浅谈吉林省农业机械发展短板*

2022-12-24赵新天王海龙韩国靖黄先鹏

南方农机 2022年22期

赵新天，王海龙，王莹，韩国靖，黄先鹏

（1.吉林省农业机械研究院，吉林长春 130022；2.通化钢铁股份有限公司，吉林通化 134003）

吉林省既是农业经济产出省区，也是全国重要的商品粮生产基地、家畜养殖培育基地。近年来，吉林省粮食总产量稳定递增，为经济发展和国家粮食安全作出了巨大的贡献。与我国平均水平相比，吉林省农村人均耕地较多，而且降雨和光照情况好、雨热同季、无霜期较短，属典型的旱作农业[1]。吉林省也是我国农业机械化发展较快、农业基础情况较好的区域之一。2011年至今，吉林省各农机化主管部门根据国家农机化管理委员会和全国农业农村工作委员会的统一部署要求，围绕着改变农业生产模式、推动粮食增产、提升农村生产综合能力、积极推进国家农村信息化工程这几个核心目标，扎实工作，奋力探索创新发展，在“十二五”的开局之年取得飞跃式增长，出现了农机化建设全方位高速推进的新局面[2]。农业机械是中国现代农业的一个主要部分，对进一步提高劳动生产率、扩大农民收入和推动社会经济建设都起到了重要作用。因此，把握农业机械化的发展动态，发现农机发展短板，是推动农村经济不断发展的关键。

1 农业机械加工工艺与材料落后

国内农业机械的部件制造精度普遍较低，零部件精度达不到要求，导致部件之间的配合不顺畅，影响整机的作业效果，造成可靠性差、故障率高、质量不稳定等问题。例如，吉林省农业机械研究院研制的八行集排气力式播种机，机具中的排种辊筒是由1 mm的不锈钢板卷制而成的，国内制造企业卷制的辊筒相对于国外进口的辊筒，在圆度上会有所偏差。由于精度不够，排种辊筒转动时会与机具其他部件产生刮碰与摩擦，播种机工作时会使辊筒转动不顺畅，增大了排种电机的转动阻力，从而导致排种器排种效果不理想，种子的均匀性差，影响播种机的作业质量。

国内耕地区域比较分散、地区环境差异较大，所以各个地域种植方式都有所不同，从而导致农业机械产品种类较多。在机械部件的加工方面很难形成大规模的工业生产，对加工工艺方面的提升有所影响，不少加工设备的精度、生产工人的经验以及工厂的管理制度等都有待进一步提升。

加工材料方面，目前我国普遍存在材料质量不可靠，钢材、标准件等的型号尺寸有偏差的现象，核心工艺材料缺少研发。例如，目前国内的免耕播种机应用比较广泛，但无论是重型免耕播种机还是轻型免耕播种机的排种器、开沟圆盘、波纹刀等部件大部分是国外进口产品，国内的入土圆盘的耐久性、韧性等指标与国外仍有较大差距，究其原因就是材料与工艺上的差距。

2 农机科研水平有待提高

我国农业机械发展较晚，现正处于发展中阶段，能发展的空间依然很大。因此，需要重视并提高农业机械方面的科研能力。目前国内科研成果转化率低，在农机装备创新方面，缺乏连续性，科技创新和成果转化有时存在脱节，“重研究、轻转化”的观念依然存在。

高端农机的核心技术及关键零部件缺乏专业的研发和配套厂家，很多关键部件还依赖于进口，例如播种机的指夹排种器、播种单组的开沟圆盘、正压风机、弹簧等一些高品质的关键部件。

近年来，吉林省甚至东北三省内四平康达的重型免耕播种机应用比较广泛。该机型的核心部件为排种器，就是美国进口的指夹排种器。国内也有企业自己生产指夹排种器，但在质量上和性能上还存在问题。例如，指夹排种器里有一种拉簧，国内的与国外的比较，使用寿命上和性能上都差距不小，因而目前还依赖于进口。所以，我国农机装备的技术水平处于发展中阶段，关键作业装置上依然存在技术瓶颈。

3 电子控制与传感器落后

现阶段，为控制机具的生产制造成本，智慧农机在农业机械中的应用较少。国内农业机具电子技术应用大多数是在电子监测、控制、报警等方面，而一些高端技术如电控传动系统、无人驾驶、远程监控、高性能传感器等技术的应用还有待提高[3]。例如，吉林省农业机械研究院采购的德国阿玛松气吹式播种机的传动系统就是以电子控制系统替代机械传动系统。采用信息集成度高的控制面板来解决人机交互能力低的问题。在播种质量检测方面，通过光电传感器检测排种器的漏播指数和重播指数，并统计粒距合格率和排种量；在基本参数检测方面，可检测播种机作业速度、电机转速、风机转速、风压等作业参数；同时包含电池电量监测与报警、种量肥量监测与报警、电机负荷监测与报警等功能。

该型号播种机的测速系统传感器，采用的是多普勒雷达位移传感器，测速精准、误差范围小，对提高播种机的作业质量起到了很大作用。此外，美国的凯斯拖拉机自带无人驾驶功能，在田间播种时，尤其垄带较长的地块，它能使机具保持直线行驶，相比于拖拉机驾驶员的技术，无人驾驶技术更有保障。

我国农机具的传感器等重要元器件长期受制于人，这对我国农业生产构成了一定威胁。尤其是农业传感器等重要核心元器件都需要从海外公司进口，危害了农业基础数据主权。以中国进口采棉机为例，由于配备了GPS和产量计算机，外国人就可以了解机器在哪里作业、采的哪些品种、产量多少，也能够针对性地制定外贸政策。同时，农业机械与现代信息化的融合还不够。目前，我国农业机械化与农机装备的工业发展技术水平还不均衡、不完善，一些较深层次的社会矛盾与问题还有待解决，农业智能化和信息化技术水平尚待进一步发展。相对而言，美、德、日等先进国家的农机创新产业较为突出，并广泛应用了大数据分析、移动通信、人工智能、物联网等前沿科技，中国农机装备向自动化、智慧化、无人化的转变也趋向明显，并同时向一体化、多功能、复合型、精密化、专用化、绿色化过渡[4]。

4 液压传动系统落后

我国农业机械液压系统的应用大部分是在液压油缸方面，主要用于机具的提升或降落，而在液压传动方面的应用很少。国内机具传动方式绝大多数还是机械传动。对于传动过于复杂的装置，应用液压传动的优势显而易见，液压传动只需一个液压马达和液压油管即可代替结构繁复的机械传动，可以简化机具结构、提高机具可利用空间[5]。

吉林省农业机械研究院研制的四行气吹式油莎豆播种机，该机具的正压风机就是以液压马达作为动力源，而市场上大部分的气力式播种机都是采用机械式传动。两者相比较，无论是正压风机还是负压风机，使用机械式传动都会存在消耗拖拉机动力过大、噪声大等问题，同时由于机械式传动的动力是由拖拉机后输出轴提供的，而后输出轴的转速会随着拖拉机的油门大小而产生变化，从而导致风机的转速不稳定，影响工作时风量的稳定性，最终会使气力式排种器的充种效果受到影响。而使用液压马达就不会存在上述问题，可以通过液压控制阀来调节液压油量，能有效保证风机转速稳定。液压传动不仅结构简单，同时还有着性能稳定、节能省耗、减小噪声等优点。我国农业机械应该加大在液压传动方面推广与应用的力度。

5 人才培养和研发落后

我国在科研人才培养以及人才储备方面不足，导致研发缺乏原始创新，与发达国家相比存在差距[6]。建议引进高素质农机装备研发人才，优化农机科研人才结构，提升农机科研的整体水平；培育人才，为年轻科研工作者投身农机装备研发创造条件；整合科研力量，组建综合的农机装备研发团队。

高校要根据技术发展趋势合理选择农机专业课程，增加一些新兴技术课程，如单片机技术、智慧农业、自动控制、农业自动化等。此外，及时更新实验室相关的设备与用具，提高实验课质量，增强学生的动手能力[7]。

学校和专业教师应指导学生，高效、保质保量地完成专业知识的学习，打好专业知识基础。同时，要不断学习农机相关的技术和理念，了解国内与国外农机领域的发展情况。此外，还可以在自己感兴趣的方向上做进一步的研究，更加深入地培养自己的专业知识与技能。实验课程非常重要，实验课程要求学生通过使用眼睛、手和大脑，应用理论知识进行实践。因此，这不仅是结合理论和实践的过程，也是实验教学的重要组成部分。通过研究实验课程，培养自己的动手能力和创新能力是专业知识学习的重要组成部分[8]。

6 生产企业与产业链落后

农机生产企业现状是多、散、小，缺乏技术创新的动力和能力，大多处于低水平的恶性竞争状态，制约了农机工业的发展。规模以上企业少，小企业多，这些小企业很多只是具备基本的生产条件，生产能力和技术水平较差，难以保障产品质量。即便是规模以上企业同样存在科研投入少，即所谓的原始创新乏力，自主研发能力不足等问题，制约了农机行业总体技术水平的提升[9]。

要重视产业链的建立，包括整机与零部件企业、基础材料、基础工艺、电子控制、液压技术等多行业技术的协同。国外的农机企业，基本都是分好类别，哪个企业做什么类别的机型，包括农机配件都已形成有序、固定的生产模式；而国内的农机市场乱象频出，同一类产品，多家都在仿制生产，同样的农机配件厂家，大大小小的企业比比皆是。这样会造成农机市场竞争激烈，很多企业都在同一领域、同一机型去生产竞争，很少有企业去开发、研究新产品并改进新机型，很不利于农业机械的发展。

要注重产品质量的监督管理，提高机具在安全性、可靠性、稳定性方面的性能。在产品质量方面就如上述所说，由于生产厂家过多，用户在购机时就会存在价格的比较，生产厂家会想尽各种方法来降低成本，这样就会使机具的质量得不到保障，造成恶性循环，阻碍了农业机械发展的前进步伐。因此，加强产品质量的监督管理部门的职责具有十分重要的意义。此外，不同地区耕作制度、生产习惯差异较大，作业机具难以满足地域多样化、作物多元化和农艺不同的复杂情况[10]。

农机制造标准不全。研发过程中缺少标准数学模型。例如，对于宽窄行插秧机，有人说20/40最好，有人说17/33最好，各家企业标准不一、自行其是。在播种机方面这种现象更是普遍，各个省份甚至各个县市在玉米播种株距和行距方面都存在差异，株距有大有小，行距有宽有窄，很难形成统一，这样就给农业机械研究与制造带来了难度。为此，课题组建议，政产学协同合作，制定业内标准，提升农机制造标准化水平。