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中国茶叶加工 2023 3 69 73 质量与检测 植物工厂生产方式下铁观音茶树栽培技术 谢辉煌 福建省中科生物股份有限公司 福建泉州 362400 摘 要 植物工厂是资源高效利用 技术高度密集的现代农业生产方式 可摆脱资源与环境的束缚 实现农业 的工业化生产 文章对植物工厂发展背景及意义进行介绍 分析铁观音茶树生长所需的自然环境及营养元素 在植 物工厂模拟铁观音茶树生长环境 掌握铁观音茶树在植物工厂生长环境要求与营养调控技术 建立起植物工厂铁 观音栽培的操作规程 并对植物工厂栽培铁观音茶树所面临的挑战及未来发展趋势进行了总结与展望 关键词 植物工厂 铁观音茶树 栽培技术 中图分类号 S571 1 文献标识码 A 文章编号 2095 0306 2023 03 0069 05 Cultivation Techniques Tieguanyin Tea Plant under the Production Mode of Plant Factory XIE Huihuang Fujian Sananbio Technology Co Ltd Quanzhou 362400 China Abstract Plant factory is a modern agricultural mode efficient in resources utilization and highly intensive in technology which can get rid of the constraints of resources and environment and help industrialization of agricultural production This paper introduces the background and significance of the development of the plant factory analyzes the natural environment and nutrient elements of Tieguanyin tea tree simulates the growth environment of Tieguanyin in the plant factory understands the growth environment and nutrient regulation technology of Tieguanyin tea in the plant factory and establishes the operating rules of Tieguanyin tea cultivation in the plant factory In addition the challenges and future development trends of Tieguanyin tea cultivation in plant factories are summarized and prospected Keywords Plant factory Tieguanyin tea plant Cultivation techniques DOI 10 15905 j zgcyjg 2095 0306 2023 03 12 收稿日期 2023 05 12 修改日期 2023 08 24 作者简介 nullnull煌 1965 男 福建安溪人 高级评茶师 主要从事农业技术推广工作 茶是世界上广受欢迎的无酒精饮品 是我国 重要的特色经济作物 也是我国重要的出口大宗 农产品 据中国茶叶流通协会统计 2022 年全国 茶叶种植面积达 333 03 万公顷 干毛茶总产量 318 10 万吨 总产值达到 3180 68 亿元 1 随着茶 叶种植面积不断扩大 过度开发 水土流null 土壤 null结 不合理的使用化肥等一系列问题急需解决 null外栽培茶树容易受干旱 寒潮等极端气候影响 同时随着劳动力紧缺问题日益突出 茶叶采摘成 本不断攀升 福建省安溪县2022年茶园面积为 4 万公顷 茶叶产量约 6 万吨 茶园同样面临水土流 null和土壤null结等问题 造成茶叶品质下降 很多茶 69 中国茶叶加工 2023 3 企存在库存积压的现象 因此 提高铁观音产品品 质 实现高效安全生产 避免同质化现象是亟需解 决的问题 植物工厂是对植物生长所需的光 温 湿 CO 2 及营养等生长环境进行全智能控制的高效稳 定生产系统 是农业生产的高级发展模式 植物 工厂克服外部环境对植物生长的影响 保障食品 安全 不依null阳光 土壤 不受气候环境条件制约 2 可以实现高效安全生产 但目前对于茶叶植物 工厂的研究较少 在实践中发现植物工厂种植铁 观音茶树容易出现营养过剩 新枝徒长 叶片增 大 性状改变等问题 因此 在植物工厂对铁观音 茶树生产环境进行人工模拟与控制 探索铁观音 茶树高效栽培 快速生长的技术方法 对优良铁 观音品种的繁育具有重要意义 同时植物工厂可 以定向调控茶树叶片次生代null产物的合成与积 累 生产出高氨基酸 高儿茶素等具有特殊风味 的优质铁观音产品 可以为提供差异化铁观音产 品 助力铁观音产业高质量发展提供参考 1 铁观音茶树的生长环境因素 茶树是多年生深根叶用作物 在整个生长发 育过程中都受到环境条件的制约 环境因子包括 光照 温湿度 降雨量等气象条件和土壤肥力 土 质结构等土壤条件 3 铁观音茶树生长在北纬 117 36 118 17 东 经24 50 25 26 之间的地带 常年的平均气温在 16 21 之间 年降雨量达到 1800 mm 相对湿度 在80 以上 土壤属于微酸性 pH 4 5 6 5 的红壤 或砂质红壤 4 张钊金等 5 对福建省安溪县13个主 要产茶乡镇的生产茶园进行土壤样品采集和分 析 发现超过半数茶园的土壤已酸化严重 但茶园 土壤有机质 全氮 全null 全null 碱解氮 有效null 速 效null整体含量丰富 如土壤碱解氮含量在 44 288 mg kg 之间 土壤全null含量在 0 3 2 2 g kg 范围 内 在植物工厂 可以模拟出铁观音茶树生长的自 然环境 通过改良营养液配方不仅可以满足茶树 生长所需的各种营养元素 还能解决null外栽培土 壤酸化的问题 2 铁观音茶树栽培技术要点 2 1 植物工厂铁观音茶树栽培基质的选择 使用固体基质加营养液栽培作物统称为基质 栽培 由于其病虫害少 节水节肥 种植灵活 可控 性强等优点 已被世界各国普遍应用 草炭土是一 种较好的栽培基质 其养分含量较低 但对养分和 水分的吸收和释放能力较强 6 中科生物茶叶植物工厂研究确立了null内茶树 基质栽培的 二阶法 前期移栽用 G4 基质 配方 主要采用丹麦草炭土与珍珠岩的null合基质 比例 为2 1 其优点为成活率高 缓苗快 第二阶段基质 采用 G6 纯椰糠 茶树在null内成活生根后 分蘖出 新枝生长较快 与其它茶树无土栽培基质配方对 比 纯椰糠 G6 栽培下有较好的生长适应性 正常 新枝数达到 50 以上 生长新枝木质化程度在 35 以下 2 2 植物工厂铁观音茶树栽培温度 湿度的选择 铁观音作为喜湿怕涝的多年生常绿木本植 物 据中科生物茶叶植物工厂研究探索 发现铁观 音茶树在null内生长最佳温度在25 30 湿度维 持在 70 85 之间时 铁观音生长状况表现最 好 节间短 新梢长度 叶面积适中 2 3 植物工厂铁观音茶树栽培光谱的选择 光对作物生长发育 光合作用 物质代null以 及基因表达均具有调控作用 光强 光质和光周 期不仅可以影响植物的生物学基础 也是植物形 成优良品质的必要条件 研究表明 茶树的器官 与形态 细胞结构与代null物组分等都受光照影 响 且不同光强 光质 光周期作用于茶树上的效果 不同 7 随着光照技术的不断发展 采用人工光照 技术进行工厂化育苗 具有效率高 病虫害少 易 于标准化等特点 与常规光源相比 新一代 LED 光源具有高效节能 长寿命 环保 null用 体积小 低热辐射 低null长振幅等优点 能在植物工厂的 环境下根据幼苗生长发育需求制定合适的光照 配方 调控幼苗生理代null过程 缩短育苗周期 8 中科生物对比了不同光强下铁观音茶树鲜叶 的叶面形态指标 发现在 60 mol m 2 s 较弱光 强下 铁观音叶片颜色深 薄而大 手捏无韧性 不 利于优质乌龙茶的制作 在高光强 400 mol m 2 s 下叶片转黄 叶面小 长势不佳 在 200 mol m 2 s 300 mol m 2 s 光照下叶色黄绿 叶面适 中 叶片具有厚度 手捏厚实软嫩 制作铁观音茶 品质较高 因此在植物工厂条件下铁观音茶树生 70 长最佳光强为200 300 mol m 2 s 同时发现红 蓝比为 2 2 且加绿光的 P5 光谱可显著增加鲜叶 一芽二叶重量以及增加新枝数 达到增产的效果 还可以缩短节间长度及提高氨基酸含量 对于解 决茶树在植物工厂中易徒长 节间长度长等问题 有所作用 2 4 植物工厂铁观音茶树栽培专用营养液配方 植物营养液是促进植物生长发育重要的营养 物质 由于茶树是多年生木本植物 根据铁观音生 长特点 科学配置茶树营养液 以保持茶树机体的 正常生长发育 9 中科生物茶叶植物工厂的铁观音 茶树分别在营养液配方 F4 潘根生 10 配方 气雾培 营养液配方 11 改良霍格兰配方 12 丁文雅 13 配方 下进行对比试验 结果发现在植物工厂条件下 使 用 F4 的培养液 茶树的新根数 总根长以及新梢 数都显著高于对照配方 此外还具有稳定性强 营 养全面 简便易调等优点 因此植物工厂内栽培铁 观音以营养液配方 F4 最优 同时茶树是喜铝之 物 适当铝元素可以促进茶树根系生长 中科生物 实践生产中发现铁观音茶树在苗期最适铝浓度在 0 6 1 2 mmol L 在采收期铝浓度可降至 0 4 0 8 mmol L 2 5 植物工厂铁观音茶树生长节律 在植物工厂下种植铁观音茶树 20 天左右 冒出芽头 25 天长出一芽二叶 大约 35 天左右 即可采摘一批鲜叶 采摘标准为一芽三叶 中科 生物茶叶植物工厂根据此生长节律采摘茶叶制 茶 一年可采 6 茬 鲜叶状态较为一致 制成茶叶 品质稳定 保障一年多批次鲜叶质量保持在最佳 状态 2 6 植物工厂铁观音茶树栽培规程 中科生物通过不同基质 温度 湿度 光质 光 强以及营养液的对比试验 在植物工厂里开展对 铁观音茶树栽培研究 掌握了铁观音茶高效安全 生产技术指标 利用已掌握铁观音茶树生长各项 环控指标 进行基质种植 经过催芽 分蘖 营养生 长以及采摘前品质调控 制定操作规程如表 1 所 示 同时中科生物实践生产中发现 对茶树进行 摘心处理 在茶树生长到 1 芽 3 叶前 7 天摘心有 利于采摘期提前及产量的提高 芽头重量可以提 高67 4 在修平的基础上去除驻芽枝的顶端 促 发枝条再次萌发 一般 28 天后即可冒出新的芽 头 结合保留基芽措施 利用新枝基部弱芽 抑制 新梢旺长 采用这种方法后铁观音新梢节间 叶片 大小均较之前缩小8 10 芽头增加10 以上 3 植物工厂生产铁观音茶的优势 3 1 植物工厂铁观音是更加健康安全的茶产品 植物工厂是严格控制环境条件的设施农业 无病虫害 因此植物工厂条件下进行茶叶生产 不需要使用农药 加上生产车间环境洁净 生产 表1 铁观音栽培规程 Table 1 Cultivation rules of Tieguanyin tea 生长阶段 Growth stage 调控方式 Regulation mode 温度 湿度 光照 时间节点 修剪 阶段一 催芽处理 20 早晚喷施纯水 增加空间湿度 暗处理 采摘后 1 3 天完成 去除顶芽 修平 阶段二 营养生长前期 开 始萌发芽头到 1 芽 1 叶 28 30 早晚喷施纯水 增加空间湿度 开灯 光强在 200 250 mol m 2 s 修剪后 4 24 天 阶段三 营养生长中后期 18 25 早晚喷施纯水 增加空间湿度 开灯 加 2 支蓝灯 光强 250 300 mol m 2 s 修剪后 24 39 天 阶段四 采摘前品质调控 18 空间除湿 控制 在 40 50 开灯 加 2 支蓝灯 光强在 250 300 mol m 2 s 修剪后 39 天 采收 谢辉煌 植物工厂生产方式下铁观音茶树栽培技术 71 中国茶叶加工 2023 3 出的铁观音无农药和重金属残留 3 2 每年可以连续生产 生产效率高 由于不受气候环境条件制约 全年能实现不 间断连续生产 加上是立体化栽培的垂直农业设 施 单位面积产量高 以中科植物工厂为例 每 个栽培间内垂直方向上架设双层种植null如图 1 所示 单位种植面积大大增加 在保证鲜叶品质 的基础上 中科生物茶叶植物工厂每年可高质 量采收铁观音茶青 6 茬 产量相比null外栽培有较 大提升 3 3 能生产风味独特品质稳定的茶叶产品 通过对植物工厂环境条件进行人工模拟与控 制 不但可以模拟春季或秋季的气候环境 而且定 向调控产品形态与茶树叶片内次生代null产物的合 成与积累 生产出符合需要的风味独特的优质产 品 例如 通过光 温度和营养液调控 可生产高氨 基酸或高儿茶素 EGCG 的功能性产品 加上植物 工厂环境生产条件稳定 任意一茬收获的茶叶原 料品质相似 加之稳定的加工工艺 可以确保茶叶 产品品质的稳定 3 4 植物工厂铁观音茶品质成分 中科生物对植物工厂内铁观音鲜叶及成品茶 进行生化分析 发现植物工厂铁观音茶在茶多酚 儿茶素含量等品质成分上和null外栽培铁观音相 当 但咖啡碱含量低于null外铁观音 有助于减少茶 叶的苦涩味 植物工厂铁观音茶在保持了内含成 分的基础上 具有独特品质 其叶片更厚实柔嫩 香气独特 4 植物工厂铁观音茶树栽培面临的 挑战 一是成本高 植物工厂需要在密闭的条件下 进行种植 必须要建造一系列的设备 其中包括外 部维护结构 空调系统 人工光源 多层栽培系统 营养液循环系统和电脑控制系统等 茶树生长所 需光合作用的光源全部采用人工光 长期使用 LED灯会消耗大量能耗 同时 为保证一定的空气 温度和湿度 需要消耗大量电能 因此 提高光效 降低能耗 是解决茶叶植物工厂运行成本高的必 由之路 二是市场认知度低 虽然植物工厂在果菜 药 用植物等的应用已经十分广泛 但在茶叶生产上 还比较少见 茶叶植物工厂可以营造茶叶生长过 程中各种条件 根据需求使用不同的光配方和营 养液配方来调控茶叶形态和内含物质成分 制作 出差异化的茶叶产品 但目前宣传度和大众接受 度仍然不够 与null外道地品种的传统风味仍有差 别 要让广大消费者接受 还要加以宣传与推介 5 总结与展望 文章对铁观音植物工厂栽培技术进行了分 析 在生长调控方面 茶树栽培使用null内基质栽培 图1 中科生物植物工厂2层铁观音茶树种植槽 Fig 1 Two layer Tieguanyin tea planting slot in Zhongke Biological Plant Factory 72 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 二阶法 前期新移栽用 G4 基质配方 生长第二 阶段采用 G6 基质配方 基质相对湿度保持在 70 85 采用P5的光谱 茶树所浇灌营养液采 用 F4 配方 在茶树修剪技术方面 利用新枝基部 弱芽 抑制新梢旺长 修平加去除顶芽的措施 促 发枝条再次萌发 一般 28 天后即可冒出新的芽 头 35 天可采收一茬 根据茎和叶片的生长发育 动态 制定适宜的生长调控措施 null内栽培铁观音 生长旺盛 持嫩性强 内含物质丰富 植物工厂可以攻克茶树对自然环境的依null 达到高效生产 质量稳定 饮品安全的目的 在植 物工厂模拟铁观音茶树生产环境 掌握铁观音栽 培的一系列生产技术指标 建立起铁观音高效 安 全生产技术规程 通过精准调控 生产出满足不同 客户群体的具有较高保健价值的茶产品 可以避 免铁观音同质化生产 提高铁观音生产的科技含 量 提升铁观音的品牌价值及市场美誉度 为铁观 音品种提质升级开拓新方向 也为茶叶植物工厂 的推广应用提供经验 参考文献 1 梅宇 张朔 2022 年中国茶叶生产与内销形势分析 J 中国 茶叶 2023 45 4 25 30 2 nullnull煌 植物工厂茶树栽培技术研究进展 J 中国茶叶加工 2022 3 84 88 3 张自力 试论茶树生长发育及其境环的改善 J null桑茶叶通 讯 1987 2 14 16 4 陈金燕 浅析安溪铁观音特点及产业化发展现状与对策 J 现代农业研究 2022 3 28 5 张钊金 明康 黄鑫榕 等 安溪铁观音茶园土壤养分状况 与肥力评价 J 土壤通报 2023 54 4 812 821 6 白百一 李文一 陈杏禹 等 无土栽培基质研究进展 J 现 代农业科技 2022 16 55 59 63 7 盖淑杰 王奕雄 李兰 等 茶树生长光调控研究进展 J 茶 叶科学 2022 42 6 753 767 8 谭杰挥 刘厚诚 植物工厂蔬菜育苗光调控技术研究进展 J 农业工程技术 2022 42 1 24 29 9 王世斌 黄超 陆春晓 茶树育苗营养液研究 J 安徽农业科 学 2013 41 16 7090 7092 10 潘根生 小西茂毅 供铝条件下氮对茶苗生长发育的影响 J 浙江农业大学学报 1995 5 461 464 11 娄艳华 何卫中 邵静娜 等 气雾栽培营养液对茶树生长 状况的影响 J 安徽农业科学 2019 47 24 42 44 93 12 李琴 李慧 陈秋菊 等 不同浓度 Hoagland 营养液对 藤 稔 葡萄树体生长和果实品质的影响 J 上海交通大学学 报 农业科学版 2019 37 6 109 115 234 13 丁文雅 邬小撑 刘敏娜 等 不同营养液配方对雾培生菜 生物量和营养品质的影响 J 浙江大学学报 农业与生命科 学版 2012 38 2 175 184 谢辉煌 植物工厂生产方式下铁观音茶树栽培技术 近日 由安徽农业大学茶树生物学与资源利 用国家重点实验null主任宛晓春教授牵头制定的国 际标准 ISO 20715 2023 茶叶分类 正式颁布 标 志着我国六大茶类分类体系正式成为国际共识 这是我国在茶叶标准国际化领域取得的具有里程 碑意义的成果 2008 年 自我国成立全国茶叶标准化技术委 员会以来 宛晓春教授作为中国茶叶专家代表团 主要负责人 与专家团一道 积极抢占国际茶叶标 准的制订权 在我国 GB T 30766 2014 茶叶分 类 GB T 35825 2018 茶叶化学分类方法 的基 础上 联合来自印度 英国等国的茶叶技术专家 按照ISO标准制修订规则共同协商制定 将中国 六大茶类的分类体系上升为ISO国际标准 该项国际标准的发布 有力提升了我国茶叶 标准化工作在国际上的影响力和话语权 对于规 范和促进国际茶叶贸易公平与消费者权益 促进 我国茶叶出口特别是极具中国特色的白茶 黄茶 和黑茶的出口具有重要意义 该项国际标准是在国家标准化管理委员会 全国茶叶标准化技术委员会的指导下 在安徽省 市场监督管理局和安徽省科技厅的支持下 由安 徽农业大学牵头 联合中华全国供销合作总社杭 州茶叶研究所等单位共同完成 中国青年报 2023 04 18 我国六大茶类分类体系上升为ISO国际标准 73