锄草机的刀片飞快旋转,修剪机“唰唰”地切割着茶树两旁的枝叶,翻耕管理机在茶园里自动行走……近日,在“中国好茶 科技赋能”中国茶产业人工智能应用论坛上,来自华为、合工大、中电科等企业、高校的人工智能和机器人研发专家,向与会人士展示未来茶园管理机械化生产的智能场景。
据介绍,安溪县茶叶机械化与制茶工艺融合发展,不断啃下“硬骨头”,大大降低生产成本,提高经济效益。
□通讯员 章艺涵 本报记者 谢伟端 陈小阳 文/图
劳动力老龄化 期待机械化来破解
近日,来自华为公司、合肥工业大学、中电科机器人有限公司等企业和高校的人工智能及机器人研发专家,深入安溪云岭茶庄园、EC产业园和安溪茶学院等地考察,并组织召开“中国好茶 科技赋能”中国茶产业人工智能应用论坛,探讨评估茶园管理中机器替人的可行性、风险及效率评估、商业模式等,助力安溪县破解茶园机械化困局。
“在茶园深耕方面,容易遇到草根缠绕的问题,可以考虑采用动刀片、静刀片相结合,分阶段实施反旋,从而实现切断草根、进行深耕。”在云岭茶庄园狮形山茶园,专家们现场演示了茶园机械化除草、机械化开沟深耕等。
“由于茶树耐旱怕涝的生长特性,山坡地适合种植茶树。”安溪县茶管委办副主任张炳灿介绍,安溪县茶园多为丘陵地形,茶叶主要是以人力采摘为主,因而茶园管理对人力需求大。据了解,云岭茶庄园约有800亩茶园,一年人力投入就超过200万元(含制茶)。
茶园管理劳动力老龄化与短缺问题,是当前制约茶产业发展的一个难题。“从事茶业劳动的工人年龄偏高,年轻人不愿意从事茶园耕作、采摘等工作。”张炳灿表示,劳动力成本越来越高,存在断层风险,而人工智能及机器人技术已经有了一定的积累,机器替人已经具备可能性。
张炳灿认为,通过机械化的智能应用,既加快茶园管理新旧动能转换,改变以往传统人工管理耗时费力、生产效率低、劳动力短缺等棘手问题,更重要的是,也能改变传统人工采茶劳动力成本居高不下的现状,大大提高采茶生产效率,节省大量劳动力成本。
加快研发 适应丘陵地形机械
实际上,为破解茶园机械管理难题,安溪县茶企已经开始有所行动。“去年11月,八马茶业通过省级现代农业智慧园项目验收,有力推动茶园种植自动化、智能化管理。”八马茶业总工程师林荣溪介绍,八马茶业拥有含可视化管理系统、131省级智慧园统一管理平台、茶山病虫智能监测系统、智能害虫防治设备、区域气象数据、物联网数据等六大板块的5G智慧茶园。
现场专家认为,智慧茶园正致力于为茶园智能化管理提供技术支撑。然而,要在安溪山区大面积实现机械化生产,仍有很长的路要走。安溪县茶园地域地形复杂,多分布于丘陵山区,机械化难度大,在机器研发上带来不小挑战,从而影响了采茶机械的进一步推广应用。对此,采茶机械设备生产厂家要加快针对性强的设备研发。
专家介绍,茶园管理机械有多种,主要有茶园耕作机械、茶园植保机械、茶叶修剪机和采茶机等。茶园耕作关系到土壤的水分、空气、肥料等,是对茶树生产影响最大的一环,且直接影响到茶叶加工品质。近几年,随着无人机技术的成熟,植保无人机在我国逐渐兴起,其拥有高效、便捷等优点,目前已成为茶园管理的重要机械。
此外,还可融入更多智能元素。比如对采茶机器人的研究,涉及机械臂高精度控制技术、茶叶机器视觉智能识别技术等,以实现全自动化、智能化采茶,解决茶园采茶机械化推广应用面临的技术难题。
人才培养是推动茶园人工智能技术的重要环节。“茶学专业朝着人工智能的方向发展,重点培养学生茶业智能机器人操控实际能力和智能化创新能力。”安溪茶学院茶学系主任高水练告诉记者,学校已经从2018级开始在课程中逐步融入人工智能知识和实践训练,如开设《茶叶机械与人工智能》《茶园数字植保》等课程。
高端茶机械占全国市场份额80%
记者了解到,安溪县在茶叶机械推广与应用方面领先业界,由手工、半机械化生产向标准化、清洁化、自动化、连续化生产加速转变,全县目前共有自动化、连续化生产线20余条,电动喷雾器、割草机、微型翻土机等在茶园耕作中已得到广泛运用。同时,当地还发明制造了茶叶分装机、拣梗机和乌龙茶自动化、清洁化、高效化生产线等高端产品,市场份额占到全国的80%以上。
在茶园管理和茶叶种植领域,近年来,安溪县茶园耕作中,电动喷雾器、割草机、微型翻土机等已得到广泛运用,在茶园管理机械化方面取得一定突破。如在高建发茶业虎邱镇双格村茶叶基地,茶树正一口一口喝着从管道滴出来的水。这是一种更节水的灌溉方式——滴灌。“每亩可节水60%以上。”高建发茶业董事长高碰来介绍,这套系统与众不同的是实现自动化智能化管理,无须人工便可实现定时段、定任务灌溉。
在茶叶加工领域,以往茶农们要“看天吃饭”,雨天、多露水天气不宜采制茶叶,而今有了茶机械,这一问题得到缓解。韵和机械有关负责人林清矫介绍,鲜叶经过远红外线和吹风机反复地萎凋后被输送到储青房进行摊青、摇青;再采用电磁杀青和微波杀青,不仅可以去除茶叶的苦涩味,保持茶叶原来的香气,而且还提高了茶叶的保鲜期。而佳友机械有限公司则与国家茶产业体系茶叶机械岗位科学家李尚庆合作研发远红外线杀青设备实验成功,该设备利用远红外线杀青茶叶,具有内外加热均匀、不易焦边爆点,香气高且杀青叶含水率低的优点。
在茶叶精加工领域,茶机械将向着体积小、售价低、更高效的方向前进,不断降低茶叶生产成本。在全国一些茶叶主产区,一种安溪产的小型茶叶色选机热销。据介绍,该机占地仅1平方米,机器安装、维护、搬运都很便捷,每小时可加工200斤干茶,相当60个拣茶工的工作量,且加工质量不亚于人工。“大型色选机代加工点一般要租用3个店面,3个操作人,年费用15万元以上。一台大型色选机大约35万元,费用很高,而小型色选机扣除农机补贴,一台仅需2万多元。”业内人士说。茶叶电商兴起,对全自动真空包装机的普及是一大推动,因为多数茶叶电商销售的产品为小袋茶,需要大量人力进行包装,所以采购机械比人工费用更加合算。安溪茶叶机械公司据此研发出全自动真空包装机,并开始普及。