对我国农机科技创新的思考

2018年5月18日，习近平总书记在两院院士大会上作了重要讲话，指出“当前，我国科技领域仍然存在一些亟待解决的突出问题，我国基础科学研究短板依然突出，关键核心技术受制于人的局面没有得到根本性改变”。听了总书记的讲话，对照我国农业机械化的发展和现状，我感到我们责任重大,所以我想从三个方面作以汇报。

我国农业机械化取得的主要成就

2004年是中国农业机械化发展历史上最重要的一年，这一年有两件大事：第一，2004年11月1日，全国人大颁布实施《中华人民共和国农业机械化促进法》；第二，2004年正式启动农机购置补贴政策。

在这两个政策的强力推动下，我国农业机械化快速发展，表现在以下四个方面：

第一，我国农业装备总量快速增加。到2016年，全国农机总动力达到9.7亿kW，比2004年增加4.7亿kW，增长94%；装备结构加快向大功率、多功能、高性能方向发展，大中型拖拉机、联合收获机、水稻插秧机保有量分别超过645万台、190万台和77万台，分别是2004年的5.8倍、4.7倍和14.8倍；经济作物、畜牧水产养殖、林果业及农产品初加工机械保有量快速增长。

第二，农机作业水平大幅提高。2000年我国的农机化水平是32.3%，2007年达到42.47%，2016年全国农作物耕种收综合机械化水平达到65.2%，比2004年提高31个百分点，2017年已达到67%。大粮食作物耕种收综合机械化率均超过75%，小麦生产基本实现全程机械化。水稻机械种植、收获水平分别从2004年的6%和27%，提高到2016年的45%和87%，玉米机收水平从2%提高到67%。以农机为载体，精量播种、化肥深施、高效植保、低损收获和秸秆还田等增产增效型技术迅速推广，保护性耕作和深松整地面积分别超过1.3亿亩和1.6亿亩，进一步挖掘了粮食增产潜力，增强了农业抗灾能力。在我们这样大的一个农业大国里，每年以两个百分点的速度增长是非常不容易的。按照中国农业大学白人朴教授的分析，40%以下我们叫做初级阶段，40%～70%是中级阶段，70%以上是高级阶段。我们现在正处于从中级阶段向高级阶段过渡的关键时期。

第三，农机社会化服务蓬勃发展。多少年来我们一直在探索中国的农业机械化道路到底应该怎么走？美国平均每个农户1 500亩地，日本提出的口号是夫妻两个种好100亩地，中国户均是3.7亩地，人均1.26亩地，在这种背景下，一家一户都去买拖拉机、插秧机是不可能的，也不现实。那么我们的中国农业机械化该怎么走？最后，我们总结出一条具有中国特色的农业机械化道路，用农业农村部的话说就是“共同利用，我买机械为大家服务”。截止2016年底，全国农机化作业服务专业户和农机合作社等各类服务组织数量分别超过505万个和6.3万个，涌现了一大批懂技术、会操作、善经营的农机能手，农机合作社完成作业服务面积70.5亿亩，农机化经营总收入达到5 388亿元，利润总额达到2 066亿元。农机社会化服务已成为农业社会化服务的突出亮点，缓解了青壮年劳动力外出务工对农业生产带来的不利影响，促进了土地流转和规模经营，提高了农业集约化水平和组织化程度。

第四，带动农机工业振兴发展。2016年，我国的农机工业生产总值已跃为世界第一，但是我们还只是产量、产值第一，还不能讲是农机强国。受农机购置补贴政策等多方面的拉动，我国农机产销两旺，带动农机工业快速发展，农机工业总产值连续10年保持两位数增长，从2004年的854亿增加到2016年的4 516.39亿元，位居世界第一。目前，我国农机产业集群初步形成，科技含量、产品质量和售后服务水平不断提高，主要农机产品基本满足主要粮食生产机械化的需要。

我国农业机械化存在的差距

虽然我国的农业机械化取得了很大的成绩，但是我们还有很大的差距。

第一，农业机械化水平差距大。2017年我国的农业机械化水平已达到67%，我们看看世界上的发达国家是什么时候达到这个水平的。美国是1954年，加拿大是20世纪60年代末期，法国是1970年，英国是20世纪70年代末期，澳大利亚是1986年，和我们国家农机情况比较相近的日本是1982年，韩国是1996年。我记得在30年前，当时的国家领导人问我们，我们的农业机械化水平和国外相差多少年？当时我们就说相差30年，30过去了，从数据上看，我们的差距还不止30年。

第二，农机装备制造水平低。拖拉机和收获机是两种代表农业机械设计和制造水平的典型产品，与美国相比，拖拉机：美国1970年开始釆用动力换挡技术，我国是2014年，相差44年；美国1961年开始釆用闭心式液压系统，我国是2010年，落后39年；美国1980年生产了250马力拖拉机，我国是2015年（240马力），落后35年。收获机：美国1976年开始生产纵轴流谷物联合机，我国是2011年，落后35年；美国1979年就有了割幅6 m、发动机功率230马力的谷物联合收割机，我国是2013年（割幅5.3 m，220马力），落后34年。

第三，产品可靠性有待加强。上世纪80年代，意大利菲亚特公司拖拉机的平均故障间隔时间（MTBF）指标是350 h，而我国某大型农机企业的拖拉机MTBF指标2017年才达到330 h，落后30～40年。

第四，农机作业效率低。2016年我国田间作业亩均动力0.41 kW，美国亩均动力0.06～0.07 kW，我国是美国的5.8～6.8倍。发达国家农机动力机械与作业机具之比为1∶3～1∶6左右，而我国平均只有1∶1.6，说明我们的农机作业效率和综合利用率不高。

我国农业机械化存在的主要问题

受我国国情、资源禀赋和传统农耕文化的影响，不同区域的耕作制度和生产习惯差异较大，面对现代农业建设“调结构、转方式”的新要求，农业机械化基础研究与关键技术研究薄弱，技术集成度不够，可持续发展能力弱，已经成为制约我国农业转型升级的“短板”和瓶颈。

原因是什么？第一,基础数据积累不够，土壤、作物（动物）和机器互作机理研究不足，现代农业生产和健康养殖新工艺设计理念缺乏，原创性重大突破少，难以满足我国地域多样性、作物多元化、农艺复杂性和可持续发展的需求。我们的农业机械研究没有自己的基础数据，没有基础数据怎么搞设计？那只能抄人家的，或者凭经验设计，这样搞出来的机械你想性能很好是很难的。第二,发展路径不明确。例如，在耕作方面，无论土壤类型、水田旱田和丘陵平原，现在全国大都采用旋耕，犁耕、深松和免耕等耕作方式，没有优化组合，造成土壤耕层“浅实少”，有机质低且分布不均匀；在种植方面，水稻插秧与直播、油菜移栽与直播、玉米种植平作与垄作等，不同地区宜采取何种种植方式，缺乏科学论证；在收获方面，油菜、马铃薯的分段与联合收获、甘蔗整杆与切断收获、牧草刈割与饲草青贮致密收获等技术路线不明确；丘陵山区机械化发展路径不明确等。第三，农机农艺结合不紧密。适宜不同区域机械化的高产优质品种、高产高效标准化栽培模式和田间管理技术缺乏，机械化与规模化结合不紧密，饲草料生产机械化技术结构性缺乏，家庭农场种养一体化模式与技术亟待完善，设施园艺标准化机械化程度低，影响产能的充分发挥。第四，技术系统不完整。缺乏对农业机械化的系统研究与技术集成，尚未形成完善的全程机械化技术模式和标准化的机器配置系统，关键配套技术与机具不足。无论是粮食作物、经济作物、饲草料作物种植，还是畜禽水产养殖，适宜我国国情的质优价廉的省时、省力、节水、节肥、节药、节种、节地、节能的机械和农业剩余物资源化利用等机械化技术之间衔接与配套不足，技术规范不健全，与转变农业发展方式不适应。

针对上述问题，习近平总书记指出∶“实践反复告诉我们，关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”要“加强对关系根本和全局的科学问题的研究部署，在关键领域、卡脖子的地方下大功夫，集合精锐力量，做出战略性安排，尽早取得突破”。我们在座的很多老同志也知道，改革开放之初，我们农机领域里有一个方法，就是以市场换技术，我买你1万台拖拉机，你把技术给我。现在几十年过去了，市场搞丢了，关键核心技术也没有拿来。我手上有一个数据，去年我们进口了609台大型拖拉机，所以我们要抢占在关键领域里的核心技术。我们到底有哪些关键领域核心设备不如人家呢？比如插秧机，里面的零部件全部是进口的，中兴事件是一个教训也是一个启示，我们的关键核心技术领域不能受制于人，我们一定要解决这个问题。

对我国农机科技创新的思考

针对上述问题，我们提出“3-2-3”的思路，即明确“三步走”战略目标、坚持两项发展原则、落实三项重点任务。

一、明确“三步走”战略目标

为进一步缩小我国农业机械化与发达国家之间的差距，提升我国农机科技创新能力，促进我国农业机械化又好又快地发展，按照党的十九大提出的三步走战略和乡村振兴战略目标任务安排，我国农机科技创新和农业机械化发展到2025年、2035年和2050年三步走的战略是：2025年，基本实现农业机械化，农机科技创新能力显著增强，重点突破农机化发展的薄弱环节和关键核心技术，实现我国农业机械化“从无到有”和“从有到全”；到2035年，全面实现农业机械化，农机科技创新能力基本达到发达国家水平，重点以信息技术提升农机化水平，实现我国农业机械化“从全到好”；到2050年，农业机械化达到更高水平，实现自动化和智能化，目前，我们国家的农机科技水平基本处于“跟跑”的状态，农机科技创新能力与发达国家“并跑”，部分领域“领跑”，重点以智能技术引领农机发展，实现我国农业机械化“从好到强”。

二、坚持两项发展原则

一是全程全面机械化同步推进，二是农机1.0至农机4.0并行发展。

“全程全面机械化”提法最早出现在2014年11月3日全国人大召开的农业机械化10周年座谈会上，韩长赋部长在会上做了讲话，提出“以培育壮大新型农机服务组织为着力点，以提升薄弱环节机械化水平为主攻点，以加强农机化公共服务能力建设为支撑点，推进农业机械化扶持政策创新，加快推广先进适用农机化装备和技术，全面提高农机装备水平、作业水平、科技水平，促进我国农业机械化向“全程、全面、高质、高效”发展。”什么叫“全程”？什么叫“全面”？全程机械化主要从生产环节上考虑，是指农业生产产前、产中、产后各个环节的全过程机械化。全面机械化主要是指三个方面的全面发展：一是“作物”的全面化：由粮食作物向经济作物、园艺作物、饲草料作物全面发展（农业产业结构由粮、经二元结构向粮、经、饲三元种养植结构转变）；二是“产业”的全面化：由种植业向养殖业（畜、禽、水产）、农产品初加工等全面发展。全世界的农业发展都有一个规律，越是发达国家养殖业所占比重越是大。我们现在的养殖业占比低而且养殖业机械也是短板。前几年我们去考察全国的大型养猪厂，一个老板告诉我说，进口的食槽非常好，大猪喜欢吃干一点的，小猪喜欢吃稀一点的，这个槽子是可以自动感应的，所以大猪小猪都喜欢。连这样一个槽子我们都要进口，我们国家有7亿头猪，如果按每头猪的产值是1 000元算，这就是7 000亿，我们国家有这么多农业大学有这么多农业研究所，有多少是在研究畜牧机械、养殖机械的？却连一个小小的进食槽都要进口；三是“区域”的全面化，由平原地区向丘陵山区发展。我国的丘陵山区占地近60%，丘陵地区人口占50%，这么大一块地域这么多人口，我们的三农问题不解决是不可能实现农业现代化的。

全程机械化

关于农机从1.0到4.0，农机1.0是农机发展从无到有阶段，其特点是机器代替人力畜力作业；农机2.0是农机发展从有到全阶段，其特点是全程全面普及机械化；农机3.0是农机发展从全到好阶段，其特点是用信息技术提升农机化水平，融合现代微电子技术仪器与控制技术信息通信技术，推动农业机械装备向数字化信息化自动化和智能化方向快速发展；农机4.0是农机发展从好到强阶段，其特点是自动化智能化农机+互联网。日本北海道大学正在做一件事，早上机器从机库里开出来，按照操作人指定的路线到田里作业，把作业全部做完后，晚上机械自己回到机库去，整个作业过程只见机械不见人。人在哪里？人在办公室里盯着计算机屏幕喝着咖啡。这就是智能化自动化+互联网。

全面机械化

三、落实三项重点任务

一是薄弱环节农业机械化科技创新（“补短板”）。我们还有很多短板，我们提出7个方向。第一，应用基础研究针对农艺制度与机械化生产不匹配，机械作业技术参数缺乏系统研究，主要农作物草业和畜禽水产机械化生产技术路线与技术模式不明确的问题，重点开展以下方面的应用基础研究，包括∶土壤合理耕层构建机理与优化方法；主要作物精准高速栽种机理与规范；主要作物高效低损收获机理与规范；畜禽规模养殖和水产健康养殖设施与环境系统机理研究农业装备标准化体系研究；机械化技术体系构建与评价方法研究。第二，粮食作物生产薄弱环节关键技术研究。重点围绕构建绿色高效可持续发展的新型粮食机械化生产技术体系，开展主要作物的关键技术与装备研究，包括水稻、小麦、玉米、马铃薯、甘薯、杂豆、杂粮粮食干燥与贮藏。第三，经济作物和饲草料薄弱环节关键技术研发。针对经济作物机械化生产技术与装备缺乏，薄弱环节多、生产成本高等问题，开展以下方面的关键技术与装备研究，包括棉油糖大宗水果大宗露地蔬菜设施园艺和饲草料生产加工。第四，健康设施养殖工程。重点围绕发展循环农业种养加一体化与适度规模经营的需求，开展以下方面的关键技术与装备研究，包括生猪健康养殖、家禽健康养殖和规模化设施淡水养殖。第五，区域机械化技术集成与示范。按照绿色高产高效和可持续发展原则，优化薄弱环节技术与装备，集成农机农艺技术，研究提出各地区的机械化农艺标准和操作规范，包括东北地区、黄淮海地区、长江中下游地区、西北地区、西南地区和华南地区。第六，果菜饲草料畜禽水产养殖加工机械化技术集成与示范。集成种植养殖屠宰与农业工程技术，开展蔬菜水果养殖业屠宰业等机械化生产技术集成与示范，包括蔬菜水果生产、饲草料生产、适度规模种养循环、中小规模设施设备升级与智能化水产养殖和畜禽屠宰加工。第七，农村生活废弃物(固液)处理与综合利用。开展农村池塘清淤、生活废水、生活垃圾、畜禽粪便和病死动物的机械化处理技术集成与示范，解决农村生活及养殖废弃物处理难题，变废为宝，生产有机肥或转化成可再生资源，重点研究高效配置农机及相关的机械化技术。

二是现代农机装备关键核心技术科技创新（“攻核心”）。我们还有很多关键核心技术受制于人，为贯彻习近平总书记关于“在关键领域、卡脖子的地方下大功夫，集合精锐力量，作出战略性安排，尽早取得突破”的重要讲话精神。根据我国现代农机装备发展现状，当前我国亟需在共性关键技术、重大装备、基础零部件以及材料和制造工艺4个方面尽早取得突破。共性关键技术主要包括：非道路用柴油发动机技术，大功率拖拉机电控液压提升技术，农业机械用传动系统技术。重大装备主要包括：200马力以上拖拉机，大型谷物联合收割机，高效青贮饲料收割机，农机装备生产与检测平台。基础零部件主要包括：拖拉机200马力以上用电控提升器和悬浮前驱动桥，收获机械承载能力18 t以上大型收获机械电控换挡变速箱，高性能大排量电控变量泵和变量马达，圆盘式和链轨式高效青贮机割台，高速轴承（4 000 r/min以上），采棉机摘锭总成，液压件液压阀阀心、阀套、比例阀电磁铁和软磁铁芯。材料与制造工艺主要包括：低速动力输出轴，高速翻转犁体，动力换挡变速箱离合器轮毂材料与工艺。

三是农机装备智能化科技创新（“强智能”）。以“信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性服务”的智能农机为目标，以大田规模化种植、设施农业、果园和畜禽水产养殖等领域为重点，开展智能农机装备传感器、农机导航、精准作业和运维管理4方面研究。我们国家现在最落后的是传感器，因为你不能感知这个信息你就没办法根据这个信息去做。什么是运维管理？你的机械在田里做了什么？做了多少？都可以通过运维管理来完成。另外，你的机械出了什么问题，需要什么零部件也可以通过运维管理来解决。在智能农机装备传感器方面，开展作业载荷、工况环境、本体信息、生理生态和作业质量等测试对象特性与测试机理研究，研发敏感材料和关键芯片，开发专用传感器。在农机导航及自动作业技术方面，开展轮角转向测定技术研究，研发电动方向盘电机、以机具为基准的机组定位技术，提高导航精度与稳定性及自动作业性能。在精准作业方面，开展与农艺相适应的作物精准播种、灌溉、施肥、施药、收获和干燥等技术研究，实现农机作业过程的实时分析决策与自主优化控制；开展养殖生产中的精准环控、饲喂和防疫等研究。在运维管理智能化方面，开展农机信息获取、高效调度、远程运维、故障预警、智能诊断和协同作业等技术研究，通过信息技术系统集成，实现农机装备高效智能运维管理。

习近平总书记曾两次到美国的一个农场，我也去过这个农场。这个农场主一共种了2.4万亩地，几个人种呢？就是他和老婆两个人，农忙的时候让儿子请两个星期假回来帮忙，这是种的时候。收获的时候，再请一个临时工。也就是三个人种2.4万亩地，平均一个人种8 000亩，靠什么？靠机械化。

习主席说“一代人有一代人的奋斗，一个时代有一个时代的担当”。世界各国的经验表明，农业机械化是现代农业建设的重要科技支撑。我国的农业机械化为提高我国农业的劳动生产率、土地产出率和资源利用率发挥了重要作用，为保障我国粮食安全和食物安全作出了重要贡献。但与发达国家相比，我国的农业机械化还有很大差距，并面临差距拉大的严峻挑战。形势逼人，挑战逼人，使命逼人，我们要充分认识农机科技创新是农业机械化发展的第一动力，深刻把握农机科技创新与发展大势，坚决贯彻落实习总书记的重要讲话精神，“矢志不移自主创新，坚定创新信心，着力增强自主创新能力”，努力推进农业机械化又好又快地发展，为我国现代农业建设提供强有力的科技支撑。

(本文根据2018年11月推动广东农机化高质量发展论坛上的讲话录音整理而成)