易中懿

(农业部南京农业机械化研究所)

农业机械化是中国特色农业现代化进程不可跨越的阶段，是发展现代农业和保障国家粮食安全的基础性工程。农业劳动力结构性短缺，农业用工成本大幅攀升，农民利用机器替代人畜力，降低生产成本，减轻劳动强度的需求是刚性的、长期的和不可逆转的。农业适度规模经营是未来我国农业的方向和主流，农业机械化是适度规模经营的必然要求，两者的有机结合是实现我国农业可持续发展的战略选择。

一、现状和问题

1．农机化科技“短板效应”日渐突出

农业发展的根本出路在于科技进步，农机化的发展离不开科技创新的支撑和引领。近年来，我国农机化作业水平逐渐提高，装备结构逐渐改善，作业领域逐渐拓展，农机化从初级阶段跨入中级阶段，2008年综合机械化水平达到45%。然而，农机化科技总体水平提升速度不快，科技的“短板效应”日渐突出，农机化发展开始由以往技术与装备需求不足逐步转向有效供给不足，不同区域、环节或领域发展不平衡。主要体现在：

（1）就不同区域而言，北方平原机械化水平较高，南方丘陵山区还处于起步阶段，2007年丘陵山区耕地、播种和收获机械化水平仅为31.10%、1.42%、10.85%，与全国平均水平的差距分别为 24.29%、30.58%、14.26%，大部分作物机械化技术处于改进熟化或示范推广阶段。

（2）就不同环节而言，耕整地环节机械化水平较高，种植、收获环节机械化水平较低，如2007年玉米机械化收获水平仅为7.23%，水稻种植和收获机械化水平仅为11.06%和46.20%，油菜播种和收获机械化水平仅为5%和6.39%，棉花收获机械化水平不足4%。

（3）就不同领域而言，主要粮食作物机械化水平较高，油料作物、特色经济作物机械化水平较低，畜牧业、设施农业等发展空间很大。

分析造成上述发展不平衡的原因，有地区经济社会发展水平差异的影响、有不同作物农民对机械化需求程度差异的影响、也有农机农艺技术不配套的因素，但最根本的制约因素还是适宜机械化技术与装备供给不足的矛盾。随着我国农机具购置补贴投入力度的加大和农民对农机化需求程度的日益迫切，适宜机械化技术与装备供给不足的矛盾会日趋突出。

2．主要问题

我国目前农机化科技创新主要问题包括：① 农机农艺结合、农科教相结合、产学研一体化的公益性农机化科技创新体系尚未形成，跨行业、跨学科、跨部门大联合、大协作创新活动较少；②农机化科技创新队伍不稳定，科研力量不强；③ 农机化科技创新投入不足，科研项目投入以竞争性为主，条件和平台建设项目缺乏，未能在农机化科研项目、平台和人才等创新要素上形成充足持续稳定的投入机制；④ 农机化科研手段比较落后，研发周期较长，没有形成完整的产品设计、样机制造、田间试验和产品熟化的农业机械科技创新链条。⑤ 简单跟踪模仿国外农机产品较多，具有自主知识产权的原创性技术很少。

二、农机化技术：战略需求—需解决的关键问题—重点领域

农机化科技发展战略和布局必须围绕未来农业产业发展的重大需求，主要包括以下几方面（1）保障粮食安全和主要农产品供求平衡；（2）推进农业结构战略性调整，发展畜牧业、设施农业和农产品加工业等，构建现代农业产业体系；（3）建设资源节约型、环境友好型农业生产体系，促进农业可持续发展；（4）促进区域协调发展，推进牧区、丘陵山区农业机械化。按照“战略需求—需解决的关键问题—重点领域”的思路，梳理出未来一段时间我国农机化技术路线图。

围绕提高农业综合生产能力，保障食物供给安全的战略需求，以基本实现主要粮食作物生产全程机械化和主要优势农产品关键环节生产机械化为目标，重点解决水稻种植、收获和烘干、玉米收获、油菜种植和收获、马铃薯种植和收获、甘蔗收获和棉花收获等环节机械化。（1）水稻生产机械化关键技术包括高效精量直播机械化技术、杂交稻及超级稻育秧与栽插技术、大喂入量联合收割技术、高湿稻谷干燥关键技术与装备。（2）玉米收获机械化关键技术为适宜对行收获、摘穗收获、籽粒收获、玉米青贮收获与茎秆还田或切碎回收技术与机械。（3）油菜种植和收获机械化关键技术为适宜不同种植条件的油菜直播与移栽机械、稻麦油兼用多功能联合收获机。（4）马铃薯种植与收获机械化关键技术为集开沟、施肥、播种、覆土等多项作业的马铃薯种植机械；集挖掘、分离、升运、分选、装袋等功能联合收获机械。（5）甘蔗收获机械化关键技术为适宜整秆收获、宿根破坏和甘蔗直立输送的甘蔗联合收获机械。（6）棉花收获机械化关键技术为梳齿式棉花收获技术与机械，适宜机采收模式的棉花精量播种、静电喷施脱叶催熟剂、机械打顶和场上预清理加工等配套机械化技术。

围绕推进农业产业结构调整，促进农业高产、优质、高效的战略需求，重点解决农副产品加工、设施农业和设施养殖等领域关键技术与装备。（1）农副产品加工领域重点研发稻米、面粉、油料、棉花、茶叶等加工机械、果蔬保鲜与加工机械、粮食分选与干燥机械化技术与装备等；（2）设施农业领域重点研究智能化环境自动控制设施与装备、用于小型温室园艺作物生产的机械装备、设施农业作物节水及精细化栽培管理设备等，实现设施农业环境控制自动化和生产过程机械化；（3）设施养殖领域重点研发健康养殖装备、养殖工艺模式和装备集成成套技术等。

围绕建设资源节约型、环境友好型农业生产体系，促进农业可持续发展的战略需求，重点解决节约型农业机械化、保护性耕作机械化和农业废弃物处理机械化等。（1）节约型农机化领域重点研发高效节能作业机械，包括复式作业机械、免耕覆盖播种机械、精密和精少量播种机械、超低量和精确施药机械、化肥精施深施机械等；（2）保护性耕作机械化领域重点研究适宜不同地区的保护性耕作机械化模式及配套农机具；（3）农业废弃物处理领域重点研发玉米秸秆和根茬、小麦秸秆、稻草秸秆还田机械化技术；作物秸秆氨化、碱化、青贮化作肥料和气化作为生物能源的机械化；畜禽粪便快速消毒、除臭、干燥机械化；颗粒饲料、肥料制备、包装机械化等；秸秆的能源资源化利用，秸秆成型燃料，大中型沼气以及燃料乙醇生产机械化等。

围绕有效保护和开发草原，发展集约化、产业化养殖，提升草原畜牧业综合机械化水平战略需求，重点解决草业生产机械化和集约化、产业化养殖机械化技术与装备。（1）在草业生产机械化领域，重点研发草场改良与生态保护建设、人工草场建设的技术工艺和装备；研发牧草播种、收获、深加工技术及配套机具，牧草快速干燥保鲜技术及装备，牧草联合收获、草场节水灌溉等机械；（2）在畜牧养殖机械化领域，重点研发牧区畜舍饲喂、供水饮水、疾病防疫、粪便处理和自然能源利用等机械化、自动化技术和装备，以及畜产品采集、初加工、保鲜、贮藏和运输设备等。

围绕促进区域经济协调发展，提升丘陵山地农业机械化战略需求，重点解决优势农作物和特色经济作物机械化技术与装备。（1）在优势农作物机械化技术与装备领域，重点研发水稻、玉米、油菜等作物的耕整地、种植和收获环节的小型机械和设备，如小型多功能作业机械、多功能小割幅轻简型联合收获机械、微型多功能作业机组等；（2）在特色经济作物机械化技术与装备领域，重点研发果蔬、薯类、茶叶、烟叶生产等机械和设备，如适宜果园（茶园、烟田）微型多功能作业机组、根茎类作物分段收获机具、田间复式作业机具等。

围绕推动农机化行业又好又快发展，促进科学决策，重点从宏观、中观和微观三个层面加强农业机械化战略研究。（1）宏观层面加强农业机械化与政策环境、人口环境和经济环境方面的关系研究；（2）中观层面加强农机化区划研究；主要粮棉油机械化技术模式与技术路线等研究；农机化财政、金融和保险等扶持政策研究；（3）微观层面加强农业机械化发展主体特征及行为研究。

三、农机化科技创新：体系—机制—布局

1．农机化科技创新体系

（1）农机化科技创新属公益性活动，应该依靠政府为主导。厘清农机化科技创新的公益性属性，决定了创新体系建设和投入来源等关键问题。农业机械工程是把机械工程知识和技术应用到农业上去，其加工对象是生物、有生命的、有机体，这与金属加工机械、矿山机械、电力机械等有着显著不同。农机化科研复杂性、区域性和季节性特征显著，研发周期长，知识产权不易得到保护。另外，农业具有天然弱质性，加之我国农业分散经营特点，农民数量大、分布广、素质低，这些特征决定了农机化科技创新的“外部性”和“公共物品”属性，应该依靠政府为主导进行投入和发展。

（2）农机化高等院校、科研院所和企业分别承担“创新链”中知识原理创新、样机设计和产业化任务。农机化高等院校、科研院所和企业联合起来，政府主管部门适当参与，才能解决创新主体的问题。高等院校承担农机化基础研究，负责知识原理创新；科研单位承担技术路线制定、部件设计计算、室内模拟试验、田间样机试验、试验结果分析等；企业承担试验部件和试验样机的试制，小批量的多点试验，正式产品的开发、工装和装备、正式产品的投入等。项目的选择、技术路线的制订，需双方共同研究，对影响面大、基础性的、通用性强的项目必须由政府资助，主管部门也要参加技术路线制定等，使得项目建立在可靠的基础上。

2．农机化科技创新机制

（1）建立以政府为主导的充足、持续和稳定的投入机制。在科研立项、平台建设和人才培养等方面给予充足、持续和稳定的投入，实施一批解决行业共性和关键技术的科研项目，建设一批竞争开放、资源共享的国家级科研平台，凝聚和培养一批学术视野宽广、创新能力强的科研人才。

（2）建立以农业生产需求为导向的科研立项机制，以解决农业生产实际问题为主要指标的项目考核评价机制。农机科研必须着力解决农业生产关键领域的核心技术问题。农机科研立项要从传统的专家能力导向转变为农业生产需求导向，即从以往“专家能做什么”转向“现实需求什么”，走“需求什么”→“如何做”→“能做什么”→“谁来做”的立项路径。技术需求要由农机推广部门、农机专家、农艺专家和种植大户（或农机大户）共同提出，农机专家和农艺专家围绕技术需求提炼科学技术问题和相关技术指标，项目专家提供技术解决可能方案，最后根据研究基础和技术方案择优确定项目承担单位。在科研项目顶层设计中，注重发挥农业部科技委、农业工程学会、农业机械学会等咨询机构、学会或协会的重要咨询和建议作用。在项目考核评价方面，以“解决农业生产实际问题”为农机科研的基本评价导向机制，形成与产业发展相匹配的技术链，弱化论文、研究生培养和成果获奖等传统科研评价指标。

（3）建立农机农艺专家协同创新机制。以经济性、易实现为主要衡量标准，选择农机与农艺结合或调整的技术途径，形成农机与农艺相协调的机械化农业生产技术体系，制定适用于机械操作的作业标准和农艺规范。

3．农机化科技创新布局

（1）“机械化”、“智能化”相结合。未来5至10年，我国农机化技术创新的主要任务仍是立足解决“机械化”技术供给问题，大部分科研渠道或项目经费要以此为重点；“智能化”农业装备研究主要布局在国家自然科学基金、973计划、863计划等科研计划，开展自由探索研究和技术储备性研究。设立国家或行业重点实验室等科研平台，在智能化农业装备领域开展基础和应用基础研究。

（2）“南方”、“北方”相结合。我国北方平原地区机械化技术盲点较少，技术成熟度较高，可供借鉴的欧美成熟技术较多，未来主要任务是提高机具可靠性，实现精良化，解决“优劣”的问题，科研项目布局以产业化项目为主，侧重于农机工艺装备创新；南方水田区及丘陵山区许多适宜机具缺乏，机械化水平很低，技术成熟度低，相同条件发达国家知识产权保护严格，可供借鉴的国外技术较少，未来主要任务是围绕南方丘陵山地机械化技术需求，解决中小型农机具“有无”的问题，科研项目布局侧重于农机设计创新。

（3）“纵向”、“横向”相结合。“纵向”要考虑主要作物的关键专项技术。“横向”主要考虑农机化共性技术。现代农业产业技术体系应以作物为单元进行布局，农业装备领域专家较少，不可能依靠一个农机专家解决该作物的所有机械化问题。因此，除安排农机专家重点解决该作物关键机械化技术以外，还应增设农机化技术与装备领域，进行横向布局，以解决农作物机械化共性技术问题。

（4）科研项目、平台和人才建设相结合。项目、平台和人才是科技创新的三大要素，不能偏颇。在科研平台方面，要考虑布局农业机械国家重点实验室（目前已建国家重点实验室146个，农业机械领域是空白），国家部委和农机科研实力较强省份要增设农业机械重点实验室、工程技术中心等创新平台。增设样机试制、田间试验等科研平台或基地，补齐农业机械科技创新链条。在人才建设方面，加强跨领域、学科、行业的复合型战略人才和把握科学前沿的领军人才培养，注重培养研究方向一致、目标明确、人员结构合理的科技创新团队。