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　　達到世界7000種農(nóng)機產(chǎn)品水平，科研創(chuàng)新需在4個方向發(fā)力

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

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

中國農(nóng)業(yè)機械化科學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”的指導思想發(fā)展。

以小四輪拖拉機、農(nóng)用運輸車為例，這兩類適合當時農(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)機服務第三產(chǎn)業(yè)。另外，農(nóng)業(yè)機械的發(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)濟發(fā)展、國民經(jīng)濟發(fā)展做出了歷史性貢獻。

改革開放40年來，我國農(nóng)機工業(yè)的創(chuàng)新體系得到長足發(fā)展，構建起以生產(chǎn)企業(yè)為主體，科研機構和大專院校參加的產(chǎn)學研聯(lián)合研發(fā)體系。在應用基礎研究、共性關鍵技術開發(fā)以及重大產(chǎn)品技術應用方面，都取得了突出成績。

目前，我國的農(nóng)機自主創(chuàng)新能力逐步提高，學科基礎逐步夯實，形成了全國統(tǒng)籌、重點部署、產(chǎn)學研推協(xié)作、多學科聯(lián)合攻關的科研創(chuàng)新局面。在種植業(yè)、畜牧、水產(chǎn)等領域開展了技術攻關工作。

各領域研究進展

1. 耕整機械

我國的耕整機械基本上完成了由畜力到機器作業(yè)、由單一功能到多功能聯(lián)合作業(yè)的巨大轉變?，F(xiàn)在的耕作機械化水平非常高，基本實現(xiàn)了機械化作業(yè)；以深松整地聯(lián)合作業(yè)機和翻轉調幅犁為代表的耕作機械，已經(jīng)得到了廣泛的應用。

同時，農(nóng)業(yè)機械上應用的機具傳感器、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)應用。

液壓翻轉犁

2. 種植機械

種植機械領域的進步比較大，逐步向精準、高效和智能化發(fā)展。在工作部件自動避障技術、減阻技術，高壽命耐磨材料技術，精量分層施肥和種肥監(jiān)控技術，以及作業(yè)工況信息采集與監(jiān)控技術等方面取得了重大技術進步；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。

3. 灌溉節(jié)水機械

我國的灌溉節(jié)水機械實現(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、平移式噴灌機、滾移式噴灌機為代表的大型噴灌機，以絞盤式噴灌機、雙臂式噴灌機、懸掛式遠射程噴灌機為代表的中型噴灌機，以及輕小型噴灌機組。

在設施農(nóng)業(yè)灌溉方面，遠程監(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相互融合，促進了設施農(nóng)業(yè)的巨大發(fā)展。

大型噴灌機

4. 植保機械

我國的植保機械已由手動噴霧機發(fā)展到機動噴霧機，由機動噴霧機發(fā)展到高地隙自走式寬幅高效植保機械，防治模式由地面植保到地面、航空植保并行，實現(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)在則實現(xiàn)了從人工作業(yè)向機械化作業(yè)、氣流輔助+速度噴量控制、航化作業(yè)，再到視覺識別技術的飛躍。目前開展的研究包括田間鋤草機器人、對靶變量噴霧機的研制等。

高地隙噴桿噴霧機

5. 收獲后機械

我國收獲后機械已實現(xiàn)了單機向系列化成套、自動化測控的發(fā)展。谷物、蔬菜、牧草、種子工程成套設備實現(xiàn)了自主化生產(chǎn)，最大的種子單機生產(chǎn)線效率達到15t/h，與糧食烘干機的水平相當；谷物干燥機在特性選別、質量控制、在線檢測等方面具有重大技術進步；果蔬機械化干燥進入應用階段。

6. 農(nóng)田改造裝備

農(nóng)田基本建設設備領域實現(xiàn)了聯(lián)合作業(yè)-精確測控。在20世紀80年代開溝鋪管機的基礎上，于2010年研發(fā)出暗管改堿成套設備，通過多項技術的突破，實現(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)殖技術與裝備

畜禽養(yǎng)殖技術與裝備過去一直是發(fā)展非常薄弱的領域，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，該領域技術發(fā)展也取得了歷史性貢獻，尤其是在畜禽疫病預防與應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)做到對雞的個性化管理；在畜牧養(yǎng)殖方面，對動物的體尺參數(shù)進行多目標定位、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)殖場投入應用。

“十三五”期間，畜牧養(yǎng)殖領域將研發(fā)出更多的機器人，覆蓋飼喂、飲水、清糞、補飼等環(huán)節(jié)，屆時，智能化養(yǎng)殖場將變成現(xiàn)實。

自動喂料機

8. 初制加工技術與裝備

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

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。包括復雜背景下的高速運動目標識別技術、可見光和紅外光復合系統(tǒng)技術、激光誘導識別等關鍵技術，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，選凈率達到99%以上；復合分選技術對特殊物料識別率達到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；同時采用數(shù)控系統(tǒng)自動化切制。

比重清選機

9. 畜禽、水產(chǎn)品加工

在畜禽加工方面，肉雞屠宰完成了機械化、自動化掏膛技術攻關。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、去蝦殼的技術研究。

10. 農(nóng)機裝備信息化、智能化

在農(nóng)機裝備信息化、智能化方面，突破了一批關鍵技術，如智能裝備數(shù)字化設計、自動導航協(xié)調控制技術、農(nóng)業(yè)裝備現(xiàn)場總線技術；研發(fā)出重大技術產(chǎn)品，如大田果園、作業(yè)智能裝備，設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能裝備，畜禽水產(chǎn)精準生產(chǎn)裝備；構建了現(xiàn)代農(nóng)機精準作業(yè)系統(tǒng)，包括肥、水、藥、田間精準作業(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，實現(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，高強度集約化耕作導致的肥沃土壤退化、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，科研設計開發(fā)目標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)物質投入或促成精益、多功能農(nóng)業(yè)作業(yè)裝備并集成應用，系統(tǒng)物質消耗、作業(yè)性能、作業(yè)效率的改進變化率達到30%以上，空白領域或環(huán)節(jié)作業(yè)效率提高10倍以上。

畜牧養(yǎng)殖工程設備

基于此，未來我國農(nóng)業(yè)裝備規(guī)劃了4個研究方向，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)實的迫切需求，增加品種。我國目前農(nóng)機產(chǎn)品種類只有4000種左右，要想達到世界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、重點環(huán)節(jié)、關鍵節(jié)點中突出的機械化裝備技術問題，探索經(jīng)濟高效的機械化作業(yè)模式，提高集約化農(nóng)業(yè)的綜合機械化水平。

二是向全面機械化發(fā)力，擴展領域。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)濟作物種植過程的生產(chǎn)機械還非常缺乏。摒棄“以糧為主”的思路，向全行業(yè)、全領域和全過程發(fā)展。

三是推進作業(yè)集成化、完善功能。掌握功能拓展的設計、管控平臺技術，基于最低資源消耗、最短作業(yè)流程、最小環(huán)境負荷進行農(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。加強機電技術與現(xiàn)代液壓、儀器與控制、現(xiàn)代微電子和信息等高新技術融合，強化動植物生產(chǎn)性能、疫病形態(tài)表征信息的獲取和大數(shù)據(jù)解析、智能決策技術研究，開發(fā)高附加值具有精細作業(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)裝備及技術發(fā)展趨勢進行了展望。

（1）嵌入式信息技術全面進入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。已開始配置的衛(wèi)星導引、機器操控、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用。

（2）農(nóng)業(yè)裝備將配置付費即用型機載智能系統(tǒng)，信息技術質優(yōu)價廉。

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

（4）手機、拖拉機、噴藥機、灌溉機組和辦公室、轎車、倉庫等農(nóng)場所有設備和設施將實現(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確的天氣預報，灌溉變得更加精確、均勻，更加高效智能；變量灌溉系統(tǒng)應用持續(xù)增長，水肥一體化的“全營養(yǎng)配置”灌溉系統(tǒng)應用更廣。

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

（7）噴藥和除草機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。

結束語

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

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

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

種子加工成套設備