已完成公示）。与“十二五”相比，在获奖类别方面，2016年首次实现省级自然科学奖零的突破，奖励成果数量增加20.2%，高级别（省部级一等奖及以上）奖励成果数量增加75%，且首次获得省级特等奖1项、省级自然科学一等奖1项。

（2）SCI期刊发表论文数量增加明显

在Web of Science中，以tea 或camellia为关键词，结合摘要甄别，对中国大陆各学术机构在SCI期刊上发表论文进行了检索（图1），发表论文数从2011年的371篇增长到2020年1 684篇，数量逐年增加，“十三五”期间共发表SCI期刊论文6 119篇，比“十二五”增加1.26倍。在高质量期刊的发文数量也实现新高，在Nature Communications、Molecular Plant、PNAS、New Phytologist、Plant Journal等TOP期刊发表了多篇高质量论文，实现了茶学基础研究的新突破。

（3）申请和授权发明专利数量总体有所增加

在智慧芽PatSnap全球专利数据库中，以茶为关键词，排除茶油和油茶等，对中国大陆2008—2020年申请和授权的发明专利进行了检索（图2），2016年专利申请和授权数达到最多，“十三五”期间发明专利申请数比“十二五”增加52.1%，但授权发明专利数只增加4.4%。

3. 科技创新取得新进展

（1）茶树基因组与功能基因研究

在国际上率先完成茶树全基因组测序，完成了4个染色体级别的基因组组装[1-4]，构建了1个茶树基因组的精细图谱[5]，为推动茶树重要功能基因的定位和克隆、分子标记辅助选择育种奠定了基础。鉴定出一批重要基因，如分离克隆出苦茶碱合成酶基因，明确了它在咖啡碱转化为苦茶碱过程中催化N-9位甲基生成的机制[6]，鉴定出调控花青素、儿茶素等品质成分合成、抗逆等性状的关键基因[7-9]。

（2）茶树资源与育种

新收集了一批野生近缘种等珍稀特异资源，使国家种质茶树圃保存资源达到3 700余份，资源多样性继续保持世界首位;鉴定发掘出一批叶色变异[10]和功能成分特异的茶树资源，为特异品种的选育和多元化产品开发提供了种源基础。育成了一批优质特色无性系茶树新品种，“十三五”期间全国登记新选育品种51个，获得授权植物新品种权72个，品种支撑产业发展作用突显，全国茶园良种化率达到68%。

（3）茶树次级代谢研究

研究明确了茶树中茶氨酸等一些重要次生物质的代谢途径和调控机制，如进一步揭示了茶氨酸在茶树中的生物合成及转运分子机制[11]，发现了咖啡碱新的代谢途径[12]，揭示了茶树芳樟醇和橙花叔醇生物合成调控新机制[13]等。

（4）茶叶绿色生产技术研究

构建了茶园化肥减施增效的理论、方法和技术体系，集成创新化肥减施增效技术模式13套，技术模式推广面积已超过14万hm2，实现平均化肥减施37%、肥料利用率提升40%以上，节本增效明显。

针对茶小绿叶蝉、茶尺蠖、灰茶尺蠖等我国茶园重要害虫，攻克了昆虫视觉信号电生理筛选、性信息素微量组分鉴定等技术难点，研发出天敌友好型LED杀虫灯、黄红双色诱虫板、新型性诱剂等绿色防控新产品，实现了茶园害虫的精准、高效诱杀[14];集成提出茶园病虫害绿色防控技术模式，实现化学农药平均减施70%以上，极大地提高了我国茶园害虫绿色防控技术水平。

（5）茶叶加工技术与装备

研制出一批茶叶加工品质提升新技术和加工关键设备，超微茶粉（抹茶）、茉莉花茶等再加工茶加工技术和装备取得较大进展[15-16]，基于近红外、机器视觉等茶叶水分、茶叶品质智能感知技术取得了突破，数字化加工技术在部分茶类开始应用，主要茶类基本实现连续化加工，茶叶加工装备和技术水平明显提高。

（6）茶叶加工化学

初步明确了绿茶、红茶、白茶、黑茶等代表性茶类特征成分[17-19]。在茶叶中发现一些新成分，如在红茶和半发酵茶中发现线粒体激活因子（MAF），在白茶中发现EPSF类新成分“老白茶酮”[20]，在广西白毛茶中发现8 种由茶氨酸与儿茶素转化生成的新化合物C-8N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols，这些化合物具有抗氧化和抑制乙酰胆碱酶的活力[21]。

（7）茶精深加工

开发出冷溶、高香等高品质专用速溶茶，实现了速溶茶的终端化和高质化应用;茶叶功能成分绿色高效提制和合成技术取得进展，产品生产规模、安全性、纯度得到提高，开发出一批以茶叶功能成分为原料的天然药物、保健食品、功能食品及个人护理品，产品呈现多样化、功能化、时尚化、方便化的特点[14， 21]。

（8）茶叶质量安全

开发出基于石墨烯和纳米技术的快速茶叶农药残留样品前处理技术[22-23]，基于微流控纸芯片的茶叶中多酚含量、农药残留速测技术等[24-25];研究提出茶园农药选用的评价体系，构建了以茶汤中农药“有效风险量”制定MRL的新原则，修订6项国际茶叶的农药MRL标准，提出蒽醌等茶叶中危险物阻断技术，创制了新烟碱农药的单克隆抗体靶向识别现场快速检测技术和产品，研究成果获2019年度国家科技进步二等奖1项，使我国茶叶质量安全监管技术水平得到进一步提升[14]。

（9）茶与健康

通过人体流行病学长期调查、体外试验或动物实验等，进一步证明绿茶等茶类有益健康的功效，特别是一些细分名茶的功效。研究发现，经常饮用绿茶可以显著减少因心血管和癌症死亡的风险[26]，黄大茶与绿茶、红茶相比，具有显著降血糖功效[27]，君山银针茶叶有较明显的降血脂和改善肝组织脂肪性损伤的作用[28]等;进一步明确茶叶功能性成分的健康功效，发现了一些茶叶功能性成分的潜在功效及作用机制。研究明确了普洱茶中茶褐素减轻高胆固醇血症的机制[29]，绿茶中EGCG抗癌[30]、抗衰老[31]、抗辐射[32]机制，茶氨酸抗癌[33]、茶黄素抑制骨溶解[34]等的机制，发现EGCG是治療自身免疫性疾病的潜在化合物[35]等。

（10）茶业经济

建立了国家茶叶全产业链大数据中心，采集与定期编制发布《中国茶产业（杭州）指数报告》，茶产业经济研究从以生产端为主向消费市场研究拓展，产业政策支撑能力明显加强，智库作用逐渐发挥。

二、我国茶产业及茶学科发展趋势

1. 未来我国茶产业发展趋势

（1）茶产品市场需求趋向多元化

消费者对茶产品的需求将趋向优质化、特色化、便利化，对健康功能将更加关注，从过去单一饮茶向饮（料）茶、吃茶、用茶、玩茶、事茶等多用途方向转变。

（2）茶叶生产方式趋向现代化

人们对美好生活的向往，将加快茶叶生产从依赖过量使用化肥、化学农药向绿色生产方式的转变;劳动力短缺和生产成本不断攀升倒逼茶叶生产从劳动密集型向机械化、自动化、智能化方向转变。

（3）茶产业业态趋向多样化

茶业将从单一生产功能向生产、生态、生活“三生”融合发展，茶业一二三产业的融合，将不断延伸茶产业链，提升价值链。

2. 未来茶学科发展趋势

（1）与新兴学科融合加快茶学基础理论发展和技术创新

现代生物学理论和技术的快速发展，显著提升茶学基础研究水平，预期在茶树重要性状基因功能与遗传规律、茶叶品质形成转化与调控机理等方面的基础研究将取得显著进展，促进传统茶树育种向现代分子设计育种的转变，带动茶树培育、加工技术的突破;信息技术、大数据和人工智能的发展将促进茶叶从传统的农业生产向精准农业、从农产品初加工向自动化、数字化、智能化、定向化精准加工的升级改造。

（2）与生命健康学科的交叉发展催生茶学研究新热点

近10余年来，茶叶健康功能的研究快速发展，伴随着生物组学、营养组学和高通量筛选等技术的发展与应用，茶叶功能成分鉴定、评价、利用的研究将继续成为未来茶学研究的热点和重点，在此方面的突破必将催生形成茶叶功能利用新的生长点，为茶产业未来可持续发展提供重要支撑。

（3）综合和集成解决方案成为茶业技术发展的重要方向

伴隨着我国茶产业向中西部的快速转移，新产区茶业发展将面临新的技术问题。当前茶叶产业普遍存在的名优茶机采率低、茶叶质量安全隐患等突出问题，以及茶业一二三产业融合发展的技术需求，都难以靠某个领域的研究群体、某单一方面技术突破来解决，客观要求不断加强茶学各学科方向和领域间协同创新，通过多学科、多领域联合攻关，提出综合和集成的解决思路和方案。

三、茶产业发展对科技的需求

我国茶产业发展面临的机遇和挑战，对茶叶科技进步提出了新的要求，同时也说明未来茶叶科技大有潜力、大有可为。

1. 劳动力短缺、生产成本升高短期内将不可逆转，茶产业急需实现“机器换人”

茶产业是劳动密集型产业。近年来，采茶工短缺的产区占比越来越高，部分地区采工短缺矛盾已十分突出;现有生产方式依赖大量劳动力投入，茶园生产资料成本逐年增加，茶叶生产成本持续上涨，茶叶人工成本占比将会越来越高，茶叶利润出现天花板。破解这些难题，亟需改变生产作业方式，发展茶叶高效节本田间生产技术、名优茶机采机制技术、茶园作业机械化和自动化技术以及茶叶加工机械化、自动化、智能化技术，促进茶叶生产从依赖过量使用化肥、化学农药向绿色生产方式的转变，从劳动密集型向机械化、自动化、智能化方向转变。

2. 为确保茶产品的质量安全和减轻对环境的存载压力，茶产业急需向绿色高效方向发展

茶叶生产过程中肥料、农药等生产投入品的不合理施用对环境，如土壤、水源等的累积影响可能将在未来凸显，茶叶加工过程中能源的不当选择和茶叶深加工过程中有毒有害溶剂的使用都有可能对茶产品和周边环境造成一定的影响。解决这些问题，急需选育高抗、高肥效品种，研发茶树绿色高效低碳栽培技术、茶园病虫害绿色防控技术、茶叶节能清洁化加工关键技术、深加工产品绿色提制技术以及茶产品质量安全快速、低成本、精准检测技术和茶叶中农药残留、重金属元素、环境污染物的风险评估技术等，以保障茶产品质量安全，减轻对环境的存载压力。

3. 产品结构性过剩将会在未来一定时期存在，茶产业急需向稳面积、调结构、增效益方向发展

近年来茶产业规模持续扩张，茶产品结构性过剩压力不断加大，急需促进茶树品种和茶叶产品品类结构调整;要进一步加强茶叶营养健康评价、营养富集调控技术、产品定向加工、功能挖掘与资源高效多元化利用新技术研究，研制高值化、个性化营养健康茶产品，拓展茶叶多元化利用，从供给端发力，满足消费者对茶产品趋向优质化、特色化、便利化的需求，推动茶叶从过去单一饮茶向饮茶、吃茶和用茶等多用途方向转变。

4. 茶产业业态趋向多样化，急需多学科交叉和综合集成技术支撑发展

茶业 “三产”“三生”融合发展，对茶叶科技提出了新的要求，单一学科技术已经难以满足发展需求，需要把“茶文化、茶产业、茶科技”统筹起来，走依靠多学科协同攻关、区域综合集成发展的技术创新路径，推动茶产业高质量健康发展。

四、“十四五”茶叶科技发展建议

按照“四个面向”要求，以“提升茶叶科技高水平自立自强和支撑茶产业高质量发展”为目标，以实施“五大行动”任务为抓手，力争在茶学基础前沿和茶叶绿色发展、智慧发展、质量安全、营养健康等领域取得一批原创性科学发现、重大关键技术突破和重大产品创新，高效支撑我国茶学一流学科建设和乡村振兴战略的实施。

1. 实施学科创新能力提升行动

一是进一步完善茶学学科体系，大力布局和促进新兴交叉学科方向建设，培育“茶业数字化”“茶业智能化”等研究方向，发展壮大“茶与健康”等研究方向;二是促进新兴学科与传统学科融合发展建设，推动现代生物技术、新材料技术、智慧技术等新兴学科与茶学传统学科方向的融合发展，提升创新能力;三是推动茶文化、茶产业、茶科技统筹发展研究，满足新时期我国茶产业进入新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局和实施乡村振兴对茶叶科技的新需求。

2. 实施种业创新能力提升行动

“一粒种子可以改变一个世界”。种子是农业的“芯片”，打赢种业翻身仗，技术创新是关键。一是加强茶树种质资源收集、精准鉴定与利用。加强重点区域种质资源收集保存利用，开展高通量、智能化表型信息采集与组学大数据分析等精准鉴定技术研究;发掘、创制一批具备抗病虫、特异功能性成分等重要性状的新种质。二是加快茶树高效育种技术创新。研发建立茶树高效遗传转化技术体系，开展基因编辑技术、全基因组选择育种等育种新技术研究，推动茶树从传统育种向精准定向育种方向发展;三是开展突破性品种选育。开展适合机采的优质、高产和高抗新品种选育，开展适合绿色生态茶园建设的抗病虫、高肥效新品种选育，开展区域名茶专用品种选育，开展满足消费新需求的专用新品种选育等。

3. 实施茶叶优质安全与营养健康提升行动

围绕绿色发展理念，重点开展茶园省力节本高效生产技术研究及产品研制，茶园区域性暴发性害虫和病害绿色防控技术与产品研究，名优茶机采机制关键技术及装备研制，茶叶风险因子产地快速檢测技术与产品研究，集成建立茶叶高效绿色安全生产加工技术模式;构建不同品种、不同产地的茶产品评价和溯源系统，建立新“三品一标”全程质量控制生产体系;开展茶叶营养健康功效评价及关键成分互作效应研究、多元化营养健康特色茶产品的智造技术、茶叶营养健康成分含量的快速检测技术及评价体系研究，建立茶产品营养健康评价体系，提出功能成分富集与高效利用技术，创制新型营养健康茶产品，满足人民群众日益增长的美好生活需要。

4. 实施数字茶业建设行动

针对我国茶园田间生产机械化水平不高以及茶叶生产和加工数字化、智能化水平低，导致生产用工成本高、产品品质不稳定等问题，基于农机、农艺技术融合的研究思路，采取专用化、轻量化、电控化和数字化设计理念，结合茶树品种、茶树生理、茶园种植、土壤和加工等农艺特性角度协同突破，系统开展茶叶生产、加工全程数字化、智能化关键技术装备研究，构建茶园、茶叶、加工品质和机械装备的协同智能制造体系，减少对劳动力的过度依赖，提高我国茶叶生产加工效能和数字化、智能化水平。

5. 实施茶产业区域协调发展行动

为巩固拓展脱贫攻坚成果，做好脱贫攻坚与乡村振兴的有效衔接，重点在秦巴山区、武陵山区、大别山区、乌蒙山区等茶区，根据区域生态资源特点和产业存在的问题，综合集成应用先进技术，研究提出适宜区域发展的茶叶绿色高效生产模式，建立茶产业特色乡村振兴示范区，为实现区域茶产业提质增效和实施乡村振兴提供强有力的科技支撑。

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