数字茶产业：我国数字茶产业研究进展与应用

新世纪以来，我国茶产业规模迅速扩大。茶园面积从2000年的1633万亩增加到2021年的4995万亩，产量增长3.64倍。我国茶叶种植面积、总产量、总消费量均居世界第一。随着现代科学技术的进步，茶产业正在从传统产业向现代产业转型升级。茶产业高效生产、高质量发展的关键在于机械化、智能化、数字化。探索茶产业数字化转型升级，实现全链条数字化赋能，进行全方位、系统化变革，从数字化采摘到数字化加工，从数字化茶园、数字化茶厂试点到迭代探索未来茶园新范式，全面推进茶产业数字化改革刻不容缓。 1、智慧茶园智慧茶园是指基于物联网、大数据、人工智能、云计算等技术建立的智慧茶园控制系统。通过全方位感知、管理、分析、共享，可以对茶树的整个生长周期进行监控和管理。目前，智慧茶园建设主要是通过茶园智能“四情”监控系统、茶园遥感测绘系统、茶园水肥一体化自动灌溉系统、茶园水肥一体化自动灌溉系统等茶园智能监控模块。无人机防飞技术、智能茶叶采摘机器人等智慧茶园。该控制模块可以提高茶树种植效率和茶园管理水平。 1、茶园智能监控1）茶园智能“四情”监测系统茶园智能“四情”监测系统包括茶园土壤墒情监测系统（土壤pH、含水量、温度、湿度）、茶园监测系统（茶树生长情况及状况）、茶园病虫害监测系统（昆虫种群数量及种类）、茶园气象监测系统（光照强度、太阳辐射、CO2、降雨量、温湿度、气压、风速、风向、风力、年积温等）。目前，在茶园生态环境、冷害、病害等各种逆境、土壤水分、有机质含量监测以及茶树表型识别、茶树生长预测等方面已取得一定成果。 2）茶园遥感测绘系统茶园遥感测绘系统以无人机为载体，搭载高光谱成像仪、多光谱相机等传感器，获取茶园地表及地表附着物的连续光谱和图像信息，利用遥感光谱曲线描述地物的光谱特征，从而识别具有诊断性光谱特征的地物，从而实现茶树生长和病虫害监测。目前，国内外尚无专门利用遥感技术对茶园进行监测的研究系统。很难确定不同遥感数据源、不同分类方法和研究领域相结合的效果和差异。国家和全球规模的茶园分布图尚未完成。可以实现。 2、茶园智能控制1）茶园水肥一体化系统茶园水肥一体化系统主要是灌溉和施肥系统。该系统利用物联网、计算机和无线通信技术，根据茶树生长所需的水肥量自动监控茶园。水肥轮灌溉供给方案根据土壤湿度规律和所需肥料种类自动设定，最大程度优化灌溉施肥，从而控制茶树的生长。目前，自动水肥灌溉技术在我国茶园的应用尚不成熟。大多数茶园主要采用传统的滴灌和喷灌方式。需要深入研究水肥一体化技术下茶树需肥需水的生长规律，建立适合每种植物的方法。茶园区域数学模型和机理模型，加大茶园水肥一体化研究。
2）智能绿色防控系统智能绿色防控系统主要基于物联网、大数据等信息技术。在茶园安装智能昆虫检测报告系统和智能诱捕报告系统。在无人监管的条件下，系统实时查看茶园病虫情况，自动完成病虫计数、诱杀、摄影、运输等工作，提高茶园病虫害疫情和灾害预警及绿色防治水平。通过数据信息操作的控制能力。目前，茶园智能绿色防控技术发展迅速，但仍存在光照强度影响成像亮度和清晰度、雨水影响粘虫板和摄像头清晰度等问题。粘虫板长期不更换，会影响小绿叶蝉的褪色。和堆叠问题。 3）茶园无人机飞防无人机飞防作业具有灵活性高、目标明确、作业效率高等优点。但目前仍处于起步阶段，还存在大多数无人机使用寿命较短（现有电动无人机单次飞行电池寿命仅为15至30分钟）、缺少专人飞行等问题预防。 4）智能茶叶采摘机器人智能茶叶采摘机器人基于人工智能识别、精准空间定位、智能采摘控制等程序和模块，选择性采摘茶树芽。目前，国内智能茶叶采摘机器人的研究较多，主要集中在芽识别、终端采摘设备、茶叶采摘机器人、耕作采摘设备的研发。但研究还不够深入。存在智能茶叶采摘机器人对芽叶识别精度不够、名优茶叶采摘机器人结构不便、缺乏更适合幼嫩芽叶的小型终端采摘机等问题。二、智能化加工1、数字化茶叶加工技术数字化茶叶加工技术比智慧茶园研究进展更快，在鲜叶分选、萎凋、杀青、干燥、发酵、分选、品质检测等方面取得了一定成果。有学者利用基于深度学习的图像识别技术对鲜叶进行分选，分选准确率最高可达92%。通过机器视觉可以对红茶萎凋过程和绿茶微波熟化过程中的水分含量进行监测和智能控制。通过高光谱纳米卟啉传感器、表面增强拉曼光谱、电子鼻技术、物联网技术可以实现红茶发酵监测。利用电磁振动馈源结合高光谱成像系统可以检测茶梗和茶叶中的虫子。茶叶品质检测可以利用电子鼻、电子舌、电子眼结合化学计量学方法，构建茶叶品质定性鉴别模型和定量预测模型，实现茶叶品质控制。 2、实际应用茶叶数字化、智能化加工技术在茶叶生产中得到了很好的应用。例如，工夫红茶现已实现数字化控制，实现了86条生产线的远程可视化访问、大数据采集和自动控制。小观茶建立了全自动生产线，实现无人自动化仓库智能仓储和AI机器人除杂。 3、数字化、智能化管理目前，已建成国家茶产业链大数据中心、茶树生物群落数据库、数字产业平台等茶叶数字化管理平台。我国浙江、福建、贵州等主要产茶区茶产业数字化建设已初显成效。西湖龙井茶品牌实现数字化管理，利用区块链技术进行产品追溯和产品质量安全监控。当前，茶产业数字化发展的系统化、规范化引导有待加强，数字化产业发展的信息基础有待完善，信息化利用程度较低。未来，我们可以通过加强引导、夯实数字基础，进一步加快茶产业数字化、智能化发展；加强关键技术研究和创新；加快布局和建设数据平台；加快示范，强化数字赋能。作者：易晓云、李阳、姜仁华；作者单位：中国农业科学院茶叶研究所。
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