我國農機化科技創新重點領域與發展戰略

易中懿

(農業部南京農業機械化研究所)

農業機械化是中國特色農業現代化進程不可跨越的階段，是發展現代農業和保障國家糧食安全的基礎性工程。農業勞動力結構性短缺，農業用工成本大幅攀升，農民利用機器替代人畜力，降低生產成本，減輕勞動強度的需求是剛性的、長期的和不可逆轉的。農業適度規模經營是未來我國農業的方向和主流，農業機械化是適度規模經營的必然要求，兩者的有機結合是實現我國農業可持續發展的戰略選擇。

一、現狀和問題

1．農機化科技“短板效應”日漸突出

農業發展的根本出路在于科技進步，農機化的發展離不開科技創新的支撐和引領。近年來，我國農機化作業水平逐漸提高，裝備結構逐漸改善，作業領域逐漸拓展，農機化從初級階段跨入中級階段，2008年綜合機械化水平達到45%。然而，農機化科技總體水平提升速度不快，科技的“短板效應”日漸突出，農機化發展開始由以往技術與裝備需求不足逐步轉向有效供給不足，不同區域、環節或領域發展不平衡。主要體現在：

（1）就不同區域而言，北方平原機械化水平較高，南方丘陵山區還處于起步階段，2007年丘陵山區耕地、播種和收獲機械化水平僅為31.10%、1.42%、10.85%，與全國平均水平的差距分別為 24.29%、30.58%、14.26%，大部分作物機械化技術處于改進熟化或示范推廣階段。

（2）就不同環節而言，耕整地環節機械化水平較高，種植、收獲環節機械化水平較低，如2007年玉米機械化收獲水平僅為7.23%，水稻種植和收獲機械化水平僅為11.06%和46.20%，油菜播種和收獲機械化水平僅為5%和6.39%，棉花收獲機械化水平不足4%。

（3）就不同領域而言，主要糧食作物機械化水平較高，油料作物、特色經濟作物機械化水平較低，畜牧業、設施農業等發展空間很大。

分析造成上述發展不平衡的原因，有地區經濟社會發展水平差異的影響、有不同作物農民對機械化需求程度差異的影響、也有農機農藝技術不配套的因素，但最根本的制約因素還是適宜機械化技術與裝備供給不足的矛盾。隨著我國農機具購置補貼投入力度的加大和農民對農機化需求程度的日益迫切，適宜機械化技術與裝備供給不足的矛盾會日趨突出。

2．主要問題

我國目前農機化科技創新主要問題包括：① 農機農藝結合、農科教相結合、產學研一體化的公益性農機化科技創新體系尚未形成，跨行業、跨學科、跨部門大聯合、大協作創新活動較少；②農機化科技創新隊伍不穩定，科研力量不強；③ 農機化科技創新投入不足，科研項目投入以競爭性為主，條件和平臺建設項目缺乏，未能在農機化科研項目、平臺和人才等創新要素上形成充足持續穩定的投入機制；④ 農機化科研手段比較落后，研發周期較長，沒有形成完整的產品設計、樣機制造、田間試驗和產品熟化的農業機械科技創新鏈條。⑤ 簡單跟蹤模仿國外農機產品較多，具有自主知識產權的原創性技術很少。

二、農機化技術：戰略需求—需解決的關鍵問題—重點領域

農機化科技發展戰略和布局必須圍繞未來農業產業發展的重大需求，主要包括以下幾方面（1）保障糧食安全和主要農產品供求平衡；（2）推進農業結構戰略性調整，發展畜牧業、設施農業和農產品加工業等，構建現代農業產業體系；（3）建設資源節約型、環境友好型農業生產體系，促進農業可持續發展；（4）促進區域協調發展，推進牧區、丘陵山區農業機械化。按照“戰略需求—需解決的關鍵問題—重點領域”的思路，梳理出未來一段時間我國農機化技術路線圖。

圍繞提高農業綜合生產能力，保障食物供給安全的戰略需求，以基本實現主要糧食作物生產全程機械化和主要優勢農產品關鍵環節生產機械化為目標，重點解決水稻種植、收獲和烘干、玉米收獲、油菜種植和收獲、馬鈴薯種植和收獲、甘蔗收獲和棉花收獲等環節機械化。（1）水稻生產機械化關鍵技術包括高效精量直播機械化技術、雜交稻及超級稻育秧與栽插技術、大喂入量聯合收割技術、高濕稻谷干燥關鍵技術與裝備。（2）玉米收獲機械化關鍵技術為適宜對行收獲、摘穗收獲、籽粒收獲、玉米青貯收獲與莖稈還田或切碎回收技術與機械。（3）油菜種植和收獲機械化關鍵技術為適宜不同種植條件的油菜直播與移栽機械、稻麥油兼用多功能聯合收獲機。（4）馬鈴薯種植與收獲機械化關鍵技術為集開溝、施肥、播種、覆土等多項作業的馬鈴薯種植機械；集挖掘、分離、升運、分選、裝袋等功能聯合收獲機械。（5）甘蔗收獲機械化關鍵技術為適宜整稈收獲、宿根破壞和甘蔗直立輸送的甘蔗聯合收獲機械。（6）棉花收獲機械化關鍵技術為梳齒式棉花收獲技術與機械，適宜機采收模式的棉花精量播種、靜電噴施脫葉催熟劑、機械打頂和場上預清理加工等配套機械化技術。

圍繞推進農業產業結構調整，促進農業高產、優質、高效的戰略需求，重點解決農副產品加工、設施農業和設施養殖等領域關鍵技術與裝備。（1）農副產品加工領域重點研發稻米、面粉、油料、棉花、茶葉等加工機械、果蔬保鮮與加工機械、糧食分選與干燥機械化技術與裝備等；（2）設施農業領域重點研究智能化環境自動控制設施與裝備、用于小型溫室園藝作物生產的機械裝備、設施農業作物節水及精細化栽培管理設備等，實現設施農業環境控制自動化和生產過程機械化；（3）設施養殖領域重點研發健康養殖裝備、養殖工藝模式和裝備集成成套技術等。

圍繞建設資源節約型、環境友好型農業生產體系，促進農業可持續發展的戰略需求，重點解決節約型農業機械化、保護性耕作機械化和農業廢棄物處理機械化等。（1）節約型農機化領域重點研發高效節能作業機械，包括復式作業機械、免耕覆蓋播種機械、精密和精少量播種機械、超低量和精確施藥機械、化肥精施深施機械等；（2）保護性耕作機械化領域重點研究適宜不同地區的保護性耕作機械化模式及配套農機具；（3）農業廢棄物處理領域重點研發玉米秸稈和根茬、小麥秸稈、稻草秸稈還田機械化技術；作物秸稈氨化、堿化、青貯化作肥料和氣化作為生物能源的機械化；畜禽糞便快速消毒、除臭、干燥機械化；顆粒飼料、肥料制備、包裝機械化等；秸稈的能源資源化利用，秸稈成型燃料，大中型沼氣以及燃料乙醇生產機械化等。

圍繞有效保護和開發草原，發展集約化、產業化養殖，提升草原畜牧業綜合機械化水平戰略需求，重點解決草業生產機械化和集約化、產業化養殖機械化技術與裝備。（1）在草業生產機械化領域，重點研發草場改良與生態保護建設、人工草場建設的技術工藝和裝備；研發牧草播種、收獲、深加工技術及配套機具，牧草快速干燥保鮮技術及裝備，牧草聯合收獲、草場節水灌溉等機械；（2）在畜牧養殖機械化領域，重點研發牧區畜舍飼喂、供水飲水、疾病防疫、糞便處理和自然能源利用等機械化、自動化技術和裝備，以及畜產品采集、初加工、保鮮、貯藏和運輸設備等。

圍繞促進區域經濟協調發展，提升丘陵山地農業機械化戰略需求，重點解決優勢農作物和特色經濟作物機械化技術與裝備。（1）在優勢農作物機械化技術與裝備領域，重點研發水稻、玉米、油菜等作物的耕整地、種植和收獲環節的小型機械和設備，如小型多功能作業機械、多功能小割幅輕簡型聯合收獲機械、微型多功能作業機組等；（2）在特色經濟作物機械化技術與裝備領域，重點研發果蔬、薯類、茶葉、煙葉生產等機械和設備，如適宜果園（茶園、煙田）微型多功能作業機組、根莖類作物分段收獲機具、田間復式作業機具等。

圍繞推動農機化行業又好又快發展，促進科學決策，重點從宏觀、中觀和微觀三個層面加強農業機械化戰略研究。（1）宏觀層面加強農業機械化與政策環境、人口環境和經濟環境方面的關系研究；（2）中觀層面加強農機化區劃研究；主要糧棉油機械化技術模式與技術路線等研究；農機化財政、金融和保險等扶持政策研究；（3）微觀層面加強農業機械化發展主體特征及行為研究。

三、農機化科技創新：體系—機制—布局

1．農機化科技創新體系

（1）農機化科技創新屬公益性活動，應該依靠政府為主導。厘清農機化科技創新的公益性屬性，決定了創新體系建設和投入來源等關鍵問題。農業機械工程是把機械工程知識和技術應用到農業上去，其加工對象是生物、有生命的、有機體，這與金屬加工機械、礦山機械、電力機械等有著顯著不同。農機化科研復雜性、區域性和季節性特征顯著，研發周期長，知識產權不易得到保護。另外，農業具有天然弱質性，加之我國農業分散經營特點，農民數量大、分布廣、素質低，這些特征決定了農機化科技創新的“外部性”和“公共物品”屬性，應該依靠政府為主導進行投入和發展。

（2）農機化高等院校、科研院所和企業分別承擔“創新鏈”中知識原理創新、樣機設計和產業化任務。農機化高等院校、科研院所和企業聯合起來，政府主管部門適當參與，才能解決創新主體的問題。高等院校承擔農機化基礎研究，負責知識原理創新；科研單位承擔技術路線制定、部件設計計算、室內模擬試驗、田間樣機試驗、試驗結果分析等；企業承擔試驗部件和試驗樣機的試制，小批量的多點試驗，正式產品的開發、工裝和裝備、正式產品的投入等。項目的選擇、技術路線的制訂，需雙方共同研究，對影響面大、基礎性的、通用性強的項目必須由政府資助，主管部門也要參加技術路線制定等，使得項目建立在可靠的基礎上。

2．農機化科技創新機制

（1）建立以政府為主導的充足、持續和穩定的投入機制。在科研立項、平臺建設和人才培養等方面給予充足、持續和穩定的投入，實施一批解決行業共性和關鍵技術的科研項目，建設一批競爭開放、資源共享的國家級科研平臺，凝聚和培養一批學術視野寬廣、創新能力強的科研人才。

（2）建立以農業生產需求為導向的科研立項機制，以解決農業生產實際問題為主要指標的項目考核評價機制。農機科研必須著力解決農業生產關鍵領域的核心技術問題。農機科研立項要從傳統的專家能力導向轉變為農業生產需求導向，即從以往“專家能做什么”轉向“現實需求什么”，走“需求什么”→“如何做”→“能做什么”→“誰來做”的立項路徑。技術需求要由農機推廣部門、農機專家、農藝專家和種植大戶（或農機大戶）共同提出，農機專家和農藝專家圍繞技術需求提煉科學技術問題和相關技術指標，項目專家提供技術解決可能方案，最后根據研究基礎和技術方案擇優確定項目承擔單位。在科研項目頂層設計中，注重發揮農業部科技委、農業工程學會、農業機械學會等咨詢機構、學會或協會的重要咨詢和建議作用。在項目考核評價方面，以“解決農業生產實際問題”為農機科研的基本評價導向機制，形成與產業發展相匹配的技術鏈，弱化論文、研究生培養和成果獲獎等傳統科研評價指標。

（3）建立農機農藝專家協同創新機制。以經濟性、易實現為主要衡量標準，選擇農機與農藝結合或調整的技術途徑，形成農機與農藝相協調的機械化農業生產技術體系，制定適用于機械操作的作業標準和農藝規范。

3．農機化科技創新布局

（1）“機械化”、“智能化”相結合。未來5至10年，我國農機化技術創新的主要任務仍是立足解決“機械化”技術供給問題，大部分科研渠道或項目經費要以此為重點；“智能化”農業裝備研究主要布局在國家自然科學基金、973計劃、863計劃等科研計劃，開展自由探索研究和技術儲備性研究。設立國家或行業重點實驗室等科研平臺，在智能化農業裝備領域開展基礎和應用基礎研究。

（2）“南方”、“北方”相結合。我國北方平原地區機械化技術盲點較少，技術成熟度較高，可供借鑒的歐美成熟技術較多，未來主要任務是提高機具可靠性，實現精良化，解決“優劣”的問題，科研項目布局以產業化項目為主，側重于農機工藝裝備創新；南方水田區及丘陵山區許多適宜機具缺乏，機械化水平很低，技術成熟度低，相同條件發達國家知識產權保護嚴格，可供借鑒的國外技術較少，未來主要任務是圍繞南方丘陵山地機械化技術需求，解決中小型農機具“有無”的問題，科研項目布局側重于農機設計創新。

（3）“縱向”、“橫向”相結合。“縱向”要考慮主要作物的關鍵專項技術。“橫向”主要考慮農機化共性技術。現代農業產業技術體系應以作物為單元進行布局，農業裝備領域專家較少，不可能依靠一個農機專家解決該作物的所有機械化問題。因此，除安排農機專家重點解決該作物關鍵機械化技術以外，還應增設農機化技術與裝備領域，進行橫向布局，以解決農作物機械化共性技術問題。

（4）科研項目、平臺和人才建設相結合。項目、平臺和人才是科技創新的三大要素，不能偏頗。在科研平臺方面，要考慮布局農業機械國家重點實驗室（目前已建國家重點實驗室146個，農業機械領域是空白），國家部委和農機科研實力較強省份要增設農業機械重點實驗室、工程技術中心等創新平臺。增設樣機試制、田間試驗等科研平臺或基地，補齊農業機械科技創新鏈條。在人才建設方面，加強跨領域、學科、行業的復合型戰略人才和把握科學前沿的領軍人才培養，注重培養研究方向一致、目標明確、人員結構合理的科技創新團隊。