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罗锡文院士:创新驱动,加快推进22个薄弱环节农业生产机械化

王艳红

《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》明确要求“加强薄弱环节农业机械化技术创新研究和农机装备的研发、推广与应用”,这对推进我国农业机械化全程全面高质高效升级发展具有重要的现实意义。

2019年1月19日,在“中国农业机械化发展研究中心学术年会暨中国农业机械化展望大会”上,中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文作了《补短板,强弱项,加快推进薄弱环节农业生产机械化》的报告,他从明确方向、创新驱动和政策支持等方面阐述了如何推进薄弱环节农业生产机械化。

全程全面机械化与薄弱环节的内涵

罗院士指出,应着眼于“全程、全面”机械化的总要求,准确把握我国农业机械化的薄弱环节。

全程机械化主要从植物和动物的生产环节考虑,包括产前、产中和产后各个环节的生产机械化。以植物生产为例,产前包括育种机械化和种子清选、分级、包衣、丸粒化处理等加工机械化;产中包括耕整、种植、田间管理、收获、干燥和秸秆处理6个环节的机械化;产后包括采后处理和储藏机械与装备。

全面机械化,指机械化在农业生产领域横向的拓展,主要指农业机械化向3个方面的全面发展,包括“作物”全面化、“产业”全面化和“区域”全面化。

“作物”全面化,指由粮食作物向经济作物、园艺作物和饲草料作物全面发展,由粮、经二元结构向粮、经、饲三元结构转变。“产业”全面化,指由种植业向养殖业(畜、禽、水产)、农产品初加工等全面发展。

“区域”全面化,一是指各种农产品的优势区域布局;二是指农业机械化由平原地区向丘陵山区拓展,目前平原地区的机械化程度较高,但丘陵山区的机械化程度很低甚至无机可用,所以亟需研究推进由平原地区机械化向丘陵山区机械化拓展。

我国农作物生产中突出的薄弱环节主要是种植和收获机械化,如杂交稻和超级杂交稻的种植、再生稻的收获、玉米的籽粒直收、油菜的种植与收获、甘蔗的收获、长江中下游和黄淮海地区棉花的种植和收获、马铃薯的种植和收获、杂粮的种植和收获、农作物秸秆还田和农田残膜回收等。畜禽养殖和水产养殖设施装备中也存在许多“短板”,如健康养殖环境的智能调控、精准饲喂及粪肥资源化利用技术与装备等。

罗院士指出,目前,我国农业机械化发展中有22个薄弱环节。

22个薄弱环节

1. 水稻

(1)适应超级杂交稻的高速精准插秧机和育秧设备。根据超级杂交稻每穴1~2株的种植要求,重点研究适应超级杂交稻每穴1~2株的高速精准插秧机和育秧设备。

(2)水稻同步施肥插秧机。根据不同肥料(颗粒肥和粉状肥)同步深施的要求,重点研究施肥调节范围大和适应性好的水稻同步施肥插秧机。

(3)水稻精量直播机。根据不同地区、不同品种水稻的直播要求,重点研究播量调节范围大和适应性好的水稻精量直播机。

(4)再生稻收获机。针对现有收获机对再生稻留茬碾压破坏严重的问题,重点研究少碾压再生稻收获机。

2. 玉米

(1)适应麦茬地的玉米高速精量播种机。针对小麦茬地玉米出苗率低的问题,重点研究适应麦茬地的玉米高速精量播种机。

(2)旱区覆膜玉米精量播种机。针对旱区覆膜后播种难的问题,重点研究旱区覆膜玉米精播机。

(3)不对行玉米果穗收获机。针对不同行距种植的玉米收获问题,重点研究不对行玉米果穗收获机。

(4)玉米籽粒收获机。针对高含水率玉米籽粒机收破损严重的问题,重点研究玉米籽粒收获机。

(5)青饲玉米收获机。针对青饲玉米生物量大、收获效率低的问题,重点研究青饲玉米收获机。

3. 小麦

(1)适应玉米茬地的小麦高速精量播种机。针对玉米茬地的小麦机械化播种问题,重点研究适应玉米茬地的集种床整备、精量播种、侧深施肥、覆土镇压等于一体的小麦高速精量播种机。

(2)适应高含水量水稻茬地的小麦高速精量播种机。针对目前稻茬地的小麦普遍采用人工撒播、用种量大的问题,重点研究适应高含水量水稻茬地的小麦高速精量播种机。

4. 粮食干燥与储藏

罗院士说,马路晒谷、谷场晒谷等自然干燥方式仍是我国稻谷的主要干燥方式,目前每年我国粮食因干燥不及时的损失为8%~10%,因此,应重点研究适应不同地区、不同种植规模和不同粮食的干燥方式、干燥技术和干燥装置。

目前我国每年粮食储藏损失为5%左右,因此,应重点研究适应不同地区、不同种植规模和不同粮食的储藏方式、储藏技术和储藏装置。

5. 马铃薯

(1)自动识别芽眼的马铃薯切块机。针对马铃薯种出芽不规则,切块播种难的问题,重点研究自动识别芽眼的马铃薯切块机。

(2)适应不同薯块的马铃薯高速精量播种机。针对不同品种、不同大小的马铃薯播种难的问题,重点研究适应不同薯块的马铃薯高速精量播种机。

(3)低损耗的马铃薯联合收获机。针对现有马铃薯收获机损耗大、破皮严重的问题,重点研究低损耗的马铃薯联合收获机。

6. 油菜

(1)适应不同含水量水稻茬地的油菜高速精量播种机。针对不同含水量的水稻茬地油菜播种难的问题,重点研究适应不同含水量水稻茬地的油菜高速精量播种机。

(2)适应不同油菜品种的高速精准移栽机。针对油菜移栽效率低的问题,重点研究适应不同油菜品种的高速精准移栽机。

(3)油菜割晒机。针对油菜两段收获割晒和有序铺收的要求,重点研究适应不同品种的油菜割晒机。

(4)油菜捡拾脱粒机。根据油菜两段收获捡拾和脱粒的要求,重点研究适应不同品种的油菜捡拾脱粒机。

7. 甘蔗

(1)高速精量种植机。针对甘蔗种植环节中存在的劳动强度大和机械化程度低的问题,重点研究适应不同生产条件的高速精量甘蔗种植机。

(2)适应小地块的甘蔗整秆式收获机。根据小地块甘蔗收获的要求,重点研究适应小地块的整秆式甘蔗收获机。

(3)适应小地块的甘蔗切段式收获机。根据小地块甘蔗收获的要求,重点研究适应小地块的甘蔗切段式收获机。

8. 棉花

(1)适应黏土的棉花高速精量播种机。黄河与长江棉区土壤黏重的棉花播种要求,重点研究集平地、开沟、播种、覆土、镇压和铺膜等关键技术于一体的棉花高速精量播种机。

(2)适应不同地区生产条件的采棉机。针对黄河与长江棉区收获与清花效率低等问题,重点研究适应不同地区生产条件的采棉机。

(3)棉花打顶机。根据棉花打顶的要求,重点研究自动对行和调节高度的棉花打顶机。

9. 花生

(1)适应不同土壤的花生高速精量播种机。根据不同地区、不同土壤的花生播种要求,重点研究适应不同土壤的花生高速精量播种机。

(2)适应不同生产条件的联合收获机。针对花生收获损失率大的问题,重点研究适合不同生产条件(垄作和平作)的花生联合收获机。

10. 大豆

(1)适应不同土壤的大豆高速精量播种机。根据不同地区的大豆播种要求,重点研究集高速精量排种、播深调控和智能化监控于一体的大豆高速精量播种机。

(2)适应不同生产条件的大豆收获机。根据不同生产条件(垄作、平作)的大豆收获要求,重点研究智能化大豆收获机。

11.  杂粮

(1)种植方面。目前尚无杂豆杂粮的专用种植机械,大多采用人工播种,即便采用机播,也都是在大豆、玉米、小麦等主粮作物播种机的基础上改装而成或者直接采用。导致种植粗放,重播漏播、种子浪费、缺苗严重等问题,亟需研发杂豆杂粮的精量播种机械。

(2)收获方面。目前尚无杂豆杂粮的专业收获机械,以人工采收为主,采用稻麦/大豆收获机收获,籽粒破碎严重,亟需研发杂豆杂粮的收获机械。

12. 油茶

针对油茶花果同期的特点,重点研究不伤花又采果的油茶收获机。

13. 蔬菜

(1)高速精准育苗播种生产线。针对育苗播种机漏播和重播的问题,重点研究播种定位精度高的蔬菜高速精准育苗播种生产线。

(2)大蒜、生姜高效种植机。针对大蒜、生姜机械化种植难度大、人工作业强度高的问题,重点研究大蒜、生姜高效种植机。

(3)蔬菜高速精准移栽机。针对蔬菜机械化种植难度大、人工作业强度高的问题,重点研究适应不同品种的蔬菜高速精准移栽机。

(4)适应不同蔬菜的收获机。针对蔬菜机械化收获难度大、损失率高的问题,重点研究适应不同蔬菜的收获机(叶菜类、瓜果类、茎根类)。

14. 水果

(1)水果套袋机。针对人工套袋作业效率低、强度大的问题,重点研究效率高的苹果等水果套袋机。

(2)适应不同水果的采摘机械。针对水果收获人工作业效率低、强度大的问题,重点研究适应不同水果的采摘机械(苹果、梨、柑橘、葡萄、红枣等)。

15. 茶叶

针对高档茶人工采摘效率低、劳动强度大的问题,重点研究效率高、质量好的高档茶叶采摘机。

16. 牧草生产机械

(1)牧草种子收获机械。针对我国因缺乏牧草种子收获机械导致大量进口草种的问题,应重点研究草种收获机械,尤其是披碱草等芒长种子的收获机械。

(2)种子清选机械。针对牧草种子中混杂有其他作物或牧草种子的问题,应重点研究种子清选机械。

(3)小型牧草收获机械。针对牧草收获效率低、成本高、浪费大的问题,应重点研究适应丘陵山地的小型牧草收获机械。

(4)建立配套的机械化体系。建立“种植-田间管理-收获-烘干-加工”等牧草生产全程机械化的配套体系。

17. 养殖

(1)大型畜禽养殖场智能饲喂系统。根据大型畜禽养殖场智能饲喂的需求,重点研究适应不同畜禽养殖精准投饲的智能饲喂系统。

(2)大型畜禽养殖场环境控制系统。根据大型畜禽养殖场环境控制的需求,重点研究适应不同畜禽养殖要求、自动化程度高的环境控制系统。

(3)畜禽养殖场废弃物处理。根据畜禽养殖场废弃物处理的需求,重点研究适应畜禽粪尿处理和病死畜禽处理设备。

(4)水产品自动剥制成套设备与生产线。针对虾类等水产人工剥制难度大、效率低等问题,重点研究水产品自动剥制成套设备与生产线。

18. 高地隙宽幅变量喷雾机

针对现有喷雾机作业效率低、喷施质量不高和适应性差等问题,重点研究可适应不同作物高度的旱地和水田高地隙宽幅变量喷雾机。

19. 农业航空技术

(1)管理。为确保农业航空产业健康有序发展,应明确农业航空的政府主管部门,统筹管理全国农业航空产业发展,制定产业发展规划,建立市场准入制度和管理规范,实现政府对农业航空产业技术产品质量和作业安全的有效监管。

(2)模式。进一步探讨中国农业航空的发展模式,如有人驾驶固定翼飞机、有人驾驶直升机、无人驾驶直升机以及其他(动力伞等)。

(3)标准。进一步加强中国农业航空技术标准和规范的制定,包括农用航空飞行器产品设计、生产、制造的技术标准,农用航空飞行器产品质量检测标准与质量管理体系,农业飞行作业操作人员岗位培训与资质认证体系,农业航空作业质量、防治效果评价和环境风险评估标准规范等。

(4)创新。进一步加强中国农业航空关键技术的协同创新研究,如油动发动机、电动机的电池;飞控系统智能控制模式的可靠性、稳定性;防漂移、抗蒸发的助剂;喷施部件和静电喷雾等。

(5)载体。进一步探讨中国农业航空技术的应用载体,如新型经营主体等;打造一批典型的应用模式,如“昌吉”模式等。

(6)应用。进一步加强农业航空技术的推广应用,坚持安全第一、保证质量和提高效益,不断拓展领域。

(7)政策。一是将我国农区上空一定高度设为开放空域,简化审批程序,实行备案制度;二是研究制定支持我国农用飞机和航空植保装备制造产业发展的政策;三是对农用飞机和航空植保装备的购置给予财政补贴;四是对专业化和社会化的农业航空服务组织,在培训服务、融资贷款、经营税收等方面提供优惠政策。

20. 秸秆综合利用

针对我国目前农村秸秆焚烧的问题,重点研究秸秆综合化利用(能源化、肥料化、饲料化、资源化)的机械与设备。

(1)秸秆直接还田。在所有秸秆利用途径中,首选的应是做肥料还田或直接还田。这不仅仅是改良土壤、实现农田可持续发展、保障粮食安全的需要,也是破解秸秆焚烧难题、加强环境与生态建设的需要,应重点研究秸秆还田的有关应用理论和关键技术。

(2)秸秆炭化还田。学界认为生物炭可相当于黑色黄金,试验证明,秸秆炭化还田后对农作物的增产提质效果显著,因此,应重点研究秸秆炭化还田的关键技术与装备。

(3)秸秆饲料化利用。应重点研究秸秆收集、打捆、饲用的关键技术与装备。

21. 农田残膜回收机

针对地膜特别是超薄地膜大量使用带来的回收难、污染重等问题,应重点研究适应不同作物和不同生产条件的农田残膜回收机。

22. 丘陵山地农业机械

针对丘陵山区耕地坡度大、地面高差大、地块小而散的问题,重点研究适应丘陵山地的动力底盘和作业机械。

创新驱动

罗院士指出,要通过创新驱动,坚持四项原则,加强薄弱环节机械化装备和技术的研发、推广与应用。

(1)坚持绿色发展的原则。以资源高效利用、生态环境保护和节能降耗为方向,以精准作业为目标,包括精准耕整、精准施肥、精准种植、精准施药和精准灌溉,积极研究畜禽粪污资源化利用和病死畜禽无害化处理技术。

(2)坚持农机农艺相融合的原则。作物新品种和栽培模式的研究应以适应机械化生产为前提,农机装备应与先进的农艺技术相配套,相辅相成,协同推进。

(3)坚持因地制宜的原则。我国农业生产区域跨度大,品种多,生产模式各异,所以薄弱环节机械化装备技术的研发一定要与当地农情相适应。

(4)坚持适度规模的原则。大国小农是我国的基本国情,适度规模经营是我国农业的重要组织形态,所以要积极研究各种新型经营主体的需求,研发与之相适应的装备和技术。

政策支持

在政策支持方面,罗院士提出了3点建议。

(1)建议国家层面上设立重点专项“薄弱环节农业机械化创新研究”,举全国农机产学研之力,解决共性关键技术问题。

(2)各省(市、区)设立科研专项,重点解决适宜区域和作物的机械化技术与装备。

(3)落实好首台(套)新产品补贴、购机补贴和作业补贴等支持政策,加大薄弱环节装备技术集成示范和推广应用力度。

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