曾經(jīng)，我國農(nóng)機(jī)裝備水平與國外相比，相差多少年?

　　以拖拉機(jī)這種代表農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計和制造水平的典型產(chǎn)品來看，1970年美國開始采用拖拉機(jī)動力換擋技術(shù)，我國是2014年;1980年美國生產(chǎn)了250馬力拖拉機(jī)，我國是2015年;美國、法國等早在上個世紀(jì)就已經(jīng)實現(xiàn)了全面機(jī)械化。

　　而今，400馬力無級變速拖拉機(jī)研發(fā)成功，終結(jié)了我國350馬力以上拖拉機(jī)需靠進(jìn)口的歷史。我國的大型青飼料收獲機(jī)、采棉機(jī)等大型高端農(nóng)機(jī)也取得了突破。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部統(tǒng)計，2020年全國農(nóng)作物耕種收機(jī)械化率已達(dá)71%，水稻、小麥等主要糧食作物的機(jī)械化率已超過90%。

　　藏糧于地，更要藏糧于技。“我們應(yīng)同步推進(jìn)全程全面機(jī)械化和農(nóng)機(jī)1.0至農(nóng)機(jī)4.0并行發(fā)展，分步實現(xiàn)國產(chǎn)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的從無到有、從有到全、從全到好、從好到強(qiáng)。”吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院院長于海業(yè)說，這需要政校企多方凝聚，形成合力。

　　農(nóng)機(jī)裝備“短板”在哪兒

　　——大農(nóng)機(jī)差距明顯，小裝備質(zhì)量不足

　　隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移和土地規(guī)模化經(jīng)營，農(nóng)業(yè)機(jī)械化勢在必行。然而，大型高端農(nóng)機(jī)產(chǎn)品供給不足，核心元器件高度依賴進(jìn)口;中小農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)量和質(zhì)量不足，無法滿足多場景應(yīng)用需求。

　　2022年中央一號文件中強(qiáng)調(diào)，要提升農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)應(yīng)用水平，全面梳理短板弱項，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)裝備工程化協(xié)同攻關(guān)。

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院院長宋正河分析，農(nóng)機(jī)行業(yè)里有“一大一小”的說法，“大”指的是大型大馬力高端智能農(nóng)機(jī)裝備，“小”指的是丘陵山區(qū)適用小型機(jī)械。

　　“在大農(nóng)機(jī)方面，我們在材料、工藝、基礎(chǔ)元器件、智能化等方面與國外品牌裝備還存在明顯差距;在小型機(jī)械方面，產(chǎn)品作業(yè)適用性和作業(yè)效率還有待提高，有些區(qū)域還存在無機(jī)可用的局面。”宋正河說。

　　揚州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授張瑞宏用“三多三少”來總結(jié)我國農(nóng)機(jī)現(xiàn)狀：傳統(tǒng)常規(guī)、低端低效機(jī)械多，復(fù)式高效、現(xiàn)代高端機(jī)械少;動力機(jī)械多，配套機(jī)具少;種植業(yè)機(jī)械多，林牧漁加機(jī)械少。而在高效驅(qū)動、高速精準(zhǔn)栽植、精密施肥播種以及智能養(yǎng)殖加工等領(lǐng)域，關(guān)鍵技術(shù)尚未完全突破。

　　“當(dāng)前，農(nóng)機(jī)領(lǐng)域從高校、科研院所到企業(yè)，都在認(rèn)真、深入分析我國農(nóng)機(jī)‘卡脖子’問題。我認(rèn)為主要在4個方面。”于海業(yè)說，在高端智能農(nóng)業(yè)裝備與技術(shù)方面，主要是高效大馬力動力換擋和無級變速拖拉機(jī)及關(guān)鍵技術(shù);在核心零部件方面，還存在研發(fā)和可靠性提升問題;在農(nóng)業(yè)智能傳感器方面，還存在集成化程度不高、核心元器件嚴(yán)重依賴進(jìn)口;在智能化軟件設(shè)計方面，因農(nóng)機(jī)產(chǎn)品種類、品種多，還需要通過一些基礎(chǔ)性、技術(shù)性研究來獲得和積累一些參數(shù)及模型。

　　在江蘇大學(xué)農(nóng)業(yè)工程學(xué)院副院長徐立章看來，農(nóng)機(jī)領(lǐng)域相較于被國外“卡脖子”的難題，我國更多的是存在“短板”問題。“我國幅員遼闊，各地土壤氣候差異大，農(nóng)作物品種多，農(nóng)機(jī)需求差異大，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合不夠是突出短板。”在大馬力機(jī)械方面，我們已經(jīng)能生產(chǎn)出400馬力的拖拉機(jī)，但市場容量有限;而針對小田塊、坡地、山地等作業(yè)場景及茶葉等經(jīng)濟(jì)作物的農(nóng)機(jī)裝備“無機(jī)可用、無好機(jī)用”現(xiàn)象仍非常突出。

　　分析原因，于海業(yè)認(rèn)為，長期以來，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究基礎(chǔ)薄弱，農(nóng)機(jī)科研基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累不夠，土壤、生物和機(jī)器相互作用研究不足，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺乏系統(tǒng)理論指導(dǎo);農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合不夠緊密;多數(shù)企業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng);農(nóng)機(jī)創(chuàng)新型人才不足等是重要制約因素。

　　農(nóng)機(jī)1.0至4.0并行發(fā)展從哪兒發(fā)力

　　——因地制宜，打造政校企“創(chuàng)新聯(lián)合體”

　　當(dāng)前，我國農(nóng)機(jī)裝備有3000余種，覆蓋了主要農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物。其中，小麥、水稻等主要糧食作物已實現(xiàn)了90%的機(jī)械化率，玉米近50%的機(jī)械化率，而特色經(jīng)濟(jì)作物如雜糧、甘蔗、柑橘等機(jī)械化程度較低，部分高山蔬菜作物等還存在著“無機(jī)可用”的問題。

　　當(dāng)前，我國農(nóng)機(jī)領(lǐng)域現(xiàn)狀是從1.0到4.0并行發(fā)展——農(nóng)機(jī)1.0是從無到有階段，特點是機(jī)器代替人力和畜力;農(nóng)機(jī)2.0是從有到全階段，特點是全程全面機(jī)械化;農(nóng)機(jī)3.0是從全到好階段，特點是用信息技術(shù)提升農(nóng)機(jī)化水平;農(nóng)機(jī)4.0是從好到強(qiáng)階段，特點是自動化、智能化。近年來，高校在這些領(lǐng)域都有一定的探索和作為。

　　聚焦高端智能農(nóng)機(jī)，于海業(yè)介紹，吉林大學(xué)以仿生工程為特色，在部分核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件和農(nóng)業(yè)智能傳感器等方面取得了突破。

　　“針對農(nóng)作物病害、收獲期火災(zāi)等信息探測難題，發(fā)現(xiàn)了典型生物體表感知機(jī)理，發(fā)明了微振信號仿生超敏傳感、精準(zhǔn)識別、快速定位等感知關(guān)鍵技術(shù)，并研發(fā)出了感知器件。針對玉米等主糧作物研制了國際先進(jìn)的東北玉米全價值仿生收獲關(guān)鍵技術(shù)與裝備。在關(guān)鍵零部件方面，開展仿生防粘、減阻、耐磨及防腐等前沿技術(shù)研究，開發(fā)了多元耦合減阻與耐磨新技術(shù)，助力農(nóng)業(yè)裝備延壽增效。”于海業(yè)說。

　　稻麥種植工序煩瑣，大型機(jī)械多次進(jìn)出，容易造成土壤板結(jié)。對此，揚州大學(xué)聚焦智能農(nóng)機(jī)裝備的研發(fā)和應(yīng)用，針對黃淮海平原稻麥種植主產(chǎn)區(qū)的需求，研發(fā)出了稻麥種植九工序智能化精準(zhǔn)耕播機(jī)，以北斗導(dǎo)航定位，施種肥、旋耕滅茬等九道工序一次完成，出苗率提高10%—20%，單位面積增產(chǎn)5%—10%，目前已在江蘇、山東和新疆等地的多個大型農(nóng)場示范應(yīng)用。

　　“農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是提高農(nóng)機(jī)適應(yīng)性和農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的關(guān)鍵，也是我們學(xué)校最大的亮點。”張瑞宏說，近年來，學(xué)校在農(nóng)機(jī)無人駕駛、精準(zhǔn)耕播、裝備集成等方面開展“卡脖子”核心技術(shù)攻關(guān)，以提升農(nóng)機(jī)農(nóng)藝契合度，切實提高農(nóng)機(jī)裝備的核心競爭力。

　　針對普通水稻聯(lián)合收獲機(jī)收割頭季再生稻碾壓率高達(dá)50%以上，嚴(yán)重影響再生季產(chǎn)量等難題，江蘇大學(xué)收獲裝備研究院團(tuán)隊聯(lián)合江蘇沃得農(nóng)業(yè)機(jī)械股份有限公司研制了低碾壓再生稻聯(lián)合收獲機(jī)，精準(zhǔn)識別收獲穗頭，保證留樁切割高度，碾壓率減少50%，再生季產(chǎn)量提高20%以上，獲得了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和種植大戶的認(rèn)可。

　　不同的地形地貌及環(huán)境對農(nóng)機(jī)的需求差異較大，宋正河認(rèn)為，“應(yīng)從糧食安全大局出發(fā)，全面挖掘全國各區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力，系統(tǒng)布局農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，打出‘組合拳’”。

　　“我們設(shè)有中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展研究中心，長期從事農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略以及全國不同地區(qū)的農(nóng)機(jī)化需求、布局和發(fā)展研究，為區(qū)域農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展和生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)制造提供研究支撐。”宋正河說，在東北黑土地，以保護(hù)性耕作技術(shù)與機(jī)具推廣和大型農(nóng)機(jī)裝備智能化作業(yè)為重點，圍繞黃淮海小麥玉米主產(chǎn)區(qū)，重在打造現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。圍繞南方丘陵山區(qū)，打造丘陵山地專用農(nóng)機(jī)裝備及全程機(jī)械化生產(chǎn)體系。助力畜牧業(yè)發(fā)展，草業(yè)機(jī)械裝備、養(yǎng)殖裝備等也有一批科研人員作出了積極的努力和貢獻(xiàn)。

　　“裝備只有產(chǎn)業(yè)化才能發(fā)揮作用，尤其是農(nóng)機(jī)裝備科技創(chuàng)新與產(chǎn)品研發(fā)，一定要與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。”宋正河說，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院致力于將農(nóng)民從繁重的農(nóng)業(yè)勞動中解放出來，70年來，在農(nóng)機(jī)裝備及相關(guān)領(lǐng)域，主要圍繞關(guān)鍵基礎(chǔ)共性技術(shù)研究、新產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展研究3個層面開展;對標(biāo)不同應(yīng)用領(lǐng)域，農(nóng)大除了承擔(dān)部委科技研發(fā)任務(wù)外，還主動跟地方政府對接，與行業(yè)企業(yè)對接，與地方農(nóng)業(yè)院校合作，打造“創(chuàng)新聯(lián)合體”，以凝聚各方力量，發(fā)揮各自優(yōu)勢。

　　如何助力我國農(nóng)機(jī)裝備取得突破性進(jìn)展

　　——引導(dǎo)科研人員圍繞行業(yè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新

　　當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)勞動力減少速度快、幅度大，農(nóng)業(yè)搶種搶收、應(yīng)對極端氣候變化等，機(jī)械效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人工。考慮綜合效益，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是必由之路。

　　“經(jīng)歷長期特別是近20年的聚力發(fā)展與不斷努力，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備與發(fā)達(dá)國家相比，差距在不斷縮小，但整體科技含量相對較低。”宋正河說，對標(biāo)國家重大戰(zhàn)略，從體制機(jī)制的角度，需系統(tǒng)改革科技評價機(jī)制和績效評價考核，引導(dǎo)鼓勵教師在實驗室內(nèi)開展研究的基礎(chǔ)上，更多教師特別是青年教師帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)企業(yè)、走進(jìn)田間地頭，推動研究與行業(yè)、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)對接。

　　“高校的農(nóng)業(yè)工程學(xué)科是面向行業(yè)的應(yīng)用學(xué)科，必須關(guān)注行業(yè)發(fā)展，重點在于要從機(jī)具作業(yè)場景的需求特點出發(fā)，凝練共性關(guān)鍵技術(shù)，做好應(yīng)用基礎(chǔ)研究。”徐立章說，江蘇大學(xué)是為農(nóng)機(jī)而生的高校，長期重視跟行業(yè)企業(yè)緊密合作，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化，解決實際生產(chǎn)問題。此外，還要下功夫培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)人才，也是高校的首要任務(wù)，使學(xué)生真正投入到農(nóng)機(jī)領(lǐng)域的創(chuàng)新中去，為行業(yè)發(fā)展提供人才保障。

　　在張瑞宏看來，農(nóng)機(jī)學(xué)科是應(yīng)用學(xué)科，農(nóng)機(jī)學(xué)科的評價在于“成套農(nóng)機(jī)要能種出有效益的田，設(shè)計的農(nóng)機(jī)能不能為壯苗齊苗服務(wù)，能不能為省工省本服務(wù)，能不能為既減肥減藥又不減糧食產(chǎn)量服務(wù)”。

　　“高校應(yīng)在集成創(chuàng)新上做大投入，以集成創(chuàng)新帶動關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新。”張瑞宏說，高度的集成創(chuàng)新必然涉及多個學(xué)科，多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)才能辦成大事，要充分信任首席科學(xué)家，發(fā)揮他們的主觀能動性。學(xué)校要和農(nóng)機(jī)企業(yè)、農(nóng)場聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)。學(xué)校的博士們要多往農(nóng)村跑，學(xué)校的教師要多去企業(yè)，才能真正研發(fā)出支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的農(nóng)機(jī)裝備。

　　“我們面臨的很多‘卡脖子’技術(shù)問題，歸根結(jié)底是基礎(chǔ)理論研究沒有跟上。”于海業(yè)說，大學(xué)是一個國家基礎(chǔ)研究的主力軍，要按照習(xí)近平總書記的重要指示精神，結(jié)合破“五唯”、建立新的人才評價體系，以鼓勵科研人員能坐住“冷板凳”，潛心基礎(chǔ)理論研究，撬動全局創(chuàng)新。同時，要以國家需求為導(dǎo)向，建設(shè)一支體現(xiàn)國家意志、服務(wù)國家需求、代表國家水平的戰(zhàn)略科技力量。要充分發(fā)揮高校各類科研平臺、國家科技項目的支持作用，學(xué)科交叉、協(xié)同作戰(zhàn)，盡快突破關(guān)鍵核心技術(shù);從涉農(nóng)人才培養(yǎng)來說，還要從國家層面上加大宣傳力度，打破“面朝黃土背朝天”的刻板印象，認(rèn)識現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的魅力;面向新工科、新農(nóng)科專業(yè)建設(shè)，需持續(xù)升級改造農(nóng)機(jī)專業(yè)及農(nóng)機(jī)學(xué)科，培養(yǎng)知農(nóng)、強(qiáng)農(nóng)、興農(nóng)的創(chuàng)新型人才。

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