【編者按】“十三五”期間，我國茶葉科技在眾多領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，依靠茶葉科技創(chuàng)新，茶產(chǎn)業(yè)得以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，成為助力農(nóng)民增收和多地脫貧攻堅的支柱產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前，我國正處于實(shí)現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)的歷史交匯期，也是重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。為分析我國茶葉科技發(fā)展趨勢，探討“十四五”茶科技發(fā)展方向、目標(biāo)和重點(diǎn)任務(wù)，謀劃“十四五”茶葉科技發(fā)展藍(lán)圖，讓茶科技更好地服務(wù)于茶產(chǎn)業(yè)，使茶產(chǎn)業(yè)成為鄉(xiāng)村振興的支柱產(chǎn)業(yè)，《中國茶葉》特開辟“‘十四五’中國茶科技展望”專欄，邀請全國茶界專家總結(jié)、分析我國茶葉科技各領(lǐng)域“十三五”進(jìn)展，并對“十四五”發(fā)展方向和重點(diǎn)任務(wù)進(jìn)行展望、規(guī)劃，助推我國茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量健康發(fā)展。
我國茶葉科技“十三五”進(jìn)展及“十四五”發(fā)展思考
姜仁華, 熊興平, 姚明哲中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江 杭州 310008
茶產(chǎn)業(yè)是富民產(chǎn)業(yè)、生態(tài)產(chǎn)業(yè)、健康產(chǎn)業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)。“十三五”以來，我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，綜合產(chǎn)值不斷提升，在實(shí)施脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興中發(fā)揮了重要作用。目前我國茶葉種植面積、生產(chǎn)總量、消費(fèi)總量、出口額均位居世界第一。與此同時，我國茶葉科技取得了長足的進(jìn)步，有力地支撐了我國茶產(chǎn)業(yè)的快速、高質(zhì)量發(fā)展。在看到成績的同時，我們也要清醒地認(rèn)識到，我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨著產(chǎn)能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性過剩、生產(chǎn)成本持續(xù)上升、綜合效益仍有待提高、科技對產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率需要進(jìn)一步提升等挑戰(zhàn)。
“十四五”是我國茶產(chǎn)業(yè)和茶科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。2021年3月22日，習(xí)近平總書記在福建武夷山考察調(diào)研時指出，要把茶文化、茶產(chǎn)業(yè)、茶科技統(tǒng)籌起來。因此，總結(jié)“十三五”我國茶葉科技發(fā)展取得的重要成就，分析未來茶學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢以及茶產(chǎn)業(yè)對科技的需求，在此基礎(chǔ)上，提出“十四五”我國茶葉科技發(fā)展的建議，對我國茶產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和推動茶葉科技進(jìn)步是非常有必要的。
一、“十三五”我國茶葉科技發(fā)展取得的成績
1. 獲得國家科技投入增幅明顯
“十三五”期間，國家對科技計劃管理進(jìn)行改革，形成了新的國家科技計劃體系。茶葉領(lǐng)域在新的國家科技計劃體系中，獲得的國家科技投入大幅增加。在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃方面，“化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”等 6 個專項安排了6項茶葉領(lǐng)域項目，合同國家財政經(jīng)費(fèi)達(dá)到1.32億元。在國家自然科學(xué)基金方面，茶葉領(lǐng)域共獲得各類別基金項目資助285項，合同金額達(dá)到1.2億元，其中獲得了2項優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目、1項重點(diǎn)國際(地區(qū)) 合作研究項目、3項區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項目，在項目類別和項目資助數(shù)、資助金額方面都取得了新的突破。
2. 科技產(chǎn)出量質(zhì)齊升
(1)獲得獎勵成果數(shù)量不斷增加，質(zhì)量提升明顯
“十三五”期間茶葉領(lǐng)域獲得省部級及以上獎勵成果107 項次，其中省部級一等獎及以上獎勵14項，獲得3項國家科技進(jìn)步二等獎(其中 1 項已完成公示)。與“十二五”相比，在獲獎類別方面，2016年首次實(shí)現(xiàn)省級自然科學(xué)獎零的突破，獎勵成果數(shù)量增加20.2%，高級別(省部級一等獎及以上)獎勵成果數(shù)量增加75%，且首次獲得省級特等獎1項、省級自然科學(xué)一等獎1項。
(2)SCI期刊發(fā)表論文數(shù)量增加明顯
在Web of Science中，以tea或camellia為關(guān)鍵詞，結(jié)合摘要甄別，對中國大陸各學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)在SCI期刊上發(fā)表論文進(jìn)行了檢索(圖1)，發(fā)表論文數(shù)從2011年的371篇增長到2020年1 684篇，“十三五”期間共發(fā)表SCI期刊論文6 119篇， 比“十二五”增加1.26倍。在高質(zhì)量期刊的發(fā)文數(shù)量也實(shí)現(xiàn)新高。
(3)申請和授權(quán)發(fā)明專利數(shù)量總體有所增加
在智慧芽PatSnap全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫中，以茶為關(guān)鍵詞，排除茶油和油茶等，對中國大陸2008—2020年申請和授權(quán)的發(fā)明專利進(jìn)行了檢索(圖 2)，2016年專利申請和授權(quán)數(shù)達(dá)到最多，“十三五”期間發(fā)明專利申請數(shù)比“十二五”增加52.1%，但授權(quán)發(fā)明專利數(shù)只增加4.4%。
3. 科技創(chuàng)新取得新進(jìn)展
(1)茶樹基因組與功能基因研究
在國際上率先完成茶樹全基因組測序，完成了4個染色體級別的基因組組裝，構(gòu)建了1個茶樹基因組的精細(xì)圖譜。鑒定出一批重要基因，如分離克隆出苦茶堿合成酶基因，調(diào)控花青素、兒茶素等品質(zhì)成分合成、抗逆等性狀的關(guān)鍵基因。
(2)茶樹資源與育種
新收集了一批野生近緣種等珍稀特異資源，使國家種質(zhì)茶樹圃保存資源達(dá)到3 700余份，資源多樣性繼續(xù)保持世界首位;鑒定發(fā)掘出一批葉色變異和功能成分特異的茶樹資源，為特異品種的選育和多元化產(chǎn)品開發(fā)提供了種源基礎(chǔ)。“十三五”期間全國登記新選育品種51個，獲得授權(quán)植物新品種權(quán)72個，品種支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展作用突顯，全國茶園良種化率達(dá)到68%。
(3)茶樹次級代謝研究研究
明確了茶樹中茶氨酸等重要次生物質(zhì)的代謝途徑和調(diào)控機(jī)制，進(jìn)一步揭示了茶氨酸在茶樹中的生物合成及轉(zhuǎn)運(yùn)分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了咖啡堿新的代謝途徑，揭示了茶樹芳樟醇和橙花叔醇生物合成調(diào)控新機(jī)制等。
(4)茶葉綠色生產(chǎn)技術(shù)研究
構(gòu)建了茶園化肥減施增效的理論、方法和技術(shù)體系，集成創(chuàng)新化肥減施增效技術(shù)模式13套，技術(shù)模式推廣面積已超過14萬 hm2，實(shí)現(xiàn)平均化肥減施37%、肥料利用率提升40%以上，節(jié)本增效明顯。針對茶小綠葉蟬、茶尺蠖、灰茶尺蠖等我國茶園重要害蟲，攻克了昆蟲視覺信號電生理篩選、性信息素微量組分鑒定等技術(shù)難點(diǎn);集成提出茶園病蟲害綠色防控技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)化學(xué)農(nóng)藥平均減施70%以上，極大地提高了我國茶園害蟲綠色防控技術(shù)水平。
(5)茶葉加工技術(shù)與裝備
研制出一批茶葉加工品質(zhì)提升新技術(shù)和加工關(guān)鍵設(shè)備，超微茶粉(抹茶)、茉莉花茶等再加工茶加工技術(shù)和裝備取得較大進(jìn)展，基于近紅外、機(jī)器視覺等茶葉水分、茶葉品質(zhì)智能感知技術(shù)取得了突破，數(shù)字化加工技術(shù)在部分茶類開始應(yīng)用，主要茶類基本實(shí)現(xiàn)連續(xù)化加工，茶葉加工裝備和技術(shù)水平明顯提高。
(6)茶葉加工化學(xué)
初步明確了綠茶、紅茶、白茶、黑茶等代表性茶類特征成分。
(7)茶精深加工
開發(fā)出冷溶、高香等高品質(zhì)專用速溶茶;茶葉功能成分綠色高效提制和合成的新開發(fā)產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化、功能化、時尚化、方便化的特點(diǎn)。
(8)茶葉質(zhì)量安全
開發(fā)出基于石墨烯和納米技術(shù)的快速茶葉農(nóng)藥殘留樣品前處理技術(shù)，基于微流控紙芯片的茶葉中多酚含量、農(nóng)藥殘留速測技術(shù)等;研究提出茶園農(nóng)藥選用的評價體系，構(gòu)建了以茶湯中農(nóng)藥“有效風(fēng)險量”制定MRL的新原則，修訂6項國際茶葉的農(nóng)藥MRL標(biāo)準(zhǔn)，提出蒽醌等茶葉中危險物阻斷技術(shù)，創(chuàng)制了新煙堿農(nóng)藥的單克隆抗體靶向識別現(xiàn)場快速檢測技術(shù)和產(chǎn)品，研究成果獲2019年度國家科技進(jìn)步二等獎1項，使我國茶葉質(zhì)量安全監(jiān)管技術(shù)水平得到進(jìn)一步提升。
(9)茶與健康
進(jìn)一步證明綠茶等茶類有益健康的功效;進(jìn)一步明確茶葉功能性成分的健康功效。明確了普洱茶中茶褐素減輕高膽固醇血癥的機(jī)制。
(10)茶業(yè)經(jīng)濟(jì)
建立了國家茶葉全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)中心，采集與定期編制發(fā)布 《中國茶產(chǎn)業(yè) (杭州) 指數(shù)報告》，茶產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究從以生產(chǎn)端為主向消費(fèi)市場研究拓展，產(chǎn)業(yè)政策支撐能力明顯加強(qiáng)。
二、我國茶產(chǎn)業(yè)及茶學(xué)科發(fā)展趨勢
1. 未來我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
(1)茶產(chǎn)品市場需求趨向多元化
(2)茶葉生產(chǎn)方式趨向現(xiàn)代化
(3)茶產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)趨向多樣化
2. 未來茶學(xué)科發(fā)展趨勢
(1)與新興學(xué)科融合加快茶學(xué)基礎(chǔ)理論發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新
(2)與生命健康學(xué)科的交叉發(fā)展催生茶學(xué)研究新熱點(diǎn)
(3) 綜合和集成解決方案成為茶業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要方向
三、茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展對科技的需求
我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，對茶葉科技進(jìn)步提出了新的要求，同時也說明未來茶葉科技大有潛力、大有可為。
1. 勞動力短缺、生產(chǎn)成本升高短期內(nèi)將不可逆轉(zhuǎn)，茶產(chǎn)業(yè)急需實(shí)現(xiàn)“機(jī)器換人”
破解采茶工短缺、生產(chǎn)依賴大量勞動力投入等難題，亟需改變生產(chǎn)作業(yè)方式，發(fā)展茶葉高效節(jié)本田間生產(chǎn)技術(shù)、名優(yōu)茶機(jī)采機(jī)制技術(shù)、茶園作業(yè)機(jī)械化和自動化技術(shù)以及茶葉加工機(jī)械化、自動化、智能化技術(shù)，促進(jìn)茶葉生產(chǎn)從依賴過量使用化肥、化學(xué)農(nóng)藥向綠色生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，從勞動密集型向機(jī)械化、自動化、智能化方向轉(zhuǎn)變。
2. 為確保茶產(chǎn)品的質(zhì)量安全和減輕對環(huán)境的存載壓力，茶產(chǎn)業(yè)急需向綠色高效方向發(fā)展
解決茶葉生產(chǎn)過程中肥料、農(nóng)藥等生產(chǎn)投入品的不合理施用對環(huán)境造成影響的問題，急需選育高抗、高肥效品種，研發(fā)茶樹綠色高效低碳栽培技術(shù)、茶園病蟲害綠色防控技術(shù)、茶葉節(jié)能清潔化加工關(guān)鍵技術(shù)、深加工產(chǎn)品綠色提制技術(shù)以及茶產(chǎn)品質(zhì)量安全快速、低成本、精準(zhǔn)檢測技術(shù)和茶葉中農(nóng)藥殘留、重金屬元素、環(huán)境污染物的風(fēng)險評估技術(shù)等，以保障茶產(chǎn)品質(zhì)量安全，減輕對環(huán)境的存載壓力。
3. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性過剩將會在未來一定時期存在，茶產(chǎn)業(yè)急需向穩(wěn)面積、調(diào)結(jié)構(gòu)、增效益方向發(fā)展
近年來茶產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，茶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性過剩壓力不斷加大，急需促進(jìn)茶樹品種和茶葉產(chǎn)品品類結(jié)構(gòu)調(diào)整;從供給端發(fā)力，滿足消費(fèi)者對茶產(chǎn)品趨向優(yōu)質(zhì)化、特色化、便利化的需求，推動茶葉從過去單一飲茶向飲茶、吃茶和用茶等多用途方向轉(zhuǎn)變。
4. 茶產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)趨向多樣化，急需多學(xué)科交叉和綜合集成技術(shù)支撐發(fā)展
單一學(xué)科技術(shù)已經(jīng)難以滿足發(fā)展需求，需要把“茶文化、茶產(chǎn)業(yè)、茶科技”統(tǒng)籌起來，走依靠多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)、區(qū)域綜合集成發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新路徑，推動茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量健康發(fā)展。
四、“十四五”茶葉科技發(fā)展建議
按照“四個面向”要求，以“提升茶葉科技高水平自立自強(qiáng)和支撐茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為目標(biāo)，以實(shí)施“五大行動”任務(wù)為抓手，力爭在茶學(xué)基礎(chǔ)前沿和茶葉綠色發(fā)展、智慧發(fā)展、質(zhì)量安全、營養(yǎng)健康等領(lǐng)域取得一批原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)、重大關(guān)鍵技術(shù)突破和重大產(chǎn)品創(chuàng)新，高效支撐我國茶學(xué)一流學(xué)科建設(shè)和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施。
1. 實(shí)施學(xué)科創(chuàng)新能力提升行動
一是進(jìn)一步完善茶學(xué)學(xué)科體系;二是促進(jìn)新興學(xué)科與傳統(tǒng)學(xué)科融合發(fā)展建設(shè);三是推動茶文化、茶產(chǎn)業(yè)、茶科技統(tǒng)籌發(fā)展研究。
2. 實(shí)施種業(yè)創(chuàng)新能力提升行動
一是加強(qiáng)茶樹種質(zhì)資源收集、精準(zhǔn)鑒定與利用;二是加快茶樹高效育種技術(shù)創(chuàng)新;三是開展突破性品種選育。
3. 實(shí)施茶葉優(yōu)質(zhì)安全與營養(yǎng)健康提升行動
圍繞綠色發(fā)展理念，重點(diǎn)開展茶園省力節(jié)本高效生產(chǎn)技術(shù)研究及產(chǎn)品研制;構(gòu)建不同品種、不同產(chǎn)地的茶產(chǎn)品評價和溯源系統(tǒng)，建立新“三品一標(biāo)”全程質(zhì)量控制生產(chǎn)體系;開展茶葉營養(yǎng)健康功效評價及關(guān)鍵成分互作效應(yīng)研究、多元化營養(yǎng)健康特色茶產(chǎn)品的智造技術(shù)、茶葉營養(yǎng)健康成分含量的快速檢測技術(shù)及評價體系研究。
4. 實(shí)施數(shù)字茶業(yè)建設(shè)行動
基于農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝技術(shù)融合的研究思路，采取專用化、輕量化、電控化和數(shù)字化設(shè)計理念，結(jié)合茶樹品種、茶樹生理、茶園種植、土壤和加工等農(nóng)藝特性角度協(xié)同突破，系統(tǒng)開展茶葉生產(chǎn)、加工全程數(shù)字化、智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究，構(gòu)建茶園、茶葉、加工品質(zhì)和機(jī)械裝備的協(xié)同智能制造體系，減少對勞動力的過度依賴，提高我國茶葉生產(chǎn)加工效能和數(shù)字化、智能化水平。
5. 實(shí)施茶產(chǎn)業(yè)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展行動
為鞏固拓展脫貧攻堅成果，做好脫貧攻堅與鄉(xiāng)村振興的有效銜接，根據(jù)區(qū)域生態(tài)資源特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)存在的問題，綜合集成應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，研究提出適宜區(qū)域發(fā)展的茶葉綠色高效生產(chǎn)模式，建立茶產(chǎn)業(yè)特色鄉(xiāng)村振興示范區(qū)，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和實(shí)施鄉(xiāng)村振興提供強(qiáng)有力的科技支撐。
來源：中國茶葉
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