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　　達(dá)到世界7000種農(nóng)機(jī)產(chǎn)品水平，科研創(chuàng)新需在4個(gè)方向發(fā)力

農(nóng)機(jī)科研是我國農(nóng)機(jī)工業(yè)體系的重要組成部分，是農(nóng)機(jī)工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，處于產(chǎn)業(yè)鏈的最前端，為農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品研發(fā)和行業(yè)技術(shù)進(jìn)步提供重要的技術(shù)支撐。

12月6日，在中國農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)協(xié)會主辦的“2018年全國農(nóng)機(jī)工業(yè)工作會議暨中國農(nóng)機(jī)工業(yè)協(xié)會五屆七次理事會會議”上，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院副院長方憲法總結(jié)了改革開放40年來我國農(nóng)機(jī)相關(guān)領(lǐng)域（不包括拖拉機(jī)、收獲機(jī)械）的科研進(jìn)展，并對未來發(fā)展趨勢做了展望。

中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院副院長方憲法

取得的成就

方憲法指出，改革開放之初，我國的農(nóng)機(jī)工業(yè)本著“農(nóng)民需要什么就研發(fā)什么、生產(chǎn)什么”的指導(dǎo)思想發(fā)展。

以小四輪拖拉機(jī)、農(nóng)用運(yùn)輸車為例，這兩類適合當(dāng)時(shí)農(nóng)村、農(nóng)民需求的產(chǎn)品，一推向市場就深受用戶歡迎，使我國農(nóng)村的面貌煥然一新；農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，催生了農(nóng)村各業(yè)的蓬勃發(fā)展，如打造了農(nóng)機(jī)服務(wù)第三產(chǎn)業(yè)。另外，農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，使農(nóng)業(yè)勞動力得到解放，為農(nóng)村工業(yè)發(fā)展、農(nóng)民外出就業(yè)創(chuàng)造了條件，為農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了歷史性貢獻(xiàn)。

改革開放40年來，我國農(nóng)機(jī)工業(yè)的創(chuàng)新體系得到長足發(fā)展，構(gòu)建起以生產(chǎn)企業(yè)為主體，科研機(jī)構(gòu)和大專院校參加的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合研發(fā)體系。在應(yīng)用基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)以及重大產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用方面，都取得了突出成績。

目前，我國的農(nóng)機(jī)自主創(chuàng)新能力逐步提高，學(xué)科基礎(chǔ)逐步夯實(shí)，形成了全國統(tǒng)籌、重點(diǎn)部署、產(chǎn)學(xué)研推協(xié)作、多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)的科研創(chuàng)新局面。在種植業(yè)、畜牧、水產(chǎn)等領(lǐng)域開展了技術(shù)攻關(guān)工作。

各領(lǐng)域研究進(jìn)展

1. 耕整機(jī)械

我國的耕整機(jī)械基本上完成了由畜力到機(jī)器作業(yè)、由單一功能到多功能聯(lián)合作業(yè)的巨大轉(zhuǎn)變。現(xiàn)在的耕作機(jī)械化水平非常高，基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)；以深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)和翻轉(zhuǎn)調(diào)幅犁為代表的耕作機(jī)械，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械上應(yīng)用的機(jī)具傳感器、攝像頭、北斗定位模塊、耕深傳感器、車載顯示屏等系統(tǒng)，都已經(jīng)完成搭載，投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

液壓翻轉(zhuǎn)犁

2. 種植機(jī)械

種植機(jī)械領(lǐng)域的進(jìn)步比較大，逐步向精準(zhǔn)、高效和智能化發(fā)展。在工作部件自動避障技術(shù)、減阻技術(shù)，高壽命耐磨材料技術(shù)，精量分層施肥和種肥監(jiān)控技術(shù)，以及作業(yè)工況信息采集與監(jiān)控技術(shù)等方面取得了重大技術(shù)進(jìn)步；尤其是在蔬菜、花卉、馬鈴薯、甘蔗以及水稻旱直播、棉花膜下滴灌等方面，做出了突出貢獻(xiàn)。

3. 灌溉節(jié)水機(jī)械

我國的灌溉節(jié)水機(jī)械實(shí)現(xiàn)了多種系列、多種功能，形成了噴灌、微灌、水肥一體化等灌溉模式，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的節(jié)水增產(chǎn)。

在大田作物灌溉方面，形成以圓形噴灌機(jī)、平移式噴灌機(jī)、滾移式噴灌機(jī)為代表的大型噴灌機(jī)，以絞盤式噴灌機(jī)、雙臂式噴灌機(jī)、懸掛式遠(yuǎn)射程噴灌機(jī)為代表的中型噴灌機(jī)，以及輕小型噴灌機(jī)組。

在設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉方面，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)管網(wǎng)及溫室配套裝備、肥水精量控制模型等技術(shù)相互融合，促進(jìn)了設(shè)施農(nóng)業(yè)的巨大發(fā)展。

大型噴灌機(jī)

4. 植保機(jī)械

我國的植保機(jī)械已由手動噴霧機(jī)發(fā)展到機(jī)動噴霧機(jī)，由機(jī)動噴霧機(jī)發(fā)展到高地隙自走式寬幅高效植保機(jī)械，防治模式由地面植保到地面、航空植保并行，實(shí)現(xiàn)了高效、對靶、立體化植保。

之前的人工噴灑農(nóng)藥，作業(yè)效率低，藥效利用率低，1/3散失到大氣、1/3附著到作物、1/3滲入到土壤?，F(xiàn)在則實(shí)現(xiàn)了從人工作業(yè)向機(jī)械化作業(yè)、氣流輔助+速度噴量控制、航化作業(yè)，再到視覺識別技術(shù)的飛躍。目前開展的研究包括田間鋤草機(jī)器人、對靶變量噴霧機(jī)的研制等。

高地隙噴桿噴霧機(jī)

5. 收獲后機(jī)械

我國收獲后機(jī)械已實(shí)現(xiàn)了單機(jī)向系列化成套、自動化測控的發(fā)展。谷物、蔬菜、牧草、種子工程成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自主化生產(chǎn)，最大的種子單機(jī)生產(chǎn)線效率達(dá)到15t/h，與糧食烘干機(jī)的水平相當(dāng)；谷物干燥機(jī)在特性選別、質(zhì)量控制、在線檢測等方面具有重大技術(shù)進(jìn)步；果蔬機(jī)械化干燥進(jìn)入應(yīng)用階段。

6. 農(nóng)田改造裝備

農(nóng)田基本建設(shè)設(shè)備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了聯(lián)合作業(yè)-精確測控。在20世紀(jì)80年代開溝鋪管機(jī)的基礎(chǔ)上，于2010年研發(fā)出暗管改堿成套設(shè)備，通過多項(xiàng)技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了激光定位、激光高程測量、自動駕駛等，對我國0.33億hm²（5億畝）鹽堿地改造提供了裝備支撐。

7. 畜禽養(yǎng)殖技術(shù)與裝備

畜禽養(yǎng)殖技術(shù)與裝備過去一直是發(fā)展非常薄弱的領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)存在的主要問題是“生的少、長得慢、死得多”。近些年來，該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展也取得了歷史性貢獻(xiàn)，尤其是在畜禽疫病預(yù)防與應(yīng)激管控方面有了重大突破。

完成信息管理平臺和環(huán)境管控平臺的搭建，在禽類養(yǎng)殖方面，已經(jīng)做到對雞的個(gè)性化管理；在畜牧養(yǎng)殖方面，對動物的體尺參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)定位、測量、立體匹配，開發(fā)出自動化控制系統(tǒng)、裝備，在大規(guī)模養(yǎng)殖場投入應(yīng)用。

“十三五”期間，畜牧養(yǎng)殖領(lǐng)域?qū)⒀邪l(fā)出更多的機(jī)器人，覆蓋飼喂、飲水、清糞、補(bǔ)飼等環(huán)節(jié)，屆時(shí)，智能化養(yǎng)殖場將變成現(xiàn)實(shí)。

自動喂料機(jī)

8. 初制加工技術(shù)與裝備

（1）農(nóng)產(chǎn)品分級處理技術(shù)裝備。應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)包括血斑/污染/裂紋蛋光學(xué)特性快速檢測與剔除技術(shù)，茶葉揉捻提香電子鼻在線監(jiān)控技術(shù)，塊莖無破損柔性輸送及全程防損傷技術(shù)，以及易損傷水果內(nèi)外品質(zhì)同步在線檢測分級技術(shù)。

重大裝置與產(chǎn)品有禽蛋產(chǎn)地商品化處理成套裝備、茶葉連續(xù)分級處理自動化生產(chǎn)裝備、根莖類農(nóng)產(chǎn)品分級包裝成套裝備，以及水果品質(zhì)同步在線檢測分級成套裝備。

（2）農(nóng)產(chǎn)品光電智能分選技術(shù)。包括復(fù)雜背景下的高速運(yùn)動目標(biāo)識別技術(shù)、可見光和紅外光復(fù)合系統(tǒng)技術(shù)、激光誘導(dǎo)識別等關(guān)鍵技術(shù)，建立農(nóng)產(chǎn)品特征光譜數(shù)據(jù)庫；小面、雜糧、茶葉等光電分選裝備，選凈率達(dá)到99%以上；復(fù)合分選技術(shù)對特殊物料識別率達(dá)到80%以上。

（3）果蔬聯(lián)合切制加工。根莖菜、果菜、葉菜、水果等，可以根據(jù)類別、形狀、規(guī)格等，選用不同的刀具；同時(shí)采用數(shù)控系統(tǒng)自動化切制。

比重清選機(jī)

9. 畜禽、水產(chǎn)品加工

在畜禽加工方面，肉雞屠宰完成了機(jī)械化、自動化掏膛技術(shù)攻關(guān)。水產(chǎn)品加工方面，建成了450kg/h蝦產(chǎn)品的剝皮生產(chǎn)線，“十三五”期間，還將開展挑蝦線、去蝦殼的技術(shù)研究。

10. 農(nóng)機(jī)裝備信息化、智能化

在農(nóng)機(jī)裝備信息化、智能化方面，突破了一批關(guān)鍵技術(shù)，如智能裝備數(shù)字化設(shè)計(jì)、自動導(dǎo)航協(xié)調(diào)控制技術(shù)、農(nóng)業(yè)裝備現(xiàn)場總線技術(shù)；研發(fā)出重大技術(shù)產(chǎn)品，如大田果園、作業(yè)智能裝備，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能裝備，畜禽水產(chǎn)精準(zhǔn)生產(chǎn)裝備；構(gòu)建了現(xiàn)代農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)，包括肥、水、藥、田間精準(zhǔn)作業(yè)，畜禽水產(chǎn)自動飼喂，自動化加工生產(chǎn)線等。

4大研發(fā)方向

方憲法指出，過去我們以集約化經(jīng)營為研發(fā)方向，1961—2000年，借助高產(chǎn)作物品種、灌溉、化肥、農(nóng)藥投入和現(xiàn)代管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了糧食產(chǎn)量從8億t到22億t的增長。但是到了21世紀(jì)，高強(qiáng)度集約化耕作導(dǎo)致的肥沃土壤退化、地下水枯竭、水土污染、病蟲害肆虐問題凸顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面對前所未有的資源約束、環(huán)境約束。

在新形勢下，科研設(shè)計(jì)開發(fā)目標(biāo)和理念是提高土地產(chǎn)出率、勞動生產(chǎn)率、資源利用率，確保食物、質(zhì)量、生態(tài)安全。即開發(fā)集約化生產(chǎn)減少和節(jié)約能源與農(nóng)業(yè)物質(zhì)投入或促成精益、多功能農(nóng)業(yè)作業(yè)裝備并集成應(yīng)用，系統(tǒng)物質(zhì)消耗、作業(yè)性能、作業(yè)效率的改進(jìn)變化率達(dá)到30%以上，空白領(lǐng)域或環(huán)節(jié)作業(yè)效率提高10倍以上。

畜牧養(yǎng)殖工程設(shè)備

基于此，未來我國農(nóng)業(yè)裝備規(guī)劃了4個(gè)研究方向，這也是《中國制造2025》對農(nóng)業(yè)裝備科研工作的要求。

一是面向現(xiàn)實(shí)的迫切需求，增加品種。我國目前農(nóng)機(jī)產(chǎn)品種類只有4000種左右，要想達(dá)到世界7000種的水平，還有很長的路要走。需要持續(xù)解決與完善主要農(nóng)產(chǎn)品、重點(diǎn)環(huán)節(jié)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中突出的機(jī)械化裝備技術(shù)問題，探索經(jīng)濟(jì)高效的機(jī)械化作業(yè)模式，提高集約化農(nóng)業(yè)的綜合機(jī)械化水平。

二是向全面機(jī)械化發(fā)力，擴(kuò)展領(lǐng)域。比如種養(yǎng)業(yè)中的養(yǎng)殖業(yè)，包括畜禽、水產(chǎn)、微生物、食用菌等，這方面的研發(fā)工作還非常薄弱；經(jīng)濟(jì)作物種植過程的生產(chǎn)機(jī)械還非常缺乏。摒棄“以糧為主”的思路，向全行業(yè)、全領(lǐng)域和全過程發(fā)展。

三是推進(jìn)作業(yè)集成化、完善功能。掌握功能拓展的設(shè)計(jì)、管控平臺技術(shù)，基于最低資源消耗、最短作業(yè)流程、最小環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程多環(huán)節(jié)作業(yè)一體化的多功能裝置集成。

四是追求智能精益高效化，提升水平。加強(qiáng)機(jī)電技術(shù)與現(xiàn)代液壓、儀器與控制、現(xiàn)代微電子和信息等高新技術(shù)融合，強(qiáng)化動植物生產(chǎn)性能、疫病形態(tài)表征信息的獲取和大數(shù)據(jù)解析、智能決策技術(shù)研究，開發(fā)高附加值具有精細(xì)作業(yè)能力的農(nóng)業(yè)裝備。

未來10年展望

方憲法對2020—2030年我國農(nóng)業(yè)裝備及技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

（1）嵌入式信息技術(shù)全面進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。已開始配置的衛(wèi)星導(dǎo)引、機(jī)器操控、數(shù)據(jù)獲取、智能終端隨農(nóng)場多頻接入能力提升得到普遍應(yīng)用。

（2）農(nóng)業(yè)裝備將配置付費(fèi)即用型機(jī)載智能系統(tǒng)，信息技術(shù)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。

（3）數(shù)據(jù)獲取與分析功能強(qiáng)大、使用簡便、采集器自動獲取數(shù)據(jù)并充實(shí)農(nóng)場信息系統(tǒng)，支持決策和報(bào)告生成。

（4）手機(jī)、拖拉機(jī)、噴藥機(jī)、灌溉機(jī)組和辦公室、轎車、倉庫等農(nóng)場所有設(shè)備和設(shè)施將實(shí)現(xiàn)同步互聯(lián)，車輛自動收集途經(jīng)地塊的作物數(shù)據(jù)并無線傳輸至辦公室以供分析。

（5）基于傳感器組網(wǎng)獲取的土壤持水量和更準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)，灌溉變得更加精確、均勻，更加高效智能；變量灌溉系統(tǒng)應(yīng)用持續(xù)增長，水肥一體化的“全營養(yǎng)配置”灌溉系統(tǒng)應(yīng)用更廣。

（6）結(jié)合免耕、條耕或者永久苗帶和固定軌跡行走系統(tǒng)的技術(shù)廣泛推廣，導(dǎo)航早已是成熟技術(shù)。

（7）噴藥和除草機(jī)器人將在果園和葡萄園廣泛使用，但大田作物生產(chǎn)還不會普遍。

結(jié)束語

20世紀(jì)，農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的發(fā)展奠定了機(jī)械化的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和物質(zhì)手段取得了長足進(jìn)展和進(jìn)步，為食物安全作出了重大歷史性貢獻(xiàn)。

21世紀(jì)，農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的信息化、自動化、智能化突飛猛進(jìn)，秉承資源節(jié)約、環(huán)境友好等可持續(xù)發(fā)展理念和技術(shù)思想，現(xiàn)代裝備技術(shù)體系正在確立。

作為發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國，中國農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)領(lǐng)域工作者的使命是全面裝備一個(gè)現(xiàn)代化的中國農(nóng)業(yè)，輕簡化裝備技術(shù)體系使廣大農(nóng)民實(shí)現(xiàn)文明生活、體面勞動的基本愿望；精益化裝備技術(shù)體系使中國農(nóng)業(yè)插上信息化和智能化的雙翼，引領(lǐng)中國農(nóng)業(yè)的未來！

種子加工成套設(shè)備