农机农艺融合农机人才培养实践＊<br/>——以江西农业大学丘陵山区油茶果机械化采摘研究为例

农机农艺融合农机人才培养实践＊
——以江西农业大学丘陵山区油茶果机械化采摘研究为例

2021-07-08饶洪辉左名扬欧阳林娟刘木华姚明印

南方农机 2021年12期

饶洪辉，黎静，李涛，左名扬，王晓，刘冰，欧阳林娟，刘木华，姚明印

（1.江西农业大学工学院，江西南昌 330045；2.江西农业大学农学院，江西南昌 330045）

1 研究背景

1.1 我国农业机械化发展现状

农业的根本出路在于机械化，毛泽东主席早在1959 年就发表了该著名论断[1]。2018年9月，习近平总书记考察东北三省时强调：“要大力推进农业机械化、智能化，给农业现代化插上科技的翅膀。”[2]罗锡文院士也指出，虽然我国的农业机械化取得了长足进步，但是，与发达国家相比，在农业机械化水平、农机装备制造水平、产品可靠性和农机作业效率等方面还存在很大差距，平均落后30年到40年[3]。值得提到的是，当前我国农业机械化率的提升集中在小麦、水稻、玉米等主要粮食作物，而油茶等经济作物生产多以人工作业为主，机械化发展水平相对落后。因此，现阶段经济作物配套的农业机械应用范围较小，专业化的研究与发展还有较大的探索空间[4]。因此，农业机械化在我国任重而道远。

1.2 农机农艺融合培养农机人才的重要性

农业机械化（简称农机化）是指运用先进适用的农业机械装备改善农业生产经营条件，不断提高农业的生产技术水平和经济效益、生态效益的过程；而在农业生产各环节中最大限度地使用各种机械代替手工工具进行生产，是农业现代化的基本内容之一。农艺则是研究农作物生产技术与原理的一门科学，主要内容包括大田作物的栽培、育种、土壤管理、施肥、病虫害防治、农机具应用、农田灌溉和排水、农产品的初步加工和贮藏以及农业生产的经营管理等[5]。

农机要发展，农机人才的培养是关键，而农机人才如果不懂农艺，就会导致农业生产“有机难用，无机可用”的困局。目前，农机农艺脱节是制约农业机械化发展的关键因素。因此，现代农业机械发展必须重视农机农艺融合的农机人才培养，而农机农艺融合也是现代农业发展的必然选择，对粮食安全和全面推进乡村振兴具有重要影响，对促进农业增效、农民增收和农业现代化建设意义重大。

2 我国油茶果机械化采摘研究现状

2.1 油茶果机械化采摘研究意义

油茶是独具特色的木本油料经济树种，在我国有着2 300多年的栽培和利用历史，其种植面积和产量均位居世界第一[6]。油茶全身都是宝，其产出的茶油具有独特的营养价值，素有“油中之王”“东方橄榄油”的美称，其系列副产品同样具有较高的营养价值和经济价值[7]。此外，油茶树多生长于丘陵山区，具有不与粮棉争地的特点，可有效缓解我国耕地资源短缺的压力和推动山区经济发展[8]。可以看出，油茶是一项乡村富民产业，2019 年，我国油茶总产值达1 160亿元，带动173万贫困人口实现脱贫增收[9]。习近平总书记在考察河南、江西时多次指出，茶油是个好东西，要大力发展好油茶产业。可见，油茶产业发展得到了国家和地方政府的高度重视和大力支持，且在农民增收和乡村振兴中占有独特优势[10]，说明我国油茶产业发展前景广阔和潜力巨大。

油茶果采摘是油茶产业发展的关键环节，目前，我国油茶茶籽主要依靠人工采摘，通常采用采果钳、人工梯等辅助工具，但“请人难、工费高、采摘难”已成为严重制约茶油产业发展的瓶颈，也直接导致茶油价格持续走高，令普通民众望而却步[11]。因此，探索油茶机械化采摘十分迫切，对发展油茶产业，促进乡村振兴建设，发展县域经济、拓展农民增收空间及缩小城乡区域发展差距均具有重要的现实意义。

2.2 油茶果机械化采摘农机农艺融合研究

当前，我国油茶果机械化采摘研究发展迅速，主要集中在振动式采摘机、齿疏式采摘机、液压驱动、智能化油茶果采摘机器人等方面，这些研究对推进油茶产业发展意义重大。值得提出的是，我国油茶分布区域主要在北部边缘区，华东、华中丘陵区，西南高山区，华南丘陵区等。这些区域多是山地丘陵，道路不便，地面高差大，交通运输极为困难。此外，由于油茶果适采期短，与别的植物不太一样的是，油茶四季花果不离枝，茶果成熟时正值油茶初花期，即花果同期，人们称作“抱子怀胎”（如图1 所示）。因此，油茶采摘要注意避免花苞损伤，损伤花苞会导致来年结果率降低，使来年油茶产量下降[12]。这些现实因素都为油茶果机械化采摘从实验室研究走向田间地头应用带来了巨大挑战。

图1 油茶果花果同期、“抱子怀胎”的奇特生理现象

综合分析可知，油茶果机械化采摘受农艺影响较大，当前，农机农艺融合几乎渗透到各种农业作业环节，基于此，本工作以江西农业大学丘陵山区油茶果机械化采摘研究为例，探讨农机农艺融合农机人才培养实践。油茶是一种常绿小乔木，树皮淡黄褐色，开大型白花，所以又称“白花茶”。

3 江西农业大学农机农艺融合油茶采摘研究

江西省是一个具有悠久农业历史的农业大省，以油茶为例，全省2018 年完成油茶种植面积36.62 万亩，总面积1 526万亩，其中高产油茶林面积超500万亩，年产值达307亿元，油茶种植总面积和产值均居全国第二位，油茶已成全省山区林农的“脱贫致富树”[13]。

江西农业大学农业机械化及其自动化专业创办于1969年，是江西省首批品牌专业、特色专业、江西省一流专业、江西省普通本科高等学校卓越工程师培养计划试点专业。该专业立足南方农业生产特色，瞄准绿色化、智能化的农业机械研究前沿，坚持人才培养、科学研究与区域经济发展相结合，确定了一条有江西地域特色和产学研相结合的专业建设思路，形成了一种面向实现江西主要农作物和特色经济作物机械化的复合型农机专业人才培养模式。

在油茶产业机械化研究方面，以刘木华教授、饶洪辉博士等成员为主的江西农业大学油茶生产全程机械化研究团队，长期致力于油茶林垦复、油茶果采摘、油茶果干燥爆蒲等设备的研究，经过10 余年的探索，发表油茶产业机械化相关的论文20余篇，其中18篇代表性论文统计分析如表1 所示；授权专利20 余件，其中16 件代表性专利统计分析如表2所示。可以看出，团队围绕油茶机械化采摘研究成果较多，且均以农机专业学生参与为主。值得一提的是，团队最早在2012年中国农业机械学会国际学术年会上公开提出油茶果采摘农机农艺融合方法，并得到国内外同行的普遍认可，在南方丘陵山区油茶果机械化采摘及农机人才培养方面特色明显。

表1 江西农业大学油茶产业机械化研究代表性论文统计分析

表2 江西农业大学油茶产业机械化研究代表性专利统计分析

十年磨一剑。江西农业大学丘陵山区油茶果机械化采摘研究团队始终结合地方特色开展研究，获批国家自然科学基金2项[油茶果机械采摘花苞损伤机理及低损伤花苞采摘技术研究（No.51305180）、油茶果分层采摘机构的机理分析及参数优化研究（No.52065207）]，江西省科技支撑计划重点项目1项[油茶林油茶果机械采摘装备研制（No.20141BBF60057）]，这些均为油茶果农机农艺融合机械化采摘及农机人才培养持续性发展提供了良好的支撑。