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[新中國(guó)成立70周年特稿之七] 我國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲現(xiàn)狀與發(fā)展路徑選擇([新中國(guó)成立70周年特稿之三]新中國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新的回顧與展望)

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本文導(dǎo)讀目錄:

1、[新中國(guó)成立70周年特稿之七] 我國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲現(xiàn)狀與發(fā)展路徑選擇

2、[新中國(guó)成立70周年特稿之三]新中國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新的回顧與展望

3、[新中國(guó)成立70周年特稿之二] 新中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步

4、[新中國(guó)成立70周年特稿之五] 70年滄桑巨變

[新中國(guó)成立70周年特稿之七] 我國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲現(xiàn)狀與發(fā)展路徑選擇

[新中國(guó)成立70周年特稿之七] 我國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲現(xiàn)狀與發(fā)展路徑選擇

  ?一、中國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲現(xiàn)狀

甘蔗不是一般的農(nóng)作物,而是一種重要的國(guó)家戰(zhàn)略物資,關(guān)系國(guó)計(jì)民生。2010年中央一號(hào)文件首次將糖與糧、棉、油一起,視為國(guó)家大宗農(nóng)產(chǎn)品。甘蔗的全球種植面積約3 億畝,巴西是種植面積最大的國(guó)家,其次是印度,中國(guó)位居第三。我國(guó)甘蔗種植面積達(dá)2200萬(wàn)畝,主要集中在廣西、云南、廣東、海南等地,其中廣西1200多萬(wàn)畝,占總面積的60%以上。

我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)糖大國(guó),年產(chǎn)量近億噸,但單位面積產(chǎn)量低,成本也高。我國(guó)的白糖在國(guó)際市場(chǎng)上基本上無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力可言,面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。甘蔗生產(chǎn)除品種改良、提高栽培水平、改進(jìn)加工工藝外,最快捷最容易見(jiàn)效的辦法就是提高機(jī)械化程度,特別是提高機(jī)械收獲程度,是降低蔗糖生產(chǎn)成本的重要環(huán)節(jié)。

甘蔗收獲是甘蔗生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié),用工量約占整個(gè)甘蔗生產(chǎn)過(guò)程(整地、種、管、收)的60%以上,是甘蔗生產(chǎn)過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度最大、勞動(dòng)量最多的環(huán)節(jié)。我國(guó)的糖蔗收割目前仍靠人工,由于受收割季節(jié)和制糖業(yè)需要連榨不存放的限制,收割工作時(shí)間緊湊、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低,因此,蔗農(nóng)大都需要雇請(qǐng)外來(lái)勞動(dòng)力才能完成,每當(dāng)甘蔗收獲季節(jié),勞力緊張的問(wèn)題顯得很突出。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,勞務(wù)工價(jià)格提高,很多蔗農(nóng)增產(chǎn)不增收。目前,國(guó)外一些產(chǎn)蔗大國(guó),都曾積極發(fā)展收獲機(jī)械化。發(fā)展甘蔗收獲機(jī)械化,己成為我國(guó)甘蔗生產(chǎn)迫切重要觧決的問(wèn)題,對(duì)發(fā)展甘蔗生產(chǎn)和解放勞動(dòng)力具有重要意義。

在澳大利亞、美國(guó),早在二十世紀(jì)六七十年代已完全實(shí)現(xiàn)甘蔗種、管、收全程機(jī)械化作業(yè)。日本、巴西、菲律賓、南非等國(guó)也在較大程度上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。我國(guó)在相同時(shí)期開(kāi)始大力推動(dòng)和發(fā)展甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化。但到目前為止,即使在甘蔗種植面積占全國(guó)二分之一強(qiáng)的廣西,機(jī)耕蔗田面積也僅僅達(dá)60%。目前,我國(guó)大中型甘蔗收獲機(jī)存量?jī)H600多臺(tái),總體收獲機(jī)械化率不足10%,甘蔗收割機(jī)械的生產(chǎn)使用仍處于起步階段。

二、甘蔗機(jī)械化收獲是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程

作為甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的最后一個(gè)環(huán)節(jié),甘蔗機(jī)械化收獲一直是甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化中最難以突破的瓶頸。甘蔗機(jī)械化收獲銜接上游的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(甘蔗種植)和下游的工業(yè)生產(chǎn)(制糖),涉及蔗農(nóng)、機(jī)收運(yùn)營(yíng)方、運(yùn)輸方和糖廠的切身利益。當(dāng)前在機(jī)械化收獲后,將會(huì)遇到以下幾個(gè)方面問(wèn)題。

一是含雜率高。由于機(jī)械作業(yè)的特性及作業(yè)環(huán)境因素影響,機(jī)械收獲的甘蔗含雜率比人工收獲高是不可避免的。人工收獲方式時(shí),含雜率一般為0.2%—3.0%;在機(jī)械化收獲方式下,切段式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)質(zhì)量的含雜率≤8%,主要是切割帶起的泥土、砂石、稍高度不一造成尾稍過(guò)長(zhǎng)、夾雜在甘蔗中的雜草影響、輸送和風(fēng)機(jī)除雜過(guò)程中未能有效清除雜質(zhì)等原因。

二是宿根破頭率可能增多。宿根的破損會(huì)導(dǎo)致宿根壞死、不發(fā)芽,影響下一年的發(fā)芽率,進(jìn)而影響產(chǎn)量。引起宿根破損原因,主要是蔗田的地面平整、培土不到位、甘蔗種植行距與收割機(jī)輪距不合適造成碾壓宿根、底刀切割高度波動(dòng)造成甘蔗根茬高或者拔根、底刀切割轉(zhuǎn)速不夠或和前進(jìn)速度不匹配造成宿根破裂或拔根、收割機(jī)作業(yè)不規(guī)范而碾壓宿根等因素。

三是總損失率的多少??倱p失率直接影響蔗農(nóng)當(dāng)季產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)收入。造成總損失率的主要因素是,由于甘蔗倒伏未能扶起、喂入通道的漏拾甘蔗、輸送輥組在輸送過(guò)程中掉落甘蔗、甘蔗被切段后未能拋入料斗、蔗段被除雜風(fēng)機(jī)抽走、蔗段從收割機(jī)卸料到田間轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)及運(yùn)輸車(chē)時(shí)掉落等。

四是公路運(yùn)輸車(chē)運(yùn)量減少。由于切段式收獲甘蔗與傳統(tǒng)人工收獲甘蔗的物料整體空隙率不同,以及裝車(chē)技術(shù)水平不同,導(dǎo)致同運(yùn)輸車(chē)輛在兩種情況下的單次裝載質(zhì)量有差別。另外,現(xiàn)場(chǎng)管理作業(yè)水平導(dǎo)致運(yùn)輸車(chē)輛等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng),運(yùn)輸車(chē)輛周轉(zhuǎn)率低,也影響了運(yùn)輸方的收益。

五是天氣影響因素。甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)受天氣影響巨大,雨天不能作業(yè),降雨過(guò)后需要等待地面基本干燥之后才能作業(yè)。首先,由于含雜率容易大幅增加,第二,田間土壤水分含量大的時(shí)候容易導(dǎo)致收割機(jī)下陷或是打滑,第三,潮濕的泥土在經(jīng)過(guò)收割機(jī)碾壓之后,板結(jié)得更加結(jié)實(shí),對(duì)后續(xù)耕作造成更大的困難。

六是機(jī)收現(xiàn)場(chǎng)管理和砍運(yùn)管理影響。目前機(jī)械化收獲作業(yè)量受天氣、地塊大小、地塊耕作情況和產(chǎn)量等因素影響較多,經(jīng)常出現(xiàn)每日作業(yè)量不穩(wěn)定的情況,機(jī)收現(xiàn)場(chǎng)管理需要溝通協(xié)調(diào)蔗主、糖廠、機(jī)手、運(yùn)輸車(chē)司機(jī)和收割機(jī)設(shè)備廠家5方之間的關(guān)系,并要協(xié)作砍運(yùn)管理,避免造成糖廠每日入榨量和生產(chǎn)質(zhì)量的波動(dòng)。

七是收割機(jī)質(zhì)量及維保響應(yīng)。受天氣、蔗田平整程度、地塊大小、田埂、凹坑和砂石影響,大量的田間障礙和較差的作業(yè)環(huán)境對(duì)收割機(jī)易造成損傷,而國(guó)內(nèi)甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)在設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量穩(wěn)定性方面尚與國(guó)外有較大差距,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及維保響應(yīng)就顯得極為重要。

八是機(jī)手技術(shù)水平參差不齊。機(jī)手的素質(zhì)和技術(shù)水平直接影響到作業(yè)效率、運(yùn)營(yíng)消耗、收割機(jī)質(zhì)量和使用壽命等,進(jìn)而影響到機(jī)收作業(yè)的產(chǎn)值和效益。由于甘蔗機(jī)械化收獲是一個(gè)新興的行業(yè),機(jī)手缺乏,且機(jī)手流失率高,也是機(jī)收運(yùn)營(yíng)方面臨的最大問(wèn)題之一。

九是政策影響。農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策,大大提高了甘蔗機(jī)械化的發(fā)展速度,農(nóng)機(jī)作業(yè)補(bǔ)貼政策使甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的速度進(jìn)一步得到提高,農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策和農(nóng)機(jī)作業(yè)補(bǔ)貼政策的穩(wěn)定和延續(xù),將會(huì)影響甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展進(jìn)程。

通過(guò)以上分析,可以看到甘蔗機(jī)械化收獲的發(fā)展引起了上下相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié),甚至更深遠(yuǎn)的生產(chǎn)技術(shù)和管理變革需求,影響到了上游的地塊規(guī)劃、道路建設(shè)、水利、農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝和下游的運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等。甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及政府、糖廠、蔗農(nóng)和農(nóng)業(yè)化服務(wù)組織協(xié)作管理,所以甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化不完全是生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題,而是一個(gè)協(xié)調(diào)管理問(wèn)題,是協(xié)調(diào)甘蔗生產(chǎn)者服務(wù)、組織制糖公司和政府管理部門(mén)之間關(guān)系的一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

三、圍繞適度規(guī)模生產(chǎn)考慮甘蔗收獲機(jī)械化發(fā)展之路

甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化推行的關(guān)鍵是經(jīng)濟(jì)效益,只要有經(jīng)濟(jì)效益,農(nóng)民才能接受。如前所述,甘蔗機(jī)械化需要走大規(guī)模的機(jī)械化道路,然而,我國(guó)基本還是以家庭承包責(zé)任制為主體的種植模式,這就存在著大規(guī)模生產(chǎn)與小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的矛盾,雖有土地流轉(zhuǎn)等一系列措施,但始終未能解決主要矛盾,這是甘蔗機(jī)械化發(fā)展緩慢,必須要更長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)示范的主要原因。

現(xiàn)在有一種較普遍的觀點(diǎn),認(rèn)為甘蔗地必須大規(guī)模的連片生產(chǎn),適合大型機(jī)械化模式。這主要是借鑒了美國(guó)、加拿大、澳大利亞等大型機(jī)械化的典范,世界上發(fā)達(dá)的產(chǎn)糖國(guó)家,由于土地資源十分豐富,甘蔗連片種植面積大,田園平整,便于機(jī)械化作業(yè)。實(shí)際上,根據(jù)我國(guó)目前情況,甘蔗地適合大型機(jī)械化模式的面積只占10%左右,并且主要在國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)和農(nóng)墾系統(tǒng),大部分甘蔗生產(chǎn)仍然以小農(nóng)戶小面積經(jīng)營(yíng)方式為主,與大規(guī)模生產(chǎn)方式還有很大差距,這都存在大規(guī)模生產(chǎn)與小規(guī)模經(jīng)營(yíng)的矛盾,國(guó)外甘蔗機(jī)械化收獲技術(shù)發(fā)展和運(yùn)營(yíng)模式形成的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)條件,以及地理?xiàng)l件、氣候條件均與國(guó)內(nèi)有較大差異。因此,如果完全照搬歐美大型機(jī)械化規(guī)模并不適合中國(guó)國(guó)情。

從20世紀(jì)80年代起,我國(guó)在廣東農(nóng)墾地區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模甘蔗機(jī)械化試驗(yàn),三次試驗(yàn)都證明,甘蔗種植是一個(gè)復(fù)雜的管理系統(tǒng),基本上沒(méi)有一次能完全達(dá)到大型機(jī)械化的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),這就提出一個(gè)問(wèn)題,到底多大的規(guī)模才能適合甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)。

從機(jī)械運(yùn)作上來(lái)看,一個(gè)3000畝以上的區(qū)域才適合一個(gè)大機(jī)組運(yùn)作;從管理上來(lái)說(shuō),要有2—3個(gè)大級(jí)大型機(jī)組才適合管理。所以,一個(gè)地方?jīng)]有0.6—1萬(wàn)畝的連片土地是不合大型機(jī)械化的。雖然有政府扶持,有土地流轉(zhuǎn)托管等一系列措施,但是要達(dá)到大面積的流轉(zhuǎn)并不是一件容易的事情。在2017年底的甘蔗雙高基地建設(shè)評(píng)估中,基地大片土地的70%又回到了農(nóng)戶分散經(jīng)營(yíng),集中經(jīng)營(yíng)只占了30%左右,這就是甘蔗機(jī)械化推進(jìn)緩慢的矛盾所在。

目前,我國(guó)適合甘蔗中型機(jī)械化的土地約占40%,一個(gè)中型收割機(jī),按現(xiàn)有水平一年也能收獲500—1200畝,甚至可以達(dá)到1500畝的水平。從走訪的幾個(gè)客戶了解,連片萬(wàn)畝基本沒(méi)有意義,對(duì)他們來(lái)說(shuō)適合種植的最大面積,應(yīng)該在2000—3000畝,再大邊際效益就會(huì)遞減。而如果有這個(gè)面積,就足以適合較大規(guī)模機(jī)械化運(yùn)行。

根據(jù)目前情況,采取中小型農(nóng)場(chǎng)模式和家庭農(nóng)場(chǎng)模式,由用戶和家族或好友組成,經(jīng)營(yíng)規(guī)模在20—200畝之間,利于中型收割機(jī)作業(yè),利于組織管理,比較適合中國(guó)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化。進(jìn)一步補(bǔ)充的是大型農(nóng)場(chǎng),一般經(jīng)營(yíng)規(guī)模應(yīng)在2000—3000畝較穩(wěn)妥,配套以大、中型甘蔗收獲機(jī)為主。

由此看來(lái),適度規(guī)模生產(chǎn)才是中國(guó)發(fā)展甘蔗機(jī)械化的必由之路。要解決好以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

一是在收割機(jī)的市場(chǎng)定位上,要準(zhǔn)確判斷市場(chǎng)需求和發(fā)展趨勢(shì)。蔗區(qū)多為丘陵坡地,戶均種植面積小、地塊零散、種植經(jīng)營(yíng)規(guī)模小、坡度大、種植行距窄且種植農(nóng)藝技術(shù)傳統(tǒng)。因此,當(dāng)前適于甘蔗機(jī)械收獲作業(yè)的主流機(jī)具應(yīng)是中小型機(jī)具。以中小型機(jī)具解決占蔗區(qū)大多數(shù)的零散小地塊“無(wú)機(jī)可用”的問(wèn)題,并起到廣泛的示范推廣作用。隨著“雙高”基地建設(shè)的推進(jìn),土地的流轉(zhuǎn)整合,農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合和適度規(guī)?;?jīng)營(yíng)的逐步發(fā)展,適于機(jī)型將會(huì)從中小型機(jī)具向中、大型機(jī)具發(fā)展。

二是機(jī)械化收獲需要經(jīng)營(yíng)者結(jié)合農(nóng)藝技術(shù)和農(nóng)機(jī)具實(shí)際情況,選擇甘蔗品種,確定種植單元的規(guī)模大小、地面整治質(zhì)量、種植行距、壟高、開(kāi)行方向、種植深度、培土要求以及甘蔗生長(zhǎng)高度控制等適于機(jī)械化收獲作業(yè)的農(nóng)藝技術(shù),才能保證收獲機(jī)具的作業(yè)條件、作業(yè)質(zhì)量,充分發(fā)揮機(jī)具的作業(yè)效率,使得機(jī)械化收獲盈利成為可能。

三是對(duì)于甘蔗種植生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理。蔗田的規(guī)劃設(shè)計(jì)、水利灌溉道路設(shè)施的建設(shè)、種植乙技術(shù)的革新等都需要從原有的小規(guī)模生產(chǎn)管理向著適度(適宜機(jī)械化生產(chǎn))的集約化規(guī)?;a(chǎn)管理轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)模式可以有大戶集中種植經(jīng)營(yíng)、多戶種植統(tǒng)一劃統(tǒng)一管理等。

四是在生產(chǎn)流程上就從原有單純的勞動(dòng)人員管理向“人員+機(jī)械”管理轉(zhuǎn)變,工作時(shí)間、工作環(huán)境、后勤補(bǔ)給、機(jī)具現(xiàn)場(chǎng)維修保養(yǎng)、作業(yè)質(zhì)量控制以及運(yùn)輸車(chē)輛調(diào)配銜接等都需要新的管理技術(shù)。

五是對(duì)于糖廠的制糖系列工藝環(huán)節(jié)需要改造,以應(yīng)對(duì)甘蔗機(jī)械化收獲的發(fā)展。如需要建造翻板臺(tái)利于卸蔗,設(shè)置中轉(zhuǎn)站縮短甘蔗存儲(chǔ)(地頭存儲(chǔ)、廠區(qū)料場(chǎng)存儲(chǔ))時(shí)間,改造輸送機(jī)構(gòu),以利于切段式甘蔗的輸送,增加甘蔗入榨前的除雜處理工序以應(yīng)對(duì)含雜的增加等等。

六是培育市場(chǎng)環(huán)境和專業(yè)的社會(huì)化服務(wù)組織。甘蔗機(jī)械化是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,經(jīng)營(yíng)模式與技術(shù)模式相輔相成,必須由單純的技術(shù)模式結(jié)合向經(jīng)營(yíng)模式培育轉(zhuǎn)變。應(yīng)以糖廠為主體,農(nóng)戶、合作社、農(nóng)機(jī)作業(yè)服務(wù)公司采取多種方式聯(lián)合成立生產(chǎn)組織,近幾年蔗區(qū)大力探索推廣“龍頭企業(yè)+合作組織+農(nóng)戶”的經(jīng)驗(yàn)值得推廣。今后應(yīng)根據(jù)各蔗區(qū)的實(shí)際情況,探索適合本地區(qū)的發(fā)展模式,使甘蔗收獲機(jī)的規(guī)模化、組織化程度進(jìn)一步提高,充分發(fā)揮機(jī)器效能,提高生產(chǎn)率,助力甘蔗全程機(jī)械化發(fā)展。

甘蔗機(jī)械化收獲并不是一個(gè)孤立環(huán)節(jié),而是一個(gè)全局性的系統(tǒng)工程。適度規(guī)模化經(jīng)營(yíng),適宜本地的機(jī)械化收獲解決技術(shù)方案和相應(yīng)的農(nóng)藝技術(shù),適宜當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和公平公正公開(kāi)的評(píng)判手段,良好的市場(chǎng)環(huán)境和共贏的利益關(guān)系,高素質(zhì)的專業(yè)化運(yùn)營(yíng)隊(duì)伍,糖企的積極參與,政府的引導(dǎo)與監(jiān)管,這些方面缺一不可。

我國(guó)甘蔗機(jī)械化收獲目前尚處于起步階段,需要政府、科研機(jī)構(gòu)、機(jī)具廠家、種植戶和糖企共同努力才能穩(wěn)步向前發(fā)展。

轉(zhuǎn)自《農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督》2019年第10期

[新中國(guó)成立70周年特稿之三]新中國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新的回顧與展望

[新中國(guó)成立70周年特稿之三]新中國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新的回顧與展望

?  農(nóng)業(yè)裝備是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ),是不斷提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、鄉(xiāng)村振興的重要支撐。建國(guó)70年來(lái),農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展從機(jī)械替代人畜力的機(jī)械化階段,到以電控技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化階段,進(jìn)入以信息技術(shù)為核心的智能化階段,推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)粗放式向裝備智能化、資源高效化、作業(yè)精細(xì)化、管理智慧化的全生命周期的精細(xì)化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。總體上,隨著新一代人工智能技術(shù)廣泛滲透及深入應(yīng)用,農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)表現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)代特點(diǎn),融合生物、農(nóng)藝、工程技術(shù),集成先進(jìn)制造、信息、生物、新材料、新能源等高新技術(shù),拓展到微生物、養(yǎng)殖、加工等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,向高效化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、綠色化方向發(fā)展,向提供全鏈條農(nóng)業(yè)裝備與信息技術(shù)解決方案的方向延伸發(fā)展。

一、農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展成就

建國(guó)以來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了起步、建立體系、對(duì)外開(kāi)放、高速發(fā)展等和正在進(jìn)行的調(diào)整轉(zhuǎn)型階段。產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新經(jīng)歷了改造仿制、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新等階段,正進(jìn)入以自主創(chuàng)新為核心能力的新階段;技術(shù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了從人畜力、機(jī)械化和自動(dòng)化,到以信息技術(shù)為核心的高效化、智能化、綠色化發(fā)展,推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了以機(jī)械化為主導(dǎo)的新階段,走出了一條中國(guó)特色的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展道路,為保障我國(guó)糧食、食品、生態(tài)安全和推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、鄉(xiāng)村振興做出重要貢獻(xiàn)。

一是產(chǎn)業(yè)規(guī)模及能力不斷提升。到2018年,我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備企業(yè)總數(shù)超過(guò)8000家,其中,規(guī)模以上超過(guò)2300家,主營(yíng)業(yè)務(wù)收入達(dá)2600億元。能夠生產(chǎn)4000多種農(nóng)業(yè)裝備品類,市場(chǎng)規(guī)模占全球30%以上,國(guó)際貿(mào)易總量占全球20%;制造能力和水平不斷提高,“引進(jìn)來(lái)”和“走出去”國(guó)際化步伐加快,生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量獲得質(zhì)的飛躍,成為世界農(nóng)機(jī)裝備制造和使用大國(guó)。

二是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系基本形成。我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)初步形成了涵蓋科研、制造、質(zhì)量監(jiān)督、流通銷售、行業(yè)管理等方面較為完整的體系,有數(shù)千家大中小企業(yè)、30多家國(guó)家及省部級(jí)農(nóng)機(jī)科研機(jī)構(gòu)、40多所開(kāi)設(shè)農(nóng)機(jī)相關(guān)專業(yè)的高校,以及覆蓋全國(guó)的部級(jí)、省級(jí)的質(zhì)量監(jiān)督、鑒定推廣等機(jī)構(gòu),支撐形成了大中小企業(yè)融通發(fā)展、科技與經(jīng)濟(jì)融通發(fā)展、各類創(chuàng)新主體及要素融通發(fā)展的格局。

三是技術(shù)和產(chǎn)品不斷優(yōu)化升級(jí)。攻克了精細(xì)耕作、精量播種、高效施肥、精準(zhǔn)施藥、節(jié)水灌溉、低損收獲、增值加工等關(guān)鍵核心技術(shù),能夠研發(fā)生產(chǎn)農(nóng)、林、牧、漁、農(nóng)用運(yùn)輸、農(nóng)產(chǎn)品加工等7個(gè)門(mén)類所需的65大類、350個(gè)中類、1500個(gè)小類的4000多種農(nóng)機(jī)產(chǎn)品,主要農(nóng)機(jī)產(chǎn)品年產(chǎn)量500萬(wàn)臺(tái)左右,保有量超過(guò)8000多萬(wàn)臺(tái)(套),農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到10億千瓦,形成了與我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平基本相適應(yīng)的大中小機(jī)型和高中低檔兼具的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品體系,滿足90%的國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)市場(chǎng)需求,支撐農(nóng)作物機(jī)械化水平達(dá)到68%。

四是科技創(chuàng)新能力和實(shí)力不斷提升。布局建設(shè)了一批國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究中心、國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心等國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái),以及農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等創(chuàng)新保障與服務(wù)體系,培養(yǎng)了一支高水平科技創(chuàng)新隊(duì)伍,初步形成市場(chǎng)導(dǎo)向、企業(yè)主體、產(chǎn)學(xué)研融合的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系,從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)測(cè)試、應(yīng)用推廣等方面服務(wù)全面覆蓋骨干企業(yè)到中小微型企業(yè),研發(fā)規(guī)模世界第一,論文發(fā)表量世界第一,專利申請(qǐng)量世界第二。

“十二五”以來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新在關(guān)鍵核心技術(shù)及重大裝備方面成效突出,構(gòu)建了自主農(nóng)業(yè)智能化裝備技術(shù)體系,推動(dòng)農(nóng)業(yè)裝備信息化、智能化發(fā)展。動(dòng)植物生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)、智能感知與控制技術(shù)等應(yīng)用基礎(chǔ)及關(guān)鍵共性技術(shù)研究緊跟前沿,助推農(nóng)業(yè)精細(xì)生產(chǎn);一批重大裝備實(shí)現(xiàn)自主化,與國(guó)際先進(jìn)水平平齊,加速了農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)向信息化、智能化高端發(fā)展;一批先進(jìn)適用農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)及高性能裝備應(yīng)用推廣和輻射擴(kuò)散提升產(chǎn)業(yè)整體水平,基本解決了主要農(nóng)作物高質(zhì)高效機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)瓶頸及裝備制約難題,有力地促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備轉(zhuǎn)型升級(jí)高質(zhì)量發(fā)展。

一是農(nóng)業(yè)裝備信息化、智能化應(yīng)用基礎(chǔ)及關(guān)鍵共性技術(shù)研究緊跟國(guó)際前沿。動(dòng)植物生長(zhǎng)信息感知技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土壤及環(huán)境信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)與水肥藥精量控制施用、農(nóng)機(jī)工況智能化監(jiān)測(cè)等技術(shù)取得了重要進(jìn)展,開(kāi)發(fā)形成了植物葉綠素、蒸騰速率、溫濕度、光照、CO2等氣體等傳感器,開(kāi)發(fā)了土壤養(yǎng)分水分、播種量、作業(yè)深度、行走速度、噴藥量、部件轉(zhuǎn)速等傳感控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)應(yīng)用,技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平。

二是現(xiàn)代多功能作業(yè)裝備智能化發(fā)展迅速??偩€控制、GPS及北斗定位導(dǎo)航、機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)航、激光高程控制技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)功率自適應(yīng)控制等智能化技術(shù)應(yīng)用,突破了復(fù)式整地、深松監(jiān)測(cè)、精量播種、變量施肥、精準(zhǔn)施藥、高效噴灌、收獲智能控制等關(guān)鍵技術(shù)及裝備,水稻精量直播機(jī)、高速移栽機(jī)、智能變量施肥播種機(jī)、高地隙及水田智能植保機(jī)、植保無(wú)人機(jī)、大型智能采棉機(jī)等一批智能化農(nóng)業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用,形成了適應(yīng)不同生產(chǎn)規(guī)模的配套糧食全程作業(yè)裝備配套體系,技術(shù)延伸拓展應(yīng)用于棉花、番茄、甘蔗、花生、馬鈴薯等優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)作物環(huán)節(jié)裝備,初步形成了智能化農(nóng)業(yè)裝備體系。

三是高端智能化農(nóng)業(yè)裝備參與國(guó)際產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。200馬力級(jí)、300馬力級(jí)大型拖拉機(jī)傳動(dòng)、電控等關(guān)鍵技術(shù)自主化水平不斷提升;400馬力重型拖拉機(jī)實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)技術(shù)自主化研發(fā)。60行大型智能播種施肥機(jī)突破了種(肥)遠(yuǎn)距離氣流輸送種肥、種肥分開(kāi)側(cè)深施、種肥深度準(zhǔn)確控制、播種質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)等關(guān)鍵技術(shù),達(dá)到國(guó)際水平。10公斤/秒大喂入量智能谷物聯(lián)合收割機(jī)與世界主流技術(shù)平齊,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航作業(yè)、在線測(cè)產(chǎn)、智能調(diào)控、故障診斷等功能。以大型農(nóng)業(yè)裝備智能化為引領(lǐng),帶動(dòng)信息技術(shù)、智能化技術(shù)在中小型農(nóng)業(yè)裝備推廣應(yīng)用,形成一批具有特點(diǎn)的信息化、智能化農(nóng)業(yè)裝備解決方案。

四是設(shè)施園藝裝備技術(shù)持續(xù)提升。低碳環(huán)控型溫室、節(jié)能與綠色能源利用、環(huán)境調(diào)控及精細(xì)耕整地、精量播種、育苗嫁接、肥水一體化等高效生產(chǎn)技術(shù)及配套裝備實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,形成了具有高抗逆、低能耗、環(huán)境智能可控、配套裝備完善的設(shè)施園藝工程技術(shù)體系,提升了設(shè)施結(jié)構(gòu)的抗逆性能、能源與資源利用效率、智能化控制水平。新型養(yǎng)殖設(shè)施、環(huán)境調(diào)控、養(yǎng)殖數(shù)字化監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理、飼料營(yíng)養(yǎng)加工及快速溯源與在線檢定、個(gè)性化飼喂設(shè)備、養(yǎng)殖場(chǎng)廢物環(huán)保處理等技術(shù)提升了豬、雞、水產(chǎn)、奶牛養(yǎng)殖集約化、自動(dòng)化、智能化水平,顯著提升養(yǎng)殖綜合生產(chǎn)效益。

五是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地商品化水平不斷提升。以提升增值減損能力、能源利用效率和關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化為切入點(diǎn),突破了能源高效利用、干燥、保質(zhì)貯藏、品質(zhì)檢測(cè)、精選分級(jí)和包裝等關(guān)鍵技術(shù),太陽(yáng)能高效集熱與高效利用、熱風(fēng)與真空干燥、自然冷源高效利用等技術(shù)及裝備應(yīng)用促進(jìn)了量大面廣的果蔬產(chǎn)地干燥和預(yù)冷節(jié)能降耗;糧食、果蔬、棉花、禽蛋等農(nóng)產(chǎn)品智能化檢測(cè)分級(jí)和畜禽自動(dòng)屠宰、稱重分級(jí)成套裝備技術(shù)及裝備,進(jìn)一步提升了農(nóng)產(chǎn)品加工智能化水平。

二、面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

在新的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革形勢(shì)下,實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化等重大戰(zhàn)略任務(wù),為農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新指明了方向,我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期,將由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變,應(yīng)用基礎(chǔ)研究薄弱、關(guān)鍵共性技術(shù)及高端裝備產(chǎn)品供給不足、創(chuàng)新領(lǐng)軍人才缺乏等,仍將是制約自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力提升的關(guān)鍵因素,跨國(guó)企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局,仍將制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新由價(jià)值鏈低端向高端發(fā)展,需要加快創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

一是要夯實(shí)信息化、智能化應(yīng)用基礎(chǔ)研究。要以裝備為載體,以信息和知識(shí)為要素,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能裝備等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度跨界融合,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入的全新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)器替代人力”“電腦替代人腦”的轉(zhuǎn)變,大幅提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、效能、效益。

二是要強(qiáng)化高質(zhì)高效農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)創(chuàng)新。解決“誰(shuí)來(lái)種地”“怎么種地”,保障農(nóng)業(yè)產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、環(huán)境友好,迫切需求發(fā)展智能農(nóng)業(yè)裝備,構(gòu)建農(nóng)業(yè)全程信息化和機(jī)械化技術(shù)體系,提高水、肥、種、藥等利用率,降低生產(chǎn)和加工過(guò)程損失率,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)精耕細(xì)作與現(xiàn)代物質(zhì)裝備相輔相成,達(dá)到高產(chǎn)高效與生態(tài)資源永續(xù)利用。

三是要發(fā)展自主可控農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)。實(shí)踐證明,市場(chǎng)換不來(lái)技術(shù)反而丟掉了市場(chǎng),依靠別國(guó)技術(shù)和產(chǎn)品解決不了我國(guó)地貌多樣、農(nóng)藝繁雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題。習(xí)近平總書(shū)記說(shuō):“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的”,要把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,實(shí)現(xiàn)技術(shù)及裝備自主可控,掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán),保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)安全。

三、發(fā)展方向及重點(diǎn)

我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新要面向世界科技前沿,立足全程全面機(jī)械化和轉(zhuǎn)型升級(jí)需求,準(zhǔn)確把握當(dāng)前發(fā)展面臨的精細(xì)生產(chǎn)、裝備智能、高效綠色機(jī)械化等重大科技問(wèn)題,找準(zhǔn)突破口和主攻方向,集中優(yōu)勢(shì)資源,圍繞糧經(jīng)飼、農(nóng)林牧漁、種養(yǎng)加等領(lǐng)域,統(tǒng)籌農(nóng)村生產(chǎn)生態(tài)生活,深度融合新一代人工智能技術(shù),形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新布局,發(fā)展新一代智能農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)體系,為農(nóng)業(yè)裝備行業(yè)提供高質(zhì)量科技供給。

一是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)用基礎(chǔ)研究,提升自主創(chuàng)新能力。以土壤、動(dòng)植物及環(huán)境感知和調(diào)控為重點(diǎn),開(kāi)展不同種植制度、耕作方式、作業(yè)機(jī)具、氣候與環(huán)境等對(duì)土壤質(zhì)構(gòu)形和作物生長(zhǎng)生產(chǎn)的影響機(jī)理,以及土壤耕層、養(yǎng)分等檢測(cè)方法等研究;開(kāi)展動(dòng)植物生理、生長(zhǎng)、環(huán)境信息感知技術(shù)、材料、元器件,以及種、水、肥、藥、光、熱等精準(zhǔn)精量調(diào)控及精細(xì)飼喂技術(shù)及系統(tǒng)研究;開(kāi)展土壤工作、采收作業(yè)等部件減阻降耗、耐磨延壽、表面強(qiáng)化等技術(shù)及材料,以及土壤工作、栽種、采收等作業(yè)新部件研究。

二是強(qiáng)化智能技術(shù)與裝備融合,發(fā)展高水平的智能農(nóng)業(yè)裝備。推進(jìn)農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)、制造深度融合,重點(diǎn)研究農(nóng)業(yè)裝備智能設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、制造、檢測(cè)、試驗(yàn)技術(shù);研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中人、機(jī)、動(dòng)植物、生產(chǎn)環(huán)境等信息智能獲取、融合、決策等技術(shù),研究智能作業(yè)技術(shù);研發(fā)智能農(nóng)林動(dòng)力、育制種、耕整、栽植、播種、施肥、植保、噴灌、采育、收獲等智能作業(yè)裝備;智能放養(yǎng)、飼喂、消毒、畜禽產(chǎn)品采集等智能養(yǎng)殖設(shè)備;種子、糧食、果蔬、棉花、林材,以及禽蛋、畜禽、水產(chǎn)等切割清理、分等分級(jí)、安全包裝、品質(zhì)監(jiān)測(cè)、溯源等農(nóng)林產(chǎn)品智能加工裝備。

三是加強(qiáng)高效綠色農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)及裝備研發(fā),推進(jìn)全程全面發(fā)展。圍繞薄弱環(huán)節(jié)、薄弱區(qū)域、特色農(nóng)業(yè)需求,結(jié)合我國(guó)旱作、水田等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域性特點(diǎn),圍繞水稻、小麥、玉米、薯類、雜糧等糧食作物耕、種、收、干燥等全程機(jī)械化生產(chǎn)需求,開(kāi)展適合一熟制、多熟制、間套作等不同種植制度、種植規(guī)模的機(jī)械化生產(chǎn)模式、技術(shù)及裝備研發(fā);結(jié)合高陡坡地、山地丘陵梯田、深泥腳水田等生產(chǎn)需求,研究適應(yīng)作物生產(chǎn)特點(diǎn)、具有區(qū)域適應(yīng)性的棉、油、糖、蔬、林、果、茶、桑、草等輕簡(jiǎn)化機(jī)械化生產(chǎn)模式、技術(shù)及裝備;圍繞植物工廠、設(shè)施園藝、設(shè)施畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖等發(fā)展需求,開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)施、能源利用、環(huán)境控制、生長(zhǎng)調(diào)控、作業(yè)裝備、廢棄物利用等設(shè)施工程化技術(shù)及裝備研發(fā)。

四、結(jié)語(yǔ)

我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入新的歷史階段,主要矛盾由總量不足轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性矛盾。習(xí)近平總書(shū)記指出“中國(guó)人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己的手上”, “要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化,給農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀”。當(dāng)前及未來(lái)一段時(shí)期,按照農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革精神,要不斷增強(qiáng)高水平科技供給能力,以農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合、裝備與信息融合、制造與服務(wù)融合、生產(chǎn)與生態(tài)融合為路徑,推進(jìn)“關(guān)鍵核心技術(shù)自主化、主導(dǎo)裝備產(chǎn)品智能化、全程全面機(jī)械化”,形成新一代智能農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)體系,構(gòu)建以企業(yè)主體、市場(chǎng)導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用深度融合的農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)創(chuàng)新體系,不斷優(yōu)化完善以創(chuàng)新為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)政策體系,不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力,加快推動(dòng)農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)向中高端升級(jí),實(shí)現(xiàn)由農(nóng)業(yè)裝備大國(guó)向強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變,走出一條中國(guó)特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化發(fā)展道路。

(信息來(lái)源:《農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督》2019年第10期,中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院? 王博 方憲法 吳海華供稿)

[新中國(guó)成立70周年特稿之二] 新中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步

[新中國(guó)成立70周年特稿之二] 新中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步

  ?農(nóng)業(yè)機(jī)械化是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的物質(zhì)基礎(chǔ),是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐。沒(méi)有農(nóng)業(yè)機(jī)械化,就沒(méi)有農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。新中國(guó)成立70年來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)了以人畜力為主向機(jī)械作業(yè)為主的跨越,2018年,全國(guó)農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率超過(guò)67%。農(nóng)業(yè)機(jī)械化的持續(xù)快速發(fā)展,顯著增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,加快了農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化進(jìn)程。

一、農(nóng)機(jī)化基礎(chǔ)性工作

經(jīng)過(guò)70年的努力,我國(guó)建立了較為完善的農(nóng)機(jī)化科研創(chuàng)新體系,探索了一批主要農(nóng)作物機(jī)械化生產(chǎn)模式,制定了一系列農(nóng)機(jī)化技術(shù)與管理標(biāo)準(zhǔn)。

(一)組建了較完善的農(nóng)機(jī)化科研創(chuàng)新體系

1959年,毛澤東在《黨內(nèi)通訊》中指出“農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化”“每省每地每縣都要設(shè)一個(gè)農(nóng)具研究所,集中一批科學(xué)技術(shù)人員和農(nóng)村有經(jīng)驗(yàn)的鐵匠和木匠,搜集全省、全地、全縣各種比較進(jìn)步的農(nóng)具加以比較、加以試驗(yàn)、加以改進(jìn),試制新式農(nóng)具”。此后,在全國(guó)構(gòu)建了國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)、縣級(jí)等較為完備的研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、推廣應(yīng)用、維修培訓(xùn)和人才培養(yǎng)的農(nóng)機(jī)化科研創(chuàng)新體系。國(guó)家級(jí)單位有中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院、農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所和農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,省級(jí)農(nóng)機(jī)研究單位有21家,主要面向行業(yè)開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)和共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),為企業(yè)提供新產(chǎn)品、新技術(shù)和轉(zhuǎn)化服務(wù)。1999年,國(guó)家科技體制改革,部分科研院所轉(zhuǎn)企、歸并或撤銷,大學(xué)學(xué)科調(diào)整。2004年,《中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)法》頒布實(shí)施,支持有關(guān)科教機(jī)構(gòu)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)技術(shù)研究,支持農(nóng)業(yè)機(jī)械科研、教學(xué)與生產(chǎn)、推廣相結(jié)合。2010年, 國(guó)務(wù)院頒布《關(guān)于促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)工業(yè)又好又快發(fā)展的意見(jiàn)》,支持農(nóng)機(jī)制造企業(yè)和科研院所建設(shè)企業(yè)技術(shù)中心、實(shí)驗(yàn)室和工程中心,支持高等院校加強(qiáng)農(nóng)機(jī)工程學(xué)科建設(shè)。2018年,國(guó)務(wù)院頒布《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型 升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)》,釋放了全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重大信號(hào),支持增強(qiáng)科研院所原始創(chuàng)新能力,完善以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向的農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新體系,推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟建設(shè)。

在政策引導(dǎo)下,國(guó)家不斷加大農(nóng)機(jī)科研投入,較為完善的農(nóng)機(jī)化科研創(chuàng)新體系逐步形成。國(guó)家級(jí)平臺(tái)方面,建設(shè)了土壤植物機(jī)器系統(tǒng)技術(shù)、拖拉機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)等企業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械裝備國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、太陽(yáng)能干燥國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心等國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室(研究中心),以及農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)業(yè)智能裝備、農(nóng)業(yè)信息化、草原畜牧業(yè)裝備、 種子加工裝備、糧食加工裝備、農(nóng)產(chǎn)品智能分選裝備等國(guó)家工程技術(shù)研究中心。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成立了全國(guó)農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新專家組和主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化推進(jìn)行動(dòng)專家指導(dǎo)組,同時(shí),“十三五”期間國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中大幅增加農(nóng)機(jī)崗位專家,實(shí)現(xiàn)了50個(gè)產(chǎn)業(yè)體系全覆蓋,體系機(jī)械化研究室基本設(shè)置2個(gè)機(jī)械化崗位。組建了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備學(xué)科群和設(shè)施農(nóng)業(yè)工程學(xué)科群,啟動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化科研基地和大田種植數(shù)字農(nóng)業(yè)試點(diǎn)等項(xiàng)目,初步形成 “實(shí)驗(yàn)室—科研試驗(yàn)基地—觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站”的農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新平臺(tái)體系。地方政府以及相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)也構(gòu)建了一批部、省、行業(yè)性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程研究中心。

(二) 構(gòu)建了主要農(nóng)作物機(jī)械化生產(chǎn)模式

新中國(guó)成立初期,為盡快恢復(fù)和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),國(guó)家大力推廣實(shí)用農(nóng)業(yè)機(jī)械,增補(bǔ)舊式農(nóng)具,積極推廣新式農(nóng)具。從農(nóng)具改革著手,由排灌機(jī)械逐步發(fā)展至包括種植業(yè)在內(nèi)的各種機(jī)械。當(dāng)時(shí)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件落后,農(nóng)業(yè)機(jī)械化優(yōu)先推廣半機(jī)械化農(nóng)具和小型動(dòng)力機(jī)械,動(dòng)力機(jī)械重視手扶拖拉機(jī)、小功率排灌機(jī)械和農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械的研制推廣。建立了一批機(jī)械化程度較高的農(nóng)場(chǎng),采取機(jī)械化耕作方法,實(shí)行深耕和密植等技術(shù)措施。

1979—1995年,農(nóng)業(yè)機(jī)械由單一的國(guó)家投入經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)為多種所有制形式,允許農(nóng)民個(gè)人或聯(lián)戶根據(jù)生產(chǎn)需要和收益自主選擇、投資和經(jīng)營(yíng)農(nóng)機(jī),農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)機(jī)械投資和經(jīng)營(yíng)主體。農(nóng)民所購(gòu)機(jī)具主要是構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、功能單一的手扶拖拉機(jī)、小型排灌機(jī)械和農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械,農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展主要在農(nóng)村運(yùn)輸、耕整地、抽水排灌、農(nóng)副產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。

1996—2003年,我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和市場(chǎng)化進(jìn)程加快,農(nóng)村勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力短缺問(wèn)題逐漸顯現(xiàn),大中型拖拉機(jī)、聯(lián)合收割機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)生產(chǎn)加快發(fā)展,以聯(lián)合收割機(jī)跨區(qū)作業(yè)為代表的農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)模式逐漸發(fā)展,并向跨區(qū)機(jī)播、機(jī)插、機(jī)耕等環(huán)節(jié)延伸,從小麥生產(chǎn)向水稻、玉米等作物拓展,一批技術(shù)含量高、綜合性能強(qiáng)的大型農(nóng)機(jī)具應(yīng)運(yùn)而生,農(nóng)作物機(jī)械化生產(chǎn)模式發(fā)生變革。

2015年以來(lái),農(nóng)業(yè)部實(shí)施主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化推進(jìn)行動(dòng),建設(shè)全程機(jī)械化示范縣,加快推進(jìn)糧棉油糖等主要農(nóng)作物生產(chǎn)耕、種、管、收及產(chǎn)后處理全程機(jī)械化,果菜茶等經(jīng)濟(jì)作物、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用等領(lǐng)域機(jī)械化加快發(fā)展。

在農(nóng)作物機(jī)械化生產(chǎn)方面,圍繞玉米、水稻、油菜、棉花、馬鈴薯、牧草、花生、甘蔗、蘋(píng)果和茶葉等大宗農(nóng)作物機(jī)械化生產(chǎn)需求,開(kāi)展了機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)、機(jī)械化技術(shù)體系集成、區(qū)域機(jī)械化共性技術(shù)、設(shè)施種植養(yǎng)殖裝備、農(nóng)業(yè)工程模式與農(nóng)業(yè)裝備適用性評(píng)價(jià)等研究,構(gòu)建了覆蓋不同種植制度、生產(chǎn)規(guī)模的技術(shù)模式、工程模式和技術(shù)路線。

在區(qū)域機(jī)械化方面,形成了適宜北方一年兩熟小麥、玉米輪作地區(qū)的周年秸稈覆蓋免耕播種模式和周年秸稈覆蓋少(免)耕播種模式,適宜北方一年一熟區(qū)玉米種植的秸稈覆蓋少耕等模式,適宜黃土高原一年一熟區(qū)以種植小麥、玉米為主的秸稈覆蓋免耕播種等模式,適宜東北冷涼壟作區(qū)以種植玉米、大豆為主的留高茬原壟淺旋滅茬播種技術(shù)模式,適宜水旱輪作區(qū)以種植水旱兩作的稻麥 (油)輪作和稻薯輪作等多種技術(shù)模式。

(三)制定了農(nóng)機(jī)化技術(shù)與管理標(biāo)準(zhǔn)體系

我國(guó)農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系經(jīng)歷從單一種類到全面覆蓋、從強(qiáng)調(diào)數(shù)量到重視技術(shù)內(nèi)容發(fā)展歷程,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和質(zhì)量體系日臻完完善。

20世紀(jì)50—60年代,制定了我國(guó)第一個(gè)農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)《國(guó)營(yíng)機(jī)械化農(nóng)場(chǎng)機(jī)務(wù)工作規(guī)章》,后續(xù)制定了《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)駕駛員、修理工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《拖拉機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作量折合系數(shù)和地塊、土質(zhì)差別系數(shù)》等。

20世紀(jì)80—90年代,發(fā)布《農(nóng)業(yè)機(jī)械修理工技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》,標(biāo)志著農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)制定修訂工作全面恢復(fù),其后陸續(xù)制定了一批針對(duì)不同型號(hào)農(nóng)機(jī)的修理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),如GB/T5262—1985 《農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件測(cè)定方法的一般規(guī)定》和 GB/T5667—1985 《農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)試驗(yàn)方法》。1996年,全國(guó)農(nóng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)農(nóng)機(jī)化分技術(shù)委員會(huì)成立,開(kāi)展了農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系研究。1997年提出了農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系框架,包括農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)機(jī)運(yùn)用、農(nóng)機(jī)修理、試驗(yàn)鑒定、安全監(jiān)理、農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣、市場(chǎng)銷售、農(nóng)機(jī)科研、教育培訓(xùn)、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)和農(nóng)機(jī)信息等11個(gè)體系。農(nóng)業(yè)部和財(cái)政部1999年啟動(dòng)實(shí)施農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)計(jì)劃,重點(diǎn)建設(shè)農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)質(zhì)量、質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范和新型農(nóng)機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

2001年農(nóng)業(yè)部 “無(wú)公害食品行動(dòng)計(jì)劃”實(shí)施,以農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)為切入點(diǎn),探索制定無(wú)公害稻米、粉絲、乳粉和小麥粉的加工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。2004年,啟動(dòng)新一輪農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系研究,包括農(nóng)機(jī)化基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)分體系,試驗(yàn)鑒定、作業(yè)服務(wù)、安全管理等17個(gè)環(huán)節(jié)和領(lǐng)域,質(zhì)量評(píng)價(jià)、作業(yè)質(zhì)量、安全運(yùn)行等42個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類型。為了加強(qiáng)農(nóng)機(jī)化發(fā)展進(jìn)程分析評(píng)價(jià),制定了《農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平評(píng)價(jià)第1部分:種植業(yè)》標(biāo)準(zhǔn);根據(jù)農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)組織發(fā)展需要,制定了數(shù)十項(xiàng)農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);為強(qiáng)化農(nóng)機(jī)部門(mén)履行拖拉機(jī)安全監(jiān)管職能,制定了拖拉機(jī)號(hào)牌、駕駛證證件等安全監(jiān)理標(biāo)準(zhǔn);針對(duì)鑒定行業(yè)評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量需要,發(fā)布了一批產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);配合購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼政策實(shí)施,制定了《農(nóng)業(yè)機(jī)械分類》基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

2009年,發(fā)布了《農(nóng)業(yè)機(jī)械化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃(2010—2015)》,構(gòu)建了我國(guó)農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系,分基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)等3部分。針對(duì)輪式拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制定了質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)聯(lián)合收割機(jī)、水稻插秧機(jī)等農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制定了作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),配套設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)也逐步完善。

二、農(nóng)機(jī)化應(yīng)用基礎(chǔ)研究

(一)土壤—植物—機(jī)器系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究

1.機(jī)械化耕作裝備。針對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)土壤壓實(shí)嚴(yán)重、耕層變淺、犁底層增厚以及土壤侵蝕、地力下降等問(wèn)題,開(kāi)展了不同土壤類型的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、理化性狀和有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律研究,不同耕作方式對(duì)土壤質(zhì)構(gòu)和作物生長(zhǎng)的關(guān)聯(lián)影響研究,不同區(qū)域深松、深翻、翻(旋)耕、輪耕、休耕、少(免)耕等耕作方式優(yōu)化組合研究。開(kāi)展了水肥施用與作物秸稈還田等農(nóng)田作業(yè)措施對(duì)土壤耕層結(jié)構(gòu)變化的影響機(jī)理研究,建立了土壤合理耕層綜合評(píng)價(jià)分析模型,提出了合理耕層的構(gòu)建方法,制定了與區(qū)域特點(diǎn)相適應(yīng)、與作物生長(zhǎng)相適宜、與機(jī)械作業(yè)相適應(yīng)的土壤合理耕層構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械化技術(shù)規(guī)范。

2.秸稈機(jī)械化還田裝備。針對(duì)機(jī)具在秸稈還田作業(yè)時(shí)易出現(xiàn)的秸稈堵塞、部件磨損和耕作阻力增大等問(wèn)題,開(kāi)展了機(jī)器—土壤—秸稈交互作用機(jī)理研究;針對(duì)秸稈還田裝備作業(yè)高耗低效、還田質(zhì)量差等問(wèn)題,開(kāi)展了機(jī)具—流場(chǎng)—秸稈—土壤交互作用關(guān)系研究,闡明了秸稈物理特性、流動(dòng)特性、還田方式、刀具質(zhì)構(gòu)對(duì)秸稈還田作業(yè)的影響機(jī)制,建立了秸稈還田作業(yè)能耗與還田質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型,提出了適合于不同區(qū)域的作物秸稈高效低耗還田方法,建立了作物秸稈高效低耗還田技術(shù)規(guī)范。

3.機(jī)械化種植裝備。開(kāi)展了水田作業(yè)技術(shù)裝備研究,包括:水田復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下土壤和品種、植株等互作規(guī)律,多種部件稻田土壤多相耦合機(jī)理,深水田作業(yè)時(shí)機(jī)具的受力分析、阻力來(lái)源及分布規(guī)律以及驅(qū)動(dòng)部件的疏泥結(jié)構(gòu)等。開(kāi)展了土壤與裝備、品種與作業(yè)環(huán)境等研究,針對(duì)南方地區(qū)土壤濕度大、黏性大,研究了高濕黏重土壤工作部件防堵降耗理論。開(kāi)展了農(nóng)作物種植技術(shù)研究,創(chuàng)建了“精播全苗”“基蘗肥一次深施”“播噴同步雜草防除”的水稻精量穴直播栽培技術(shù),制定了不同區(qū)域水稻精量穴直播技術(shù)規(guī)程。針對(duì)現(xiàn)成玉米排種技術(shù)與排種器難以滿足高速播種作業(yè)需求的問(wèn)題,突破了單粒精量排種核心技術(shù),研發(fā)了機(jī)械—?dú)饬M合式單粒精量排種關(guān)鍵部件, 提高了排種單粒率,降低了對(duì)氣流壓力的需求。研究了馬鈴薯芽眼生理特性、分布規(guī)律和活性表征,提出了基于光學(xué)等方法的切分策略等。針對(duì)油菜移栽效率低和土壤適應(yīng)性差問(wèn)題,研發(fā)了取—送—栽一體化回轉(zhuǎn)式栽植機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了松土切縫—切塊插栽—切土鎮(zhèn)壓油菜移栽方法。

4.機(jī)械化田間管理裝備。在常規(guī)植保方面,開(kāi)展了施藥機(jī)械霧滴沉積量和分布均勻性測(cè)量方法及噴霧系統(tǒng)的在線探測(cè)技術(shù)研究,研發(fā)了基于電容傳感和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的霧滴沉積檢測(cè)系統(tǒng)。針對(duì)植保機(jī)械專用噴頭缺乏問(wèn)題,研究了壓力霧化、沉積與飄移機(jī)理,設(shè)計(jì)了扇形霧噴頭、圓錐霧噴頭和防飄噴頭系列,提高了噴頭混合材料屬性,優(yōu)化了噴頭加工工藝,制造了系列化植保用噴頭。通過(guò)對(duì)常用農(nóng)用植保噴嘴的測(cè)試分析,提出了扇形霧噴嘴和錐形霧噴嘴的特征參數(shù),建立了不同系列噴嘴的型譜模型。在航空施藥技術(shù)方面,開(kāi)展了無(wú)人直升機(jī)航空施藥參數(shù)優(yōu)化、航空噴施作業(yè)有效噴幅評(píng)定、航空噴施作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)及參數(shù)優(yōu)選方法研究,研究了無(wú)人機(jī)航空噴施霧滴沉積與施藥參數(shù)優(yōu)化,開(kāi)展了適用于單旋翼植保無(wú)人飛機(jī)航空施藥的霧滴飄移、沉積預(yù)測(cè)模型研究,研發(fā)了航路規(guī)劃與軌跡誤差分析方法、作業(yè)覆蓋率與重噴漏噴率測(cè)試技術(shù)。

5.灌溉裝備。針對(duì)噴灌系統(tǒng)能耗高、噴頭壓力范圍小、低壓下噴灑性能差等難題,設(shè)計(jì)了特殊流道、異型噴嘴、散水齒等關(guān)鍵結(jié)構(gòu),研制了新型低壓均勻噴灑噴頭;開(kāi)展了低壓旋轉(zhuǎn)式噴頭流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),模擬噴頭流道旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變化規(guī)律,設(shè)計(jì)出特殊流道結(jié)構(gòu)及相對(duì)應(yīng)的異形噴嘴。圍繞專用育苗大棚需求,研發(fā)了適用于工廠化大棚育苗的水肥藥一體化施用的灌溉系統(tǒng)。

6.施肥中耕。開(kāi)展了土壤變量施肥處方?jīng)Q策技術(shù)研究,開(kāi)發(fā)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng),為變量施肥機(jī)具提供作業(yè)處方圖,實(shí)現(xiàn)了氮、磷、鉀的變量施用。開(kāi)展了稱重法肥料流量反饋控制和三種肥料在線配比施肥技術(shù)研究,在田間作業(yè)過(guò)程中可根據(jù)土壤的養(yǎng)分情況,實(shí)時(shí)準(zhǔn)確選擇施肥量與氮磷鉀配肥比。

7.機(jī)械化收獲。針對(duì)我國(guó)主要糧經(jīng)作物收獲工藝不合理、機(jī)具與作物互作機(jī)理不明確,作業(yè)效率低、收獲損失高等問(wèn)題,研究了作物收獲特性與挖拔(撿拾)、脫粒(分離)、清選 (收集)等高效低損收獲方法和技術(shù)模式。

在水稻小麥方面,研究了切橫軸流、切縱流多滾筒多級(jí)柔性脫粒分離技術(shù),制定了切流與軸流脫粒裝置的合理配置方案;建立了切流滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙、軸流滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙等參數(shù)與夾帶、未脫凈損失的數(shù)學(xué)模型,分析了適合作物收獲的軸流脫粒分離裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù),優(yōu)化了分離裝置;開(kāi)展了小麥?zhǔn)斋@機(jī)軸流滾筒載荷(扭矩)與喂入量的關(guān)系研究及切割器載荷與割幅寬度的關(guān)系研究。

在玉米方面,研究適宜機(jī)械化收獲的玉米植株、果穗、籽粒的物理力學(xué)特性以及果穗與莖稈、籽粒與穗軸分離特性,提出宜機(jī)收品種選育標(biāo)準(zhǔn);針對(duì)高含水率籽粒收獲破損嚴(yán)重問(wèn)題,開(kāi)展柔性揉搓式脫粒機(jī)理和關(guān)鍵脫粒機(jī)構(gòu)研究。

在大豆方面,針對(duì)大豆植株低矮,豆莢分布不集中,結(jié)莢較低等問(wèn)題,研究了具有仿形功能的撓性割臺(tái)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)割刀上下和橫向浮動(dòng);針對(duì)收獲季節(jié)大豆籽粒含水率低,豆莢干燥,韌性較差,易破裂造成豆粒損失等問(wèn)題,研究了柔性撥禾技術(shù),避免了收割時(shí)過(guò)度沖擊豆秸,減少對(duì)豆莢的振動(dòng)、擠壓和揉搓。

在油菜方面,研究了豎切割器安裝方式、撥禾輪可調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)和相對(duì)于主割刀前后上下位置大范圍調(diào)節(jié)技術(shù)、駁接式割臺(tái)結(jié)構(gòu),創(chuàng)制了低損油菜割臺(tái)技術(shù);針對(duì)青角果脫不凈,籽粒損傷大的問(wèn)題,研究縱軸流脫粒滾筒喂入段平順喂入抓取技術(shù),提出了油菜切流與縱軸流組合式柔性脫粒裝置的合理配置方案;研究了油菜仿生不粘篩面的結(jié)構(gòu)、頻率和振幅等參數(shù)對(duì)油菜脫出物快速均布、分層、透篩的影響。

在馬鈴薯方面,引進(jìn)了挖掘鏟新型航空航天材料及表面處理技術(shù),開(kāi)展了收獲機(jī)與土壤的相互作用力虛擬試驗(yàn)研究,建立不同地區(qū)土壤力學(xué)模型;研究了馬鈴薯塊碰撞傷的機(jī)理,優(yōu)化了最佳作業(yè)參數(shù)。

在花生方面,以主產(chǎn)區(qū)典型品種和鏈輥傾斜配置式花生半喂入摘果裝置為對(duì)象,測(cè)定了花生株系生物性狀和機(jī)械力學(xué)特性,建立了花生株系特性數(shù)據(jù)庫(kù)。開(kāi)展了摘果作業(yè)動(dòng)力學(xué)特性仿真分析和高速攝影試驗(yàn)分析研究,分析了作業(yè)質(zhì)量影響機(jī)理與提升技術(shù)途徑。

在棉花方面,研究了不同類型品種的特性,篩選了適宜機(jī)械化采收的棉花品種。基于華北棉區(qū)增株減枝、促進(jìn)集中成熟、保證一次性機(jī)械化采收的理念,研究了適宜機(jī)械化采收的棉花適宜種植密度。基于棉花不同種植密度和種植模式群體的光能利用率等因素,構(gòu)建了棉花標(biāo)準(zhǔn)化株型和熟性調(diào)控標(biāo)準(zhǔn)。研究了脫葉催熟技術(shù),加快棉花生育進(jìn)程,使其提前脫葉和加快成熟。

在水果方面,研究獲取蘋(píng)果樹(shù)枝力學(xué)特性參數(shù),測(cè)定了新疆維吾爾自治區(qū)無(wú)核白葡萄鮮果粒機(jī)械特性。開(kāi)展了激振樹(shù)干對(duì)小型林果樹(shù)樹(shù)枝加速度響應(yīng)試驗(yàn)。以果園采摘平臺(tái)為研究對(duì)象,建立了人和采摘平臺(tái)兩個(gè)自由度振動(dòng)模型,對(duì)不同路況、不同車(chē)況下進(jìn)行低速振動(dòng)試驗(yàn)及頻譜分析。建立了柑橘各組分力學(xué)參數(shù)的有限元模型,模擬機(jī)器人采摘過(guò)程,研究了不同夾持條件下柑橘內(nèi)部應(yīng)力變化。

8.農(nóng)產(chǎn)品加工裝備。針對(duì)生菜、甘藍(lán)、小油菜等大宗鮮切葉菜加工,優(yōu)化了筐式離心工藝和葉菜包裝工藝,研發(fā)了高效清洗除雜清洗技術(shù)。研究了農(nóng)藥殘留洗脫的果蔬多模式超聲波清洗技術(shù),創(chuàng)建了催化式紅外干法殺青、干燥、殺蟲(chóng)等系列蔬菜脫水加工新技術(shù)。研究了基于自由托盤(pán)輸送的易損傷水果品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)分級(jí)技術(shù),對(duì)桃、梨、蘋(píng)果等易損傷水果重量、外觀品質(zhì)和內(nèi)部品質(zhì)(糖度)開(kāi)展了無(wú)損檢測(cè)。研究了常壓低溫干燥、吸附冷凝聯(lián)合除濕和回風(fēng)循環(huán)與能量精準(zhǔn)利用技術(shù),突破了臨界柔性除濕與能量自循環(huán)關(guān)鍵核心技術(shù)。針對(duì)土豆、西紅柿等農(nóng)產(chǎn)品脫皮要求,開(kāi)展了紅外去皮模式與技術(shù)研究,探明了紅外去皮機(jī)理與參數(shù)匹配,確定了均勻干燥輸送方案,創(chuàng)制了滾動(dòng)加熱—速冷破皮—?dú)饬Ψ蛛x—毛刷清雜的高效脫皮模式。

(二) 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)融合研究

1.農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)體系。建立了農(nóng)業(yè)裝備適用性評(píng)價(jià)方法,形成了主要作物、典型區(qū)域農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相適應(yīng)的技術(shù)體系。積極推進(jìn)玉米標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?;N植,在一定區(qū)域范圍統(tǒng)一品種和種植模式,規(guī)范不同區(qū)域玉米種植行距,規(guī)范不同輪作制度前后茬作物的種植要求,因地制宜確定玉米機(jī)械化收獲技術(shù)路線和適宜機(jī)型。針對(duì)南方油菜機(jī)械化收獲問(wèn)題,根據(jù)分段收獲和聯(lián)合收獲兩種技術(shù)路線,篩選產(chǎn)量高、炸角率低、分支較短、果莢位置較高、成熟度相對(duì)一致的高產(chǎn)雙低油菜品種,建立適合機(jī)械作業(yè)的配套技術(shù)規(guī)范,促進(jìn)了油菜低損收獲機(jī)械化。

2.農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)試驗(yàn)示范。在全國(guó)建立了水稻、玉米、油菜、棉花、大豆、花生、甘蔗等作物農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合示范區(qū),通過(guò)農(nóng)科教結(jié)合、農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合、研發(fā)推廣結(jié)合,基本解決了水稻、玉米、油菜、棉花、馬鈴薯和花生等機(jī)械化生產(chǎn)裝備的技術(shù)瓶頸。利用重點(diǎn)農(nóng)機(jī)化技術(shù)推廣、農(nóng)作物高產(chǎn)創(chuàng)建示范、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范和農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等項(xiàng)目,開(kāi)展了水稻、玉米、油菜、花生和馬鈴薯機(jī)械化技術(shù)示范,以及甘蔗、棉花、大豆和牧草生產(chǎn)機(jī)械試驗(yàn)選型與示范推廣。推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作、旱作節(jié)水、現(xiàn)代養(yǎng)殖、設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)村節(jié)能減排技術(shù)。

3.農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合保障措施。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部出臺(tái)了《關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合加快推進(jìn)薄弱環(huán)節(jié)機(jī)械化發(fā)展的意見(jiàn)》,充分發(fā)揮農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼調(diào)控作用,優(yōu)先保證重點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)作業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼。支持建立農(nóng)機(jī)和農(nóng)藝科研單位協(xié)作攻關(guān)機(jī)制,整合農(nóng)機(jī)科研力量,建立重點(diǎn)作物農(nóng)機(jī)化實(shí)驗(yàn)室,組織農(nóng)機(jī)和農(nóng)業(yè)科研推廣單位、生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合攻關(guān),加快關(guān)鍵環(huán)節(jié)農(nóng)機(jī)化技術(shù)和裝備研發(fā)。制定科學(xué)合理、相互適應(yīng)的農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械作業(yè)規(guī)范,完善農(nóng)機(jī)、種子、土肥、植保等推廣服務(wù)機(jī)構(gòu)緊密配合的工作機(jī)制,形成適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)的種植技術(shù)體系。

(三)農(nóng)機(jī)化與信息化技術(shù)融合研究

1.農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)。加強(qiáng)基于衛(wèi)星導(dǎo)航、自動(dòng)控制、信息決策等高新技術(shù)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā),2000 年精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究列入國(guó)家“863”計(jì)劃,開(kāi)展了水肥一體化精準(zhǔn)管理、大范圍病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)等研究,研發(fā)出多種適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備。激光平地機(jī)、變量施肥、變量播種等精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)裝備得到廣泛推廣,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、產(chǎn)量自動(dòng)測(cè)定技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在稻麥聯(lián)合收獲機(jī)等機(jī)械上廣泛應(yīng)用,大面積自動(dòng)測(cè)產(chǎn)、成圖技術(shù)基本成熟。

2.農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)技術(shù)。突破了田間復(fù)雜工況下農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)參數(shù)測(cè)試方法與技術(shù),面向耕、種、管、收等作業(yè)環(huán)節(jié),開(kāi)發(fā)了農(nóng)田土壤中致?lián)p性異物、作業(yè)區(qū)隱蔽性人畜、工作部件機(jī)械性破壞等安全性和可靠性監(jiān)測(cè)傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了滑轉(zhuǎn)率、空間動(dòng)態(tài)載荷、運(yùn)動(dòng)參數(shù)等農(nóng)用動(dòng)力機(jī)械作業(yè)監(jiān)測(cè)傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了系列化種肥流量、堵漏、播施作業(yè)深度等施肥播種監(jiān)測(cè)傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)速度等植保機(jī)械監(jiān)測(cè)傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了收獲損失率、籽粒破損率、籽粒含水率和秸稈拋撒均勻性等收獲機(jī)械的監(jiān)測(cè)傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)了農(nóng)用動(dòng)力、施肥播種、植保和收獲等系列化新型傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)。

3.糧食作物智能作業(yè)裝備體系。開(kāi)展了全方位農(nóng)業(yè)裝備智能化技術(shù)系統(tǒng)研究,開(kāi)發(fā)了自動(dòng)導(dǎo)航定位、作業(yè)監(jiān)控、土壤樣本快速分析系統(tǒng)、聯(lián)合收割機(jī)智能測(cè)控和雜草智能識(shí)別系統(tǒng),小麥和玉米免耕變量施肥播種機(jī)、智能化自動(dòng)變量配肥施肥和圓盤(pán)拋撒施肥機(jī)、大型平移式變量噴灌機(jī)、智能化自動(dòng)對(duì)靶除草機(jī)、大型智能化變量噴藥機(jī)、自動(dòng)導(dǎo)航智能化插秧機(jī)等。在東北、西北、華北等主要糧食產(chǎn)區(qū),針對(duì)小麥、玉米開(kāi)展了整個(gè)作業(yè)生產(chǎn)周期的智能裝備應(yīng)用示范。

4.全程機(jī)械化作業(yè)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)。構(gòu)建了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化云服務(wù)平臺(tái),圍繞農(nóng)機(jī)作業(yè)育、耕、種、管、收、運(yùn)、儲(chǔ)等核心環(huán)節(jié),運(yùn)用現(xiàn)代傳感、物聯(lián)網(wǎng)和信息化技術(shù),構(gòu)建了集農(nóng)機(jī)定位跟蹤、作業(yè)監(jiān)管、遠(yuǎn)程調(diào)度、運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)分析、補(bǔ)貼結(jié)算、信息發(fā)布和農(nóng)事管理等功能為一體的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化云服務(wù)平臺(tái)。通過(guò)安裝在農(nóng)機(jī)上的移動(dòng)智能監(jiān)控終端,獲取農(nóng)業(yè)機(jī)械工況與位置、作物即時(shí)產(chǎn)量和目標(biāo)圖像等信息,并通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向中心平臺(tái)實(shí)時(shí)報(bào)送農(nóng)機(jī)獲取的相關(guān)信息。中心服務(wù)平臺(tái)根據(jù)作物生長(zhǎng)情況,編制不同階段農(nóng)機(jī)作業(yè)計(jì)劃,并對(duì)農(nóng)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析,進(jìn)行駕駛員、農(nóng)機(jī)作業(yè)等績(jī)效分析,根據(jù)作業(yè)面積與種植作物種類等進(jìn)行費(fèi)用結(jié)算。

三、農(nóng)機(jī)化發(fā)展貢獻(xiàn)

(一) 保障糧食安全與農(nóng)產(chǎn)品有效供給

據(jù)測(cè)算,2004—2013年,主要農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化水平每提高1個(gè)百分點(diǎn), 就可以促進(jìn)糧食增產(chǎn)50億千克左右?!叭摹逼陂g,依靠農(nóng)機(jī)作業(yè)小麥?zhǔn)斋@時(shí)間能夠縮短4天以上,為夏播贏得寶貴農(nóng)時(shí)。機(jī)插秧比傳統(tǒng)手工插秧,稻谷產(chǎn)量提高600千克/公頃,節(jié)約秧田80%以上,節(jié)約稻種40%以上;水稻精量穴直播技術(shù)與人工撒播相比,增產(chǎn)8%以上。棉花機(jī)械鋪膜播種技術(shù)每畝增加產(chǎn)量3%以上。東北地區(qū)應(yīng)用玉米精量播種技術(shù)每公頃增產(chǎn)400千克左右;玉米籽粒低破碎機(jī)械化收獲技術(shù)減少損失28%以上,大幅降低了籽粒破碎率,解決了玉米摘穗收獲后在轉(zhuǎn)運(yùn)、晾曬、脫粒過(guò)程中的霉變損失,提高了收獲質(zhì)量,改善了玉米品質(zhì)。油菜毯狀苗機(jī)械化高效移栽技術(shù)應(yīng)用,推動(dòng)了南方冬閑田種植油菜,增加750萬(wàn)噸—1500萬(wàn)噸菜籽產(chǎn)量,對(duì)保證食用油安全供給發(fā)揮了作用。

(二)推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展

1.農(nóng)化品投入減量。我國(guó)單位面積化肥農(nóng)藥使用量分別為世界平均水平的3 倍和2.5倍,均居世界第一位,造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。為此,科研部門(mén)研發(fā)推廣了一批先進(jìn)施肥裝備,改表施、撒施為機(jī)械深施,水肥一體化和葉面噴施等技術(shù),提高了化肥利用率;研發(fā)和推廣了一批大型高效現(xiàn)代植保機(jī)械,有效減少了農(nóng)藥流失和浪費(fèi)。采用水稻機(jī)插秧同步側(cè)深施肥技術(shù)可節(jié)省化肥30%以上,采用肥料精確、定量深施,減少了肥料蒸發(fā)和漂移,減少了人工施撒糵肥作業(yè)次數(shù),促進(jìn)了肥料吸收,提高了肥料利用率。采用油菜聯(lián)合精量直播技術(shù)節(jié)約肥用量15—25千克/畝,果園管理機(jī)械化技術(shù)及裝備提高噴藥作業(yè)效率60%,輕簡(jiǎn)化水肥一體化灌溉施肥系統(tǒng)畝均節(jié)水30%,節(jié)肥20%。

2.農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。圍繞“一控兩減三基本”目標(biāo),大力推廣節(jié)水灌溉、保護(hù)性耕作、秸稈還田離田等綠色機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)。建立殘膜撿拾、秸稈還田離田、化肥農(nóng)藥精準(zhǔn)施用、有機(jī)肥施用等示范基地,農(nóng)田殘膜機(jī)械化回收率達(dá)到90%以上。采用保護(hù)性耕作技術(shù)對(duì)農(nóng)田實(shí)行免耕或少耕,將作物秸稈殘茬覆蓋地表,可有效防止水蝕、風(fēng)蝕,保護(hù)了耕地和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

(三)提升農(nóng)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力

機(jī)械化技術(shù)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)省工節(jié)本。例如,水稻精量穴直播技術(shù),省去了育秧環(huán)節(jié),畝節(jié)本100元以上;玉米機(jī)械化收獲與人工作業(yè)相比,生產(chǎn)效率提高20—25倍,每畝可節(jié)約人工費(fèi)用40—60元;油菜機(jī)械化機(jī)械化移栽效率是人工的5—7倍,聯(lián)合收獲是人工的20倍,而如果油菜毯狀苗機(jī)械化移栽,就達(dá)到人工的40—60倍,是鏈夾式移栽機(jī)的5—8倍;大豆聯(lián)合收獲機(jī)械化是人工的15倍,每公頃可節(jié)約人工費(fèi)用1500元以上;花生鋪膜播種機(jī)效率比人工播種提高40—60倍,半喂入聯(lián)合收獲效率是人工的30倍以上,節(jié)約生產(chǎn)成本60%以上,而全喂入花生撿拾收獲效率就是人工撿拾的100倍以上;棉花機(jī)械鋪膜播種技術(shù)與人工相比提高15—20倍,每畝節(jié)約人工費(fèi)用約60元,機(jī)械收獲效率大約是人工的20倍。這些高效智能和專業(yè)化的農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)推進(jìn)了農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng),滿足了農(nóng)業(yè)種養(yǎng)規(guī)?;蜕唐坊授厔?shì),提高了農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。

(四)引領(lǐng)農(nóng)業(yè)種養(yǎng)模式變革

農(nóng)業(yè)機(jī)械化成為農(nóng)業(yè)新品種、新技術(shù)、新模式的重要載體,助推種養(yǎng)模式創(chuàng)新變革。一是促進(jìn)了新品種新技術(shù)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展“轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu),穩(wěn)糧提質(zhì)增效”,必須依靠?jī)?yōu)良品種、先進(jìn)農(nóng)藝和配套農(nóng)機(jī)具,實(shí)現(xiàn)農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合,如玉米單粒精播機(jī)械化技術(shù)、水稻大苗栽插機(jī)械化技術(shù)、雜交水稻單本密植機(jī)插栽培技術(shù)、保護(hù)性耕作技術(shù)、種肥同施技術(shù)等。二是推動(dòng)了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提升。土壤改良機(jī)械有效改善了土壤質(zhì)量,促進(jìn)了高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn);先進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工、烘干貯藏裝備和運(yùn)輸裝備的應(yīng)用,有效保障了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

(五)促進(jìn)農(nóng)民收入持續(xù)增加

農(nóng)業(yè)機(jī)械化促進(jìn)了節(jié)本增效和農(nóng)民收入持續(xù)增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年我國(guó)農(nóng)機(jī)化作業(yè)服務(wù)組織達(dá)到18.73萬(wàn)個(gè),農(nóng)機(jī)戶4184.55萬(wàn)戶,農(nóng)機(jī)從業(yè)人員5128.14萬(wàn)人,年經(jīng)營(yíng)收入5336億元,年利潤(rùn)2004億元,農(nóng)機(jī)服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模已經(jīng)超過(guò)農(nóng)業(yè)裝備制造產(chǎn)業(yè)。農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)顯著降低種了植戶的生產(chǎn)成本,間接實(shí)現(xiàn)了農(nóng)戶增收。先進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工裝備的應(yīng)用,顯著提高了農(nóng)產(chǎn)品加工水平,增加了農(nóng)產(chǎn)品附加值。農(nóng)業(yè)機(jī)械化降低了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,大幅減少了農(nóng)業(yè)用工量,穩(wěn)定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)機(jī)作業(yè)智能化和舒適性不斷提高,吸引了年輕一代務(wù)農(nóng)愛(ài)農(nóng),培育了大批高素質(zhì)農(nóng)民,讓農(nóng)民成為有吸引力的職業(yè)。

(信息來(lái)源:《農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督》2019年第10期,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所? 曹光喬?張進(jìn)龍供稿

[新中國(guó)成立70周年特稿之五] 70年滄桑巨變

[新中國(guó)成立70周年特稿之五] 70年滄桑巨變

?  中華人民共和國(guó)成立70年以來(lái),我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展成就輝煌。由于農(nóng)機(jī)化的發(fā)展,有效地提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;極大地解放了農(nóng)村生產(chǎn)力,縮小了城鄉(xiāng)差別,造福了廣大農(nóng)民群眾;促進(jìn)了農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移,推動(dòng)了農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)融合與發(fā)展,加快了城鎮(zhèn)化的建設(shè);推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的均衡、協(xié)調(diào)、科學(xué)、持續(xù)發(fā)展。

筆者有幸投身三農(nóng)管理工作20余年,曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)山東省農(nóng)機(jī)局局長(zhǎng),躬耕農(nóng)機(jī)化事業(yè)10多年,親身經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的偉大進(jìn)程,見(jiàn)證了諸多最重要、最激動(dòng)人心的事件,見(jiàn)證了這一歷史性巨變。

一、農(nóng)機(jī)裝備從無(wú)到有,實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展

新中國(guó)建立初期,山東農(nóng)民翻身解放獲得土地,急需農(nóng)業(yè)機(jī)械的幫助。當(dāng)時(shí),山東省農(nóng)機(jī)總動(dòng)力只有0.37萬(wàn)千瓦,實(shí)用的農(nóng)業(yè)機(jī)械破舊不堪,無(wú)法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要。為了推進(jìn)農(nóng)機(jī)化,黨和政府大力發(fā)展新式農(nóng)具,倡導(dǎo)創(chuàng)辦國(guó)營(yíng)拖拉機(jī)站,建立國(guó)營(yíng)機(jī)械化農(nóng)場(chǎng),從國(guó)外引進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)示范。1953年5月14日,山東膠縣拖拉機(jī)站成立,第一次使用機(jī)械為農(nóng)民代耕土地,成為轟動(dòng)一時(shí)的特大新聞,當(dāng)年完成機(jī)械作業(yè)2969畝。以此為標(biāo)志,山東農(nóng)機(jī)化走上了發(fā)展之路,到1978年農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到1084.57萬(wàn)千瓦,是1949年的2931倍。

黨的十一屆三中全會(huì)以來(lái),隨著農(nóng)村改革開(kāi)放的深入,為農(nóng)業(yè)機(jī)械化快速發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境和條件,極大地調(diào)動(dòng)了廣大農(nóng)民的積極性,出現(xiàn)了國(guó)家、集體、個(gè)體多種所有制形式競(jìng)相發(fā)展農(nóng)機(jī)化的大好局面,尤其是國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策實(shí)施,加快了山東省農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展步伐。特別是經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放40年,實(shí)現(xiàn)了快速全面發(fā)展,到2018年底,山東省農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到10415萬(wàn)千瓦,拖拉機(jī)保有量249萬(wàn)臺(tái),配套農(nóng)具427萬(wàn)部,聯(lián)合收獲機(jī)31.5萬(wàn)臺(tái)。

山東省不僅是農(nóng)機(jī)使用大省,也是全國(guó)農(nóng)機(jī)制造大省。70年來(lái),山東省農(nóng)機(jī)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展,從一個(gè)國(guó)營(yíng)拖拉機(jī)生產(chǎn)廠家發(fā)展到今天,擁有2000多個(gè)農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè),在中國(guó)農(nóng)機(jī)工業(yè)100強(qiáng)中,山東有20多家,如時(shí)風(fēng)、雷沃、五征集團(tuán),均以主營(yíng)業(yè)務(wù)收入均超100億元的業(yè)績(jī)躋身前5強(qiáng),為山東農(nóng)機(jī)化提供了全領(lǐng)域、全方位的農(nóng)機(jī)裝備。由山東省制造的農(nóng)機(jī)裝備,從無(wú)到有,從小到大,從耕耙到種收,從單項(xiàng)作業(yè)到聯(lián)合作業(yè),從糧食作物到經(jīng)濟(jì)作物,從種植業(yè)到畜牧業(yè),從林果業(yè)到漁業(yè),從露天農(nóng)業(yè)到設(shè)施農(nóng)業(yè)等,產(chǎn)品門(mén)類齊全,大概有4000多個(gè)品種,規(guī)模數(shù)量大、產(chǎn)品種類多、布局優(yōu)化,涵蓋了農(nóng)業(yè)農(nóng)村各個(gè)產(chǎn)業(yè)。近年來(lái),技術(shù)創(chuàng)新力度不斷加大,電氣化、自動(dòng)化和智能化水平越來(lái)越高。

二、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式日新月異,發(fā)生根本變革

新中國(guó)建立初期,山東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力非常落后,主要依賴人力和畜力。1949年,山東省人力、畜力和機(jī)械動(dòng)力之比為1:0.98:0.003,機(jī)械動(dòng)力微乎其微。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式主要是鋤、鐮、锨、镢,再加一頭老黃牛,這種落后的生產(chǎn)方式嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)發(fā)展,曾幾何時(shí),廣大農(nóng)民兄弟的最大期盼,就像歌謠中唱的那樣“種地不用?!薄笆斋@不用鐮”。經(jīng)過(guò)70年的飛速發(fā)展,猶如天方夜譚般的“種田不下地”的夢(mèng)想,如今變成現(xiàn)實(shí)。

1978年,山東省人力、畜力和機(jī)械動(dòng)力之比達(dá)到1:0.68:5.8,機(jī)耕面積5000萬(wàn)畝,機(jī)耕率52.36%,奔馳在田間的農(nóng)業(yè)機(jī)械成為一道美麗畫(huà)面。上世紀(jì)90年代后期,山東省耕種收綜合機(jī)械化率接近50%,其中,機(jī)耕率70.8%,農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸成為機(jī)耕主力,人力和畜力日漸淡出歷史舞臺(tái)。接著,是農(nóng)作物收獲機(jī)械化快速發(fā)展時(shí)期,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)民尋求解放的強(qiáng)烈需求,小麥?zhǔn)斋@機(jī)械化成為重點(diǎn)突破目標(biāo),在上世紀(jì)90年代中后期,小麥機(jī)械化收獲的熱浪在山東廣大農(nóng)村蒸騰,農(nóng)民群眾探索創(chuàng)造了小麥跨區(qū)機(jī)收作業(yè)模式。到本世紀(jì)初,山東省基本實(shí)現(xiàn)了小麥機(jī)械化收獲。

農(nóng)機(jī)化發(fā)展進(jìn)入加速度時(shí)代。面對(duì)農(nóng)機(jī)化發(fā)展新形勢(shì)、新任務(wù)和農(nóng)民群眾的新期盼、新要求,山東省農(nóng)機(jī)部門(mén)審時(shí)度勢(shì),明確提出“立足大農(nóng)業(yè)、發(fā)展大農(nóng)機(jī)”農(nóng)機(jī)化全面發(fā)展戰(zhàn)略。在小麥?zhǔn)斋@機(jī)械化可期的基礎(chǔ)上,打響了以玉米收獲機(jī)械化為主要任務(wù)的農(nóng)機(jī)化發(fā)展第二戰(zhàn)役。本世紀(jì)伊始,就是山東省玉米收獲機(jī)械化發(fā)展的元年,集中精力、集中力量、集中技術(shù)、集中財(cái)力、集中領(lǐng)導(dǎo),把玉米收獲機(jī)械化當(dāng)做農(nóng)機(jī)化工作的重中之重,咬定青山不放松,瞄準(zhǔn)目標(biāo)奮力前行,經(jīng)過(guò)10多年不懈努力,終于攻克了玉米收獲機(jī)械化的堡壘。2011年,山東省玉米聯(lián)合收獲機(jī)保有量6.64萬(wàn)臺(tái),占全國(guó)39%,玉米機(jī)收率80%,玉米耕種收綜合機(jī)械化率91.63%。玉米收獲機(jī)械化難題的破解,在全國(guó)產(chǎn)生了強(qiáng)烈影響,使山東農(nóng)機(jī)化水平躍上了一個(gè)新臺(tái)階。隨著小麥和玉米主要農(nóng)作物生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化,山東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了歷史性變化。

實(shí)現(xiàn)糧食作物機(jī)械化是山東省農(nóng)機(jī)化發(fā)展的前奏。在此基礎(chǔ)上,山東省及時(shí)提出了包括花生、薯類、大蒜、牧草、果蔬、茶葉、設(shè)施農(nóng)業(yè)等經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化創(chuàng)新示范工程,向農(nóng)機(jī)化發(fā)展的廣度和深度進(jìn)軍。又是一個(gè)十年,山東省經(jīng)濟(jì)作物和設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式煥然一新。不但在耕種收各個(gè)環(huán)節(jié),具備了機(jī)械化作業(yè)條件,達(dá)到了一定水平,而且機(jī)械裝備、機(jī)械化作業(yè)質(zhì)量和農(nóng)機(jī)化科技水平越來(lái)越高。北斗、激光、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)以及溫濕度調(diào)控、水肥一體化技術(shù)得到廣泛推廣,自動(dòng)化、智能化呢智慧農(nóng)業(yè)興起,大大提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模、效率和質(zhì)量。

三、農(nóng)民身份歷史性轉(zhuǎn)換,精神面貌煥然一新

“臉對(duì)黃土背朝天”,說(shuō)的是農(nóng)民的工作;“頭上高粱花,身上豬糞味,手上老繭厚,眼界十里鄉(xiāng)”,也是對(duì)農(nóng)民形象的寫(xiě)照。曾經(jīng),土地束縛、勞動(dòng)繁重、生產(chǎn)方式落后,被認(rèn)為就是農(nóng)民的宿命,被牢牢地拴在土地上和農(nóng)村里。到1978年,山東省農(nóng)業(yè)從業(yè)人員仍有2969.8萬(wàn)人,占就業(yè)總?cè)藬?shù)的79.2%,人數(shù)最多、勞動(dòng)最辛苦、生產(chǎn)效率最低等,的確實(shí)就是當(dāng)時(shí)三農(nóng)的真實(shí)狀況。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展,改變了這一歷史狀況。從耕耙、田間管理、收獲到運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),從飼養(yǎng)到飼養(yǎng)場(chǎng)管理等畜牧生產(chǎn)過(guò)程全程,都實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械化,廣大農(nóng)民逐步解放。農(nóng)機(jī)化發(fā)展給農(nóng)村帶來(lái)革命性變革,表現(xiàn)在是兩面:一是大量農(nóng)村剩余勞動(dòng)力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,山東省2015年農(nóng)業(yè)從業(yè)人員已減少到1963.2萬(wàn)人,占比降至29.6%。二是繼續(xù)務(wù)農(nóng)人員華麗轉(zhuǎn)身,他們已經(jīng)不是原來(lái)意義上的傳統(tǒng)農(nóng)民,成為具有專業(yè)技術(shù)和經(jīng)營(yíng)專長(zhǎng)的新型農(nóng)民,如有的當(dāng)上了專職農(nóng)機(jī)手南征北戰(zhàn),提供耕耙、播種、收獲機(jī)等農(nóng)事服務(wù),成為農(nóng)業(yè)種植和收獲方面的專家;有的組織農(nóng)民農(nóng)機(jī)合作社或者農(nóng)機(jī)服務(wù)公司等,把農(nóng)村零散農(nóng)機(jī)手組織起來(lái),開(kāi)展規(guī)?;a(chǎn)作業(yè),成為頗受歡迎的農(nóng)機(jī)服務(wù)企業(yè)老板;有的依托雄厚的農(nóng)業(yè)機(jī)械資源,辦起了各種各樣的家庭農(nóng)場(chǎng)、名優(yōu)特產(chǎn)品生產(chǎn)農(nóng)場(chǎng),成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的總經(jīng)理、董事長(zhǎng)。

就是單純經(jīng)營(yíng)土地的農(nóng)民,也不用掄镢拉鋤揮鐮刀啦。耕種收季節(jié)一到,打一個(gè)電話,需要機(jī)具就會(huì)約定在地頭,等候片刻萬(wàn)事大吉,耕種收的問(wèn)題逐一解決。過(guò)去從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)民現(xiàn)在成為生產(chǎn)監(jiān)督驗(yàn)收人員,在田間地頭聽(tīng)著機(jī)械的轟隆聲,只等糧食歸倉(cāng),擺脫了繁重臟亂的農(nóng)業(yè)勞動(dòng),大大縮短了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)時(shí)間。農(nóng)民兄弟的空余時(shí)間多了,生活質(zhì)量和方式都發(fā)生了顯著變化。鄉(xiāng)村里響起了廣場(chǎng)舞的音樂(lè)聲,農(nóng)家里講究起布置裝飾,農(nóng)民駕駛上電動(dòng)車(chē)、小汽車(chē),成為小城鎮(zhèn)中的新居民。昔日的“泥腿子““鄉(xiāng)巴佬“成為歷史,農(nóng)民——這一曾經(jīng)有自卑、丟人感覺(jué)的稱呼,現(xiàn)在已經(jīng)成為體面自豪的職業(yè)。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推廣普及,讓農(nóng)民身份發(fā)生轉(zhuǎn)換,讓農(nóng)業(yè)成為有奔頭有誘惑的產(chǎn)業(yè),讓農(nóng)民成為大眾羨慕的職業(yè)。眾多轉(zhuǎn)移外出的人們,紛紛回歸土地回流農(nóng)業(yè),甚至有些心懷抱負(fù)的成功人士,也紛紛投資農(nóng)業(yè)希望在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中淘金。

四、農(nóng)村面貌翻天覆地變化,美麗鄉(xiāng)村處處涌現(xiàn)

新中國(guó)70年來(lái),在農(nóng)機(jī)化發(fā)展的促進(jìn)下,山東省成功改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,改變了農(nóng)民生活條件,改變了農(nóng)民的精神面貌,也改變了整個(gè)農(nóng)村的落后面貌,為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)打下了基礎(chǔ)創(chuàng)造了條件。

以前,臟亂差是人們對(duì)農(nóng)村面貌形象的比喻,也成為農(nóng)村的代名詞。農(nóng)村臟亂差的問(wèn)題,主要是農(nóng)作物秸稈沿街堆放,打糧場(chǎng)院圍村轉(zhuǎn)以及畜禽糞便垃圾隨處堆積。隨著農(nóng)民生產(chǎn)生活條件的改善,對(duì)農(nóng)作物秸稈需求越來(lái)越小,秸稈處理成為農(nóng)村最頭疼的難題。為解決這一難題,農(nóng)業(yè)機(jī)械化提供了有效辦法。由于小麥玉米聯(lián)合收獲機(jī)械、秸稈粉碎青儲(chǔ)機(jī)械、秸稈粉碎還田機(jī)械的普及應(yīng)用,把堆積如山的農(nóng)作物秸稈化作了有機(jī)肥料和畜禽飼料。到2017年,山東省有18.1萬(wàn)臺(tái)小麥聯(lián)合收割機(jī)、12.5萬(wàn)臺(tái)玉米聯(lián)合收割機(jī)、12.64萬(wàn)臺(tái)秸稈粉碎還田機(jī)投入生產(chǎn)作業(yè),把80%以上的農(nóng)作物秸稈消化在了田地里,把10%的秸稈變成了飼料。因?yàn)槁?lián)合收獲機(jī)械和烘干機(jī)械的推廣,使農(nóng)民的糧食直接收獲入倉(cāng),不再需要打糧的場(chǎng)院,千年難題一朝解決。針對(duì)村里畜禽糞便遍地的問(wèn)題,實(shí)施了機(jī)械化標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖,推廣普及了畜禽糞便機(jī)械化處理和資源化利用技術(shù),使農(nóng)村86.8%的畜禽糞便得到了有效處理。至此,關(guān)系農(nóng)村環(huán)境的歷史問(wèn)題得到解決,農(nóng)村面貌煥然一新。

農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展不但凈化了農(nóng)村衛(wèi)生、美化了環(huán)境,而且使各種人才回流農(nóng)村,促進(jìn)了農(nóng)村服務(wù)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等各行業(yè)的蓬勃發(fā)展。在現(xiàn)時(shí)的農(nóng)村里,農(nóng)機(jī)服務(wù)合作社機(jī)庫(kù)大院、農(nóng)機(jī)維修站點(diǎn)、電商物流商店、農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)等業(yè)態(tài),形成了新農(nóng)村的一道道美麗風(fēng)景線,把古老的鄉(xiāng)村裝扮的更加靚麗繁榮。

轉(zhuǎn)自《農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督》2019年第10期。

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