全程機械化中農機農藝結合現狀及迫切性分析

張義勝

摘 要：中央高度重視現代農業的發展，2016年中央一號文件將全程機械化納入了現代農業建設的一項重點內容；農機農藝的結合，是加快農業全程機械化的關鍵，是實現現代農業快速發展的重要途徑；介紹了我國農業機械化水平及農業技術現狀，分析了我國農機農藝結合現狀，回顧了國內外農機農藝結合歷程。從政府政策要求、保障農產品質量要求、改善環境質量需求三個方面指出了農機農藝結合的重要性及迫切性。就農機農藝結合的推動力、發展途徑做了分析。

關鍵詞：農機；農藝；農作物；機械化

中圖分類號：F323.3 文獻標識碼：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年我國農機總動力達11.44億 kW，主要農作物耕種收綜合機械化水平達66%[1]，農業機械化水平進一步提高。隨著農業技術的發展，農機技術在現代農業生產中的作用越來越重要，農機與農藝發展脫節會導致許多先進的科研技術在實際生產中難以大面積推廣，直接影響農業生產工業化。加強農機農藝之間的聯系，是加快農業全程機械化的關鍵，是實現現代農業快速發展的重要途徑[2-3]。

近十年來，發展現代農業得到高度重視，現代農業發展要實現設施化、標準化、產業化，離不開農業生產技術和裝備水平的協同提高。一些節能環保的裝備和技術如深松整地、保護性耕作、節水灌溉、精準施藥、配方定位施肥、秸稈還田收貯等機械化技術的發展，加速先進農藝技術的推廣，推動節約型農業發展[4]。2016年中央一號文件將全程機械化納入了現代農業建設的一項重點內容，強調要“提升主要農作物生產全程機械化水平”，農業部定位水稻、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個生產環節，細化全程機械化的關鍵問題和薄弱環節。因地制宜地實現農機農藝結合，協調農機農藝發展創新，是現代農業優質、高產、高效和可持續發展的重要途徑之一[5-7]。

1 我國農機農藝結合現狀

農機農藝結合初期，農藝占重要地位，農機只能不斷改進功能以適應農藝要求；隨著農業機械在農業生產中作用愈加明顯，根據農機的要求改進農藝；現階段現代農業的發展要求創新地結合農機農藝，協調農業使之工業化發展[8]。農業機械化進入高級階段后，從農業生產綜合效益角度看，農機農藝結合能加快規模化生產推廣。全程機械化中，需進一步發展農機農藝結合。

農機農藝結合不夠緊密，是制約農業現代化發展的重要因素之一。傳統農機農藝結合，廣泛研制的農業機械主要是種植機械和聯合收獲機械，如插秧機、直播機、稻麥聯合收獲機。部分農作物生產環節的農藝技術影響農機農藝結合，例如水稻的低成本規模化育秧技術發展，制約機械插秧技術發展；玉米的種植和收獲技術差別，影響農機作業的規范化；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]。隨著設施農業的發展，農機農藝結合新發展出現設施栽培、設施養殖的配套機械，也存在缺乏統一規范標準、同一功能農機不同型號產品之間規格千差萬別的問題。

我國農作物品種豐富，不同品種栽培方式、耕作制度之間有明顯的區域性差異；這要求農機農藝結合不僅需要考慮統一規范化以便于推廣，還需要結合優勢農產品的實際情況，因地制宜。耕整地作業是農作物生產的主要作業環節之一，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展已經比較完善，機械化作業已經達到農藝上精耕細作的標準[10]。像玉米等機械化作業基礎較好的主要作物，在全程機械化中可以更注重要求農機產品規范化；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機產品[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效率、降低生產成本；為實現甘蔗機械收獲，需要農藝配套關鍵技術改進，通過農機農藝相結合的甘蔗生產技術規范，實現定量化、標準化、規范化生產[12]。

2 國內外農機農藝結合歷程

美國是典型人少地多、勞動力短缺的國家，農業生產的特點是區域化、專業化，采用機械化大規模集中生產，單一的種植制度便于控制統一機械化作業標準。農機多為大型機械，農機農藝結合問題的解決，主要是配合農機要求改進農藝技術。1977年美國的大豆收獲機械化過程中，聯合收割機傳統型收割臺割茬高、損失率大，一方面改進橫向螺旋輸送器的結構，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，日本在水稻生產方面的全程機械化發展非常好。以水稻為例，日本農林廳采用工廠化育秧聯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%。科技發展在農機農藝結合問題的解決中起到了重要作用。1986年日本成立“農業生研機構”，1993年該機構聯合相關社團和企業成立“新農業機械實用化推進株式會社”，2003年又整合了產、學、研等多方面相關力量，改編成“農業生研技術中心”，以此為平臺加快了農機與農藝一體化技術研發與推廣進程[14]。

由于作業成本等問題，中國的水稻生產機械化系統不能完全按照日本水稻生產機械化系統。水稻種植機械化是中國作物機械化生產的難點，專業化培育標準化秧苗與機械精確移栽，并配套穩定高產高效農藝，應是中國多數稻區栽培機械化的基本方向[15-16]。

3 農機農藝結合的迫切性

在全程機械化中，需要改進許多農藝生產環節，研制許多新型農機產品。機械化水平的提高，迫切需要農機農藝的緊密結合。

3.1 政府政策要求

以山東省為例，《山東省農業現代化規劃（2016-2020年）》中明確提出選育適應機械化作業的棉花品種，推廣輕簡化植棉技術；建設一批花生種植全程機械化、標準化基地；推廣果樹現代集約栽培模式及配套技術，提高水果產業質量檔次。研制與農藝發展相適應的各類新型農機是農業機械化水平提高的發展方向之一。例如，在山區丘陵地帶，適合區域特色農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、節約型的農機改進。

3.2 保障農產品質量要求

農業發展水平較低時，農作物產量是農業生產的主要要求；隨著經濟不斷發展、生活水平日益提高，人們更加看重高效生產、食品質量安全。傳統農業生產方式的勞動生產率、土地產出率、資源利用率以及食品品質穩定性都存在很多局限性，農機化水平的提高不是單純降低勞動強度，而是綜合提升農產品附加科技創新水平，解決一些傳統農業生產方式無法改變的問題。例如，傳統蔬菜種植的自育自用育苗方式逐漸被工廠化設施育苗取代，工廠化設施育苗節約資源、優質高效、便于管理，有效地降低農藥的使用量。使用農機農藝結合的科學生產模式能在一定程度上緩解農業上用肥施藥過度現狀。

對于果蔬產品，適當的商品化處理不僅能保障產品質量，還能提高產品價格。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率偏低，商品化處理、收后加工技術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象較為嚴重[11]。

3.3 改善環境質量需求

傳統拋撒式施肥方式肥料利用率較低，常常存在過量施肥現象，過量施肥容易引起土壤板結、水體污染等環境問題；大田耕作肥料利用率問題可以通過農機農藝結合得到有效提高。精準農業技術中的精準施肥關鍵技術之一是采用合理的施肥方式[17]。左興健等人研制了風送式水稻側深精準施肥裝置，在黑龍江七星農場開展了田間實際作業試驗，試驗表明：該裝置與插秧機配合，使用時能夠根據插秧機行駛速度實時調整施肥量，實現連續帶狀側深精準施肥作業；提高施肥均勻性和肥料利用率，一次性完成插秧與側深精準施肥作業[18]。李沐桐等人研制玉米苗期自動穴施肥控制機構，提高施肥精準度，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 結語

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

提高種植業對于高科技含量農機的需求，是推動農機農藝結合的最好動力；提高農機具的使用舒適度與性能是推動種植業自覺使用全程機械化生產的最好途徑。農機農藝結合問題在實踐中應用范圍極廣；正確的認識和應對農機農藝結合問題，是實現現代農業發展全程機械化的關鍵。

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