农机农艺协同融合机制与策略

杨旭志++陆华忠++吕恩利++廖中文

摘要：通过介绍玉米、水稻、甘蔗等几类常见农作物农机农艺发展现状及取得的研究成果，结合中国国情，对农机农艺协同融合存在的问题展开了阐述，探索了具有科学可行并且可持续的农机农艺协同融合机制与策略。

关键词：农机农艺；融合；机制

中图分类号：F323.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）18-4886-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.18.062

为更好落实《国务院关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见》，农业部于2010年11月专门出台《农业部关于加强农机农艺融合加快推进薄弱环节机械化发展的意见》，旨在加强农机农艺融合，促进农机农艺协调发展，实现粮棉油糖等大宗农作物机械化水平明显提高，养殖业、林果业、设施农业、农产品初加工机械化协调推进的目标[1，2]。在由农业部科技教育司、农业部农机化管理司主办的“主要农作物农机农艺技术融合研讨会”上，刘旭院士提到：农机与农艺的结合是一个绕不开的坎，是转变经济增长方式，也是转变农业发展方式的一个重要前提。只有农机、农艺真正结合起来，实现了农业机械化的数字化、精准化，农业的产业化和规模化才能到来。罗锡文院士认为，培育适合机械化生产的作物品种是农机农艺融合的基本点，并从国内外农机农艺融合情况对比、农机服务农艺、农机农艺融合体制等方面全方位阐述了农机农艺融合的途径和方向。傅廷栋、张世煌、喻树迅院士则各自从油菜、玉米和棉花这3种农作物出发，具体阐述了农机农艺融合的关键点及解决问题的措施[3]。

1 几种常见农作物农机农艺融合发展现状及研究成果分析

农机农艺的有效融合是农业机械化的基础和根本，是建设现代化农业的内在要求和必然选择[4-7]。农机的性能再优越，如不能适应区域的地形地貌、种植结构和农作物特点，便没有用武之地，需要我们不断地创新农机的设计，朝着多功能、高效率、节能等方向努力。同时，也要积极创新农艺，培育更好的物种、改造目前的农田布局、树立农机农艺融合理念等，以期农机农艺共同协作深度融合，为提高农业生产效率、降低农业生产成本、提高农民收入、保障粮食生产安全提供坚强的技术保障。

1.1 玉米生产机械化研究现状

玉米生产在中国粮食生产中占有极其重要的地位。2010年中国玉米耕种收综合机械化水平达到65.94%，其中机耕、机播和机收水平分别达到88.11%、76.52%和25.80%[8]。目前，中国玉米机械化水平低尤其是机收水平低的原因在于农机农艺结合不够紧密、机具适应性差等[9]。

李纪岳等[10]从技术集成、组织集成、管理集成等方面入手，提出基于农机农艺结合的玉米生产机械化系统的分析框架。从资源管理、任务调配和过程管理等角度提出了有利于玉米生产机械化的建议。

张丽光[11]将农机与农艺相结合，研发了灭茬旋耕深松全层施肥精播机，以底肥浅施错位播种后期间苗追肥的常规模式为对照，通过田间试验研究了灭茬旋耕深松全层施肥精播的疏密种植模式对土壤理化性质，玉米光合特性、养分吸收利用及产量性状的影响。研究结果表明，灭茬旋耕深松全层施肥精播的疏密种植模式降低了土壤容重，增加了土壤含水量，有效改善了土壤物理性状。

李传友等[12]通过调研的方式对京郊玉米种植过程中农机和农艺融合现状及问题进行分析，发现制约农机与农艺融合的关键点在于种植行距不统一。行距不统一不仅增大了作业难度，降低了机器生产效率，而且增大了收获损失率。除此之外，行距不统一还会对追肥、植保、灌溉等田间管理过程造成困难。同时，李小龙等[13]通过调研北京地区春玉米种植的农业机械化情况，从农机农艺融合机制体系建设、技术培训、补贴政策和土地流转等方面提出了进一步推进玉米种植农机农艺融合的建议。

王俊忠等[14]分析了大型收割机械收割小麦对麦垅套种夏玉米苗期性状的影响，发现大型小麦收割机的碾轧、留茬对套种玉米苗无显著不良影响，但留茬过高不利，故收割留茬高度宜在20 cm以下；秸糠掩盖对玉米生长影响较大，收后应及时清理播种行秸糠，控制覆盖厚度在3 cm以下，为后续的大型收割机械改良提供了科学依据。

柳枫贺等[15]研究了玉米品种、子粒水分含量、产量水平、种植密度、种植行距、植株高度、穗位高度及收割速率等因素对玉米机械收粒质量（子粒破碎率、杂质率和损失率）的影响。结果表明，子粒含水量与机收时子粒破碎率、损失率和杂质率呈显著相关，子粒水分含量越高，机收子粒破碎率和杂质率越高，但田间损失率越低。不同来源品种机收质量特性表现出较大差异，为玉米收割机的农艺融合提供了参考根据。

1.2 水稻生产机械化研究现状

中国是世界上最大的水稻生产国和消费国，水田面积和稻谷产量分别占全世界的21%和35%；同时，水稻又是中国种植面积最大、产量最高的粮食作物。但是，中国水稻种植机械化水平却很低，尤其是机插秧水平，如西南稻区机插率尚不足5%[16]。

崔思远等[17]实地调研了中国五大稻区水稻生产农艺流程，结果表明，目前水稻种植的农机农艺融合主要发生在耕整地、栽植和收获环节，未来机械化还会应用在播种育秧、田间管理和干燥环节。不同地区水稻种植的农艺流程基本一致，但是在不同环节的具体参数上会有较大差异。农机研发和生产单位以此为参考，对销往此地区的农机进行适当调整，以适应当地农业生产。

韩凯东[18]运用SWOT理论，以平湖市水稻机械化育插秧技术推广应用中涉及的技术自身、技术应用者和技术传播等要素为研究对象，阐述了水稻机械化育插秧技术推广的难点，并提出了加快技术推广的具体措施和政策建议。

汤海涛[19]借助机械精量穴直播定位深施肥机具，研究了超级杂交早稻机械精量穴直播与缓释肥一次性定位深施技术配套对超级杂交早稻生长、产量和氮肥利用效果的影响。结果表明，水稻在精量穴直播条件下，缓释复合肥机械定位深施肥有利于保持水稻生长后期的养分稳定供应，缓释复合肥机械定位深施肥比习惯全层施肥（对照）处理增产效果明显，氮素利用率绝对值得到较大提高。

何七勇等[20]通过秸秆还田大田试验，考察了不同机械耕作方式对稻田土壤理化性质、水稻苗期生长状况及产量的影响。结果显示，不同机械耕作方式对稻田土壤物理性质影响不大，但旋耕铧犁处理可以显著增加土壤速效氮和速效磷含量；不同耕作方式对水稻初苗期生长有一定影响，但苗期结束时各处理间无显著差异；在稻田秸秆还田条件下，采用旋耕铧犁耕作方式可显著提高水稻产量。该结果为水稻耕作农机农艺融合提供了方向和依据。

1.3 甘蔗生产机械化研究现状

甘蔗收获环节包括砍蔗、切梢、去叶、削根、捆扎和装运等作业工序，作业量约占甘蔗种植管理总作业量的55%[21]。近年来，日益增高的人工砍收费和日趋严重的请工难问题已对中国蔗糖产业的可持续发展构成严重威胁。因此，实现甘蔗收获机械化已迫在眉睫[22]。

机械成熟度不高、甘蔗生产规模小、糖厂对原料蔗收购标准较高、农机和农艺技术一直未能很好地结合，农艺与农机配套技术研究不够等原因一直制约着甘蔗收割中大面积采用机械化作业。王维赞等[23]结合广西甘蔗机械收割中的具体问题，提出了解决甘蔗机械收获农艺配套关键技术问题的办法和途径。

近年来关于甘蔗收获机械化方面的研究已受到越来越多的重视，梁兆新[24]、陈超平[25]、李天绍等[26]分析了甘蔗收获机械的技术性能、收割效率。梁阗等[27]分析了甘蔗机械收获农艺配套关键技术，刘文秀等[28]研究探讨了甘蔗机械收获切割质量对宿根蔗产量的影响，安玉兴等[29]探讨了机械收获对宿根甘蔗虫害发生及蔗苗生长的影响。

王丽婷[30]针对约翰迪尔甘蔗收割机的工作性能和特点，对甘蔗农艺改造创新提出了解决方案，从而使农机更好地服务农艺，农艺也能为农机性能的最大发挥提供条件。陈桂芬等[31]实验研究了适应甘蔗机械收获的不同种植行距和品种。陈超君等[32]以实验的方法验证机械收获对蔗蔸质量和翌年宿根蔗生长的影响，获得较好效果。

2 农机农艺协同融合机制与策略

2.1 建立农业部领导的农机农艺融合体制

由农业部牵头，成立专门的部门统筹规划，组建专题小组攻坚克难，定期或不定期地组织专题讨论，解决中国农业生产的农机农艺融合问题。减少以往需要多部门公函协调、反复磋商才能达成一致的现状，通过组建专题小组、组内例会共同讨论解决问题的模式，高效达成共识，实现意见统一。随着改革的不断深入，涉农管理部门的融合将不断深化，农机农艺融合的体制障碍将逐渐消失[33]。

农艺创新中有一个关键点是区域的合理规划，由于各地风土条件、作物种类、种植制度、栽培方法不同，需要进行系统的调查研究，提出区域化（因地制宜）、有理论依据的可以进行定量定时指导的机械化作业体系。同时，南方农业普遍存在地块小、地间梯度大等问题，如何进行农地的平整化和规模化，从而为大型农业机械工作提供可能，这些都需要政策支持。

2.2 建立农艺与农机结合的研究、示范、推广一体化司际联席会议制度

目前，中国缺少农机农艺融合的相关理论基础和实践条件，这就需要加快示范区的建设，以示范带动辐射周边地区乃至全国。成立农作物农艺农机融合技术专家组，将农作物全程机械化作为目前“高产创建”的主要内容之一，每年由有关司局联合召开农作物机械化示范推广现场会，设立农作物机械化行业专项，加强农艺与农机配套研究，国家农作物产业技术体系将机收新品种和机收配套技术列为体系重点任务。

在政府部门的协调下，建立示范区和科研机构联动发展的合作机制。目前，有些地方在建设过程中已经引入由科研机构技术和资金入股、企业和个人资金入股相结合的新模式。另一方面，示范区还要确立为周边农户服务的意识，通过农机和农艺技术服务、技术培训等方式带动周边农村发展。示范区还要对国家投入资金进行成本核算，真实地衡量农业生产的经济效益，避免管理者由于忽视国家投入资金而形成的短视行为。

2.3 打通农业学科与其他学科合作壁垒

农业生产的研究需要多学科的通力合作，蒋亦元院士曾参加美国一个渍制蔬菜生产协会的年度汇报与计划会议，参会者包括有农业工程、农艺、植物/作物生理、园艺、昆虫、微生物/公共卫生、食品科学、包装/运输、农业经济和农业部代表等10个专业领域的专家。会议中，各位专家从本专业角度去审查其他专业领域的成果和计划内容，判断与本专业的要求有无矛盾。在分歧处一同讨论，综合探讨出一个最适宜的解决方案。通过这种“我查人人，人人查我”的会议模式，很多疑难问题得到了快速解决。可以借鉴这种经验做法成立促进学科间、科技与生产间合作的类似组织，为农机农艺这样一个复杂系统性工程在实施过程中的顺利推进搭建一个思维碰撞的平台。

2.4 加强农机农艺人才培养

农机和农艺融合的前提是要提高农机专业学生的农艺理论水平。要想改变这种状况，首先应当改革农业机械化及其自动化专业的相关教材， 在教材中加入作物栽培学、植物生理学、生物化学等方面的知识，同时还应编撰农业机械化专业的农学教材，培养农机农艺融合的复合型人才，扭转重机轻化的现象。加强实训实践学习，通过政府推动、企业参与、校企共建的方式成立实训基地，鼓励学生利用各种实践的机会动手实践，掌握和提高专业技能。除此之外，还应鼓励农机和农学专业学生共同组队参加“挑战杯”、大学生创新试验等项目竞赛，使农机和农学专业学生在参与过程中能深入了解农机和农艺融合对生产实践的重要性[35]。

参考文献：

[1] 国务院.国务院关于促进农业机械化和农机工业又好又快发展的意见[EB/OL].（2010-07-09）.http：//www.gov.cn/zwgk/2010-07/09content_1649568.htm.

[2] 国务院.农业部关于加强农机农艺融合加快推进薄弱环节机械化发展的意见[EB/OL].（2010-11-05）.http：//www.moa.gov.cn/zwllm/tzgg/tz/201011/t20101105_1695263.htm.

[3] 许天瑶.专家谈农机农艺融合[J].农业机械，2011，5（15）：22-24.

[4] 张周莱.论农业现代化过程中农机技术与农艺技术的结合问题[J].南京农学院学报，1980（2）：87-90.

[5] 左淑珍，迟仁立.农机农艺相结合是农业机械化的必由之路[J].农业机械，1998（2）：36.

[6] 康丽清.农机农艺融合助推农机化发展[J].农业工程，2012，2（12）：10-11.

[7] 张芳娥.加强农机农艺融合促进农机化快速发展[J].吉林农业，2011（10）：139-140.

[8] NY/T 1408.1—2007农业机械化水平评价（第1部分：种植业）[S].2007-09-01.

[9] 林建华.加强农机农艺结合提升玉米机械化水平[J].农机科技推广，2009（10）：19-21.

[10] 李纪岳，陈 志，杨敏丽，等.基于农机农艺结合的玉米生产机械化系统研究[J].农业机械学报，2012，43（8）：83-88.

[11] 张丽光.灭茬旋耕深松全层施肥玉米精播机功能评测与综合农艺效应研究[D].保定：河北农业大学，2013.

[12] 李传友，王晓平，徐振兴，等.京郊玉米种植农机农艺融合问题探究[J].中国农机化学报，2014，35（1）：40-45.

[13] 李小龙，高 娇，闫子双.北京地区春玉米种植农机农艺技术融合问题与建议[J].农业工程，2013，3（11）：98-103.

[14] 王俊忠，张建立，陈 诚.大型收割机械收割小麦对麦垅套种夏玉米苗期性状的影响[J].作物杂志，2002（3）：11-15.

[15] 柳枫贺，王克如，李 健，等.影响玉米机械收粒质量因素的分析[J].作物杂志，2013（4）：116-119.

[16] 孙仕明，韩宏宇，姜明海.我国水稻生产机械化现状及发展趋势[J].农机化研究，2004（3）：21-22.

[17] 崔思远，曹光乔.我国水稻主产区农机农艺融合现状研究[J].农机化研究，2014（5）：248-252.

[18] 韩凯东.平湖市水稻机械化育插秧技术应用推广研究[D].北京：中国农业科学院，2014.

[19] 汤海涛，马国辉，罗锡文.水稻机械精量穴直播定位深施肥节氮栽培效果研究[J].农业现代化研究，2011，32（1）：111-114.

[20] 何七勇，吕卫光，郑宪清.不同机械耕作方式对稻田秸秆还田土壤理化性状及产量的影响[J].上海农业学报，2015，31（5）：66-69.

[21] 邝伟生，林向阳，兰张红，等.浅析甘蔗种植农艺与机械化收获[J].广西农业机械化，2009（6）：18-19.

[22] 郑书斌，黄忠泊.浅谈广西甘蔗生产全程机械化的发展之路[J].广西农业机械化，2010（3）：8-9.

[23] 王维赞，方锋学，朱秋珍，等.甘蔗机械收获农艺配套关键技术探讨[J].中国农机化，2010（5）：63-67.

[24] 梁兆新.甘蔗生产机械化发展状况探讨[J].中国农机化，2003（2）：14-18.

[25] 陈超平，阳慈香，杨丹彤，等.甘蔗机械化收获系统的试验与分析[J].华南农业大学学报，2009，30（3）：107-109.

[26] 李天绍，吴 军.广西甘蔗收获机械化现状及发展对策[J].广西农业机械化，2010（3）：5-7，12.

[27] 梁 阗，陈引芝，王维赞，等.甘蔗机械化收获现状及对策[J].现代农业科技，2010（11）：85-87.

[28] 刘文秀，陈世凡，庞少欢，等.甘蔗机械收获切割质量对宿根蔗产量的影响试验分析[J].广西农业机械化，2010（1）：12-13.

[29] 安玉兴，孙东磊，林明江，等.机械收获对宿根甘蔗虫害发生及蔗苗生长的影响[J].广东农业科学，2009（11）：19-20.

[30] 王丽婷.甘蔗机械收获作业条件和农艺配合方案[J].广西糖业，2015，4（2）：11-17.

[31] 陈桂芬，谭裕模，邢 颖.适应甘蔗机械收获的不同种植行距和品种试验[J].甘蔗糖业，2014（4）：11-15.

[32] 陈超君，梁 和，何章飞.甘蔗机械收获对蔗蔸质量和宿根蔗生长影响初探[J].广东农业科学，2011（23）：26-30.

[33] 梁 建，陈 聪，曹光乔.农机农艺融合理论方法与实现途径研究[J].中国农机化学报，2014，35（3）：1-4.

[34] 蒋亦元.农机科技创新中的农机与农艺相结合问题[J].农业机械学报，2007，38（3）：179-182.

[35] 苟 文，马荣朝，樊高琼，等.农机农艺融合人才培养模式研究[J].中国农机化学报，2014，35（5）：323-325.