丘陵山地農機發(fā)展方向

導讀：中國的丘陵約有100萬平方公里，占全國總面積的十分之一。山地丘陵引起特殊地形，農機化發(fā)展面臨種種難題，勞動強度大、勞動力短缺以及勞動力成本高三大難題是山地機械化發(fā)展的根本動力。當前，雖然許多山地丘陵地區(qū)仍存在諸多機械化難題，但在技術裝備方面已取得不小成績。重慶市召開2013年全國農機科研院所長會，來自各地的專家對對丘陵山地農機化發(fā)展進行了思考及討論。

　　田塊小、不規(guī)則、坡地多，丘陵山地的地貌特征對其農機化發(fā)展頻頻說“NO”。面對農機化的瓶頸地區(qū)，單純依靠農機部門的力量可謂勢單力薄，農機科研院所、高校及相關企業(yè)的加入使得山地農業(yè)裝備取得創(chuàng)新性進展。當前，許多山地丘陵地區(qū)仍存在諸多機械化難題，但在技術裝備方面已取得不小成績。在6月29日于重慶市召開的2013年全國農機科研院所長會上，來自全國各地科研院所的專家學者紛紛帶來了他們對丘陵山地農機化發(fā)展的思考及其階段性成果，并針對農業(yè)裝備產業(yè)科技進展及丘陵山地農業(yè)裝備技術等多個熱門話題展開討論。

　　話題一：農業(yè)裝備產業(yè)科技進展

　　中國農機院科技發(fā)展部部長楊炳南研究員在報告中提供了這樣一組數據：2012年，農機工業(yè)持續(xù)增長，工業(yè)總產值達到860億歐元，其中巴西、印度、中國等新興市場需求旺盛，帶動貿易額超過400億歐元。其中我國農機企業(yè)共8000余家，規(guī)模以上企業(yè)達1908家，從業(yè)人員35.1萬人，總產值3382億元，利潤達200多億元，現已連續(xù)9年總體增速平均在20%以上，我國現已成為農機制造和使用大國。

　　據楊炳南介紹，目前我國已基本形成復式整地、定位施肥、精量播種、高速栽插、施藥、全價收獲等全產業(yè)鏈技術體系，定位變量作業(yè)智能機械技術已得到初步應用，有效推動了多功能、大型化、智能化等農業(yè)裝備的技術升級。

　　在各個科研機構的共同努力下，我國在農業(yè)裝備產業(yè)科技方面也取得一定進展。如大田作物栽插、精密播種與分離清選技術原理方面；大宗優(yōu)勢農產品成套智能分選與節(jié)能加工技術；農機裝備通用部件數字化功能設計和制造工藝*控制技術；田間作業(yè)智能控制關鍵技術裝備及農業(yè)機器人等智能裝備技術；400馬力級高性能拖拉機動力平臺及配套復式作業(yè)技術裝備；大型聯合收獲技術與裝備；棉花、番茄、甘蔗、花生等經濟作物收獲技術裝備；輕便型、輕簡化農機技術裝備，特別是山地作物聯合收獲機械輕量化技術、山地軌道貨運技術、小型履帶多功能底盤的爬坡與穩(wěn)定性技術等，是技術進步較為突出的領域。

　　在成績之下，所有研發(fā)人員仍不能盲目樂觀。楊炳南指出，目前我國的農機行業(yè)還存在很大空白，從世界范圍看，我國的技術水平還相對較低。如一些的大型機械在國外已運用成熟，而國內尚處于研究階段。全國農機科研院所、高校、企業(yè)仍需攜手并進，繼續(xù)致力于中國農業(yè)裝備技術的創(chuàng)新與發(fā)展。

　　楊炳南建議，各大科研機構下一步應在總結前期問題的基礎上，將發(fā)展方向側重于農機裝備的節(jié)能減排，發(fā)展生態(tài)友好型農業(yè)機械技術；在基礎運用的基礎上，廣泛運用智能化裝備；同時，繼續(xù)研發(fā)林果業(yè)、經濟作物、丘陵山地小型機械關鍵技術裝備，*目前機具的空白部分。

　　話題二：山地果園運輸機械化

　　勞動強度大、勞動力短缺以及勞動力成本高三大難題是山地機械化發(fā)展的根本動力。早在山地果園運輸機械還沒開始廣泛使用時，許多山地果農已開始自行興建果園運輸裝置，如廣東龍門山地橘園果農自建雙軌運輸機、山地砂糖橘園果農自建的簡易運輸裝置等，果農的迫切需求表明山地果園運輸亟需機械化。

　　正如國家柑橘產業(yè)技術體系科學家、華中農業(yè)大學校長鄧秀新院士提出的問題：未來的強壯果農在哪里？要提高水果生產的土地利用率和生產率，*的農藝技術是基礎，但要通過機械化這個載體來實現。實踐證明，發(fā)展山地果園機械化在緩解果農壓力的同時，還可以節(jié)約土地、水、肥和農藥等資源，減少浪費和降低污染，提高水果的品質和市場競爭力，提高果園的防災與抗災能力。據華南農業(yè)大學教授洪添勝介紹：目前，許多科研團隊已打造出新一代強壯果農，如鏈式索道貨運機、鋼絲繩牽引式貨運機、拆裝式貨運機、自走式單軌運輸機、雙向牽引式遙控單軌運輸機、牽引式遙控無軌運輸機等。其中，華南農業(yè)大學團隊試驗示范山地果園貨運機28臺，華中農業(yè)大學團隊試驗示范運輸機29臺。

　　洪添勝在報告中指出，山地果園農機化現階段存在的問題需要各個科研院所引起足夠重視，包括省力化生產機械的產業(yè)化及綜合利用；試驗示范點的經營規(guī)模，經營者和管理者的穩(wěn)定性；試驗示范點的建設、運行、維護與管理模式；使用、操作人員的培訓；省力化生產機械的社會化服務專業(yè)隊伍的建設；新建果園、老果園改造和標準化果園建設中要考慮機械與設施的應用等。

      話題三：丘陵地區(qū)主要糧食作物機械化收獲

　　我國現有機型過大成為困擾丘陵地區(qū)小麥、玉米、水稻三大糧食作物收獲的關鍵問題。河南科技大學教授師清翔提出，丘陵地區(qū)的收獲機械應具備機型小、通過性強、轉彎半徑小、橫向穩(wěn)定性高、作業(yè)性能合格且穩(wěn)定等條件，而改良后的小型收獲機械也存在一些問題。

　　丘陵地區(qū)的小麥聯合收割機械其工作部件多是大機型的小型化，對于高稈小麥，割臺減小后橫向輸送困難，軸流脫粒裝置減小尺寸特別是縮短長度后，脫粒損失控制困難，簡易風選質量低，風篩清選系統(tǒng)縮小后損失增大。師清翔介紹，在河南科技大學主要承擔的國家“十二五”科技支撐計劃課題中，對丘陵山區(qū)主要農作物聯合收獲機械進行了主要工作部件小型化后的有關參數研究，現已成功開發(fā)了與手扶拖拉機配套的谷物聯合收割機及組合便攜式谷物聯合收割機。

　　丘陵地區(qū)的稻田多為小塊地，當地所使用的水稻聯合收獲機與較為成熟的大中機型相比，主要問題是割臺小型化后對水稻高度的適應性差，軸流裝置減小尺寸后脫粒損失過大，多數機子清選系統(tǒng)簡易或無清選系統(tǒng)，使得清選后的籽粒含雜率高，清選損失大。國家“十二五”科技支撐計劃課題也對小型水稻聯合收獲機的主要工作部件結構運動參數進行了研究，現已成功開發(fā)了小型水稻聯合收獲機。

　　對于丘陵地區(qū)的糧食機收來說，zui困難的要屬玉米機收。目前，丘陵地區(qū)的玉米收獲大多由人工完成，大量秸稈堆于田間地頭，使得原本狹窄的機耕道進一步堵塞，無奈只能在秋收后將秸稈焚燒，由此可見，在廣泛種植玉米的丘陵地區(qū)迫切需要玉米聯合收獲機。師清翔認為，玉米聯合收獲機應主要解決如何降低功耗，進而實現機械小型化。在國家“十二五”科技支撐計劃課題中已明確給出了研發(fā)與手扶拖拉機配套的玉米聯合收獲機的任務，現已成功完成了整機開發(fā)工作。

　　話題四：水旱田移栽機械化

　　為提高糧食單產，許多地區(qū)相繼開始使用移栽技術，移栽農藝不僅可以延長生長期，確保糧食成熟和增產，同時還可以解決北方春旱大田旱地作物的發(fā)芽率問題。東北農業(yè)大學教授趙勻就此展開水旱田移栽機械化這個流行話題。

　　據趙勻介紹，在水田移栽機械化方面，國內現已生產等行距插秧機和寬窄行插秧機。在旱田移栽機械化方面，目前國內尚未解決移栽機構的輕簡化問題，作為旱田缽苗移栽技術和裝備的歐盟也存在同樣問題。

　　在研發(fā)過程中，無論是旱田或是水田移栽機都存在許多難點，如研發(fā)時需把軌跡和姿態(tài)轉化為數學形式，再轉化為目標函數，其中缽苗移栽機構優(yōu)化目標多、參數多、耦合性強，傳統(tǒng)的試湊、加權等優(yōu)化方法難以解決。旋轉機構設計難度zui大，日本旋轉式移栽機構設計技術仍然停留在水稻插秧機前插式分插機構上。就現階段的成果來看，歐盟的旱田和日本的水田缽苗移栽機構均用3套機構完成3個動作，結構復雜、成本高、效率低，難以用于大田作業(yè)，其取秧機構的優(yōu)化設計沒有突破桿機構階段。

　　根據當前水旱田移栽機械化存在的問題，趙勻建議政府應對自主創(chuàng)新產品給予優(yōu)惠政策。由于移栽過程是一個系統(tǒng)工程，應盡快建立移栽系統(tǒng)標準，做好標準的培訓，可將標準轉化為多媒體和錄像。目前，日本和韓國的水稻自走底盤已經由機械式轉為液力傳動無級變速，而中國可以走自己的發(fā)展路線，盡快完成機械式自走底盤的聯合攻關。同樣，在設計和工藝上我國也要走自己的技術道路，如可組織大企業(yè)聯合分工開發(fā)模具；通過耐久性和破壞性試驗改進傳統(tǒng)設計；用粉末冶金非圓齒輪替代線切割或鋼鍛等。

　　話題五：稻油輪作機械化

　　稻油輪作機械化生產模式主要是蓄水、水田耕整地、水稻機械化育秧、機械化插秧、機械化植保、機械化收獲、機械化稻田整地、適時油菜播栽、植保、機械化收獲、秸稈粉碎還田機械、機械化干燥這樣一個輪回模式。

　　重慶市農業(yè)科學研究院工程師佘小明在報告中指出：在實際生產中發(fā)現，稻油輪作機械化生產模式其增產增收效果顯著。以重慶地區(qū)為例，稻油一般生產模式的收益約為2000元/畝，改用稻油輪作后可達到3300元/畝。因此，專家推崇南方稻油生產區(qū)，特別是地表蓄水保墑能力差、水利灌溉能力十分薄弱的部分片區(qū)采用稻油輪作生產模式。

　　在當前生產中，稻油輪作出現了時間茬口緊張，機械化作業(yè)水平低，品種、農藝、農機不匹配等難題。佘小明建議，應盡量選擇適宜機械化的遲播早熟品種來解決時間茬口緊的問題。合理運用多種技術解決現有的農機農藝問題，如開發(fā)適合稻油輪作的機械化耕整技術，通過機械化秸稈還田、綠肥種植技術、測土配方施肥技術改善土壤理化性狀，增強土壤宜耕性。同時，研究開發(fā)適應稻油通用的生產機械，降低輪作生產設備成本。

　　由于山區(qū)中沒有大型的曬谷場或大面積空地，收獲后的稻谷和油菜籽大多無法及時干燥，從而導致霉爛，烘干便成為輪作過程中的一個重要環(huán)節(jié)。目前，市場上的烘干機一般價格較高，農民購買力較低，而且目前我國油菜的烘干機械研制較少，因此在實際作業(yè)中，烘干設備的使用并不普遍，重慶農業(yè)科學研究院現已將烘干設備的研發(fā)列為其主要工作。

　　佘小明認為，山地戶均耕地面積小且零碎分散，一味通過農機的小型化、輕量化去適應地理條件易使小型農機具開發(fā)陷入困境，建議政府應鼓勵民間通過市場手段實現土地的碎片化整合，提高單元土地規(guī)模，從而推動稻油輪作機械化模式的發(fā)展。同時，建議政府出臺有效的稻油輪作補貼制度，加速重慶稻油輪作模式的健全和推廣。