北京市农业生产与装备应用和运维现状研究

陈 科，谭荣英，李军辉，陈向东

(北京农业职业学院，北京 102208)

一、引言

全面推进农业机械化、自动化、智能化和标准化，提高农业综合生产能力，能够推动农业高质量发展，增加农民收入[1]，是保障粮食安全的重要举措。2018 年12 月《国务院关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》强调，“没有农业机械化，就没有农业农村现代化”，要求以服务乡村振兴战略、满足亿万农民对机械化生产的需要为目标，推动农机装备产业向高质量发展转型，推动农业机械化向全程全面、高质高效升级。2023 年，中央一号文件再次明确，“要立足国情农情，体现中国特色，建设供给保障强、科技装备强、经营体系强、产业韧性强、竞争能力强的农业强国”。事实上，加快智能农机装备技术在农业生产中的应用，是发展现代农业的迫切需要，也是提升土地产出率、劳动生产率和资源利用率，全面推进乡村振兴的重要举措[2]。

北京市的农业机械化工作立足首都城市战略定位，坚持“大城市带动大京郊，大京郊服务大城市”的城乡融合发展之路[3]，以全面推进乡村振兴和满足农业农村现代化对农机装备的需求为导向；坚持“融合、支撑、创新、服务”理念，以提升农业生产的机械化和智能化水平，增强农机社会化服务综合能力和服务管理水平为方向，促进首都都市型现代农业发展，保障农产品有效供给，支撑北京率先实现农业农村现代化，带动京津冀现代农业协同发展[4]。农机装备尤其是涵盖农业智能机具、智能仪器和基于智能硬件的农业智能系统，是实现农业生产全面现代化的重要载体[5-6]，农机装备运维既是农机产业链条上的关键组成单元，也是农机社会化服务的重要保障。农机装备运维，对于促进先进农机生产，解决农机手“急难愁盼”问题，有力支撑农业机械化高质量发展具有独特而重要的作用[7]。

二、北京市农业生产现状

（一）农业种植结构

农业种植结构决定农作物播种品类，进一步决定了农作物“耕种管收”等作业方式。北京地处暖温带大陆性季风气候区，四季分明，雨量充足，适宜农作物生长。全区农业种植结构多样，主要包含粮食、油料、蔬菜、食用菌、瓜果、饲料、棉花、花卉和中草药等农作物。根据《北京统计年鉴》数据，2021 年北京市主要农作物种植面积达到12.2万hm2,主要农作物播种面积由大到小依次是：蔬菜及食用菌、玉米、小麦、饲料、瓜类及草莓、油料。粮食作物以玉米、冬小麦、豆类和薯类为主，2021 年全市粮食作物播种面积6.09 万hm2，占全市农作物播种面积的50.7%，是最主要的农作物种植品类。蔬菜及食用菌播种面积达到4.65 万hm2，在全市农作物播种面积中所占比重达到38.7%，是仅次于粮食种植面积的第二大农业种植类作物。

进入21 世纪以来，在一系列农业结构调整政策的影响下，北京市农业生产逐渐从保量走向保质阶段。根据《北京统计年鉴》数据，2008—2019 年，北京市播种面积开始逐年下降，并于2019 年达到谷底，全市农业播种面积跌至9.2 万hm2。2019 年后，全市农作物种植面积呈现持续快速反弹趋势，2020—2021 年增幅达到19.6%，2021年全市农业播种面积开始回增至2017 年水平。近20 年间，北京市受农业种植结构调整影响，主要农作物如玉米、小麦、蔬菜等种植情况发生显著变化，种植面积均呈现出先减后增的动态变化过程，见图1。

图1 北京市细分农产品种植面积变化图

由图1 可知，北京市主要农作物种植面积在不同时期出现的波动变化情况大致可以分为两个阶段：第一阶段是2001—2010 年，全市细分农作物种植面积在2003 年达到谷底后开始反弹，到2010 年前后，粮食及蔬菜等播种面积达到相对稳定状态；第二阶段是2010—2021 年，2010 年后首都功能战略定位和农业供给侧结构性改革逐步深化，全市播种面积呈现大幅减少后缓慢增长的发展趋势，播种总量在2019 年底达到近20 年来的最低值。其中，玉米作为重要的饲料和工业原料， 2001—2019 年始终保持全市播种面积的首位。近年来，随着对基本菜田的保护和管理，“菜篮子”优级标准化基地增加，京郊设施蔬菜种植快速发展，都市型现代农业加速推进，全市蔬菜播种面积迅速增加。2020年蔬菜及食用菌种植面积首次超过玉米，达到3.8 万hm2，而且持续保持较快增长。根据《北京市“十四五”时期乡村振兴战略实施规划》，预计到“十四五”期末，全市蔬菜产量将达到220 万t，自给率提升至20%以上。未来全市蔬菜种植规模将会进一步扩大，并将成为细分农作物中最主要的种植大类。

（二）农业生产区域分布

农作物种植结构决定了一个地区农作物的生产区域分布，北京市农作物种植基本分布于13 个区，大兴、顺义、密云、延庆和房山为主要农作物种植区。2021 年，大兴区农作物播种面积为23 811 hm2，较2020年增长32.2%；顺义区农作物播种面积为22 292 hm2，较2020 年增长23.6%，延庆、房山和密云3 个区紧随其后，播种面积分别达到14 298 hm2、14 184 hm2和14 039 hm2，五大主要农作物种植区播种总面积占全市农作物播种总面积的72.8%。

根据《北京区域统计年鉴》数据，2016—2021 年，北京市主要农作物种植面积差别较大，总体呈现先减后增趋势。主要农作物播种面积中，粮食和蔬菜、菌类的播种面积因各区功能定位的调整，播种面积的变化幅度具有明显差异，见图2、图3。

图2 2016—2021 年北京市13 个区粮食种植情况

图3 2016—2021 年北京市13 个区蔬菜种植情况

以农作物播种面积最大的大兴区和顺义区为例，大兴区自2016 年开始，粮食播种面积连续3 年快速递减，2016—2017 年粮食播种面积减少幅度达到42.9%， 2017 年后，粮食种植面积减速放缓， 2019 年达到近5 年最低水平，为3 530 hm2，随后又逐渐增加。尤其是2020—2021 年，粮食播种面积快速增长为6 748.3 hm2,较2020 年增长72.3%。顺义区2016—2019 年播种面积持续减少，与大兴区同期相比，减少速度相对较缓。而同期蔬菜种植面积变化明显不同，大兴区2015—2016 年蔬菜种植规模持续稳定在1.5 万～1.6万hm2，从2017 年开始，蔬菜和菌类播种面积开始减少，在2019 年到达谷底后开始快速回增，2021 年蔬菜及菌类播种面积相比2020年增长18.6%，达到14 001 hm2,居全市第一。从图2、图3 可知，北京市粮食、蔬菜及菌类播种面积情况：2021 年粮食播种区播种面积由大到小依次为顺义区、延庆区、密云区、房山区、大兴区；2021 年蔬菜及菌类播种区播种面积由大到小依次为大兴区、通州区、顺义区、房山区、密云区。

从播种面积增长率来看，剔除农作物播种面积少于1 000 hm2的区，房山、通州、昌平、密云和延庆5 个区的蔬菜及菌类播种面积增长率高于粮食作物播种面积增长率，通州区和昌平区的蔬菜及食用菌播种面积增长率超过30%；而粮食播种面积增长率变化不同，顺义、大兴、怀柔和平谷4 个区平均增长率超过47%，其中大兴区粮食播种面积，2021 年较2020 年增长72.3%。北京市其他区农作物播种面积相对较少，这与近年来建筑用地和耕种用地结构的调整，近郊区农作物播种面积较少，而远郊区播种逐步集中有关。

三、北京市农业装备应用现状

农业生产离不开农业装备的支撑，作为传统的劳动力密集型产业，农业生产周期长、作业强度大、作业标准化程度低、土地产出率低，已成为制约其规模化发展的重要因素。实践表明，农业机械化、信息化和智能化是破解传统农业高消耗低产出的重要手段。农作物的种植结构和农艺的差异性，间接决定了农业装备的适配性。结合北京市农业种植结构特点和生产区域分布的实际情况，以及农业装备应用现状，立足北京市“科技创新中心”定位，瞄准北京农机“高精尖”发展目标，将更加有利于推进全市农业装备从机械化向智能化水平发展。

（一）农业机械拥有量的发展阶段

根据《北京统计年鉴》数据，北京市农业机械总动力从2011 年265.2 万kW，大中型拖拉机数量0.89 万台，机引农具2.30 万部，小型拖拉机1.17 万台，下降到2021 年底农业机械总动力121.2 万kW，大中型拖拉机数量0.42 万台，机引农具1.26 万部，小型拖拉机0.19 万台，增长率分别为-54.3%、-52.8%、-45.2%和-83.8%。近10 年北京市农业机械总动力和增长率的变化见图4。

图4 2011—2021年北京农业机械总动力及变化率曲线

从图4 可知，2011—2016 年，全市农业机械总动力快速下降，拖拉机及农机具保有量持续减少。2016—2021 年，全市农业机械总动力继续减少但速度明显放缓。2020 年前后，全市大中型拖拉机数量、配套农具和小型拖拉机数量基本保持稳定。从大中型拖拉机数量占拖拉机总量比例的变化趋势来看，2011—2016 年所占比重逐渐升高，达到84.9%；2017—2018 年大中型拖拉机占比快速减少至68.1%，2018—2021年，大中型拖拉机的比重基本保持稳定。一方面，全市农业结构快速调整，主要粮食作物和蔬菜种植面积逐年减少，农业机械动力也随之减少。另一方面，随着农业机械化技术的推广，北京市聚焦“互联网+农机”，大力推进设施农业发展，重点培育蔬菜主产区域农机现代化发展。通过更加合理地调整农机具配置结构，以及农业机械化、智能化水平的逐步提高，逐渐淘汰部分传统农机具，引进新型自走式农机装备，以较低动力消耗、较少农机保有量，实现了更加高质、高效农业的发展。

（二）农业装备应用现状

随着“调结构，转方式”工作的推进，建设“全程机械化+综合农事”服务，优化农机装备适配结构，经济作物关键环节机械化技术引进与高效生产应用[8]，全市农业生产开始逐步从个体化向集约化、小规模化发展，农业装备应用呈现从保量保类向减量提质和综合应用方向发展。

2020 年，北京市农作物耕、种、收综合机械化率达到91.2%，比全国农作物耕种收综合机械化率高出26 个百分点。玉米和冬小麦基本实现耕、种、收等作业环节全程机械化，大豆、花生、马铃薯机械化水平较高。而蔬菜生产机械化水平偏低，2019 年，北京市设施蔬菜生产机械化总体水平约为35%。北京市农业生产开始逐步从大田露地生产向设施农业、都市型农场精细化发展。

实际上，农作物的生物性决定了农作物的耕、种、收具有间断性，而不同农作物的生物差异性又决定了农业生产所使用的农机具缺乏通用性，这必然加重了个体农机户购买农机具的负担。近年来，随着农业用地集约化、规模化、标准化发展，农民合作社成为农业生产经营的重要依托。根据《北京市第三次全国农业普查主要数据公报》的数据，截至2016 年末，全市农业经营户42.4万户，规模农业经营户3 282 户，农民合作社4 633 个。农民合作社通过对农业产前、产中和产后的统一服务，将先进技术、优质服务，加工增值等服务引入农业生产，降低了农业生产经营风险，促进了现代农业发展，在小农户与现代农业生产衔接方面起到了不可替代的作用。

在新型农业经营主体的培育和发展过程中，北京市逐渐形成了以农业（农机）合作社为主，家庭农场、龙头企业、个体种植户协同发展的新型农业生产发展格局。通过“资源配置一体化”和“土地股份合作、互换并地、土地托管、代耕代种”等途径，推进全市耕地的适度规模化经营，并集中力量研发和引进先进农机技术，稳步突破主要经济作物耕、种、收的机械化技术难题，有效提高了农作物综合机械化率。

四、北京市农机装备运维现状

高质量的农机维修服务是保证大型农机装备持续稳定作业的重要保障[9]。北京市大型农业装备自动化、信息化技术集成度普遍较高，但是高效长时间作业带来的机具磨损、设备故障、作业罢工情况不可避免。2023 年3 月，农业农村部农业机械化管理司在研究部署推进农机维修行业加快发展重点任务交流会上，重点强调了当前农机维修服务对于支撑农业强国建设的独特重要作用，并对进一步加强农机维修行业发展提出了要求。作为全国科技创新中心，近年来北京市将“互联网+农机”技术、自动导航拖拉机、激光平地机、蔬菜收获机、采摘机器人等先进技术与装备先后成功应用于农业生产，传统农机维修人才向专业型提质升级。当前，全市主要农机维修服务基本由农民（农机）专业合作社承担。农机操作手往往既要当机手，又要当设备维修人员，而合作社内专职农机维修人员极少。加上农业生产的特点及农村老龄化程度的加剧，从事农机运维的中青年人员持续减少。此外，全市农机服务网点较少，而且专业化的农机社会化服务企业严重不足。从农机运维人员学历层次调查的数据来看，以初中、中专学历水平为主，其比重超过90%，大专及本科层次的人才极其稀少；从年龄结构来看，年龄在45岁以上的从业人员占比接近90%。现代农业装备技术集成度高、结构复杂，对维修人员具有很高要求，而当前农机维修技术人员的结构，相对全面推进农业机械化高质量发展的要求，尤显不足，成为严重制约乡村产业振兴和农业、农村现代化的重要瓶颈。

五、存在问题及对策建议

（一）尽快破解蔬菜种植机械化水平整体较低的问题

从种植结构来看，北京市农作物种植品类主要是蔬菜、玉米、小麦和饲料等；从种植区域分布特点来看，北京市各区基本形成了区域作物种植的特色。目前，主要粮食作物生产基本实现了全程机械化，下一步将向信息化、标准化持续发展。但是，在蔬菜产业快速发展的同时，蔬菜生产的机械化水平始终较低，尤其是露地蔬菜移栽、收获等环节，基本依靠人工作业完成[10]。在北京市持续推进“菜篮子计划”，实现“蔬菜自给率达到20%”目标的影响下，全市主要蔬菜产区种植面积必将进一步扩大，蔬菜关键环节的机械化程度亟待提高。蔬菜生产机械化要充分考虑区域气候环境和土壤条件，加快形成地方蔬菜机械化生产标准，通过农艺融合措施下的农机装备关键技术创新，形成移栽、收获等蔬菜生产关键环节的机具配套。深度推进产学研合作，加快新技术、新装备、新方法的落地应用和推广，提高菜农购置现代化农机装备的积极性。强化政策引导和扶持作用，有效利用现代化农业产业园的引领示范作用，辐射带动园区及周边蔬菜生产基地、专业合作社等蔬菜的机械化生产。

（二）加快解决农机维修社会化服务严重短缺的问题

当前北京市农机运维服务企业数量不足，农机维修从业人员科技素质及年龄结构与现代农机运维人才结构需求具有较大差距。同时，社会化农机运维服务网点缺乏，职业化农机运维队伍、专业化农机技术培训、信息化维修响应服务建设等都尚处于起步阶段[11]。为实现与全市农业机械化、智能化进程的同频共振，农机维修专业网点建设、维修服务快速响应体系搭建、维修技术更新培训和专业化维修人员队伍建设等工作，有必要结合农作物区域种植结构特点，深入融合农民（农机）合作社、种粮大户、龙头企业力量，加紧完善资源整合和结构调整[12]。此外，要合理调配种粮大省与周边农机技术人员资源，提高现代农机装备跨区域服务过程中的运维保障[13]。通过政策鼓励，搭建政府—企业—农户信息互联互通平台，扶持农机快修网点建设，多维度提高农机维修人员收入，切实提升农机维修社会化服务能力。

（三）着力突破农业装备应用技术人才严重缺乏的瓶颈

专业化农机人才是支撑农业装备合理化、高效化应用的重要保证。农机从业人员最为突出的问题就是从业人员年龄普遍较大和人员学历层次普遍较低，这已成为制约现代农业装备、智能装备使用的瓶颈。当前愿意从事农机应用和运维的人才，特别是具有较高学历的中青年人才尤为缺乏。加大农业职业院校涉农专业财政专项投入，加快新型职业农民、高素质农民的培养，特别是农业装备应用型人才的培养，提高高素质农业装备应用人才收入，并使之能够“引进来”和“留得住”，才是治本之策。此外，要拓宽农机应用与运维的社会化服务人才流通渠道，通过农机“需求+应用+运维”云平台建设，整合资源，使京郊各区以及周边农民（农机）合作社和农机推广站等装备、人才及信息共享，提升专业化人才队伍素质，加强人才储备建设[14]，以解决农业装备应用技术人才严重缺乏的问题。