低碳化大农业背景下农机农艺一体化研究

2020-12-15韦涛

农业技术与装备 2020年8期

韦涛

（单县单城镇南城办事处，山东单县 274300）

发展低碳生态绿色农业是我国农业现代化的必然选择。长期以来，我国农业依靠大量施用化肥农药的模式保障了国家粮食安全，但是我国农业生产成本明显高于国际市场，在全球农业市场上没有竞争力，而且农业污染严重，资源环境恶化。要破解农业生态和资源条件的双重制约，就要发展低碳化大农业，充分发挥农机和农艺一体化的优势，推动我国农业的可持续发展。但是我国农业现阶段要实现大规模组织化经营，配合完善的农业科技体系，实现农业的低投入、低排放、低污染和高效益、高产出、高质量还面临诸多问题。要解决这些问题，就必须在农业生产中推动农机农艺一体化，应用滴灌技术、坐水播种、自动施肥、保护性耕作、秸秆还田、病虫害防治、资源回收和保土固碳等技术，促进农业生产方式的变革，实现低碳化大农业的目的。

1 低碳化大农业背景下农机农艺一体化的必要性

1.1 低碳化大农业是我国农业现代化的必然选择

一方面，长期大量施用农药化肥使我国耕地质量严重下降、土壤退化、农业生态环境恶化。比如在我国的黑龙江地区，黑土肥力逐年降低，有机质含量下降了70%以上，黑土层厚度减少了50%以上，大部分粮食产量靠化肥支撑。由于水资源大量浪费，地下水位下降，水资源严重短缺，导致很多地方出现旱灾。同时多数农村地区的地下浅表层饮用水出现污染，水源没有得到有效保护，加之农业废弃物和生活污染物没有得到有效的控制和处理，对土壤、水源和农村环境造成了严重的污染，极度地威胁着人民的健康和农业的可持续性发展。另一方面，我国农业生产成本过高，很多农产品依赖进口，在国际市场上缺乏竞争力。这是因为我国没有建立大农业、农业机械化水平低、作业效率不足所致。要解决这些问题，就要发展低碳化大农业，通过农机农艺深度融合来推动农业发展道路的转型。

1.2 农机和农艺是低碳化大农业转型的重要支撑

现代化大农业必须要依赖科技支撑，要降低人工成本，就要实现大面积机械化作业。现代农业越来越依赖于农机技术，美洲国家的农业竞争力很大程度上来源于大规模农业机械化。采用精密的农机设备有利于节种、节肥、节药、节水、节能，如精密播种机每0.067 hm2地节约玉米种可达0.6 kg，增产可超过55 kg；采用农机覆膜栽培技术，大豆增产20%以上；采用大型机械收割农作物，可以全部实现秸秆还田。无论是绿色农业技术还是高效生产，都离不开先进的农艺技术。只有在土壤、肥料、水分、病虫害、耕作、收割等方面全面提升，低碳化大农业才能够得以发展。

1.3 农机农艺一体化是实现低碳化大农业发展的根本出路

农机是工具，农艺是技术，在农业生产中，只有将工具和技术深度融合，才能满足现代农业生产的需求。在发展低碳化大农业的过程中，首先要克服先进的农机和传统农艺不匹配的问题，比如农作物品种的问题导致株高和开花位置不一致，这样不利于机械化作业。因此要加快农机与农艺技术的深度融合，围绕农机的特点改进农艺技术，根据农艺技术的规律，对农机设备进行改造。不仅农机要适应当地农艺生产，而且农艺技术的研发也有利于农机作业的品种、栽培方式和田间管理方式的选择等。

2 低碳化大农业背景下农机农艺一体化面临的问题

2.1 农机性能存在问题

小型农机结构较为简单，性能单一而且不稳定，无法满足低碳化大农业的需求。农机性能单一不能进行标准化作业，一种作业条件就要研发一种农机，比如棉花打顶作业就要研发一种棉花打顶机，对于一些根茎收获的作物，很多农机只能进行初步作业，还需要大量人工进行根土分离，作业效率较低。而且很多小型机械在长时间作业状态下故障率较高，同时农机主要以柴油为动力，随着作业次数的增加，能源消耗较大，如何节能降耗也是一个重要的问题。

2.2 生产过程中存在的问题

育种技术和农机技术结合不够紧密，缺乏具有突破性的技术储备，种质相对贫乏，遗传脆弱性成为现实威胁，尽管良种覆盖率较高，但是很多是计划经济时代的产物。而与新品种的配套农艺生产技术和农机设备不匹配，没有根据品种研发针对性的农机和栽培技术。在播种方面，一些重量很轻的种子没有合适的农机进行播撒，漏播问题仍然存在，不停机补种的技术还需要进一步研发。田间管理方面，过于依靠侧挂式割草机，效率较低，操作较为繁琐。灌溉方式上，喷灌的操作较为费力，一些作物每次浇水都需要铺上水带，耗费大量的人工。农机操作上，依赖于驾驶员的经验，容易出现农机和农艺不适应的现象。

3 低碳化大农业背景下推动农机农艺一体化的建议

3.1 推动农机农艺深度融合

一方面根据农艺的特点对农机技术进行改进，根据农业生产的特点研发相应的农业机械。比如针对药材等特殊作物，要着眼于生产管理中的难点来研发机械，提升机械的性能。针对不同的地形地势，开发多种种植模式，使之满足种植的需要。考虑到农机研发和推广的周期较长，要进一步在生产中探索适应现有农机作业的农艺技术，集成应用配套技术，推动新型农机化的发展。

3.2 加大技术创新促进农机农艺一体化

加大农机农艺科技创新力度，结合低碳化大农业生产的特点开发免耕播种、土地深翻、秸秆还田、水肥一体化、绿色防控等的综合化大型农机，根据农机的特点改进农艺技术，根据农艺技术的要求对农机的性能进行完善。比如针对当前绿色低碳的农业种植要求，可以研发氢能源动力的农机，实现绿色作业。在小型农机上，还可以安装太阳能电池板等设备，实现节约能源的目的。在一些农业领域，可以充分利用风能、太阳能等新能源，为农机提供动力，还能够应用于田间管理。大量采用智能化技术进行生产监控，采用农业综合管理系统，在农机上安装导航和监控设备，与农田监控系统结合，全面监测农业生产状况。根据监测结果，调整农艺技术，改善农机作业方式，同时提升农机智能化水平，使之能够适应不同的农艺生产环境。

3.3 实施低碳化大农业全程机械化

在低碳化大农业发展过程中，要实施全程机械化的生产策略，从耕种到收获全部实现机械化作业。在选育和推广适合机械化作业的品种的同时，也要对耕作制度进行改革，比如全面推广保护性耕作机制。加强对作物加工工艺的改进，农田建设要满足大农业机械化生产的需求，做好良种、良法、良地、良机配套保障。政府也要根据低碳化大农业发展的特色要求，出台相关的补贴和激励措施，鼓励科研人员研发先进绿色的农机设备，开发绿色种植的节约农艺技术，研发和推广与之相匹配的智慧农业生产技术，比如应用于病虫害防治、植物生长状态监测、自动采摘的无人机和田间机器人等。