全程机械化中农机农艺结合现状及迫切性分析

张义胜

摘 要：中央高度重视现代农业的发展，2016年中央一号文件将全程机械化纳入了现代农业建设的一项重点内容；农机农艺的结合，是加快农业全程机械化的关键，是实现现代农业快速发展的重要途径；介绍了我国农业机械化水平及农业技术现状，分析了我国农机农艺结合现状，回顾了国内外农机农艺结合历程。从政府政策要求、保障农产品质量要求、改善环境质量需求三个方面指出了农机农艺结合的重要性及迫切性。就农机农艺结合的推动力、发展途径做了分析。

关键词：农机；农艺；农作物；机械化

中图分类号：F323.3 文献标识码：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年我国农机总动力达11.44亿 kW，主要农作物耕种收综合机械化水平达66%[1]，农业机械化水平进一步提高。随着农业技术的发展，农机技术在现代农业生产中的作用越来越重要，农机与农艺发展脱节会导致许多先进的科研技術在实际生产中难以大面积推广，直接影响农业生产工业化。加强农机农艺之间的联系，是加快农业全程机械化的关键，是实现现代农业快速发展的重要途径[2-3]。

近十年来，发展现代农业得到高度重视，现代农业发展要实现设施化、标准化、产业化，离不开农业生产技术和装备水平的协同提高。一些节能环保的装备和技术如深松整地、保护性耕作、节水灌溉、精准施药、配方定位施肥、秸秆还田收贮等机械化技术的发展，加速先进农艺技术的推广，推动节约型农业发展[4]。2016年中央一号文件将全程机械化纳入了现代农业建设的一项重点内容，强调要“提升主要农作物生产全程机械化水平”，农业部定位水稻、玉米、小麦、马铃薯、棉花、油菜、花生、大豆、甘蔗等9大作物分别设立专家组，针对耕整地、种植、植保、收获、烘干、秸秆处理等6个生产环节，细化全程机械化的关键问题和薄弱环节。因地制宜地实现农机农艺结合，协调农机农艺发展创新，是现代农业优质、高产、高效和可持续发展的重要途径之一[5-7]。

1 我国农机农艺结合现状

农机农艺结合初期，农艺占重要地位，农机只能不断改进功能以适应农艺要求；随着农业机械在农业生产中作用愈加明显，根据农机的要求改进农艺；现阶段现代农业的发展要求创新地结合农机农艺，协调农业使之工业化发展[8]。农业机械化进入高级阶段后，从农业生产综合效益角度看，农机农艺结合能加快规模化生产推广。全程机械化中，需进一步发展农机农艺结合。

农机农艺结合不够紧密，是制约农业现代化发展的重要因素之一。传统农机农艺结合，广泛研制的农业机械主要是种植机械和联合收获机械，如插秧机、直播机、稻麦联合收获机。部分农作物生产环节的农艺技术影响农机农艺结合，例如水稻的低成本规模化育秧技术发展，制约机械插秧技术发展；玉米的种植和收获技术差别，影响农机作业的规范化；油菜、甘蔗、棉花机械化收获比例不高，马铃薯、花生等根茎类机械化还处在科研与示范阶段[9]。随着设施农业的发展，农机农艺结合新发展出现设施栽培、设施养殖的配套机械，也存在缺乏统一规范标准、同一功能农机不同型号产品之间规格千差万别的问题。

我国农作物品种丰富，不同品种栽培方式、耕作制度之间有明显的区域性差异；这要求农机农艺结合不仅需要考虑统一规范化以便于推广，还需要结合优势农产品的实际情况，因地制宜。耕整地作业是农作物生产的主要作业环节之一，这一过程机械化程度较高，各类旋耕机、起垄机、开沟机等耕整地机具发展已经比较完善，机械化作业已经达到农艺上精耕细作的标准[10]。像玉米等机械化作业基础较好的主要作物，在全程机械化中可以更注重要求农机产品规范化；像叶菜类蔬菜和苹果、葡萄等地域性栽培水果，目前收获机械化水平还比较低、小型多功能收获机具还比较少，全程机械化首先要研制配套的新型农机产品[11]。甘蔗等收获中人工体力劳动繁重，通过机械化采收能提高劳动生产效率、降低生产成本；为实现甘蔗机械收获，需要农艺配套关键技术改进，通过农机农艺相结合的甘蔗生产技术规范，实现定量化、标准化、规范化生产[12]。

2 国内外农机农艺结合历程

美国是典型人少地多、劳动力短缺的国家，农业生产的特点是区域化、专业化，采用机械化大规模集中生产，单一的种植制度便于控制统一机械化作业标准。农机多为大型机械，农机农艺结合问题的解决，主要是配合农机要求改进农艺技术。1977年美国的大豆收获机械化过程中，联合收割机传统型收割台割茬高、损失率大，一方面改进横向螺旋输送器的结构，一方面改进播种行距、选育抗倒伏品种[13]。

日本是人多地少且资源短缺，日本在水稻生产方面的全程机械化发展非常好。以水稻为例，日本农林厅采用工厂化育秧联合带土小苗插秧机研制，1970年日本的水稻插秧机械化程度仅为3%，到1977年，日本的水稻机械化插秧程度达到89.4%。科技发展在农机农艺结合问题的解决中起到了重要作用。1986年日本成立“农业生研机构”，1993年该机构联合相关社团和企业成立“新农业机械实用化推进株式会社”，2003年又整合了产、学、研等多方面相关力量，改编成“农业生研技术中心”，以此为平台加快了农机与农艺一体化技术研发与推广进程[14]。

由于作业成本等问题，中国的水稻生产机械化系统不能完全按照日本水稻生产机械化系统。水稻种植机械化是中国作物机械化生产的难点，专业化培育标准化秧苗与机械精确移栽，并配套稳定高产高效农艺，应是中国多数稻区栽培机械化的基本方向[15-16]。

3 农机农艺结合的迫切性

在全程机械化中，需要改进许多农艺生产环节，研制许多新型农机产品。机械化水平的提高，迫切需要农机农艺的紧密结合。

3.1 政府政策要求

以山东省为例，《山东省农业现代化规划（2016-2020年）》中明确提出选育适应机械化作业的棉花品种，推广轻简化植棉技术；建设一批花生种植全程机械化、标准化基地；推广果树现代集约栽培模式及配套技术，提高水果产业质量档次。研制与农艺发展相适应的各类新型农机是农业机械化水平提高的发展方向之一。例如，在山区丘陵地带，适合区域特色农作物使用的轻型机械；配套成熟种植方式的全过程机械化；低碳、节约型的农机改进。

3.2 保障农产品质量要求

农业发展水平较低时，农作物产量是农业生产的主要要求；随着经济不断发展、生活水平日益提高，人们更加看重高效生产、食品质量安全。传统农业生产方式的劳动生产率、土地产出率、资源利用率以及食品品质稳定性都存在很多局限性，农机化水平的提高不是单纯降低劳动强度，而是综合提升农产品附加科技创新水平，解决一些传统农业生产方式无法改变的问题。例如，传统蔬菜种植的自育自用育苗方式逐渐被工厂化设施育苗取代，工厂化设施育苗节约资源、优质高效、便于管理，有效地降低农药的使用量。使用农机农艺结合的科学生产模式能在一定程度上缓解农业上用肥施药过度现状。

对于果蔬产品，适当的商品化处理不仅能保障产品质量，还能提高产品价格。机械收获的球茎类蔬菜、瓜果类蔬菜从蔬菜的外形上看相对手工收获蔬菜更均匀一致；蔬菜收获后，机械化加工可以一体化完成蔬菜清洗、分级、包装处理，蔬菜卖相好、產品价格更高。如需进一步冷藏、运输或脱水、深加工、干燥等，机械处理也比手工操作效果更好。然而果蔬机械化作业率偏低，商品化处理、收后加工技术处理一直未受到各方足够重视，蔬菜运输、贮藏加工、包装等过程中损伤现象较为严重[11]。

3.3 改善环境质量需求

传统抛撒式施肥方式肥料利用率较低，常常存在过量施肥现象，过量施肥容易引起土壤板结、水体污染等环境问题；大田耕作肥料利用率问题可以通过农机农艺结合得到有效提高。精准农业技术中的精准施肥关键技术之一是采用合理的施肥方式[17]。左兴健等人研制了风送式水稻侧深精准施肥装置，在黑龙江七星农场开展了田间实际作业试验，试验表明：该装置与插秧机配合，使用时能够根据插秧机行驶速度实时调整施肥量，实现连续带状侧深精准施肥作业；提高施肥均匀性和肥料利用率，一次性完成插秧与侧深精准施肥作业[18]。李沐桐等人研制玉米苗期自动穴施肥控制机构，提高施肥精准度，穴株拟合度可达到0.796，伤苗率接近10%，满足玉米苗期施肥控制性能的要求[19]。

4 结语

农机农艺结合还需要进一步发展，特别是在全程机械化中起到更加重要的作用。发展农机农艺结合能够进一步提高机械化水平，加快农业现代化发展。在农机农艺结合必要性的认识上，正如十年前蒋亦元院士提出的“组织多学科的通力合作是农业科技的组织工作新方式”[20]。农机农艺结合进入成熟发展阶段依然需要不同学科专业共同讨论研究。

提高种植业对于高科技含量农机的需求，是推动农机农艺结合的最好动力；提高农机具的使用舒适度与性能是推动种植业自觉使用全程机械化生产的最好途径。农机农艺结合问题在实践中应用范围极广；正确的认识和应对农机农艺结合问题，是实现现代农业发展全程机械化的关键。

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