农机农艺融合促进农业机械化高质高效发展

摘 要： 农机农艺融合是农业机械化工作的主要目标之一。深入研究农机农艺融合与农业机械化的内在逻辑、分析农机农艺融合中存在的问题、研究国内外农机农艺融合典型模式，指出推进农机农艺融合既应充分吸收国外发展经验，更要紧密结合人多地少与适度规模经营快速发展的基本国情，走出一条坚持产量、效率、效益并重的路径，提出推进农机农艺融合、促进农业机械化高质高效发展的政策建议。

关键词：农机农艺融合；农业机械化；农业机械；高质高效发展

中图分类号：S232.9 文献标识码：A 文章编号：2095-1795（2024）08-0005-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.08.001

0 引言

2023 年10 月26 日，农业农村部、工业和信息化部联合召开的全国农机装备补短板暨农业机械稳链强链工作会议指出，农业机械化是实现农业生产力和生产方式变革最基础最重要的因素，农机装备是推进农业农村现代化最关键最根本的支撑，没有农业机械化就没有农业农村现代化，没有高质量的农机装备就不可能建成农业强国[1]。推进农业机械化全程全面、高质高效发展，持续提升国家粮食生产能力，离不开良田、良技、良种和良机的协同配合。我国粮食生产实现连丰和基本实现粮食作物全程机械化的实践充分说明，必须将先进的农艺技术标准化、规范化，使之与农机作业相协调，形成适合规模化生产要求的机械化农艺，才能转化为更高的生产力，创造农业生产效率、效益与单产、总产的共赢[2]。

本研究深入讨论农机农艺融合与农业机械化的内在逻辑，分析农机农艺融合中存在的问题，研究国内外农机农艺融合典型模式，提出加快农机农艺融合以促进农业机械化全程全面、高质高效发展的政策建议。

1 内在逻辑

1.1 农艺与农机

农艺是研究农作物生产技术与原理的科学，主要包括品种选育、作物栽培、土壤管理、施肥、病虫害防治、农田灌溉与排水，以及农产品的初加工和贮藏等过程的技术要求和操作[3]。农机是指用于农业生产及其产品初加工等相关农事活动的机械、设备，一般包括种植业、畜牧业、渔业、农产品初加工业机械和农用动力等通用机械； NY/T 1640—2021《农业机械分类》按照农机的作业对象、结构型式、作业方式等将农业机械划分为404 个品目[4]。从生产实践看，农艺是农机作业应实现的技术指标和要求，农艺要求的制定需考虑农业机械的适应性与农机作业实现的便利性；农机是将农艺要求转化为现实的载体和工具，各项农艺指标要通过农机作业反映到农业生产中。农艺与农机是辩证统一、相辅相成的有机整体。

农机农艺融合的实质，即在农业生产实践中，使用机械化的手段尽可能实现农艺生产要求，同时运用相对统一的农艺生产规格更好适应机械化生产，以获得更多农业产出、降低农业生产投入[5]。农机农艺融合的过程是不断建立农机装备与农艺技术相互促进、协调统一的现代农业生产方式的过程。

1.2 农机农艺融合发展阶段

农机农艺融合历程大致划分为农机服从农艺、农机与农艺结合和机械化农艺3 个发展阶段。第1 发展阶段：农机服从农艺阶段。我国农业生产条件较为薄弱，还主要依赖人畜力作业，农机绝对供给量较少，研发、生产、制造条件较差，农机研制的出发点即是服从先进农艺生产要求。第2 发展阶段：农机与农艺结合阶段。我国农业生产条件已有较大改善，在相当部分作业环节已实现机械代替人力作业，农艺、农机的矛盾转化为农艺要求与农机作业的适应性、符合性、一致性之间的矛盾。第3 发展阶段：机械化农艺阶段。我国已进入机械化为主导的农业生产新阶段，农机不再简单的是农艺的载体，两者高度融合、相互适应，高产、优质的农艺技术要求与高速、高效的农机作业实现有机结合，农机农艺融合为一种高产、高效、科学的机械化作业体系[6]。

农机农艺融合的不同发展阶段，根本原因是农机制造技术的进步，使得农机的精密度、技术集成度和作业准确度不断提升，农机在农业生产中的权重越来越高，已不满足于被动适应农艺要求，开始要求农艺要符合机械化生产需要、利于农机充分发挥作业效能等。目前我国农机农艺融合正在进入第3 发展阶段。

1.3 农业机械化

农业机械化是指运用先进适用的农业机械装备农业，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[7]。农业机械化水平提高实质上是农业机械化技术装备的先进性（含经济性）、适应性与可靠性不断发展、动态对比的结果，也是农机农艺不断融合的过程。李安宁[8] 研究表明，农业机械化的功能实质是发展生产力，不断用机械力去替代人畜力，变革农业生产方式，推动农业生产方式现代化，最终实现机械作业完全或基本完全替代人畜力作业，实现机械化农业。

农业机械化的主要内容：一是不断研发先进、适用、可靠的农机产品；二是不断探究先进农机如何更好服务农业生产，即实现农机农艺有机融合。推进农机农艺融合是农业机械化发展的重要组成部分，深入研究农机农艺融合的内在机理对加快推进农业机械化全程全面、高质高效发展具有重要意义。

2 存在问题

2.1 “农艺优先”历史惯性依然存在

农艺作为农作物栽培、育种等方面的技艺，对农作物产量提升及品质改善具有天然优势和重要作用。长期以来，农艺专家以追求单位面积产量的最大化为目标，较少考虑生产规格对机械化作业的适应性，往往为实现更高单产而追求农艺措施的精细化、复杂化，导致农机适配困难、作业效率不高。而农机更多地是追求降低农业生产成本、尽可能提升生产效益，对农作物单产、总产提升效果不明显，在与农艺融合时处于明显弱势地位。随着农业机械化水平的不断提高，农机的作用与地位得到不断认可和提升，但这种历史惯性依然存在，农机服务于农艺的总体态势还未得到根本改变。

2.2 不少品种和环节“无机可用”问题依然突出

NY/T 1640—2021《农业机械分类》将农业机械按照种植业、畜牧业、渔业、农产品初加工业及农用动力通用机械等产业（领域）进行分类，其中，种植业机械包括157 个品目、畜牧业机械包括95 个品目、渔业机械包括34 个品目、农产品初加工机械包括89 个品目、农用动力等通用机械包括29 个品目。各产业（领域）农机分布很不均匀，除种植业中的主要粮食作物，以及棉花、花生等大宗经济作物基本实现了全程机械化，可选农业机械品目较为丰富以外，适合丘陵山区和小宗作物（畜种）、水产养殖、农产品初加工的专用农机装备严重供给不足，大部分生产环节还需要人力完成，还处于“无机可用”的地步，距离实现农业6 大产业全程全面机械化还有很长的路要走。

2.3 农机装备可靠性难以满足农艺要求

受基础材料研究、制造工艺、加工装配精度和传感器研制等制约，大功率拖拉机、大型联合收获机、高速精密播种机及大型耕整地机械等国产农机在可靠性、稳定性等方面还存在较大差距。作业时，容易出现故障或零部件损坏，严重影响作业效率和作业质量，特别是在播种和收获环节，容易造成播深不一致、株距控制不准确、收获质量不达标等农艺问题，进而影响农机购置主体的经营效益和购买意愿。

农机作业质量直接影响农业生产效益。不同环节作业质量检测指标大相径庭，检测方式和方法具有一定专业性和复杂性，实时监测技术在很多环节还无法实现。有些环节农机作业质量不过关，会对下一环节甚至后续多个环节产生负面效果，导致无法实现农艺要求。如山东省在推广机械化保护性耕作技术时遇到了两项农机作业问题，一是常年小麦、玉米秸秆全量还田造成小麦免耕播种机易堵塞、播深不一致；二是小麦苗带旋耕式少耕播种机作业造成耕作带内高低不平影响玉米播种，造成许多农户不愿意应用该技术[9]。最终从农机、农艺两方面发力，综合运用精细化粉碎处理秸秆、统筹翻耕和深松等耕整技术、改良小麦玉米播种机等手段，实现了作业质量的提升。

2.4 农机装备适应性难以满足农艺要求

农机作业的单一性与农艺规格的多样性之间存在矛盾。许多作物、许多生产环节“无好机用”“有机无用”的矛盾还较为突出，其中一个原因是缺乏适宜的农机作业场景。农机装备一经定型，其性能参数既已确定，其所能适应的农艺生产规格既已确定。但生产实际中，以山东小麦生产为例，有畦作、平作等不同农艺种植方式，畦宽1.2～5.0 m 不等，有条播、宽苗带、等行距和大小行等不同的播种方式，还有与不同耕整地作业方式相对应的不同播种作业方式，使得农业经营组织不得不配备适合不同规格作业要求的多台（套）农机去完成同一环节作业，提高了农机装备研发制造的指标要求和农业经营组织的运营成本，同时也增加了推进农业机械化高质量发展的难度[10]。此外，由于作物品种繁多、植株生长特性不一、种植密度差异、成熟期和适宜收获期不一致等，都对农机装备的适应性带来较大挑战。

3 典型模式

3.1 国外典型模式

3.1.1 美国

美国耕地面积约16 273.33 万hm2，居世界第1 位，人均耕地面积约0.60 hm2。美国仅用2% 的农业劳动力生产出全球20% 的粮食，不仅能够满足国内生产需要，还有近2/3 的农产品对外出口，是典型的农业强国。美国同时是全球农业机械化发展程度最高的国家之一，地广人稀的资源禀赋和先进的社会生产力成为美国农业机械化发展的主要动力。在耕地资源优渥、农业劳动人口较少、装备制造业发达的条件下，美国的农业机械化发展及农机农艺融合走上了一条符合美国国情的农艺服从农机、追求作业效率的发展道路，农田整理、建设与使用及农艺作业要求以有利于农机作业、有利于不同环节农机配套为目标[6，11-14]。20 世纪40 年代在全世界率先实现了粮食生产机械化，70 年代末基本实现了农业生产全程机械化。

以玉米生产为例，大多采用76 cm 等行距播种，极少数地区受老型号联合收获机工作幅宽制约而选择90 cm 行距。美国玉米机械化生产不受各类不同的种植规格制约，这对农机规模化作业和生产、配备带来了极大的便利，能充分发挥出农机作业效能，在获得较高产量的同时，取得较大经济效益。

3.1.2 日本

日本耕地面积约469 万hm2，属于典型的人多地少国家，人均耕地面积仅为0.037 hm2。日本政府出台一系列加快发展农业机械化的政策措施，小农具、适合单一作业环节的农业机械得到迅速普及，到20 世纪80—90 年代，基本实现了农业机械化。在这一阶段，农机的主要作用是在特定农艺要求下，替代人工作业，体现为农机服从、服务于农艺。随着日本人口老龄化和劳动人口的转移，20 世纪90 年代中后期，日本开始推进农机化转型升级，逐步淘汰老旧、性能单一、效率低的老式作业机械，研制、推广、应用先进、大型及高性能的复式农机。为此，日本开始推行土地改良，即将原本分散、小片、不适应机械化作业要求的小地块改造成长约100 m、宽约30 m 的“标准田”，同时修建水利设施、平整机耕道等，大量适应性好，可在山区和水田、大田使用，适合多种类型农作物生产的新型农业机械，以及用于林果业、畜牧养殖业、渔业的专用农业机械应用于农业生产，日本农业生产和农机化发展转为效益、质量并重，走上了推崇精耕细作、主要追求高产量和高品质、农机农艺共促共进的发展道路[15-18]。

3.2 国内典型模式

新疆生产建设兵团（简称新疆兵团）是我国棉花主产区，也是农业机械化发展水平较高的地区。在引进国外先进采棉机械、推广机采棉技术之前，新疆兵团棉花种植规格繁多，多为宽窄行配置，没有固定的株距、行距要求，棉花采摘环节几乎全部靠人工作业。为了减少劳动强度，进一步提升棉花产量与品质，新疆兵团以棉花机械采收为核心， 先后试验了76 和81 cm 等行距， 以及（ 30+60） 、（ 68+8） 和（ 66+10）cm 等不同型式的种植规格，最终选定（66+10）cm 作为主导的棉花种植规格。培育出适应密植要求、植株高度约80 cm、成熟期早的机采棉品种，配套大面积土地平整、滴灌管水肥同施、地膜覆盖增温保墒等措施，形成了既保证棉花单产、又能很好地适应棉花收获机械化作业体系，实现了农机农艺的融合与统一，快速实现了棉花生产全程机械化，是农机农艺融合促进农业机械化发展的典范[19]。

4 政策建议

推进农机农艺融合既应充分吸收国外发展先进经验，更要紧密结合人多地少但适度规模经营快速发展的基本国情，必须走出一条坚持产量、效率、效益并重，既充分考虑国家粮食安全、又考虑农民获得更高收益，农机农艺相互协调、相互配合的中国特色机艺融合之路。

4.1 坚持农机、农艺并重

要充分认识农机在提高生产效率、降低生产成本、抵御自然灾害和夺取粮食丰收等方面的重要作用，坚持农业增产节本第一的原则，建立农机农艺联合攻关机制，坚决打破“农艺优先”的思维惯性，将提高单产和适应机械化作业两项要求同时作为栽培方式研究和作物品种选育的出发点和落脚点，努力寻求更高产量和更大效益的契合。要针对农作物生长特性和生产需要，同时推进农机研制和栽培技艺、品种选育研究，在农机、农艺、品种等任何一方率先取得突破后，要以之为核心推进其他方面工作，不断探索形成农艺农机相适应的技术体系和农机装备体系，经试验示范后，在适宜地区大面积推广应用。

4.2 研制推广先进、可靠的农机产品

分类推进先进农机研发攻关。探索建立农机产、学、研、推、用利益共同体，使相关方基于利益共赢推进农机产品研发。同时，根据各地梳理出的农机化短板弱项需求目录，对通用型、技术集成度高的农机装备，推动纳入国家农业关键核心技术攻关、高质量发展专项等重大项目；对特色作物（品种）专用机械，以省为单元，推动纳入本省重点研发计划等科研专项，予以一定财政经费支持，引导社会力量协同研发[20-21]。

加强先进、可靠农机产品推广应用。发挥农机试验鉴定机构和第三方检验认证机构作用，向社会出具农机产品先进性、可靠性报告。发挥农机技术推广机构和“一主多元”的农机技术推广体系作用，通过一定规模的试验、验证、示范和至少1～2 个作业季的跟踪作业，筛选出适合本地农情的、先进的、可靠的农机产品，大力宣传、推广、普及。同时，积极推进机械化与信息化融合，建立健全农机化生产信息平台，出台农机作业信息采集标准与通信规范，鼓励农机制造企业出厂预装信息化监测设备，实现农机作业信息、专家技术指导、在线教学培训等一网通办，探索农机管理、作业、技术服务等各类信息互联互通。

4.3 持续拓展农机应用场景

要推进良田良机结合，大力推进高标准农田整治。突出抓好小并大、弯取直、梯改坡、坡变平及高效节水灌溉等工作，确保农田实现集中连片、节水高效、生态友好、旱涝保收和高产稳产的建设目标，为大型、复式、高效农业机械作业创造应用场景，为提高农业机械化发展质量、提升农业防灾减灾救灾综合能力、保障国家粮食安全提供坚实支撑[1，6]。

要推进主要作物实现标准化生产，以加快农业机械化发展、助力农机农艺融合、提升农产品质量品质。各地应根据基础设施条件、水土资源配套、优势品种及其生产（种植）习惯、机械配备情况等，统筹考虑农机、农艺与农田融合的思路，在充分调查研究和征求农民意愿的前提下，推进农机农艺融合、机械化生产与农田建设相适应，开展主要作物、主要品种标准化生产农艺规格和机械化技术模式、机具配备方案研究，制定适应不同自然条件、不同种养习惯、不同耕作制度的机械化生产技术模式和作业质量标准，实现相对统一的宜机化、标准化生产[20-21]。

4.4 扶优建强农机应用主体

随着土地流转和农机社会化服务的推进，农机应用主体的水平直接决定作业质量，进而影响农业生产质量。农机应用主体配备的各环节农机装备也在要求农艺生产规格进一步适应机械化作业需求。应加强农机应用主体负责人和骨干农机手培训教育，强化田间实训、现场操作，重点考核农机手对作业质量的掌握度和田间实操效果。应通过农机购置与应用补贴、金融信贷支持等扶持政策，鼓励农机应用主体扩大经营规模和经营模式、延长社会化服务链条，使农机农艺融合的宜机化、标准化生产技术模式在更多区域落地应用，助推农业机械化生产质量不断提升，机械化农艺不断实现，共促农业机械化向“全程全面、高质高效”发展[20-21]。

5 结束语

推进农机农艺融合是农业机械化工作的重要组成部分。研究、推广、应用机械化农艺及高质量高效能农机装备对进一步提升农业机械化发展水平和质量、解放和发展农业生产力、保障粮食和重要农产品稳定供给具有重要意义。要立足基本国情，坚持产量、效益并重，不断探索形成农艺农机相适应的技术体系、农机装备体系和机械化作业场景，持续提升农机化发展质量，为加快建设农业强国贡献机械化力量。

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