石家莊市農業機械化推廣站 郭龍 何煦 張佩
現代化農業的生產與過去傳統的生產理念和生產經營方式有著較大不同,現代化農業最顯著的標志是高度的智能化與機械化,這依賴于高水平的農業機械化。西方發達國家通過農機推廣,提升各種農業機械的利用率,使得農業生產逐漸實現標準化、規模化、產業化發展。而農機推廣作為農業機械設計研發生產與普及應用之間的橋梁,在農業機械化工作中發揮著至關重要的作用
先進適用的農業機械最顯著的優勢是可以節本增效,大幅提高農業生產效率。先進適用的農業機械利用現代化工業技術以及現代物聯網信息化技術根據農藝要求在田間進行部分或者單項農業生產環節作業,效率遠高于人工作業。在城鎮化發展的浪潮中,從事農業生產的勞動力日益短缺,導致人工成本不斷攀升,因此利用農業機械代替人工作業可以起到節本增效的目的。例如,在黃淮海地區,4 行玉米收獲機在正常情況下每小時可收獲10~15 畝的玉米,效率遠超人工。
隨著農機推廣工作的深入實施,我國農業機械化工作取得了重大成果,截至2021 年末,我國農業機械總動力達到了107764.32 萬千瓦。對于我國現有的農業生產土地政策來講,在實施家庭農場承包責任制的背景下,農民個體戶作為我國農業生產的主要載體單位耕種面積卻十分有限,因此實現農民個體戶農用裝備自給自足顯然不合理,且會造成資源的浪費,這也加速了“社會化農機服務組織”的出現。社會化農機服務組織一般分為農機專業合作社、農機大戶、農機服務公司三種類型。社會化農機服務組織主要通過為農戶提供農機服務、承擔政府新型農機作業項目獲得利潤或補貼。先進、高效、智能的農機設備在作業質量及工作效率方面占有更多的優勢,可獲得更高的利潤,這也促使優質的農機產品推廣與應用良性循環。
因此,農業機械成了提高農民收入以及發展農村經濟的重要一環。例如,2020~2022 年,我國農業機械在部分領域的市場銷售反而有所增長,尤其是谷物聯合收獲機、玉米收獲機、青飼料收獲機、植保機一改往年頹勢,市場銷售連年增長。
自然災害是農業生產中最大的影響因素與不確定因素,尤其是強降雨、大風、冰雹、病蟲害、干旱、洪澇、倒春寒等,在廣大農業生產地區幾乎每年都會發生災害,嚴重損害農業經濟效益。農機裝備憑借著效率及作業質量方面的優勢在農業生產中尤其是在播種、收獲、烘干、植保、田管等方面進行緊急避險時有較好的優勢。例如,利用土壤深松及鎮壓等技術可以有效提升土壤的蓄水保墑能力;高效率的復合式播種機械在倒春寒發生時可以搶時搶種;利用現代化灌溉技術,微噴、淺埋滴灌、淋灌等裝備可有效減緩干旱帶來的影響;發生病蟲害時可以利用高效率的植保機械快速消殺;先進的機械化收獲技術還可以收獲倒伏作物;先進的烘干設備可以快速降低糧食水分,達到儲存標準。在一定程度上,現代化的農機裝備的推廣應用增強了農業生產對于自然災害的抵抗能力,降低了農業生產的經濟風險。
農藝是農業生產的重要參考。隨著科學技術的不斷發展以及社會資源環境的不斷優化,各種新舊農藝不斷被優化更新。這些農藝的實施操作多半也需要與之配套適用的農機設備來完成。例如,為打破犁底層,提高土壤蓄水保墑能力,防止水土流失,進行保護性耕作,需要應用深松機;土地深翻可以有效抑制病蟲害的發生,同時有效打破犁底層,促進作物根系生長,土壤深翻需要拉馬力拖拉機搭配的鏵式犁完成;在春秋時期的麥田管理中,鎮壓是一項重要的環節,可以彌補土壤裂縫,起到保墑增溫的作用,高效率的鎮壓也需要依靠高效率的鎮壓機設備完成;節水灌溉項目使用的淺埋滴灌也需要新式的播種機與水肥一體化設備完成。而在其他作物中,例如果園生產的田間管理中施肥是影響果品品質的關鍵因素,其中施用有機肥的傳統由來已久,施用有機肥可以提高土壤當中有機質的含量,是保證果樹生長良好和提升果品品質的重要條件,施加有機肥的方式主要是深挖深埋,勞動強度較大,因此可以使用開溝施肥機來完成,大幅提高了效率,還降低了人工成本;果園行間生草種植屬于新型的果園管理技術,果園種植生草可以降低果園草害的發生,改善果園小氣候,刈割的生草還可以增加土壤的有機質含量,一舉多得。生草的管理方式主要是刈割,傳統人工除草則會大幅增加果園管理成本,因此可以使用刈割割草機來完成。
因此,在農業生產中,農機與農藝是相輔相成的,農藝要求的主要環節可以由機械化來代替完成,解決工藝繁雜、勞動力成本高的問題,同時,新型農藝也會促進推廣過程。
目前,我國農業經濟風險性高、基礎薄弱的主要原因素之一是沒有實現規模化、產業化,也就是說,目前我國的農業經濟依舊以小農經濟為主。農機推廣一方面使先進適用的農業機械得以大面積普及應用,大幅降低單位面積的生產成本,為實現農業的規模化、產業化奠定基礎;另一方面,農業機械的運用促使農機農藝融合發展,有助于實施標準化生產。例如,利用播種機進行作物機械化播種作業可以使得作物的播種深度、行距、株距等參數保持一致,可以大大提升播種質量及以后的發芽生長質量,還可以為標準化的田間管理、機械化收獲奠定基礎。實現農業標準化、規模化、產業化發展也是建設現代化農業的目標,利用標準化大幅降低農業生產的成本,利用規模化大幅提高農業生產的利潤,實現產業化即可大幅提高農業經濟的抗風險能力和競爭力。
綜合來看,我國的農業機械化的發展十分不均,實現我國農業全程、全面機械化,農機推廣工作仍然任重道遠。
目前來看,我國傳統大田糧食作物機械化發展較好,平原地區的耕、種、收機械化水平幾乎達到了100%,但在田間管理方面例如灌溉、施肥、植保環節仍有不足,尤其是華北地區的灌溉環節,仍然以人工大水漫灌為主,既費工費力,也是對水資源極大的浪費,因此機械化節水灌溉技術十分必要,推廣水肥一體化技術,可以降低勞動強度,提高生產效率;山地丘陵地區由于地形、地塊的限制,機械化水平較低,尤其是對于灌溉、收獲等環節有較大需求。針對此種情況,水肥一體化技術可以消除地形的影響對作物進行灌溉施肥;收獲機應當向著小型、高度較低的方向研發,可以采用履帶式底盤來提高機械通過性,通過降低重心來提高收獲機對特殊地形的適應性。
與大田糧食作物和蔬菜不同,我國果園生產的地區多為山地丘陵地區,基礎設施較差,且果園種植管理模式多為傳統型不適合大規模機械化。
在目前的果園生產中,急需機械化的主要環節有:植保、施肥、采摘、修剪、除草、套袋、灌溉。目前,用于果園植保作業的設備發展較為成熟,風送式噴霧機由于攜藥量大且噴射距離遠應用最多,其最大的特點是噴藥量大,且藥液霧化均勻,噴射高度高,葉面葉背、枝條、樹干全部可噴施。風送式噴霧機主要有適合中小型果園的背負式以及適合大中型果園的牽引式和自走式噴霧機;植保無人機也可用于果園的植保作業,其最大特點是不受地形限制且效率高。但最大的問題是攜藥量小,且穿透性較差不適合較大樹形的植保作業;當無人機風量太大時也有可能造成果實脫落,總體來講優勢不如風送式噴霧機。
山地丘陵地區的果園灌溉可以利用水肥一體化設備完成,水肥一體化設備主要由儲水池、主機控制系統、管道組成,工作過程為主機控制系統從蓄水池抽取水與液體肥或者水溶肥進行混合過濾,通過主管道及毛細管道將水肥輸送到每棵果樹的根部,通常每臺設備可以同時控制100 畝果園以上。利用水肥一體化設備可以減少地形的影響,長期使用也可以有效提升果品品質。
果園施肥主要以有機肥為主,上文提到,有機肥主要以深挖、深埋的方式施加,這需要開溝施肥機輔助完成。開溝施肥機的開溝深度、寬度可調,施入有機肥后還可以自動回填。需要注意的是,常見的開溝器主要有螺旋式、圓盤式及鋤鏟式,其中圓盤式及鋤鏟式工作效率較高,但要求土壤純凈沒有石塊等雜物,否則極易造成刀片損壞;螺旋式開溝器工作效率較低,但可用于石塊等雜物較多的果園,除效率低以外,螺旋刀片的磨損相較于其他類型磨損更大,長期使用可能會造成土壤的重金屬污染。
傳統的果園機械化除草大多用微耕機完成,雖然除草干凈但不適用于新型生草刈割的農藝要求。生草刈割的農藝要求是將草莖斬斷而不除根,所以要用割草刀片水平旋轉的生草刈割專用割草機(類似草坪修整機)。目前市場上刈割割草機主要有三種類型,背負式、懸掛式及自走式,背負式割草機主要由人力來背負,運用電動機或者汽油機驅動,優勢是成本低,且靈活方便,割草無死角,但效率低只適合小規模的割草作業;懸掛式割草機主要配套拖拉機使用,效率高,但受地形的限制較大,部分割草機還加裝有自動避讓裝置,可以進行株間樹下割草;自走式割草機受地形限制較小,但價格昂貴。
從國內外現狀來看,目前適合我國國情的果園機械化采摘方式是依靠果園作業平臺進行輔助采摘;雖然目前機械手之類的智能采摘系統的研究較為熱門,但距離真正的普及應用差距較大,仍然處于理論試驗階段。自走式作業平臺主要提供可供人員站立、擺放作業工具的可升降延伸平臺,比較安全,且不用人工爬上爬下,部分平臺還具有果箱自動裝卸裝置,大大提高了采摘效率。除采摘之外,作業平臺還可用于疏花、疏果、枝條修剪作業。
實現大規模機械化的前提是規模化的土地作業,這樣才能更好地發揮機械化的效益,降低單位面積的生產成本,最大程度地發揮農業機械的功能價值。因此,健全完善土地流轉制度,加快土地流轉進度是開展農機推廣工作的前提。
目前,土地流轉形式有以下幾種:(1)土地承包租賃流轉。即種糧大戶或者合作社以承包費的形勢承包租賃個體農戶的土地,是目前最常見的土地流轉方式之一;(2)合作加盟方式。此種方式多為公司+農戶的合作模式,公司不直接承包農戶土地,而是以一定標準讓農戶自行種植最后收購,公司提供農資、農藝及即農機作業服務。隨著科技下鄉、企業對口扶貧等項目的實施,該種方式也越來越常見;(3)托管服務。土地托管是指僅僅給農戶提供機械化服務,而不承包土地。賺取的利潤是農戶提供的托管服務費用,該種方式投入資金較少,且收入來源穩定,也有利于維護農戶對土地的感情,便于農戶接受。該種方式近些年來發展較快。
農機購置補貼政策的實施極大地提高了農戶購置農機設備的積極性,也使得我國的農業機械化水平快速提高。隨著我國農機裝備制造水平的快速提升,大型智能化農機裝備的價格較高,雖然有購置補貼但一般農戶仍然難以接受。而且,近些年來農機市場魚龍混雜,諸多偽劣產品魚目混珠。為此,需要優化現有補貼政策,研究推出農機作業補貼政策項目,利用現代物聯網信息技術對農機作業質量進行監管,按照“多勞多得”的方式進行補貼,并積極引入社會金融體系,開展助農金融活動,以低息、免息的方式進行金融貸款,促使農戶購買質量更優、效率更高的農機設備。
農機設備的宣傳推廣一直處于弱勢地位,一方面是農戶接收信息的渠道有限,例如部分地區因為地處偏遠,經濟發展落后,了解農機設備的渠道只有當地經銷商,這就大大限制了視野;另一方面,大多數農機生產廠家由于自身實力所限,無法大規模面向市場進行宣傳推廣,僅僅依靠經銷商及用戶口碑進行推廣,這也限制了新型農機產品的推廣應用。因此,作為農機推廣部門必須創新農機推廣方式,一方面利用現代信息化技術推廣先進適用的新農機、新技術;另一方面,有條件的可以開展一系列農戶喜聞樂見的農機推廣活動來加快農機新技術的應用,例如:農機現場會、高素質農民培訓班、建立實驗示范基地等,讓新農機、新技術“看得見、摸得著”,充分體會現代農機裝備帶來的效益。