11月29日，由中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會農(nóng)業(yè)機械化分會和農(nóng)機360網(wǎng)共同主辦的2015中國農(nóng)業(yè)機械化論壇在北京雁棲湖APEC會址成功舉行。本屆論壇主題為“互聯(lián)網(wǎng)+與機械化農(nóng)業(yè)”，目的是調(diào)動行業(yè)思考、改變行業(yè)思維、鼓勵行業(yè)思變，為我國農(nóng)業(yè)機械化創(chuàng)新發(fā)展融入新動力。本次論壇，向行業(yè)闡述了“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”在農(nóng)業(yè)機械化全過程中的融入和促進作用，探討了中國農(nóng)業(yè)機械化如何借助“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”實現(xiàn)跨越式發(fā)展，從思想體系、方法論證、發(fā)展模型、實踐經(jīng)驗、未來策略等方面，向論壇與會嘉賓闡釋了“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”是一個即將深度鏈合農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的方向。
中國工程院院士陳學(xué)庚應(yīng)邀為論壇做主題演講。陳學(xué)庚院士從以下三方面對我國主要經(jīng)濟作物生產(chǎn)機械化的發(fā)展與展望進行了介紹。
一、主要經(jīng)濟作物機械化發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)濟作物是指具有某種特定經(jīng)濟用途的農(nóng)作物，我國經(jīng)濟作物自20世紀(jì)80年代以來取得了全面發(fā)展，多種經(jīng)濟作物種植面積、年產(chǎn)量以及出口量均居世界前列。2013年，我國經(jīng)濟作物種植面積約占農(nóng)作物總面積的25.4%，其中茶葉種植面積達(dá)到257.9萬公頃，年產(chǎn)量189萬噸，均為世界第一。
1、我國主要經(jīng)濟作物機械化發(fā)展概述
我國經(jīng)濟作物生產(chǎn)一直沿襲傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)方式，生產(chǎn)規(guī)模小、分布零散，品種性能差異大，整體機械化水平較低且發(fā)展不平衡。除了部分地區(qū)的部分作物在耕整地、植保和灌溉環(huán)節(jié)可以使用通用機械作業(yè)外，其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)，特別是勞動強度較大的播種、收獲兩大主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大部分地區(qū)基本以人工作業(yè)為主，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求相差甚遠(yuǎn)，造成主要經(jīng)濟作物生產(chǎn)成本居高不下，影響了農(nóng)民種植的積極性。
2、糖料作物機械化發(fā)展現(xiàn)狀
糖料作物在我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中占有重要地位，其產(chǎn)量、產(chǎn)值僅次于糧食、茶葉、油料和棉花。目前，我國已成為居巴西、印度之后的世界第三大食糖生產(chǎn)國。我國糖料作物主要包括甘蔗和甜菜，但種植模式不一、生產(chǎn)機械化水平低、制糖工藝落后，自主生產(chǎn)食糖糖價偏高，約為5600元/噸，而進口食糖約為4500元/噸。
1979年，澳大利亞已采用甘蔗收獲機械作業(yè)；2005年，巴西80%的甘蔗由機械收獲，古巴甘蔗機收率已達(dá)70%以上；近年，美國、澳大利亞等國家的甘蔗生產(chǎn)已實現(xiàn)全程機械化。種植方面，多為大型切段式甘蔗種植機，每天種植甘蔗約為2-3公頃；收獲環(huán)節(jié)，主要以大功率、全液壓自主切段式聯(lián)合收割機為主，每小時生產(chǎn)率可達(dá)40-50噸。
我國甘蔗機械化水平低，甘蔗種植成本約為每噸150-200元，收獲成本80-100元/噸，高出世界平均水平的30%，嚴(yán)重阻礙了甘蔗生產(chǎn)經(jīng)濟效益的增加。我國甘蔗生產(chǎn)規(guī)模較小，戶均種植面積不足10畝，且不少甘蔗種植在干旱、瘠薄的“望天田”、坡地、生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施差的地方，大型農(nóng)機具難以作業(yè)，小型機具發(fā)展不成熟，機械化程度較低。除部分甘蔗機械化生產(chǎn)示范區(qū)，大多數(shù)甘蔗種植區(qū)蔗地深耕機械化水平不足20%。
制約我國甘蔗機械化發(fā)展的主要因素在收獲環(huán)節(jié)。我國主要收獲方式如下：整稈式收獲、切段式收獲。每小時能收獲40-50噸，但甘蔗后續(xù)加工能力不足，制糖工藝落后。
3、飲料作物機械化發(fā)展現(xiàn)狀
我國是世界上茶葉產(chǎn)量第一大國，茶葉出口第二大國，茶葉生產(chǎn)機械化主要包括茶園管理機械化和茶葉加工機械化兩部分。日本已實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)全過程機械化，臺灣地區(qū)烏龍茶的加工技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。我國茶園機械起步晚，機械化程度不高，當(dāng)前茶園機械化相關(guān)研究也主要集中在茶葉采摘和修剪方面，且其主要工作部件仍依靠國外廠家生產(chǎn)。
4、纖維作物機械化發(fā)展現(xiàn)狀
纖維作物主要為棉、麻。棉花是我國的第二大經(jīng)濟作物，2013年棉花種植面積約為434.6萬公頃，年產(chǎn)值約983億元。我國棉花種植中，機耕水平約為94.9%，機播水平65.6%，機收水平很低。
5、油料作物機械化發(fā)展現(xiàn)狀
油料作物主要有油菜、大豆、花生等。我國油菜種植面積和產(chǎn)量居世界首位，占世界油菜種植面積的1/4，年產(chǎn)量約1400萬噸。我國油菜整體生產(chǎn)機械化程度較低，多數(shù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)依賴人工操作，費工費時，勞動強度大，耕種收機械化水平只有39.2%，其中機械化收獲水平僅達(dá)到20.3%。
我國主要經(jīng)濟作物機械化發(fā)展中存在的問題
我國主要經(jīng)濟作物生產(chǎn)機械化雖然有一定發(fā)展，但與糧食作物相比，機械化程度低，農(nóng)戶對經(jīng)濟作物生產(chǎn)機械化的重要性缺乏足夠認(rèn)識。與發(fā)達(dá)國家相比，我國經(jīng)濟作物機械制造總體發(fā)展水平相對落后，在研發(fā)能力、制造水平、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率等方面尚有較大差距。我國多數(shù)經(jīng)濟作物仍為小規(guī)模種植，農(nóng)機農(nóng)藝融合不夠，為實現(xiàn)高產(chǎn)而忽略了作物對機械化作業(yè)的適應(yīng)性，在作物生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的機械化水平中，如馬鈴薯、甘蔗的機播，甘蔗、油菜、茶葉的機收，發(fā)展緩慢制約了經(jīng)濟作物全程機械化的推行。我國經(jīng)濟作物農(nóng)機裝備信息收集、智能決策和精準(zhǔn)作業(yè)能力較差，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化程度不高，農(nóng)業(yè)機械與互聯(lián)網(wǎng)融合亟待提高。
二、我國棉花生產(chǎn)全程機械化應(yīng)用
農(nóng)機與農(nóng)藝融合成功案例簡介
新疆兵團棉花生產(chǎn)全程機械化技術(shù)體系的建立，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)機與農(nóng)藝融合的成功案例。棉花是新疆兵團的支柱產(chǎn)業(yè)，上世紀(jì)末，針對棉花生產(chǎn)效率低、勞動力短缺、人均管理定額低、棉花種植成本高的難題，兵團提出：農(nóng)機農(nóng)藝高度融合，解決棉花生產(chǎn)全程機械化問題。
棉花生產(chǎn)全程機械化是新疆眾多科技工作者努力奮斗的目標(biāo)，新疆已成為國內(nèi)最重要的棉花生產(chǎn)基地，2012年新疆棉花總產(chǎn)量已占到全國的51.7%。2009-2013年五年間，新疆兵團在年均面積超出澳大利亞200余萬畝狀態(tài)下，棉花平均單產(chǎn)達(dá)到161kg，比全國平均單產(chǎn)高73.77kg，高出澳大利亞31.31kg，是美國的2.66倍。
總體路線：
以機械裝備研究為攻關(guān)目標(biāo)，攻克種子處理、精量播種、脫葉催熟、機械收獲、儲運加工等技術(shù)裝備瓶頸，快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。以機械化采收為主線，集成高產(chǎn)栽培技術(shù)、田管配套等，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。
技術(shù)實施路線：農(nóng)機農(nóng)藝相結(jié)合是主線，在不犧牲棉花產(chǎn)量，實現(xiàn)棉花生產(chǎn)全程機械化條件下，研究成功符合“矮、密、旱、膜”高產(chǎn)栽培農(nóng)藝要求，符合機械采收的種植新要求。為解決棉花莖稈切碎還田問題，研究開發(fā)出系列莖稈切碎還田機，實現(xiàn)了大規(guī)模的推廣應(yīng)用，棉花莖稈切碎還田率超過90%。為解決棉花寬膜覆蓋淺播難題，根據(jù)不同馬力段拖拉機的配套需求，研究開發(fā)了播種前種床整備聯(lián)合整地系列產(chǎn)品。為解決棉花膜下滴灌精細(xì)播種問題，研究開發(fā)了系列膜下滴灌精密播種機，一次作業(yè)完成8道作業(yè)程序。在棉花機具推廣的同時，拓展了膜下滴灌精量播種技術(shù)的應(yīng)用范圍，成功開發(fā)出玉米、番茄等作物的滴灌精量播種機。滴灌節(jié)水裝備的研發(fā)是棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)體系建設(shè)中的重大創(chuàng)新。滴灌節(jié)水技術(shù)是以色列人發(fā)明的，主要用于種植高附加值的經(jīng)濟作物，器材的價格昂貴，在中國無法大面積使用。
針對采棉頭關(guān)鍵部件制造技術(shù)進行研究和攻關(guān)，研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水平摘錠式、梳齒式采棉機，打破了國外技術(shù)壟斷，為進一步降低采收成本提供了重大技術(shù)裝備。針對機采籽棉田間安全儲運難題：引進、消化、吸收再創(chuàng)新，研究開發(fā)成功打棉膜機、棉膜專用運輸車、開模、堆垛等機械，快速實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，解決了安全儲運問題。采棉機作業(yè)效率度得到大幅提升。
三、我國主要經(jīng)濟作物機械化發(fā)展趨勢
第一，著力提升我國經(jīng)濟作物農(nóng)機裝備研究與制造能力。我國經(jīng)濟作物產(chǎn)值逐年增加，但機械化水平相比發(fā)達(dá)國家仍有一定差距，各級政府和農(nóng)機部門應(yīng)把發(fā)展經(jīng)濟作物機械化提高到戰(zhàn)略高度，配合《中國制造2025》中提出的“農(nóng)機裝備以滿足大宗糧食和戰(zhàn)略性經(jīng)濟作物生產(chǎn)過程所需要的先進農(nóng)機裝備為發(fā)展重點”，加快大型復(fù)式作業(yè)機具及高效聯(lián)合收獲機等高端農(nóng)業(yè)裝備及關(guān)鍵零部件的研究，重點推進我國農(nóng)機企業(yè)從生產(chǎn)低端、中小型機具向生產(chǎn)高端、大型智能化農(nóng)機裝備轉(zhuǎn)變。
第二，土地整理是實現(xiàn)經(jīng)濟作物全程機械化的基礎(chǔ)。農(nóng)業(yè)機械化的根是土地，土地整理是我國全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化最重要的環(huán)節(jié)，必須加強高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)，積極推動土地整理，促進農(nóng)村土地經(jīng)營權(quán)有序流轉(zhuǎn)，發(fā)展經(jīng)濟作物適度規(guī)模連片種植，為規(guī)?；霓r(nóng)機作業(yè)服務(wù)創(chuàng)造條件。
據(jù)實地調(diào)研和文獻(xiàn)資料顯示，在實現(xiàn)田間全程機械化生產(chǎn)的情況下，美國、英國農(nóng)田作業(yè)畝均動力配置為0.05kW，當(dāng)中國農(nóng)作物耕種收綜合機械化水平達(dá)到90%以上，相當(dāng)于現(xiàn)在歐美、日韓等全程機械化水平時，畝均動力約需達(dá)到0.58KW遠(yuǎn)高于英美和日韓。
日本、韓國和我國臺灣50年代土地狀況和我們差不多，經(jīng)過30-40年長期整理，小塊并大塊，精心平整，培肥地力，適合農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)要求，這個過程是無法回避的，應(yīng)引起高度重視。
第三，農(nóng)藝、農(nóng)機與后續(xù)加工須高度融合。受自然環(huán)境、農(nóng)民種植習(xí)慣等影響，我國各地的農(nóng)業(yè)種植品種多樣、種植模式各異、收獲要求不一，直接影響了大型農(nóng)業(yè)機械的使用。同時，經(jīng)濟作物后續(xù)加工能力不配套，嚴(yán)重影響了收獲后作物的品質(zhì)，制約著我國經(jīng)濟作物的市場競爭力。如甘蔗在分段式收獲后若不能及時進行制糖加工，糖分損失嚴(yán)重。
農(nóng)機、農(nóng)藝后續(xù)加工高度融合，應(yīng)該制定科學(xué)合理、相互適應(yīng)的農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)和機械作業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，需將機械適應(yīng)性作為科研育種、栽培模式推廣的重要指標(biāo)。
第四，加強我國經(jīng)濟作物農(nóng)業(yè)機械化瓶頸攻堅克難。隨著時間推移，大力發(fā)展南方丘陵山區(qū)農(nóng)機化及特種產(chǎn)品加工機械化將成為行業(yè)內(nèi)外的共識。茶葉產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已達(dá)到萬億，但種植和加工機械化程度非常低，是攻堅克難的主要目標(biāo)。隨著農(nóng)村土地合理流轉(zhuǎn)和城鎮(zhèn)化進程加快，為丘陵山區(qū)機械化發(fā)展提供了廣闊空間，農(nóng)民對農(nóng)機作業(yè)的需求會越來越迫切，發(fā)展丘陵山區(qū)機械化成為現(xiàn)實選擇。
第五，堅持創(chuàng)新驅(qū)動，加快智能化、自動化與農(nóng)業(yè)裝備的融合。我國2013年農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)總值已達(dá)世界第一，農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)逐步從“中國制造”邁向“中國智造”。重點研制智能化復(fù)合作業(yè)機具、高效聯(lián)合收獲機械，突破關(guān)鍵零部件電控技術(shù)、液壓驅(qū)動的可靠性，實現(xiàn)動植物對象識別與監(jiān)控系統(tǒng)的自動化。高新技術(shù)廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟作物生產(chǎn)中，特別是種植于山地、丘陵的作物，如柑橘、茶園、高桿作物，利用無人機進行病蟲害的防控是最佳選擇。
陳學(xué)庚院士最后表示，必須大力推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械裝備制造業(yè)結(jié)合，創(chuàng)造出具有信息獲取、智能決策和精準(zhǔn)作業(yè)能力的新一代農(nóng)機裝備。
