奮斗在水果生產機械化路上
——記華南農業大學副校長楊洲

本刊記者 徐芳芳

楊洲在辦公室

我國水果生產種類豐富、總面積和總產量大，但大部分地區水果生產比較分散，很多水果種植在丘陵山區，果園規模小，機械化程度很低，制約著水果產業的高質量發展。近年來，我國主要針對的還是大宗糧食作物生產的機械化投入，對水果生產機械化方面的刺激和投入仍然不夠。對于華南農業大學副校長楊洲教授來說，這是他科研路上會遇到的“對手”。作為原農業部“水果生產裝備創新團隊”的帶頭人和國家香蕉產業技術體系果園生產機械化崗位科學家，楊洲一直奮斗在水果生產機械研究的第一線。“省力增效是我們研制果園機械的一個主要目標。”楊洲表示。

多年來，水果生產一直都在公眾視線范圍之內，但生產機械化卻遲遲提不上日程。楊洲看到了問題——缺乏適合我國果園生產的機械裝備。但我國水果品種繁多，每種水果的種植與收獲的時間、方式也各有不同。他首先想到的是要解決水果產業急需的共性關鍵技術與裝備這一難題，于是，他以嶺南特色水果生產為研究重點，帶領團隊基于產業裝備需求與發展進行了系統深入的研究，研制出一系列水果生產機械，節省了勞動力，減輕了果農勞動強度，同時勞動生產率和資源利用率也得到了提高，有效推動了嶺南水果生產機械化的發展。

雖然我國在水果生產機械化的研究已經逐漸步入正軌，但在其研究上，國內外本就不處于同一起跑線，想要趕超就必須找到適合中國的水果生產機械化發展路子。楊洲及其團隊首先廣泛收集和了解國外先進的水果生產機械化技術與裝備，2009年至2010年楊洲在澳大利亞做訪問學者期間，自費到澳大利亞多個州的柑橘、荔枝、香蕉產地實地調研，后到亞洲的日本、韓國及我國臺灣地區實地調研柑橘生產機械化，逐漸對我國水果生產機械化的發展路線有了比較清晰的輪廓。他在實地調研并了解我國主要水果產區的地形地貌特征后，系統分析了我國水果產業發展現狀和研究動態，將國內外水果生產條件、機械化作業環境和裝備技術做了細致的對比，按照“圍繞產業鏈，構建技術鏈，部署創新鏈”的研究思路與發展策略，提出了促進水果產業發展方式轉變的機械化發展戰略與專項建議。

“南生橘，北生枳”，但俚語里的真理并不僅僅限于南北方的環境與水土，想要水果產量好，更要品質好，施肥就是其中的關鍵之一，但是人工挖穴、開溝施肥的勞動強度大，效率低。為此楊洲帶領團隊從應用基礎研究入手，首先構建了開溝器與土壤SPH粒子模型，優化確定了開溝刀的結構型式，設計了排肥器結構，進行了EDEM離散元動力學分析，試驗研究了施肥機性能影響因素，研制出了便攜式電動挖穴機、輕簡型輪式挖穴機、開溝機等輕簡型果園施肥機械，大大減輕了果農開溝、挖穴的勞動強度。

施藥也是果園生產的重要環節，為了進一步提高果園噴霧機的霧化質量，楊洲及其團隊成員對風送式噴霧機的在線混藥技術進行了研究，風輔噴霧結構設計就是其成果之一，在此基礎上集成靜電噴霧技術開發了果園輕型噴霧車；還研制出了山地果園管道恒壓噴霧裝備，對系統管網進行了優化，不僅改善了噴霧質量，還使用藥量大大減少，可謂一舉多得。

團隊進行學術專題討論

人工運送水果的勞動強度更大，需要用到的裝備與技術又有哪些呢？楊洲團隊又創新開發了蕉園電動滑車式運送系統，構建了交叉式軌道運送網絡；構建了運送系統動態數學模型，提出了運送物品防擺控制方法，從理論到試驗都對蕉穗串聯多質量運送系統的動力學特性和穩定性控制機理進行了研究。但楊洲并沒有滿足，他繼續創新索軌融合方式，設計了山地果園懸掛式鋼索牽引運送系統，并對關鍵部件的結構再度優化。基于拉格朗日方程和哈密爾頓方程，建立了索軌融合系統動力學模型和行進鏈索動力學模型，創新分析了鏈式系統的多邊形效應影響。

團隊合影

在某種意義上，保證水果質量要比產量更重要，可腐爛、損壞等在水果貯藏、運輸過程中已是見怪不怪的現象了，就沒有解決辦法嗎？為此，楊洲對嶺南水果進入“冷鏈”的關頭“預冷”進行了研究。他經過系統研究強制通風預冷的冷風溫度、風速、風量物料比等主要參數后，得出了荔枝、龍眼最佳通風預冷風速、合理風量物料比等關鍵參數。其中，楊洲研制的水果壓差預冷裝置，還可對參數進行動態智能調節。

楊洲帶領團隊走出的水果生產機械化探索之路不只節省了勞動力，減輕了從業人員的勞動強度，還為水果產業的高質量發展乃至經濟、社會及生態效益的改善都添上了一筆。其“山地果園運送裝備研制與應用”成果還獲得了廣東省農業技術推廣獎一等獎。其授權發明專利40多件，發表論文100多篇，出版《山地果園運送裝備》等專著3部。2013年，楊洲入選科技部“創新人才推進計劃”中青年科技創新領軍人才，2014年入選廣東省“千百十人才培養工程”國家級培養對象和國家“萬人計劃”科技創新領軍人才，2015年被原農業部評為“全國農業科研杰出人才”，2016年被廣東省農業廳聘為“廣東省農業智能裝備與全程機械化共性關鍵技術創新團隊”首席專家，2017年被原農業部聘為“全國農機化科技創新專家組林果與設施園藝工程專業組”組長。

楊洲不但在科研工作上取得了豐碩成果，在教育教學上也投入了大量的精力。他認為教書育人是一個高校教授的基本職責，也是高等院校最重要的職能。在大學讀書期間，他因品學兼優，曾被評為山西省“三好學生”、廣東省“南粵優秀研究生”、全國“三好學生”。博士畢業留校華南農業大學的楊洲時刻牢記自己從學生到教師身份的轉變之責。

“我始終認為，敬業是做好教師工作的前提和基礎。”作為教育部農業工程類專業教學指導委員會副主任委員的楊洲這樣說道。“但我意識到，敬業不僅僅體現在熱情，還必須有過硬的業務能力。”一方面，他在專業教學上苦下功夫；另一方面，他積極開展教改研究，努力提高教育教學水平。楊洲既是華南農業大學“農業機械化及其自動化”省級專業綜合改革試點項目的負責人，也是首批上線中國大學精品資源共享課程《農業機械學》的負責人，他主持完成了多項廣東省高等教育教學改革工程項目，在國內率先開展了農業工程類專業認證標準的研究，構建了基于素質鏈的工科專業分層遞升式實踐教學模式，獲得了省級、國家級教學成果獎，2012年被評為廣東省“南粵優秀教師”，2015年被評為全國“十佳農機教師”。

楊洲認為，教育、科研是責任，是使命。真摯強烈的責任意識和用心務實的工作作風是楊洲在教學、科研，甚至管理上不斷取得成績的助推器。而不論過去，現在和未來，在科研與教學之途中，楊洲都始終如一。