我國主要經濟作物機械化主攻方向與主推技術

吳傳云，溫浩軍，吳崇友，胡志超，區穎剛，陳永生，曹光喬，阮建云，連政國，楊瑤，李丹陽

(1.農業農村部農業機械化總站，北京市，100122；2.石河子大學，新疆石河子，832003；3.農業農村部南京農業機械化研究所，南京市，210014；4.華南農業大學，廣州市，510642；5.中國農業科學院茶葉研究所，北京市，100081；6.青島農業大學，山東青島，266109)

0 引言

2021年，農業農村部提出以2035年基本實現農業現代化為導向，圍繞2035年基本實現農業機械化的目標，分區域、分產業、分品種、分環節研究農業機械化發展目標任務，分析存在的短板不足，提出解決辦法和措施。農業農村部農業機械化總站組織農作物生產全程機械化專家指導組和特色經濟作物全程機械化專家指導組中的棉花、油菜、花生、甘蔗、蔬菜、林果、茶葉、中藥材8個專業組，按照“四分”要求，提出當前和今后一段時期我國主要經濟作物生產機械化主攻方向和主推技術。

1 棉花

我國棉花種植區域有西北內陸(主要是新疆)、黃河流域和長江流域，2020年全國棉花種植面積3 169 khm2，產量5 910 kt。新疆棉花種植面積占全國的79%，產量占全國的87%。全國棉花種植面積一直縮減，種植區域進一步向新疆集中。

我國棉花生產機械化呈較快發展趨勢。2020年棉花耕種收機械化水平分別為98.76%、88.16%、60.08%，綜合機械化率83.98%。預計2021年分別為99%、90%、67%，綜合機械化率超過86%，比2020年提高約2.7個百分點。

表1 全國棉花生產機械化情況Tab.1 Mechanization of cotton production in China %

棉花機收是短板，也是最大增長點。我國機采棉主要在新疆棉區，黃河流域、長江流域棉區仍處于空白或起步階段。2020年，新疆棉花機收率，地方達到70%、兵團達到90%，全區達到77%。2021年預計新疆全區機收率將達到84%以上，提高7個百分點。

表2 2020年新疆機采棉情況Tab.2 Mechanization of cotton production in Xinjiang in 2020

1.1 增長點

新疆全區采棉機保有量持續增加，2021年預計達到6 000臺。棉花機收方式在轉變，由“機采棉+廂式集運+打包”向“采棉打包一體”方向發展。國產采棉機數量快速增加，目前國內有9家企業在研發、7家企業在量產，采棉機保有量比例國產∶國外為1∶3，采棉機銷量比例國產∶國外為3∶1。

1.2 關注點

一是南疆466.67 khm2、黃河流域及長江流域630 khm2傳統植棉區，全國共計1 066.67多khm2的棉田還未實現機械采收。二是棉花種植帶來的農田殘膜問題。新疆覆膜20年以上農田含量可達375～420 kg/hm2，殘膜回收率不到60%。三是國產采棉機普遍存在穩定性、可靠性差，作業效率只有美國迪爾CP690的50%～70%。

1.3 分區域主攻方向與主推技術

棉花機械化分區域主攻方向與主推技術如表3所示。

表3 棉花機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.3 Subregion mechanized main direction and main push technology of cotton

2 油菜

我國油菜分為南方冬油菜和北方春油菜。2020年我國油菜籽播種面積為6 764.4 khm2，產量14 049 kt。冬油菜種植面積和產量均占全國90%左右。近年來，我國油菜面積持續縮減，2020年開始有了恢復性增長。

我國油菜生產機械化呈較快發展趨勢，2020年油菜耕種收機械化水平分別為86.64%、35.65%、48.55%，綜合機械化率59.91%。預計2021年分別為90%、39%、52%，綜合機械化率63.3%，比2020年提高約3.4個百分點。

表4 全國油菜生產機械化情況Tab.4 Mechanization of rape production in China %

我國油菜生產機械化種植和收獲是短板，這與冬油菜種植區域85%是稻油輪作區、不少區域還是丘陵山區有關，貴州、重慶、云南等省份的油菜機械化種植和收獲水平幾乎為0。

表5 全國冬油菜主產省份機械化情況Tab.5 Mechanization of major winter rape producing provinces in China %

2.1 增長點

在種植方面，人工撒播+機械開溝覆土主要在丘陵山區，高密度淺耕精量直播應用最廣，毯狀苗高速移栽成為新的增長點。在收獲方向，油菜機收以聯合收獲為主，割曬+撿拾分段收獲為輔。在技術和裝備方面，油菜生產機械化技術與裝備向集成化、智能化方向發展，整地播種聯合作業機、旋耕起壟聯合移栽機、成熟度監測技術、收獲作業質量監測技術等得到推廣應用。

2.2 關注點

一是南方稻油輪作區有4 266.67 khm2冬閑田需擴大油菜種植面積，但水稻收獲期不斷延遲，稻油輪作茬口矛盾問題日漸突出，直播油菜生育期不足，生長緩慢，影響產量和效益，人工育苗移栽用工量大、費用高，農民種植意愿較低。二是南方土壤黏重、秸稈全量還田條件下機械種植難度大，現有旱地移栽機難以滿足油菜高速高密度移栽要求，丘陵山區小田塊機械作業效率低。三是油菜倒伏現象普遍，抗倒伏、抗裂角、株型緊湊宜機化油菜品種缺乏，機械收獲適收期短，導致聯合收獲損失率高、含雜率高，分段收獲效率低。

2.3 分區域主攻方向與主推技術

油菜機械化分區域主攻方向與主推技術如表6所示。

表6 油菜機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.6 Subregion mechanized main direction and main push technology of rapeseed

3 花生

我國花生種植區域廣泛，主要分為黃淮海、東北遼吉、長江流域、華南沿海四大產區。2020年全國花生播種面積4 730.82 khm2，產量17 993 kt，花生種植面積和產量持續提高。

我國花生生產機械化進入較快發展期，2020年花生耕種收機械化水平分別為80.4%、56.4%、49.61%，綜合機械化率達到63.96%。預計2021年分別為82%、60%、56%，綜合機械化率67.6%，比2020年提升約3.6個百分點?；ㄉ斋@機保有量超過20萬臺。

表7 全國花生生產機械化情況Tab.7 Mechanization of peanut production in China %

花生機播、機收是短板，區域發展不平衡。北方機械化水平較高，南方機械化水平較低，南方花生機播、機收基本為空白。這與南方花生種植多在丘陵山區且土壤黏重，田間條件不宜機有關。

圖1 全國花生主產省份機械化情況Fig.1 Mechanization of main peanut producing provinces in China

3.1 增長點

我國春花生機械化鋪膜播種技術成熟，夏花生免膜機播綠色生產技術開始推廣應用，油用花生機械挖掘+全喂入撿拾收獲技術得到大面積應用，鮮食花生半喂入聯合收獲技術逐步得到接受。

3.2 關注點

一是全國還有1 866.67 khm2花生未實現機播和機收。二是南方丘陵山區黏重土質，機播合格率低、出苗率低，機收果土分離難。三是春花生覆膜播種模式占比大，殘膜污染嚴重，且影響秧蔓飼料化利用。四是聯合收獲受花生莢果烘干專用設備缺乏制約，分段收獲需要機械挖掘、人工翻曬、機械撿拾收獲，機具多進一次地、多費一道人工，同時帶來秧蔓廢棄、含雜率高、損失率高、揚塵污染嚴重的問題。

3.3 分區域主攻方向與主推技術

花生機械化分區域主攻方向與主推技術如表8所示。

表8 花生機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.8 Subregion mechanized main direction and main push technology of peanut

4 甘蔗

我國甘蔗種植區域主要集中在廣西、云南、廣東和海南4省(區)。2019/2020榨季，甘蔗主產區種植面積1 179.07 khm2，糖產量9 021 kt，廣西甘蔗種植面積和產量分別占到了全國的64%和66%。我國甘蔗種植面積和糖產量呈下降趨勢。

2019/2020年榨季我國甘蔗主產區耕種收機械化水平分別為95%、41%、3.28%，綜合機械化率51%。預計2020/2021年榨季分別為95%、45%、4.87%，綜合機械化率52.9%，比2019/2020年榨季提高1.9個百分點。

2020/2021年榨季，主產區可投入的甘蔗收獲機2 665 臺，機收率約4.87%，單機榨季作業量不到20 hm2，機具利用率太低。我國甘蔗生產機械化遇到了嚴重的發展瓶頸。

圖2 全國甘蔗機械化情況Fig.2 Mechanization of sugarcane in China

表9 全國甘蔗機收情況Tab.9 Current situation of sugarcane mechanized harvesting in China

4.1 關注點

一是主產區立地條件差，廣西甘蔗種植規模化宜機面積不足20%。二是切段式機收蔗含雜率在8%以上，制糖企業接收程度不高。三是切段式機收帶來的28%扣雜率、高破蔸率、低宿根發株率，相比人工砍蔗，綜合節本效益不明顯，蔗農接受度不高。四是機具利用率低、機手作業收益不高，現有機具一半閑置，單臺作業效率只有國外的9%。

4.2 分區域主攻方向與主推技術

甘蔗機械化分區域主攻方向與主推技術如表10所示。

表10 甘蔗機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.10 Subregion mechanized main directions and technologies of sugarcane

5 蔬菜

我國有華南與西南熱區冬春蔬菜、長江流域冬春蔬菜、黃土高原夏秋蔬菜、云貴高原夏秋蔬菜、北部高緯度夏秋蔬菜、黃淮海與環渤海設施蔬菜6大蔬菜優勢區域。2020年全國蔬菜種植面積21 333.33 khm2，產量750 000 kt。其中，設施蔬菜4 200 khm2，產量240 000 kt，面積占比19%，產量占比30%。我國蔬菜種植面積和產量逐年增加。

我國蔬菜生產機械化呈快速發展趨勢。2020年設施農業機械化水平40.53%，露地蔬菜機械化水平36.9%，全國蔬菜生產綜合機械化水平37.59%。預計2021年露地蔬菜耕整、種植、田間管理、收獲機械化水平分別為80%、30%、65%、12%，設施蔬菜機械化率43%，蔬菜綜合機械化率達到41.8%，比2020年提高4個百分點。

表11 全國蔬菜生產機械化情況Tab.11 Mechanization of vegetable production in China %

我國蔬菜機械化種植、收獲是短板。按品種機械化水平來說，根莖類好于葉菜類，葉菜類好于茄果類。

圖3 露地種植不同蔬菜品種機械化水平Fig.3 Open field planting different vegetable varieties mechanization level

5.1 增長點

蔬菜生產專用機械引進、研發、推廣不斷加快。蔬菜精密播種機、蔬菜移栽機在規模種植基地推廣應用。秧苗移栽機達到1.3萬臺。小葉類蔬菜收獲機、結球甘藍類蔬菜收獲機、根莖類蔬菜收獲機在主產省份加快引進、改制和推廣應用。蔬菜收獲機達到2.5萬臺。農業農村部農業機械化總站組織蔬菜全程機械化專家指導組發布了露地甘藍、小葉菜、蔥姜蒜辣、蘿卜、設施茄果等14個典型品種全程機械化生產模式和典型案例，在各地發揮了指導作用，推進了蔬菜生產宜機化改造。

5.2 關注點

一是蔬菜種類多、地區差異大，無機可用。我國常年生產的有14大類150多種，且茬口多，北方地區年生產蔬菜2～3茬，南方地區年生產蔬菜3～4茬，許多蔬菜品種機械化生產沒有可借鑒的國外經驗。二是蔬菜生產規模小，種植模式不統一，有機不好用。我國蔬菜生產抗自然風險和市場風險能力差，產業規?；潭鹊?，75%的菜農生產規模小于0.033 hm2，66.67 hm2以上連片種植的基地較少，缺少統一生產模式和技術規范，國外引進機具使用率低、適用性差，價格昂貴。三是蔬菜生產裝備技術儲備少，國產機具缺乏的問題，國內在蔬菜生產的專用動力平臺、高速移栽、高效收獲等關鍵技術還未取得突破。

5.3 分區域主攻方向與主推技術

蔬菜機械化分區域主攻方向與主推技術如表12所示。

表12 蔬菜機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.12 Subregion mechanized main direction and main push technology of vegetable

6 林果

蘋果、柑橘、梨、葡萄、桃在我國果業中占據優勢地位，初步形成優勢產區。2020年，我國果園面積12 266.67 khm2，水果產量287 000 kt，各品種種植面積和產量呈逐年增長趨勢。

我國果園生產機械化發展緩慢。2020年，我國果園生產中耕、施肥、植保、修剪、采收、田間轉運各環節機械化水平分別為33.52%、20.38%、49%、9.83%、2.34%、52.67%，綜合機械化率25.59%。預計2021年分別為35%、22%、50%、10%、2.5%、54%，綜合機械化率26.45%，提高不到1個百分點。

表13 全國果園生產機械化情況Tab.13 Mechanization of orchard production in China %

果園生產各環機械化水平都不高，修剪、采收環節幾乎為空白，是短板和瓶頸。從各省情況來看，兵團果園生產綜合機械化水平超過50%，中耕、施肥、植保等環節基本實現機械化，但修剪、采收機械化水平非常的低。

表14 兵團果園生產機械化情況Tab.14 Orchard production mechanization in Xinjiang Production and Construction Corps %

6.1 增長點

果園彌霧機、多功能作業平臺、軌道運輸機、水肥一體化設備得到廣泛應用，全國果樹修剪機32萬臺，田園管理機72萬臺。全國新建標準果園中，70%以上采用矮砧集約栽培模式，綜合機械化率超過85%，是果園機械化發展的方向。

6.2 關注點

一是傳統老齡果園生產條件不宜機的問題。老果園占比超過80%，且多位于丘陵山地。二是傳統種植管理模式不宜機的問題。果樹多為喬砧大冠，樹形高大，果林郁閉，缺乏機械作業空間。三是果園專用機具制造企業少，進口機具價格昂貴，機具使用率不高，機械化生產成本較高。

6.3 分區域主攻方向與主推技術

果園機械化分區域主攻方向與主推技術如表15所示。

表15 果園機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.15 Subregion mechanized main direction and main push technology of orchard

7 茶葉

全國共有18個茶葉主產省份，江北產茶區、江南產茶區、西南產茶區、華南產茶區4大產茶區。2020年全國茶園總面積3 165.13 khm2，可采摘面積2 768.12 khm2，干毛茶產量2 932 kt。我國茶園面積、茶產量逐年增加。

茶葉生產包括茶園生產和茶葉加工兩個部分。我國茶葉加工機械化水平比較高，大宗茶生產基本實現了機械化加工。我國茶園生產機械化呈穩定發展趨勢。2020年全國茶園生產中耕、施肥、植保、修剪、采收、田間轉運機械化率分別為20.95%、9.41%、34.20%、40.25%、32.31%、34.59%，綜合機械化率為29.36%。預計2021年分別為22%、11%、35%、43%、35%、36%，綜合機械化率約為31.15%，提高1.8個百分點。茶園生產各環節機械化水平都不高，中耕除草、開溝施肥是短板和弱項。

表16 全國茶園生產機械化情況Tab.16 Mechanization of tea plantation production in China %

7.1 增長點

我國茶園生產的各環節均有機可用，基本建成了適合平地、緩坡茶園生產全程機械化作業技術與裝備體系，目前正在向全國推廣。全國茶樹修剪機59萬臺，采茶機23萬臺，茶葉加工機械167萬臺套。

7.2 關注點

一是我國茶產業大而不強，茶園生產人工成本超過60%，茶價偏高，茶園土壤板結、肥力流失、農殘超標等問題嚴重，國際市場競爭力不足。二是茶園資源利用率不高，每年約有40%的產量未能采收，單產930 kg/hm2，不足印度的60%。三是茶園生產條件不宜機，超過60%的茶園位于陡坡地帶，超過70%的茶園為老茶園，許多茶園得不到管理而老化、退化、荒廢。四是國產茶園機械制造企業少，規模小，產品種類不全，采茶機和專用茶樹修剪機還依賴進口。五是受茶葉本身的文化特色、地域屬性和市場需求的多樣性影響，茶葉加工機械難以形成量產。

7.3 分區域主攻方向與主推技術

茶園機械化分區域主攻方向與主推技術如表17所示。

表17 茶園機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.17 Subregion mechanized main direction and main push technology of tea garden

8 中藥材

我國中藥材常用600多種，實現規模種植的有300個品種左右。全國有關藥、北藥、懷藥、浙藥、江南藥、廣藥、云貴藥、川藥、西藥、藏藥10個道地藥材產區。我國中藥材種植面積6 103.33 khm2，產量5 000多kt，種植面積和產量在逐年增加。

據國家中藥材產業技術體系調查測算，截止2019年我國中藥材耕、種、管、收、加工分別為48.3%、18.48%、22.24%、14.52%，13.78%，綜合機械化率為23.46%。預計2021年分別為51%、20%、24%、16%，17%，綜合機械化率為26%，提高2.5個百分點，呈較快發展趨勢。

表18 全國中藥材生產機械化情況Tab.18 Mechanization of production of Chinese herbal medicine %

8.1 增長點

中藥材耕整地環節主要借助傳統耕整地機械。播種、移栽、植保作業環節部分品種有了專用機械。埋深小于30 cm的根莖類藥材基本能實現機械采收?；悺⒐麑嶎愃幉臋C械化收獲還以試驗樣機為主。2021年，農業農村部農業機械化總站組織中藥材全程機械化專家指導組發布了山東丹參、寧夏甘肅隴西黃芪、甘肅渭源黨參、甘肅當歸、河北柴胡玉米輪作、廣西貴港市艾草、貴州安龍白及、山西黃芩、山西遠志、東北人參、遼寧龍膽草等11個中藥材機械化生產模式與典型案例。

8.2 關注點

一是已有機具作業穩定性、可靠性較差，生產效率低，難以滿足要求。產地加工以小作坊為主，規模小、設備單一、條件簡陋、衛生堪憂，造成藥材品質下降。二是除少數平原區種植的中藥材品種可借助通用機械外，絕大多數主要依靠人工，尤其山地、林下基本處于空白。三是中藥材屬于小眾產業，品種多、規模小，種植模式復雜多樣，生長環境、田地條件千差萬別，栽植采收要求各不相同，機械裝備通用性差、需求量小，以一品一機及小批量為主，利用率不高。

8.3 分區域主攻方向與主推技術

中藥材機械化分區域主攻方向與主推技術如表19所示。

表19 中藥材機械化分區域主攻方向與主推技術Tab.19 Subregionmechanized main direction and main push technology of Chinese herbal medicine