奮斗在水果生產(chǎn)機(jī)械化路上
——記華南農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)楊洲

本刊記者 徐芳芳

楊洲在辦公室

我國(guó)水果生產(chǎn)種類(lèi)豐富、總面積和總產(chǎn)量大，但大部分地區(qū)水果生產(chǎn)比較分散，很多水果種植在丘陵山區(qū)，果園規(guī)模小，機(jī)械化程度很低，制約著水果產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)主要針對(duì)的還是大宗糧食作物生產(chǎn)的機(jī)械化投入，對(duì)水果生產(chǎn)機(jī)械化方面的刺激和投入仍然不夠。對(duì)于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)楊洲教授來(lái)說(shuō)，這是他科研路上會(huì)遇到的“對(duì)手”。作為原農(nóng)業(yè)部“水果生產(chǎn)裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”的帶頭人和國(guó)家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系果園生產(chǎn)機(jī)械化崗位科學(xué)家，楊洲一直奮斗在水果生產(chǎn)機(jī)械研究的第一線。“省力增效是我們研制果園機(jī)械的一個(gè)主要目標(biāo)。”楊洲表示。

多年來(lái)，水果生產(chǎn)一直都在公眾視線范圍之內(nèi)，但生產(chǎn)機(jī)械化卻遲遲提不上日程。楊洲看到了問(wèn)題——缺乏適合我國(guó)果園生產(chǎn)的機(jī)械裝備。但我國(guó)水果品種繁多，每種水果的種植與收獲的時(shí)間、方式也各有不同。他首先想到的是要解決水果產(chǎn)業(yè)急需的共性關(guān)鍵技術(shù)與裝備這一難題，于是，他以嶺南特色水果生產(chǎn)為研究重點(diǎn)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于產(chǎn)業(yè)裝備需求與發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，研制出一系列水果生產(chǎn)機(jī)械，節(jié)省了勞動(dòng)力，減輕了果農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)勞動(dòng)生產(chǎn)率和資源利用率也得到了提高，有效推動(dòng)了嶺南水果生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展。

雖然我國(guó)在水果生產(chǎn)機(jī)械化的研究已經(jīng)逐漸步入正軌，但在其研究上，國(guó)內(nèi)外本就不處于同一起跑線，想要趕超就必須找到適合中國(guó)的水果生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展路子。楊洲及其團(tuán)隊(duì)首先廣泛收集和了解國(guó)外先進(jìn)的水果生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)與裝備，2009年至2010年楊洲在澳大利亞做訪問(wèn)學(xué)者期間，自費(fèi)到澳大利亞多個(gè)州的柑橘、荔枝、香蕉產(chǎn)地實(shí)地調(diào)研，后到亞洲的日本、韓國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)實(shí)地調(diào)研柑橘生產(chǎn)機(jī)械化，逐漸對(duì)我國(guó)水果生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展路線有了比較清晰的輪廓。他在實(shí)地調(diào)研并了解我國(guó)主要水果產(chǎn)區(qū)的地形地貌特征后，系統(tǒng)分析了我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和研究動(dòng)態(tài)，將國(guó)內(nèi)外水果生產(chǎn)條件、機(jī)械化作業(yè)環(huán)境和裝備技術(shù)做了細(xì)致的對(duì)比，按照“圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建技術(shù)鏈，部署創(chuàng)新鏈”的研究思路與發(fā)展策略，提出了促進(jìn)水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略與專(zhuān)項(xiàng)建議。

“南生橘，北生枳”，但俚語(yǔ)里的真理并不僅僅限于南北方的環(huán)境與水土，想要水果產(chǎn)量好，更要品質(zhì)好，施肥就是其中的關(guān)鍵之一，但是人工挖穴、開(kāi)溝施肥的勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。為此楊洲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從應(yīng)用基礎(chǔ)研究入手，首先構(gòu)建了開(kāi)溝器與土壤SPH粒子模型，優(yōu)化確定了開(kāi)溝刀的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)了排肥器結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了EDEM離散元?jiǎng)恿W(xué)分析，試驗(yàn)研究了施肥機(jī)性能影響因素，研制出了便攜式電動(dòng)挖穴機(jī)、輕簡(jiǎn)型輪式挖穴機(jī)、開(kāi)溝機(jī)等輕簡(jiǎn)型果園施肥機(jī)械，大大減輕了果農(nóng)開(kāi)溝、挖穴的勞動(dòng)強(qiáng)度。

施藥也是果園生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，為了進(jìn)一步提高果園噴霧機(jī)的霧化質(zhì)量，楊洲及其團(tuán)隊(duì)成員對(duì)風(fēng)送式噴霧機(jī)的在線混藥技術(shù)進(jìn)行了研究，風(fēng)輔噴霧結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是其成果之一，在此基礎(chǔ)上集成靜電噴霧技術(shù)開(kāi)發(fā)了果園輕型噴霧車(chē)；還研制出了山地果園管道恒壓噴霧裝備，對(duì)系統(tǒng)管網(wǎng)進(jìn)行了優(yōu)化，不僅改善了噴霧質(zhì)量，還使用藥量大大減少，可謂一舉多得。

團(tuán)隊(duì)進(jìn)行學(xué)術(shù)專(zhuān)題討論

人工運(yùn)送水果的勞動(dòng)強(qiáng)度更大，需要用到的裝備與技術(shù)又有哪些呢？楊洲團(tuán)隊(duì)又創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了蕉園電動(dòng)滑車(chē)式運(yùn)送系統(tǒng)，構(gòu)建了交叉式軌道運(yùn)送網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)建了運(yùn)送系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，提出了運(yùn)送物品防擺控制方法，從理論到試驗(yàn)都對(duì)蕉穗串聯(lián)多質(zhì)量運(yùn)送系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性和穩(wěn)定性控制機(jī)理進(jìn)行了研究。但楊洲并沒(méi)有滿(mǎn)足，他繼續(xù)創(chuàng)新索軌融合方式，設(shè)計(jì)了山地果園懸掛式鋼索牽引運(yùn)送系統(tǒng)，并對(duì)關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)再度優(yōu)化。基于拉格朗日方程和哈密爾頓方程，建立了索軌融合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型和行進(jìn)鏈索動(dòng)力學(xué)模型，創(chuàng)新分析了鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的多邊形效應(yīng)影響。

團(tuán)隊(duì)合影

在某種意義上，保證水果質(zhì)量要比產(chǎn)量更重要，可腐爛、損壞等在水果貯藏、運(yùn)輸過(guò)程中已是見(jiàn)怪不怪的現(xiàn)象了，就沒(méi)有解決辦法嗎？為此，楊洲對(duì)嶺南水果進(jìn)入“冷鏈”的關(guān)頭“預(yù)冷”進(jìn)行了研究。他經(jīng)過(guò)系統(tǒng)研究強(qiáng)制通風(fēng)預(yù)冷的冷風(fēng)溫度、風(fēng)速、風(fēng)量物料比等主要參數(shù)后，得出了荔枝、龍眼最佳通風(fēng)預(yù)冷風(fēng)速、合理風(fēng)量物料比等關(guān)鍵參數(shù)。其中，楊洲研制的水果壓差預(yù)冷裝置，還可對(duì)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能調(diào)節(jié)。

楊洲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)走出的水果生產(chǎn)機(jī)械化探索之路不只節(jié)省了勞動(dòng)力，減輕了從業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還為水果產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展乃至經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益的改善都添上了一筆。其“山地果園運(yùn)送裝備研制與應(yīng)用”成果還獲得了廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。其授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利40多件，發(fā)表論文100多篇，出版《山地果園運(yùn)送裝備》等專(zhuān)著3部。2013年，楊洲入選科技部“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，2014年入選廣東省“千百十人才培養(yǎng)工程”國(guó)家級(jí)培養(yǎng)對(duì)象和國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，2015年被原農(nóng)業(yè)部評(píng)為“全國(guó)農(nóng)業(yè)科研杰出人才”，2016年被廣東省農(nóng)業(yè)廳聘為“廣東省農(nóng)業(yè)智能裝備與全程機(jī)械化共性關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”首席專(zhuān)家，2017年被原農(nóng)業(yè)部聘為“全國(guó)農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新專(zhuān)家組林果與設(shè)施園藝工程專(zhuān)業(yè)組”組長(zhǎng)。

楊洲不但在科研工作上取得了豐碩成果，在教育教學(xué)上也投入了大量的精力。他認(rèn)為教書(shū)育人是一個(gè)高校教授的基本職責(zé)，也是高等院校最重要的職能。在大學(xué)讀書(shū)期間，他因品學(xué)兼優(yōu)，曾被評(píng)為山西省“三好學(xué)生”、廣東省“南粵優(yōu)秀研究生”、全國(guó)“三好學(xué)生”。博士畢業(yè)留校華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的楊洲時(shí)刻牢記自己從學(xué)生到教師身份的轉(zhuǎn)變之責(zé)。

“我始終認(rèn)為，敬業(yè)是做好教師工作的前提和基礎(chǔ)。”作為教育部農(nóng)業(yè)工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任委員的楊洲這樣說(shuō)道。“但我意識(shí)到，敬業(yè)不僅僅體現(xiàn)在熱情，還必須有過(guò)硬的業(yè)務(wù)能力。”一方面，他在專(zhuān)業(yè)教學(xué)上苦下功夫；另一方面，他積極開(kāi)展教改研究，努力提高教育教學(xué)水平。楊洲既是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化”省級(jí)專(zhuān)業(yè)綜合改革試點(diǎn)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，也是首批上線中國(guó)大學(xué)精品資源共享課程《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》的負(fù)責(zé)人，他主持完成了多項(xiàng)廣東省高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了農(nóng)業(yè)工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的研究，構(gòu)建了基于素質(zhì)鏈的工科專(zhuān)業(yè)分層遞升式實(shí)踐教學(xué)模式，獲得了省級(jí)、國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)，2012年被評(píng)為廣東省“南粵優(yōu)秀教師”，2015年被評(píng)為全國(guó)“十佳農(nóng)機(jī)教師”。

楊洲認(rèn)為，教育、科研是責(zé)任，是使命。真摯強(qiáng)烈的責(zé)任意識(shí)和用心務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)是楊洲在教學(xué)、科研，甚至管理上不斷取得成績(jī)的助推器。而不論過(guò)去，現(xiàn)在和未來(lái)，在科研與教學(xué)之途中，楊洲都始終如一。