科技創新助力農機裝備快速發展

國內某企業在中國國際農業機械展覽會上發布的新品AC90大型甘蔗收獲機

長沙某公司研發的無人駕駛拖拉機原型機

農業的根本出路在于機械化。時代的發展與我國復雜的地理地貌環境決定了必須走中國特色農機智能化發展道路。黨的十九大提出實施鄉村振興戰略，加快推進農業農村現代化，對農業機械產業科技發展提出了更多更新更高要求。

經過半個多世紀的發展，我國農業生產已基本實現主要依靠人力轉向主要依靠機械動力的轉變，農業機械裝備產業有了長足的發展。

國內農機裝備技術發展迅猛

我國是世界農機制造和使用大國，農機裝備產業基本形成了大、中、小企業相結合的較完整的農業裝備產業鏈，截至2019年底農機企業總數超過8000家，形成了以中小企業為主，產品品類多，以山東、江蘇、河南、浙江為區域聚集優勢的中國特色農機裝備企業格局和發展模式，呈現骨干企業做大做強、中小企業向專精特及零部件配套方向發展的趨勢。總體規模約占全球30%，年國際貿易量約占全球總量的20%，2020年，規模以上企業營業收入2533.39億元，同比增長7.81%，農機進出口貿易總額104億美元，同比增長9.5%。但企業規模小、集中度低，年收入超過50億元企業不到5家，超過10億元企業不到20家，總體上處于歐美、日韓之后的第三方陣，缺乏具有國際競爭力和品牌影響力的企業，行業平均利潤水平僅為國際領先水平的1/10左右。

“十三五”以來，我國農業裝備技術快速發展，形成了耕種管收及加工的技術及產品體系，形成了信息化、智能化的技術基礎，具備研發生產4000多種農業裝備產品能力，支撐我國成為世界農業裝備制造和使用大國，我國農業生產進入以機械化為主導的新階段，我國農業裝備技術走出了一條大中小結合、農機農藝融合、裝備與信息融合的特色研發創新之路。全國農作物機械化水平達到71%，關鍵核心技術攻關取得進展，自動化、信息化、智能化等前沿及關鍵核心技術方面，技術持續迭代成熟，從實驗室階段正向中試、產業化階段發展，部分已實現產業應用；在耕種管收智能田間作業裝備、農產品產地加工及儲運、設施園藝及養殖裝備等農業裝備方面，中小型農業裝備實現了規模化產業化生產及應用，大型高性能裝備進入中試驗證階段，滿足了國內90%以上的市場需求。

技術研發 多角度共同發力

農業裝備信息化、智能化等應用基礎研究緊跟發展趨勢。旱作作物栽植技術、農作物生產過程監測與水肥藥精量控制施用技術，奠定農機作業與先進農藝技術協調融合理論基礎；農機智能化技術、土壤植物和動植物對象信息感知與跟蹤技術、環境信息實時監測、遠程智能化自動測控等核心技術奠定農業全程信息化和機械化技術體系基礎；作物葉片、個體、群體三個尺度養分、生理信息檢測技術，土壤水、鹽和養分檢測技術，農業復雜環境下信息低能耗、低成本和穩定傳輸技術等研發實現了基于實測信息和滿足植物生長需求的物聯網肥、水、藥精準管理和設施協同調控。

田間作業裝備技術向大型化、多功能、智能化發展。取得了大型動力、復式整地、變量施肥、精量播種、高效收獲等關鍵技術的突破，形成了適應不同農藝與生產規模的配套糧食全程作業裝備配套體系，技術延伸拓展應用于棉花、番茄、甘蔗、花生、馬鈴薯等優勢經濟作物環節裝備；重型拖拉機實現了節能柴油機、無級變速傳動技術應用開發，加快推動我國大型拖拉機自主化發展；基于北斗系統的農機導航與自主作業技術推動無人智能農機發展；10kg / s及以上大喂入量谷物聯合收割機實現智能化，與世界主流技術平齊；玉米收獲機實現高含水率籽粒收獲；采棉機高效采棉頭、智能控制系統等關鍵零部件實現自主化，3行采棉機滿足小規模棉花收獲需要，6行大型采棉機實現采棉打包一體化；飼草、甘蔗、花生、甜菜、橡膠、枸杞、紅棗等經濟作物收獲技術裝備逐步示范應用；蔬菜嫁接機器人、智能施肥施藥機械、基于機器視覺識別技術的田間除草機器人、農田施藥無人機、果蔬采摘機器人等實現示范應用。

設施園藝及農產品加工裝備技術成套化、集約化、綠色化發展。在低碳環控型溫室和高光效輕簡溫室結構及配套設施、節能與綠色能源利用、環境調控技術，以及精細耕整地、精量播種、育苗嫁接、肥水一體化等高效生產配套裝備方面取得突破，提升了設施結構的抗逆性能、能源與資源利用效率、智能化控制水平；在節能節地型新型養殖設施、環境調控、養殖數字化監控與遠程管理、飼料營養加工及快速溯源與在線檢定、個性化飼喂設備、養殖場廢物環保處理等豬、雞、水產、奶牛養殖成套技術與設施設備取得突破，提升養殖集約化、機械化、智能化水平；研發了果蔬產地清潔、農特產品節能干燥、果蔬及棉花等在線檢測與分選分級、牛羊自動化屠宰及畜禽分割等技術裝備，提升農產品自動化、智能化技術水平，促進產業提質增效。

智慧農業技術由試驗走向產業應用。新一代信息技術與農業領域的融合發展，創新形成了以農業傳感器、農業大數據、農業人工智能和農業機器人等為代表的智慧/智能農業技術體系；農業環境信息傳感器和儀器儀表實現國產化開發，支撐大田作業監測和溫室智能化發展；農業大數據研究在結構化數據收集、整理、匯聚、分析等方面取得突破，支撐了“互聯網+”農機作業等云服務平臺發展；“無人農場”、智慧種植、智慧養殖實現集成應用，阿里云ET大腦、京東神農大腦探索人工智能養豬，實現了豬舍環境智能監控、豬只狀態智能判斷、飼料按需投喂等功能，提升了母豬年生產能力3頭，死淘率降低了3%左右；“無人農場”基于北斗導航技術集成耕種管收智能作業裝備，實現農作物生長全程自動監控及作業決策，成為智慧農業發展的一種實現方式。

農業機械裝備科技發展面臨的挑戰

新一輪科技革命和產業變革廣泛并深刻影響科技創新，新一代信息、生物、人工智能、先進制造等技術滲透融合，鄉村振興戰略、農業農村現代化深入推進，我國農業生產及農業農村經濟社會發展將進入新的發展階段，農業裝備面臨新需求、新機遇、新挑戰。

農業裝備加快向信息化、智能化轉型升級，實現技術及裝備自主可控，掌握產業發展主導權，以高水平科技供給保障產業安全。

推進農業生產向智慧農業生產方式轉變。世界農業發展和國內外信息技術實踐經驗表明，農業專家系統、精準作業技術與裝備、農業機器人、農業大數據等信息技術和產品已經成為重要的農業投入品，能顯著提高農業資源利用率、土地產出率、勞動生產率和生產經營管理水平。大力發展智慧農業，以裝備為載體，以信息和知識為要素，通過互聯網、物聯網、云計算、大數據、智能裝備等現代信息技術與農業深度交叉融合，實現農業生產由“機器替代人力”“電腦替代人腦”的轉變，將大幅度提高農業生產效率、效能、效益，促進區域均衡，引領現代農業發展。

確保國家糧食安全和重要農產品有效供給。保障農業產出高效、產品安全、環境友好，關乎我國農業農村現代化發展全局，迫切要求利用先進技術及裝備、科學生產方式，解決“誰來種地”“怎么種地”“如何種好地”的高產農田、高效投入、高產生產、精細管理等現實制約難題，并滿足長期產能及產量發展需求；同時，統計數據表明，我國人均農業產值僅為1000美元左右，與美國的7萬美元、歐洲的5~6萬美元、日本與韓國的3-5萬美元相比，產出效益差距很大，因此，迫切需要發展高質高效農業裝備，構建農業全程信息化和機械化技術體系，實現傳統精耕細作與現代物質裝備相輔相成，不斷提高勞動生產率和土地產出率水平。

保障資源高效利用和可持續發展。農業自然資源相對短缺是我國農業可持續發展的主要制約因素，我國總人口占世界的22%，然而支撐農業的耕地、水、草原等關鍵基本要素占有水平極低。耕地只占到世界的9%，人均面積是世界平均水平的1/3；水資源占世界的6%，人均水資源擁有量僅為世界平均水平的1/4；人均草原面積僅為世界的1/2；支撐農業生產的機械動力燃料、化肥等來源的石油資源人均水平更低，只占到世界的1/15，且總量有限，而我國田間作業畝均動力是美國的6倍。另外，全球氣候變化將對資源可持續利用、農業生產生態具有重要的影響。農業裝備能夠極大地提高資源利用率，推動農業的可持續發展，通過高效節水排灌、施肥、施藥技術及裝備應用，可提高水肥藥利用率30%以上；通過土地工程化整理，改造中低產田，形成儲備耕地2億畝以上，實現耕地可持續利用。

發展自主可控現代農業裝備產業。國際主要跨國農機企業已全面進入中國，搶占高端市場，國外企業產品占我國拖拉機市場份額20%、履帶式水稻收獲機30%、采棉機70%、高速插秧機95%。實踐證明，市場換不來技術反而丟掉了市場，依靠進口設備解決不了我國地貌多樣、農藝繁雜的國情，反而抬升了綜合成本。關鍵核心技術和重大裝備依賴進口可嚴重威脅我國糧食和產業安全。必須堅持走中國特色農業裝備自主創新的發展道路，加速信息、生物、新材料、先進制造等技術應用，促進智能技術變革，實現技術、產品、品牌、標準、產業組織、商業模式的全產業鏈多元融合創新，推進裝備智能化、產業高端化發展，構筑產業國際競爭新優勢，實現技術及裝備自主可控，在新一輪產業變革中掌握關鍵核心技術和產業發展主導權，發展具有國際市場競爭力的企業，保障現代農業產業安全。

智能農機

我國農機發展的措施建議

實施新一代智能農業裝備科技創新工程。新一代智能農業裝備是鄉村振興、制造強國的重大戰略重點，也是國際產業技術競爭方向。要統籌糧經飼、農林牧漁、種養加等，以智能制造、智能裝備、智能管理、智能服務為主線，重點開展動植物生長智能調控、高效智能作業裝備、遠程運維與管理、智能作業機器人技術系統，以及關鍵零部件及整機智能設計、高性能材料與制造技術研發，以及動力換擋、無級變速、動植物生長與環境信息感知傳感器、農機工況及作業質量傳感器、高效采收與清選部件、智能操控系統等研發，發展耕種管收智能作業農機裝備，發展畜禽、水產等智能養殖裝備與設施，發展農林產品、畜禽產品、水產品等貯、運、加工智能裝備與設施，發展農業農村信息服務產品及設施，形成自主可控技術產品體系，并推進智慧農場/牧場/漁場、工廠化農業等智能農業生產重大應用示范，保障國家糧食安全。

構建新型農業裝備產業技術創新體系。統籌創新戰略、創新體系和創新能力建設，依托農業裝備產業技術創新戰略聯盟形成的產學研合作體制機制，打造具有國際一流研發能力和水平的國家農業裝備技術創新中心，加強應用基礎研究及科技基礎工作，系統謀劃中長期農業裝備戰略前沿、關鍵核心技術、卡脖子技術及重大智能裝備創新重大任務，培育戰略性科技力量；著力形成新一代智能農業裝備技術、產品體系，加快培育具有國際競爭力骨干企業，發展專精特新中小企業，構建適應國情、立足產業、協同高效、支撐發展的產學研用深度融合的產業創新體系，掌握科技與產業競爭主動權、主導權，支撐產業轉型升級高質量發展。

健全農業裝備科技與產業政策體系。圍繞創新驅動產業轉型升級，打造引領性優勢產業，從技術創新、生產制造、應用推廣等維度形成新的、更有針對性、相互銜接的科技與產業政策，發揮政策協同合力。從財政投入、基地平臺等方面加大力度支持基礎前沿技術、關鍵核心技術、重大裝備等產學研協同、跨領域跨行業融合創新，形成以支持鼓勵創新為重點的科技政策體系；進一步加大和優化農機購置補貼政策，拓展信貸、保險等政策，形成以優化結構、提升能力為導向的應用推廣政策體系；優化投資、稅收、金融等支持政策，引導社會資本參與重大科技成果產業化，鼓勵企業技術創新和產業鏈發展，布局發展創新產業集群，形成以提升產業鏈水平為導向的工業政策體系；研究提出技術管理清單，以及信息安全審查制度，不斷完善關稅、貿易、知識產權等政策，構建安全可控的保障政策。