据海关数据显示，今年上半年我国农业机械累计进出口额为367.61亿元，其中累计进口金额为17.83亿元，比去年同期下降31.3%；累计出口金额为349.78亿元，出口显著提升，比去年同期增长37.1%。我国农业机械化正呈现"总量增长"与"结构优化"并行的发展态势。
6月出口主要商品量值表节选（万元）
图源：中华人民共和国海关总署
6月进口主要商品量值表节选（万元）
图源：中华人民共和国海关总署
然而，在出口额整体呈现增长的情况下，细分领域发展不均衡问题亟待关注。以茶产业为例，我国作为全球最大的茶叶生产国，茶园生产机械化进程却明显滞后。我国目前茶园管理综合机械化率不足30%，在耕作、除草、修剪、大宗茶采摘等环节，存在“无机可用、无机好用”的困境。同时，在当前茶园生产管理人员老龄化严重、学历层次失衡等问题的制约下，对智能化、无人化机械装备的需求也与日俱增，亟须研发出轻简型高效机具。
针对这些问题，本期对国内茶园生产机械化发展情况与技术装备研究现状进行梳理，归纳总结当前发展瓶颈与挑战，并展望未来发展趋势，以需求为导向，以技术为支撑，为机械化、智能化并行发展的茶园生产管理技术体系建立提供参考。
茶园生产管理主要包括茶园耕作、茶园除草、茶园施肥、茶园植保、茶树修剪、鲜叶采摘、茶园转运等环节，2024年在精准农业、绿色农业、智慧农业等理念引导下，以现有技术装备为基础，针对多环节作业现状均开展了相关研究工作，从作业机理、装备优化、智能化升级等多方向进行研发，促进茶园生产管理机械化技术体系稳步发展。
01茶园耕作技术与装备研究
茶园耕作是茶园生产管理中的一个重要环节，由于我国茶园分布广泛、类型多样，需要因地制宜选择耕作方式开展作业。耕作主要分为浅耕、中耕与深耕。浅耕可起到松土、保墒等作用，一般结合追肥、除草等作业进行；中耕作业一般与追肥相结合，可起到防除杂草、提高地温、促进茶芽萌发等作用；深耕作业要求中间深两边浅，一般与复合肥、有机肥等基肥施用同时进行。
茶园耕作技术装备是茶园生产管理机械化研究的重点，为提高耕作作业效率，2024年研究者们分别从参数组合、耕作机具优化、整机试制与优化等方面开展研究工作。
02茶园除草技术与装备研究
茶园除草是茶园管理的重要一环，过量杂草不仅会与茶树争夺水分、养分、生长空间，同时也会导致病虫害频发，严重影响茶叶品质与产量。
以精准无损作业需求为导向，2024年度茶园除草技术装备研究可分为物理除草研究与化学除草研究。
物理除草研究方面主要为除草设备的研发、机具的结构优化，如研发旋转式茶园除草机，适用丘陵山地茶园的小型除草机、贵州省茶叶研究所研发了山地茶园除草粉碎覆土机。
化学除草研究方面主要为精准施药，山东省农业科学院与杭州菲联达智能科技有限公司联合设计了一种茶园自主行走式并联臂精准除草装置，可实时避障并通过定位组件感知杂草，通过机械臂注射醋酸实现除草。金华市农业科学研究院设计了一种可宽窄调节的乘坐式茶园除草机，能自动调节间距以适应不同间距的茶行，除草机构能自动调整喷淋范围，实现无损茶树的化学除草。
03茶园施肥技术与装备研究
为满足茶树生长需求，补充高强度机采带走的氮磷钾营养物质，需通过施肥改良土壤肥力，提高茶园产量和茶叶品质。
2024年，茶园施肥机械相关研究依然向精准化方向持续发展，分别从茶园施肥技术定性分析、营养成分快速诊断、装备设计等方面开展研究工作。
为定性分析不同施肥技术对特定茶树品种的效果，以英德市茶区的英红9号为研究对象，以田间试验评测不同施肥技术（不施肥、习惯施肥、有机水溶肥滴灌、化肥滴灌、有机肥+化肥滴灌）对不同茶树品种和茶园经济效益的影响，证明了在水肥一体化茶园中可采用化肥滴灌以达到较好的经济效益。
在营养成分快速诊断方面，中国农业科学院茶叶研究所提出了一种生态茶园施肥方法，通过完全展开叶的叶片厚度、栅栏组织厚度、全氮含量与总碳含量等参数精准预测茶树所需养分，能够在保证茶树营养供给的同时有效提高肥料利用率。
在装备设计方面，针对丘陵山区生态茶园施肥问题，中国农业科学院茶叶研究所也设计了一种山地茶园开沟施肥覆土一体机，采用螺旋齿槽定量结合转速调控的方式实现精准定量施肥，适用于多种茶园中的施肥作业。华中农业大学所设计的丘陵山地茶园侧位深施肥机可实现丘陵山地茶园的高精准度、高效施肥。
04茶园植保技术与装备研究
我国茶园植保作业模式多样化，以病虫害防治与防霜冻为主要目标，其中针对病虫草害的防治方法主要有药剂防治法、物理防治法和生物防治法，通过植保机械的应用可将药剂防治法、物理防治法相结合以促进茶园生态化、可持续化发展。
2024年，以生态化与高效化为导向，茶园植保技术装备，特别是病虫害防治方面，主要从病虫害预警、高效装备研制等方向开展研究。
一款基于负压吸附原理的捕虫机，虫口退减率和防治效果分别达81.87%和80.60%，具有显著的短期防治效果。
负压吸附捕虫机
除了传统的植保装备外，无人机在茶园植保中也具有较好的应用前景。无人机植保作业效率高，节约人力，操控更为智能和简便。
05鲜叶采摘技术与装备研究
茶叶采摘是劳动强度最大的茶叶生产环节，也是实现茶叶生产全过程机械化难度最大的环节。我国茶叶采摘可分为大宗茶采摘与名优茶采摘两种，由于该环节作业劳动强度大，时效性要求高，亟需向高效机械化方向发展以提高采摘效率，降低劳动力成本，保障茶叶品质一致性。
在大宗茶鲜叶采摘技术装备研究方面，以湖北省茶区为试验点，开展了多种采茶机（单人电动小型、1～2人电动中型、1～2人燃油中型、2～3人燃油中型）的实地调研，通过使用成本、使用效率、使用体验等多因素进行采茶机的选型优化对比试验，发现单人电动采茶机在老龄化严重的茶区更具推广前景。
此外，2024年自走式采茶机整机、基于圆盘水平切割器的组合式电动采茶机也被研发出来，用于解决丘陵山地难以实现机械化采摘的问题。
在名优茶鲜叶采摘技术装备研究方面，茶芽目标的检测与定位依然是当前的研究重点。
06茶园智能化关键技术装备研究
自主导航与路径规划关键技术
我国茶园机械人工依赖性强，劳动力需求大、老龄化严重等问题未得到有效缓解，茶园生产管理环境复杂，标准化茶园建设需要根据选点地理环境进行取舍，难以构建理想化的标准宜机化茶园。为保证茶产业持续、绿色发展，迫切需要突破茶园自主导航与路径规划关键技术研究，解决茶园装备自主作业行走卡点问题。
农业农村部南京农业机械化研究所果蔬茶收获机械创新团队针对茶园高地隙多功能管理机开展了北斗RTK自主导航系统集成研发工作，在田间试验中，能够实现缓坡（坡度≤10°）的铺装/非铺装路面的直线/曲线自主导航，导航误差在7cm内。
茶园高地隙多功能管理机自主导航田间试验
快速检测关键技术
茶树生长受多环境因素影响，需及时对关键因素进行量化检测，及时掌握茶树生长环境情况，为种植模式的调整提供数据支撑。
07我国茶园生产机械化发展瓶颈与挑战
农机农艺融合性较差，缺少特质化装备成果
我国茶园类型多样，以丘陵山地茶园为主，一方面丘陵山地茶园道路窄、坡度大、崎岖不平，存在机具上山难、作业难等问题，缺少适宜丘陵山地作业的机具；另一方面由于山地茶园土质硬、土壤板结、石块多，而微耕机、田园管理机等小型耕整地机具重量轻、动力小，无法保证耕整地作业质量，遇到石块等硬物易造成机具刀片损坏，适应性与通过性仍需要进一步改进。
当前机械人工依赖性大，自动化、智能化水平低
我国茶园从业人员以60岁以上人群为主，老龄化使得他们对新知识、新技术的学习动力和学习能力下降，“有机难用”现象显著。茶园生产管理自动化、智能化发展仍处于起步阶段，尚未形成相对成熟的装备体系与配套的技术标准。
茶叶采摘技术装备研究进展缓慢
名优茶智能化采摘存在茶叶视觉识别模型通用性差，在复杂遮挡环境中检测与定位精度低，多臂采摘控制效率低、存在盲区，实时性有待提高，现有机械臂质量大、速度低、适应性差等问题；大宗茶采摘存在自适应性差，产品一致性难以保证等问题；鲜叶收集方面存在机具装载量小，运输成本高等问题。
08我国茶园生产机械化发展趋势
因地制宜发展茶园特质化装备
我国茶园类型多样，在不同作业环节具有不同的技术要求，应根据茶园类型（平坡、缓坡、陡坡）与农机农艺需求进行针对性研发，将工业领域经验成果迁移至茶园生产管理并研制专用装备机具，有效发挥人工智能等高新技术的推动作用，实现“有机可用”，如针对丘陵山地茶园作业特点，研制一批具有个体小轻化、使用灵巧化、功能多样化、技术高端化等特点的多功能、系列化茶园生产各环节作业机械，突破茶园作业环节瓶颈。
智能装备逐步走进茶园
在现有茶园机械化技术装备基础上，针对性开展智能化转型升级工作，进行多源信息融合感知、基于大模型的决策、实时自适应执行等方向的研究，并“连点成线”，形成自主作业模式，减少人工操作，进一步节本增效，通过茶园数字化管理技术、茶叶芽叶识别采摘机等智能化技术的研发与推广，推进茶园数字化、智能化，建立智慧茶园平台，运用5G、大数据、云计算、物联网等高新技术实现茶园信息采集、茶园智能灌溉、施肥，茶园虫情信息实时监测等。
精准作业提升茶园生产质量
以茶园化肥农药减施增效等关键技术为基础，积极响应国家节能减排和可持续发展政策的号召，通过充分利用人工智能技术，实现对茶树养分、茶树病虫害等的快速精准检测，进而设计精确、精量的施肥与施药策略以改善过量施肥、农药残留超标及导致的生态问题。研发精准执行机构依据智能决策指导精确作业，实现名优茶智能采摘等高标准作业，并保证产品的一致性。
本文节选自《中国茶叶》2025年第8期，P1-9，《2024年茶园生产机械化研究现状与发展趋势》，作者：陈佳，蒋清海，韩余，占才学，陈彬，孙翔灵，宋志禹*。部分图片来源于网络。
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