我國農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新重點領(lǐng)域與發(fā)展戰(zhàn)略

易中懿

(農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所)

農(nóng)業(yè)機(jī)械化是中國特色農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程不可跨越的階段，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和保障國家糧食安全的基礎(chǔ)性工程。農(nóng)業(yè)勞動力結(jié)構(gòu)性短缺，農(nóng)業(yè)用工成本大幅攀升，農(nóng)民利用機(jī)器替代人畜力，降低生產(chǎn)成本，減輕勞動強(qiáng)度的需求是剛性的、長期的和不可逆轉(zhuǎn)的。農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營是未來我國農(nóng)業(yè)的方向和主流，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是適度規(guī)模經(jīng)營的必然要求，兩者的有機(jī)結(jié)合是實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。

一、現(xiàn)狀和問題

1．農(nóng)機(jī)化科技“短板效應(yīng)”日漸突出

農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本出路在于科技進(jìn)步，農(nóng)機(jī)化的發(fā)展離不開科技創(chuàng)新的支撐和引領(lǐng)。近年來，我國農(nóng)機(jī)化作業(yè)水平逐漸提高，裝備結(jié)構(gòu)逐漸改善，作業(yè)領(lǐng)域逐漸拓展，農(nóng)機(jī)化從初級階段跨入中級階段，2008年綜合機(jī)械化水平達(dá)到45%。然而，農(nóng)機(jī)化科技總體水平提升速度不快，科技的“短板效應(yīng)”日漸突出，農(nóng)機(jī)化發(fā)展開始由以往技術(shù)與裝備需求不足逐步轉(zhuǎn)向有效供給不足，不同區(qū)域、環(huán)節(jié)或領(lǐng)域發(fā)展不平衡。主要體現(xiàn)在：

（1）就不同區(qū)域而言，北方平原機(jī)械化水平較高，南方丘陵山區(qū)還處于起步階段，2007年丘陵山區(qū)耕地、播種和收獲機(jī)械化水平僅為31.10%、1.42%、10.85%，與全國平均水平的差距分別為 24.29%、30.58%、14.26%，大部分作物機(jī)械化技術(shù)處于改進(jìn)熟化或示范推廣階段。

（2）就不同環(huán)節(jié)而言，耕整地環(huán)節(jié)機(jī)械化水平較高，種植、收獲環(huán)節(jié)機(jī)械化水平較低，如2007年玉米機(jī)械化收獲水平僅為7.23%，水稻種植和收獲機(jī)械化水平僅為11.06%和46.20%，油菜播種和收獲機(jī)械化水平僅為5%和6.39%，棉花收獲機(jī)械化水平不足4%。

（3）就不同領(lǐng)域而言，主要糧食作物機(jī)械化水平較高，油料作物、特色經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化水平較低，畜牧業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)等發(fā)展空間很大。

分析造成上述發(fā)展不平衡的原因，有地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平差異的影響、有不同作物農(nóng)民對機(jī)械化需求程度差異的影響、也有農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)不配套的因素，但最根本的制約因素還是適宜機(jī)械化技術(shù)與裝備供給不足的矛盾。隨著我國農(nóng)機(jī)具購置補(bǔ)貼投入力度的加大和農(nóng)民對農(nóng)機(jī)化需求程度的日益迫切，適宜機(jī)械化技術(shù)與裝備供給不足的矛盾會日趨突出。

2．主要問題

我國目前農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新主要問題包括：① 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合、農(nóng)科教相結(jié)合、產(chǎn)學(xué)研一體化的公益性農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新體系尚未形成，跨行業(yè)、跨學(xué)科、跨部門大聯(lián)合、大協(xié)作創(chuàng)新活動較少；②農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新隊伍不穩(wěn)定，科研力量不強(qiáng)；③ 農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新投入不足，科研項目投入以競爭性為主，條件和平臺建設(shè)項目缺乏，未能在農(nóng)機(jī)化科研項目、平臺和人才等創(chuàng)新要素上形成充足持續(xù)穩(wěn)定的投入機(jī)制；④ 農(nóng)機(jī)化科研手段比較落后，研發(fā)周期較長，沒有形成完整的產(chǎn)品設(shè)計、樣機(jī)制造、田間試驗和產(chǎn)品熟化的農(nóng)業(yè)機(jī)械科技創(chuàng)新鏈條。⑤ 簡單跟蹤模仿國外農(nóng)機(jī)產(chǎn)品較多，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)很少。

二、農(nóng)機(jī)化技術(shù)：戰(zhàn)略需求—需解決的關(guān)鍵問題—重點領(lǐng)域

農(nóng)機(jī)化科技發(fā)展戰(zhàn)略和布局必須圍繞未來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大需求，主要包括以下幾方面（1）保障糧食安全和主要農(nóng)產(chǎn)品供求平衡；（2）推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整，發(fā)展畜牧業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)等，構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系；（3）建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展；（4）促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)牧區(qū)、丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化。按照“戰(zhàn)略需求—需解決的關(guān)鍵問題—重點領(lǐng)域”的思路，梳理出未來一段時間我國農(nóng)機(jī)化技術(shù)路線圖。

圍繞提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，保障食物供給安全的戰(zhàn)略需求，以基本實現(xiàn)主要糧食作物生產(chǎn)全程機(jī)械化和主要優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品關(guān)鍵環(huán)節(jié)生產(chǎn)機(jī)械化為目標(biāo)，重點解決水稻種植、收獲和烘干、玉米收獲、油菜種植和收獲、馬鈴薯種植和收獲、甘蔗收獲和棉花收獲等環(huán)節(jié)機(jī)械化。（1）水稻生產(chǎn)機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)包括高效精量直播機(jī)械化技術(shù)、雜交稻及超級稻育秧與栽插技術(shù)、大喂入量聯(lián)合收割技術(shù)、高濕稻谷干燥關(guān)鍵技術(shù)與裝備。（2）玉米收獲機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)為適宜對行收獲、摘穗收獲、籽粒收獲、玉米青貯收獲與莖稈還田或切碎回收技術(shù)與機(jī)械。（3）油菜種植和收獲機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)為適宜不同種植條件的油菜直播與移栽機(jī)械、稻麥油兼用多功能聯(lián)合收獲機(jī)。（4）馬鈴薯種植與收獲機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)為集開溝、施肥、播種、覆土等多項作業(yè)的馬鈴薯種植機(jī)械；集挖掘、分離、升運(yùn)、分選、裝袋等功能聯(lián)合收獲機(jī)械。（5）甘蔗收獲機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)為適宜整稈收獲、宿根破壞和甘蔗直立輸送的甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)械。（6）棉花收獲機(jī)械化關(guān)鍵技術(shù)為梳齒式棉花收獲技術(shù)與機(jī)械，適宜機(jī)采收模式的棉花精量播種、靜電噴施脫葉催熟劑、機(jī)械打頂和場上預(yù)清理加工等配套機(jī)械化技術(shù)。

圍繞推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的戰(zhàn)略需求，重點解決農(nóng)副產(chǎn)品加工、設(shè)施農(nóng)業(yè)和設(shè)施養(yǎng)殖等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)與裝備。（1）農(nóng)副產(chǎn)品加工領(lǐng)域重點研發(fā)稻米、面粉、油料、棉花、茶葉等加工機(jī)械、果蔬保鮮與加工機(jī)械、糧食分選與干燥機(jī)械化技術(shù)與裝備等；（2）設(shè)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重點研究智能化環(huán)境自動控制設(shè)施與裝備、用于小型溫室園藝作物生產(chǎn)的機(jī)械裝備、設(shè)施農(nóng)業(yè)作物節(jié)水及精細(xì)化栽培管理設(shè)備等，實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境控制自動化和生產(chǎn)過程機(jī)械化；（3）設(shè)施養(yǎng)殖領(lǐng)域重點研發(fā)健康養(yǎng)殖裝備、養(yǎng)殖工藝模式和裝備集成成套技術(shù)等。

圍繞建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，重點解決節(jié)約型農(nóng)業(yè)機(jī)械化、保護(hù)性耕作機(jī)械化和農(nóng)業(yè)廢棄物處理機(jī)械化等。（1）節(jié)約型農(nóng)機(jī)化領(lǐng)域重點研發(fā)高效節(jié)能作業(yè)機(jī)械，包括復(fù)式作業(yè)機(jī)械、免耕覆蓋播種機(jī)械、精密和精少量播種機(jī)械、超低量和精確施藥機(jī)械、化肥精施深施機(jī)械等；（2）保護(hù)性耕作機(jī)械化領(lǐng)域重點研究適宜不同地區(qū)的保護(hù)性耕作機(jī)械化模式及配套農(nóng)機(jī)具；（3）農(nóng)業(yè)廢棄物處理領(lǐng)域重點研發(fā)玉米秸稈和根茬、小麥秸稈、稻草秸稈還田機(jī)械化技術(shù)；作物秸稈氨化、堿化、青貯化作肥料和氣化作為生物能源的機(jī)械化；畜禽糞便快速消毒、除臭、干燥機(jī)械化；顆粒飼料、肥料制備、包裝機(jī)械化等；秸稈的能源資源化利用，秸稈成型燃料，大中型沼氣以及燃料乙醇生產(chǎn)機(jī)械化等。

圍繞有效保護(hù)和開發(fā)草原，發(fā)展集約化、產(chǎn)業(yè)化養(yǎng)殖，提升草原畜牧業(yè)綜合機(jī)械化水平戰(zhàn)略需求，重點解決草業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和集約化、產(chǎn)業(yè)化養(yǎng)殖機(jī)械化技術(shù)與裝備。（1）在草業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化領(lǐng)域，重點研發(fā)草場改良與生態(tài)保護(hù)建設(shè)、人工草場建設(shè)的技術(shù)工藝和裝備；研發(fā)牧草播種、收獲、深加工技術(shù)及配套機(jī)具，牧草快速干燥保鮮技術(shù)及裝備，牧草聯(lián)合收獲、草場節(jié)水灌溉等機(jī)械；（2）在畜牧養(yǎng)殖機(jī)械化領(lǐng)域，重點研發(fā)牧區(qū)畜舍飼喂、供水飲水、疾病防疫、糞便處理和自然能源利用等機(jī)械化、自動化技術(shù)和裝備，以及畜產(chǎn)品采集、初加工、保鮮、貯藏和運(yùn)輸設(shè)備等。

圍繞促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，提升丘陵山地農(nóng)業(yè)機(jī)械化戰(zhàn)略需求，重點解決優(yōu)勢農(nóng)作物和特色經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化技術(shù)與裝備。（1）在優(yōu)勢農(nóng)作物機(jī)械化技術(shù)與裝備領(lǐng)域，重點研發(fā)水稻、玉米、油菜等作物的耕整地、種植和收獲環(huán)節(jié)的小型機(jī)械和設(shè)備，如小型多功能作業(yè)機(jī)械、多功能小割幅輕簡型聯(lián)合收獲機(jī)械、微型多功能作業(yè)機(jī)組等；（2）在特色經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化技術(shù)與裝備領(lǐng)域，重點研發(fā)果蔬、薯類、茶葉、煙葉生產(chǎn)等機(jī)械和設(shè)備，如適宜果園（茶園、煙田）微型多功能作業(yè)機(jī)組、根莖類作物分段收獲機(jī)具、田間復(fù)式作業(yè)機(jī)具等。

圍繞推動農(nóng)機(jī)化行業(yè)又好又快發(fā)展，促進(jìn)科學(xué)決策，重點從宏觀、中觀和微觀三個層面加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化戰(zhàn)略研究。（1）宏觀層面加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化與政策環(huán)境、人口環(huán)境和經(jīng)濟(jì)環(huán)境方面的關(guān)系研究；（2）中觀層面加強(qiáng)農(nóng)機(jī)化區(qū)劃研究；主要糧棉油機(jī)械化技術(shù)模式與技術(shù)路線等研究；農(nóng)機(jī)化財政、金融和保險等扶持政策研究；（3）微觀層面加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展主體特征及行為研究。

三、農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新：體系—機(jī)制—布局

1．農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新體系

（1）農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新屬公益性活動，應(yīng)該依靠政府為主導(dǎo)。厘清農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新的公益性屬性，決定了創(chuàng)新體系建設(shè)和投入來源等關(guān)鍵問題。農(nóng)業(yè)機(jī)械工程是把機(jī)械工程知識和技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)上去，其加工對象是生物、有生命的、有機(jī)體，這與金屬加工機(jī)械、礦山機(jī)械、電力機(jī)械等有著顯著不同。農(nóng)機(jī)化科研復(fù)雜性、區(qū)域性和季節(jié)性特征顯著，研發(fā)周期長，知識產(chǎn)權(quán)不易得到保護(hù)。另外，農(nóng)業(yè)具有天然弱質(zhì)性，加之我國農(nóng)業(yè)分散經(jīng)營特點，農(nóng)民數(shù)量大、分布廣、素質(zhì)低，這些特征決定了農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新的“外部性”和“公共物品”屬性，應(yīng)該依靠政府為主導(dǎo)進(jìn)行投入和發(fā)展。

（2）農(nóng)機(jī)化高等院校、科研院所和企業(yè)分別承擔(dān)“創(chuàng)新鏈”中知識原理創(chuàng)新、樣機(jī)設(shè)計和產(chǎn)業(yè)化任務(wù)。農(nóng)機(jī)化高等院校、科研院所和企業(yè)聯(lián)合起來，政府主管部門適當(dāng)參與，才能解決創(chuàng)新主體的問題。高等院校承擔(dān)農(nóng)機(jī)化基礎(chǔ)研究，負(fù)責(zé)知識原理創(chuàng)新；科研單位承擔(dān)技術(shù)路線制定、部件設(shè)計計算、室內(nèi)模擬試驗、田間樣機(jī)試驗、試驗結(jié)果分析等；企業(yè)承擔(dān)試驗部件和試驗樣機(jī)的試制，小批量的多點試驗，正式產(chǎn)品的開發(fā)、工裝和裝備、正式產(chǎn)品的投入等。項目的選擇、技術(shù)路線的制訂，需雙方共同研究，對影響面大、基礎(chǔ)性的、通用性強(qiáng)的項目必須由政府資助，主管部門也要參加技術(shù)路線制定等，使得項目建立在可靠的基礎(chǔ)上。

2．農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新機(jī)制

（1）建立以政府為主導(dǎo)的充足、持續(xù)和穩(wěn)定的投入機(jī)制。在科研立項、平臺建設(shè)和人才培養(yǎng)等方面給予充足、持續(xù)和穩(wěn)定的投入，實施一批解決行業(yè)共性和關(guān)鍵技術(shù)的科研項目，建設(shè)一批競爭開放、資源共享的國家級科研平臺，凝聚和培養(yǎng)一批學(xué)術(shù)視野寬廣、創(chuàng)新能力強(qiáng)的科研人才。

（2）建立以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求為導(dǎo)向的科研立項機(jī)制，以解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際問題為主要指標(biāo)的項目考核評價機(jī)制。農(nóng)機(jī)科研必須著力解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)問題。農(nóng)機(jī)科研立項要從傳統(tǒng)的專家能力導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求導(dǎo)向，即從以往“專家能做什么”轉(zhuǎn)向“現(xiàn)實需求什么”，走“需求什么”→“如何做”→“能做什么”→“誰來做”的立項路徑。技術(shù)需求要由農(nóng)機(jī)推廣部門、農(nóng)機(jī)專家、農(nóng)藝專家和種植大戶（或農(nóng)機(jī)大戶）共同提出，農(nóng)機(jī)專家和農(nóng)藝專家圍繞技術(shù)需求提煉科學(xué)技術(shù)問題和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，項目專家提供技術(shù)解決可能方案，最后根據(jù)研究基礎(chǔ)和技術(shù)方案擇優(yōu)確定項目承擔(dān)單位。在科研項目頂層設(shè)計中，注重發(fā)揮農(nóng)業(yè)部科技委、農(nóng)業(yè)工程學(xué)會、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會等咨詢機(jī)構(gòu)、學(xué)會或協(xié)會的重要咨詢和建議作用。在項目考核評價方面，以“解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際問題”為農(nóng)機(jī)科研的基本評價導(dǎo)向機(jī)制，形成與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相匹配的技術(shù)鏈，弱化論文、研究生培養(yǎng)和成果獲獎等傳統(tǒng)科研評價指標(biāo)。

（3）建立農(nóng)機(jī)農(nóng)藝專家協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。以經(jīng)濟(jì)性、易實現(xiàn)為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，選擇農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合或調(diào)整的技術(shù)途徑，形成農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相協(xié)調(diào)的機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系，制定適用于機(jī)械操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)藝規(guī)范。

3．農(nóng)機(jī)化科技創(chuàng)新布局

（1）“機(jī)械化”、“智能化”相結(jié)合。未來5至10年，我國農(nóng)機(jī)化技術(shù)創(chuàng)新的主要任務(wù)仍是立足解決“機(jī)械化”技術(shù)供給問題，大部分科研渠道或項目經(jīng)費要以此為重點；“智能化”農(nóng)業(yè)裝備研究主要布局在國家自然科學(xué)基金、973計劃、863計劃等科研計劃，開展自由探索研究和技術(shù)儲備性研究。設(shè)立國家或行業(yè)重點實驗室等科研平臺，在智能化農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域開展基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。

（2）“南方”、“北方”相結(jié)合。我國北方平原地區(qū)機(jī)械化技術(shù)盲點較少，技術(shù)成熟度較高，可供借鑒的歐美成熟技術(shù)較多，未來主要任務(wù)是提高機(jī)具可靠性，實現(xiàn)精良化，解決“優(yōu)劣”的問題，科研項目布局以產(chǎn)業(yè)化項目為主，側(cè)重于農(nóng)機(jī)工藝裝備創(chuàng)新；南方水田區(qū)及丘陵山區(qū)許多適宜機(jī)具缺乏，機(jī)械化水平很低，技術(shù)成熟度低，相同條件發(fā)達(dá)國家知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)嚴(yán)格，可供借鑒的國外技術(shù)較少，未來主要任務(wù)是圍繞南方丘陵山地機(jī)械化技術(shù)需求，解決中小型農(nóng)機(jī)具“有無”的問題，科研項目布局側(cè)重于農(nóng)機(jī)設(shè)計創(chuàng)新。

（3）“縱向”、“橫向”相結(jié)合?！翱v向”要考慮主要作物的關(guān)鍵專項技術(shù)。“橫向”主要考慮農(nóng)機(jī)化共性技術(shù)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系應(yīng)以作物為單元進(jìn)行布局，農(nóng)業(yè)裝備領(lǐng)域?qū)＜逸^少，不可能依靠一個農(nóng)機(jī)專家解決該作物的所有機(jī)械化問題。因此，除安排農(nóng)機(jī)專家重點解決該作物關(guān)鍵機(jī)械化技術(shù)以外，還應(yīng)增設(shè)農(nóng)機(jī)化技術(shù)與裝備領(lǐng)域，進(jìn)行橫向布局，以解決農(nóng)作物機(jī)械化共性技術(shù)問題。

（4）科研項目、平臺和人才建設(shè)相結(jié)合。項目、平臺和人才是科技創(chuàng)新的三大要素，不能偏頗。在科研平臺方面，要考慮布局農(nóng)業(yè)機(jī)械國家重點實驗室（目前已建國家重點實驗室146個，農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域是空白），國家部委和農(nóng)機(jī)科研實力較強(qiáng)省份要增設(shè)農(nóng)業(yè)機(jī)械重點實驗室、工程技術(shù)中心等創(chuàng)新平臺。增設(shè)樣機(jī)試制、田間試驗等科研平臺或基地，補(bǔ)齊農(nóng)業(yè)機(jī)械科技創(chuàng)新鏈條。在人才建設(shè)方面，加強(qiáng)跨領(lǐng)域、學(xué)科、行業(yè)的復(fù)合型戰(zhàn)略人才和把握科學(xué)前沿的領(lǐng)軍人才培養(yǎng)，注重培養(yǎng)研究方向一致、目標(biāo)明確、人員結(jié)構(gòu)合理的科技創(chuàng)新團(tuán)隊。