全程機械化中農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合現(xiàn)狀及迫切性分析

張義勝

摘 要：中央高度重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，2016年中央一號文件將全程機械化納入了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的一項重點內(nèi)容；農(nóng)機農(nóng)藝的結(jié)合，是加快農(nóng)業(yè)全程機械化的關(guān)鍵，是實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的重要途徑；介紹了我國農(nóng)業(yè)機械化水平及農(nóng)業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀，分析了我國農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合現(xiàn)狀，回顧了國內(nèi)外農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合歷程。從政府政策要求、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量要求、改善環(huán)境質(zhì)量需求三個方面指出了農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的重要性及迫切性。就農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的推動力、發(fā)展途徑做了分析。

關(guān)鍵詞：農(nóng)機；農(nóng)藝；農(nóng)作物；機械化

中圖分類號：F323.3 文獻標(biāo)識碼：A

Abstract： the central government attaches great importance to the development of modern agriculture， 2016 will be the central document full mechanization into an important content in the construction of modern agriculture； combining agricultural machinery and agronomy， is the key to speeding up agricultural mechanization， is an important way to realize the rapid development of modern agriculture in China was introduced； the level of agricultural mechanization and agricultural technical status quo， analysis of Chinese agricultural agronomic combined with the status quo， reviews the process of combining agricultural machinery and agronomy. This paper points out the importance and urgency of the combination of agricultural machinery and agriculture from three aspects of government policy， ensuring the quality of agricultural products and improving the quality of environment. This paper analyzes the driving force and development path of agricultural mechanization.

Keywords： agricultural machinery； agronomy； crop； mechanization.

0 引言

2016年我國農(nóng)機總動力達11.44億 kW，主要農(nóng)作物耕種收綜合機械化水平達66%[1]，農(nóng)業(yè)機械化水平進一步提高。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)機技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用越來越重要，農(nóng)機與農(nóng)藝發(fā)展脫節(jié)會導(dǎo)致許多先進的科研技術(shù)在實際生產(chǎn)中難以大面積推廣，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)化。加強農(nóng)機農(nóng)藝之間的聯(lián)系，是加快農(nóng)業(yè)全程機械化的關(guān)鍵，是實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的重要途徑[2-3]。

近十年來，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得到高度重視，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展要實現(xiàn)設(shè)施化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化，離不開農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平的協(xié)同提高。一些節(jié)能環(huán)保的裝備和技術(shù)如深松整地、保護性耕作、節(jié)水灌溉、精準(zhǔn)施藥、配方定位施肥、秸稈還田收貯等機械化技術(shù)的發(fā)展，加速先進農(nóng)藝技術(shù)的推廣，推動節(jié)約型農(nóng)業(yè)發(fā)展[4]。2016年中央一號文件將全程機械化納入了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的一項重點內(nèi)容，強調(diào)要“提升主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機械化水平”，農(nóng)業(yè)部定位水稻、玉米、小麥、馬鈴薯、棉花、油菜、花生、大豆、甘蔗等9大作物分別設(shè)立專家組，針對耕整地、種植、植保、收獲、烘干、秸稈處理等6個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，細化全程機械化的關(guān)鍵問題和薄弱環(huán)節(jié)。因地制宜地實現(xiàn)農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合，協(xié)調(diào)農(nóng)機農(nóng)藝發(fā)展創(chuàng)新，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一[5-7]。

1 我國農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合現(xiàn)狀

農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合初期，農(nóng)藝占重要地位，農(nóng)機只能不斷改進功能以適應(yīng)農(nóng)藝要求；隨著農(nóng)業(yè)機械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作用愈加明顯，根據(jù)農(nóng)機的要求改進農(nóng)藝；現(xiàn)階段現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求創(chuàng)新地結(jié)合農(nóng)機農(nóng)藝，協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)使之工業(yè)化發(fā)展[8]。農(nóng)業(yè)機械化進入高級階段后，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合效益角度看，農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合能加快規(guī)模化生產(chǎn)推廣。全程機械化中，需進一步發(fā)展農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合。

農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合不夠緊密，是制約農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要因素之一。傳統(tǒng)農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合，廣泛研制的農(nóng)業(yè)機械主要是種植機械和聯(lián)合收獲機械，如插秧機、直播機、稻麥聯(lián)合收獲機。部分農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)節(jié)的農(nóng)藝技術(shù)影響農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合，例如水稻的低成本規(guī)模化育秧技術(shù)發(fā)展，制約機械插秧技術(shù)發(fā)展；玉米的種植和收獲技術(shù)差別，影響農(nóng)機作業(yè)的規(guī)范化；油菜、甘蔗、棉花機械化收獲比例不高，馬鈴薯、花生等根莖類機械化還處在科研與示范階段[9]。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合新發(fā)展出現(xiàn)設(shè)施栽培、設(shè)施養(yǎng)殖的配套機械，也存在缺乏統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、同一功能農(nóng)機不同型號產(chǎn)品之間規(guī)格千差萬別的問題。

我國農(nóng)作物品種豐富，不同品種栽培方式、耕作制度之間有明顯的區(qū)域性差異；這要求農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合不僅需要考慮統(tǒng)一規(guī)范化以便于推廣，還需要結(jié)合優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品的實際情況，因地制宜。耕整地作業(yè)是農(nóng)作物生產(chǎn)的主要作業(yè)環(huán)節(jié)之一，這一過程機械化程度較高，各類旋耕機、起壟機、開溝機等耕整地機具發(fā)展已經(jīng)比較完善，機械化作業(yè)已經(jīng)達到農(nóng)藝上精耕細作的標(biāo)準(zhǔn)[10]。像玉米等機械化作業(yè)基礎(chǔ)較好的主要作物，在全程機械化中可以更注重要求農(nóng)機產(chǎn)品規(guī)范化；像葉菜類蔬菜和蘋果、葡萄等地域性栽培水果，目前收獲機械化水平還比較低、小型多功能收獲機具還比較少，全程機械化首先要研制配套的新型農(nóng)機產(chǎn)品[11]。甘蔗等收獲中人工體力勞動繁重，通過機械化采收能提高勞動生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本；為實現(xiàn)甘蔗機械收獲，需要農(nóng)藝配套關(guān)鍵技術(shù)改進，通過農(nóng)機農(nóng)藝相結(jié)合的甘蔗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范，實現(xiàn)定量化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化生產(chǎn)[12]。

2 國內(nèi)外農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合歷程

美國是典型人少地多、勞動力短缺的國家，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點是區(qū)域化、專業(yè)化，采用機械化大規(guī)模集中生產(chǎn)，單一的種植制度便于控制統(tǒng)一機械化作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)機多為大型機械，農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合問題的解決，主要是配合農(nóng)機要求改進農(nóng)藝技術(shù)。1977年美國的大豆收獲機械化過程中，聯(lián)合收割機傳統(tǒng)型收割臺割茬高、損失率大，一方面改進橫向螺旋輸送器的結(jié)構(gòu)，一方面改進播種行距、選育抗倒伏品種[13]。

日本是人多地少且資源短缺，日本在水稻生產(chǎn)方面的全程機械化發(fā)展非常好。以水稻為例，日本農(nóng)林廳采用工廠化育秧聯(lián)合帶土小苗插秧機研制，1970年日本的水稻插秧機械化程度僅為3%，到1977年，日本的水稻機械化插秧程度達到89.4%。科技發(fā)展在農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合問題的解決中起到了重要作用。1986年日本成立“農(nóng)業(yè)生研機構(gòu)”，1993年該機構(gòu)聯(lián)合相關(guān)社團和企業(yè)成立“新農(nóng)業(yè)機械實用化推進株式會社”，2003年又整合了產(chǎn)、學(xué)、研等多方面相關(guān)力量，改編成“農(nóng)業(yè)生研技術(shù)中心”，以此為平臺加快了農(nóng)機與農(nóng)藝一體化技術(shù)研發(fā)與推廣進程[14]。

由于作業(yè)成本等問題，中國的水稻生產(chǎn)機械化系統(tǒng)不能完全按照日本水稻生產(chǎn)機械化系統(tǒng)。水稻種植機械化是中國作物機械化生產(chǎn)的難點，專業(yè)化培育標(biāo)準(zhǔn)化秧苗與機械精確移栽，并配套穩(wěn)定高產(chǎn)高效農(nóng)藝，應(yīng)是中國多數(shù)稻區(qū)栽培機械化的基本方向[15-16]。

3 農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的迫切性

在全程機械化中，需要改進許多農(nóng)藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)，研制許多新型農(nóng)機產(chǎn)品。機械化水平的提高，迫切需要農(nóng)機農(nóng)藝的緊密結(jié)合。

3.1 政府政策要求

以山東省為例，《山東省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016-2020年）》中明確提出選育適應(yīng)機械化作業(yè)的棉花品種，推廣輕簡化植棉技術(shù)；建設(shè)一批花生種植全程機械化、標(biāo)準(zhǔn)化基地；推廣果樹現(xiàn)代集約栽培模式及配套技術(shù)，提高水果產(chǎn)業(yè)質(zhì)量檔次。研制與農(nóng)藝發(fā)展相適應(yīng)的各類新型農(nóng)機是農(nóng)業(yè)機械化水平提高的發(fā)展方向之一。例如，在山區(qū)丘陵地帶，適合區(qū)域特色農(nóng)作物使用的輕型機械；配套成熟種植方式的全過程機械化；低碳、節(jié)約型的農(nóng)機改進。

3.2 保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量要求

農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較低時，農(nóng)作物產(chǎn)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要要求；隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展、生活水平日益提高，人們更加看重高效生產(chǎn)、食品質(zhì)量安全。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的勞動生產(chǎn)率、土地產(chǎn)出率、資源利用率以及食品品質(zhì)穩(wěn)定性都存在很多局限性，農(nóng)機化水平的提高不是單純降低勞動強度，而是綜合提升農(nóng)產(chǎn)品附加科技創(chuàng)新水平，解決一些傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式無法改變的問題。例如，傳統(tǒng)蔬菜種植的自育自用育苗方式逐漸被工廠化設(shè)施育苗取代，工廠化設(shè)施育苗節(jié)約資源、優(yōu)質(zhì)高效、便于管理，有效地降低農(nóng)藥的使用量。使用農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的科學(xué)生產(chǎn)模式能在一定程度上緩解農(nóng)業(yè)上用肥施藥過度現(xiàn)狀。

對于果蔬產(chǎn)品，適當(dāng)?shù)纳唐坊幚聿粌H能保障產(chǎn)品質(zhì)量，還能提高產(chǎn)品價格。機械收獲的球莖類蔬菜、瓜果類蔬菜從蔬菜的外形上看相對手工收獲蔬菜更均勻一致；蔬菜收獲后，機械化加工可以一體化完成蔬菜清洗、分級、包裝處理，蔬菜賣相好、產(chǎn)品價格更高。如需進一步冷藏、運輸或脫水、深加工、干燥等，機械處理也比手工操作效果更好。然而果蔬機械化作業(yè)率偏低，商品化處理、收后加工技術(shù)處理一直未受到各方足夠重視，蔬菜運輸、貯藏加工、包裝等過程中損傷現(xiàn)象較為嚴重[11]。

3.3 改善環(huán)境質(zhì)量需求

傳統(tǒng)拋撒式施肥方式肥料利用率較低，常常存在過量施肥現(xiàn)象，過量施肥容易引起土壤板結(jié)、水體污染等環(huán)境問題；大田耕作肥料利用率問題可以通過農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合得到有效提高。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)中的精準(zhǔn)施肥關(guān)鍵技術(shù)之一是采用合理的施肥方式[17]。左興健等人研制了風(fēng)送式水稻側(cè)深精準(zhǔn)施肥裝置，在黑龍江七星農(nóng)場開展了田間實際作業(yè)試驗，試驗表明：該裝置與插秧機配合，使用時能夠根據(jù)插秧機行駛速度實時調(diào)整施肥量，實現(xiàn)連續(xù)帶狀側(cè)深精準(zhǔn)施肥作業(yè)；提高施肥均勻性和肥料利用率，一次性完成插秧與側(cè)深精準(zhǔn)施肥作業(yè)[18]。李沐桐等人研制玉米苗期自動穴施肥控制機構(gòu)，提高施肥精準(zhǔn)度，穴株擬合度可達到0.796，傷苗率接近10%，滿足玉米苗期施肥控制性能的要求[19]。

4 結(jié)語

農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合還需要進一步發(fā)展，特別是在全程機械化中起到更加重要的作用。發(fā)展農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合能夠進一步提高機械化水平，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。在農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合必要性的認識上，正如十年前蔣亦元院士提出的“組織多學(xué)科的通力合作是農(nóng)業(yè)科技的組織工作新方式”[20]。農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合進入成熟發(fā)展階段依然需要不同學(xué)科專業(yè)共同討論研究。

提高種植業(yè)對于高科技含量農(nóng)機的需求，是推動農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合的最好動力；提高農(nóng)機具的使用舒適度與性能是推動種植業(yè)自覺使用全程機械化生產(chǎn)的最好途徑。農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合問題在實踐中應(yīng)用范圍極廣；正確的認識和應(yīng)對農(nóng)機農(nóng)藝結(jié)合問題，是實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展全程機械化的關(guān)鍵。

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