科技创新助力农机装备快速发展

国内某企业在中国国际农业机械展览会上发布的新品AC90大型甘蔗收获机

长沙某公司研发的无人驾驶拖拉机原型机

农业的根本出路在于机械化。时代的发展与我国复杂的地理地貌环境决定了必须走中国特色农机智能化发展道路。党的十九大提出实施乡村振兴战略，加快推进农业农村现代化，对农业机械产业科技发展提出了更多更新更高要求。

经过半个多世纪的发展，我国农业生产已基本实现主要依靠人力转向主要依靠机械动力的转变，农业机械装备产业有了长足的发展。

国内农机装备技术发展迅猛

我国是世界农机制造和使用大国，农机装备产业基本形成了大、中、小企业相结合的较完整的农业装备产业链，截至2019年底农机企业总数超过8000家，形成了以中小企业为主，产品品类多，以山东、江苏、河南、浙江为区域聚集优势的中国特色农机装备企业格局和发展模式，呈现骨干企业做大做强、中小企业向专精特及零部件配套方向发展的趋势。总体规模约占全球30%，年国际贸易量约占全球总量的20%，2020年，规模以上企业营业收入2533.39亿元，同比增长7.81%，农机进出口贸易总额104亿美元，同比增长9.5%。但企业规模小、集中度低，年收入超过50亿元企业不到5家，超过10亿元企业不到20家，总体上处于欧美、日韩之后的第三方阵，缺乏具有国际竞争力和品牌影响力的企业，行业平均利润水平仅为国际领先水平的1/10左右。

“十三五”以来，我国农业装备技术快速发展，形成了耕种管收及加工的技术及产品体系，形成了信息化、智能化的技术基础，具备研发生产4000多种农业装备产品能力，支撑我国成为世界农业装备制造和使用大国，我国农业生产进入以机械化为主导的新阶段，我国农业装备技术走出了一条大中小结合、农机农艺融合、装备与信息融合的特色研发创新之路。全国农作物机械化水平达到71%，关键核心技术攻关取得进展，自动化、信息化、智能化等前沿及关键核心技术方面，技术持续迭代成熟，从实验室阶段正向中试、产业化阶段发展，部分已实现产业应用；在耕种管收智能田间作业装备、农产品产地加工及储运、设施园艺及养殖装备等农业装备方面，中小型农业装备实现了规模化产业化生产及应用，大型高性能装备进入中试验证阶段，满足了国内90%以上的市场需求。

技术研发 多角度共同发力

农业装备信息化、智能化等应用基础研究紧跟发展趋势。旱作作物栽植技术、农作物生产过程监测与水肥药精量控制施用技术，奠定农机作业与先进农艺技术协调融合理论基础；农机智能化技术、土壤植物和动植物对象信息感知与跟踪技术、环境信息实时监测、远程智能化自动测控等核心技术奠定农业全程信息化和机械化技术体系基础；作物叶片、个体、群体三个尺度养分、生理信息检测技术，土壤水、盐和养分检测技术，农业复杂环境下信息低能耗、低成本和稳定传输技术等研发实现了基于实测信息和满足植物生长需求的物联网肥、水、药精准管理和设施协同调控。

田间作业装备技术向大型化、多功能、智能化发展。取得了大型动力、复式整地、变量施肥、精量播种、高效收获等关键技术的突破，形成了适应不同农艺与生产规模的配套粮食全程作业装备配套体系，技术延伸拓展应用于棉花、番茄、甘蔗、花生、马铃薯等优势经济作物环节装备；重型拖拉机实现了节能柴油机、无级变速传动技术应用开发，加快推动我国大型拖拉机自主化发展；基于北斗系统的农机导航与自主作业技术推动无人智能农机发展；10kg / s及以上大喂入量谷物联合收割机实现智能化，与世界主流技术平齐；玉米收获机实现高含水率籽粒收获；采棉机高效采棉头、智能控制系统等关键零部件实现自主化，3行采棉机满足小规模棉花收获需要，6行大型采棉机实现采棉打包一体化；饲草、甘蔗、花生、甜菜、橡胶、枸杞、红枣等经济作物收获技术装备逐步示范应用；蔬菜嫁接机器人、智能施肥施药机械、基于机器视觉识别技术的田间除草机器人、农田施药无人机、果蔬采摘机器人等实现示范应用。

设施园艺及农产品加工装备技术成套化、集约化、绿色化发展。在低碳环控型温室和高光效轻简温室结构及配套设施、节能与绿色能源利用、环境调控技术，以及精细耕整地、精量播种、育苗嫁接、肥水一体化等高效生产配套装备方面取得突破，提升了设施结构的抗逆性能、能源与资源利用效率、智能化控制水平；在节能节地型新型养殖设施、环境调控、养殖数字化监控与远程管理、饲料营养加工及快速溯源与在线检定、个性化饲喂设备、养殖场废物环保处理等猪、鸡、水产、奶牛养殖成套技术与设施设备取得突破，提升养殖集约化、机械化、智能化水平；研发了果蔬产地清洁、农特产品节能干燥、果蔬及棉花等在线检测与分选分级、牛羊自动化屠宰及畜禽分割等技术装备，提升农产品自动化、智能化技术水平，促进产业提质增效。

智慧农业技术由试验走向产业应用。新一代信息技术与农业领域的融合发展，创新形成了以农业传感器、农业大数据、农业人工智能和农业机器人等为代表的智慧/智能农业技术体系；农业环境信息传感器和仪器仪表实现国产化开发，支撑大田作业监测和温室智能化发展；农业大数据研究在结构化数据收集、整理、汇聚、分析等方面取得突破，支撑了“互联网+”农机作业等云服务平台发展；“无人农场”、智慧种植、智慧养殖实现集成应用，阿里云ET大脑、京东神农大脑探索人工智能养猪，实现了猪舍环境智能监控、猪只状态智能判断、饲料按需投喂等功能，提升了母猪年生产能力3头，死淘率降低了3%左右；“无人农场”基于北斗导航技术集成耕种管收智能作业装备，实现农作物生长全程自动监控及作业决策，成为智慧农业发展的一种实现方式。

农业机械装备科技发展面临的挑战

新一轮科技革命和产业变革广泛并深刻影响科技创新，新一代信息、生物、人工智能、先进制造等技术渗透融合，乡村振兴战略、农业农村现代化深入推进，我国农业生产及农业农村经济社会发展将进入新的发展阶段，农业装备面临新需求、新机遇、新挑战。

农业装备加快向信息化、智能化转型升级，实现技术及装备自主可控，掌握产业发展主导权，以高水平科技供给保障产业安全。

推进农业生产向智慧农业生产方式转变。世界农业发展和国内外信息技术实践经验表明，农业专家系统、精准作业技术与装备、农业机器人、农业大数据等信息技术和产品已经成为重要的农业投入品，能显著提高农业资源利用率、土地产出率、劳动生产率和生产经营管理水平。大力发展智慧农业，以装备为载体，以信息和知识为要素，通过互联网、物联网、云计算、大数据、智能装备等现代信息技术与农业深度交叉融合，实现农业生产由“机器替代人力”“电脑替代人脑”的转变，将大幅度提高农业生产效率、效能、效益，促进区域均衡，引领现代农业发展。

确保国家粮食安全和重要农产品有效供给。保障农业产出高效、产品安全、环境友好，关乎我国农业农村现代化发展全局，迫切要求利用先进技术及装备、科学生产方式，解决“谁来种地”“怎么种地”“如何种好地”的高产农田、高效投入、高产生产、精细管理等现实制约难题，并满足长期产能及产量发展需求；同时，统计数据表明，我国人均农业产值仅为1000美元左右，与美国的7万美元、欧洲的5~6万美元、日本与韩国的3-5万美元相比，产出效益差距很大，因此，迫切需要发展高质高效农业装备，构建农业全程信息化和机械化技术体系，实现传统精耕细作与现代物质装备相辅相成，不断提高劳动生产率和土地产出率水平。

保障资源高效利用和可持续发展。农业自然资源相对短缺是我国农业可持续发展的主要制约因素，我国总人口占世界的22%，然而支撑农业的耕地、水、草原等关键基本要素占有水平极低。耕地只占到世界的9%，人均面积是世界平均水平的1/3；水资源占世界的6%，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4；人均草原面积仅为世界的1/2；支撑农业生产的机械动力燃料、化肥等来源的石油资源人均水平更低，只占到世界的1/15，且总量有限，而我国田间作业亩均动力是美国的6倍。另外，全球气候变化将对资源可持续利用、农业生产生态具有重要的影响。农业装备能够极大地提高资源利用率，推动农业的可持续发展，通过高效节水排灌、施肥、施药技术及装备应用，可提高水肥药利用率30%以上；通过土地工程化整理，改造中低产田，形成储备耕地2亿亩以上，实现耕地可持续利用。

发展自主可控现代农业装备产业。国际主要跨国农机企业已全面进入中国，抢占高端市场，国外企业产品占我国拖拉机市场份额20%、履带式水稻收获机30%、采棉机70%、高速插秧机95%。实践证明，市场换不来技术反而丢掉了市场，依靠进口设备解决不了我国地貌多样、农艺繁杂的国情，反而抬升了综合成本。关键核心技术和重大装备依赖进口可严重威胁我国粮食和产业安全。必须坚持走中国特色农业装备自主创新的发展道路，加速信息、生物、新材料、先进制造等技术应用，促进智能技术变革，实现技术、产品、品牌、标准、产业组织、商业模式的全产业链多元融合创新，推进装备智能化、产业高端化发展，构筑产业国际竞争新优势，实现技术及装备自主可控，在新一轮产业变革中掌握关键核心技术和产业发展主导权，发展具有国际市场竞争力的企业，保障现代农业产业安全。

智能农机

我国农机发展的措施建议

实施新一代智能农业装备科技创新工程。新一代智能农业装备是乡村振兴、制造强国的重大战略重点，也是国际产业技术竞争方向。要统筹粮经饲、农林牧渔、种养加等，以智能制造、智能装备、智能管理、智能服务为主线，重点开展动植物生长智能调控、高效智能作业装备、远程运维与管理、智能作业机器人技术系统，以及关键零部件及整机智能设计、高性能材料与制造技术研发，以及动力换挡、无级变速、动植物生长与环境信息感知传感器、农机工况及作业质量传感器、高效采收与清选部件、智能操控系统等研发，发展耕种管收智能作业农机装备，发展畜禽、水产等智能养殖装备与设施，发展农林产品、畜禽产品、水产品等贮、运、加工智能装备与设施，发展农业农村信息服务产品及设施，形成自主可控技术产品体系，并推进智慧农场/牧场/渔场、工厂化农业等智能农业生产重大应用示范，保障国家粮食安全。

构建新型农业装备产业技术创新体系。统筹创新战略、创新体系和创新能力建设，依托农业装备产业技术创新战略联盟形成的产学研合作体制机制，打造具有国际一流研发能力和水平的国家农业装备技术创新中心，加强应用基础研究及科技基础工作，系统谋划中长期农业装备战略前沿、关键核心技术、卡脖子技术及重大智能装备创新重大任务，培育战略性科技力量；着力形成新一代智能农业装备技术、产品体系，加快培育具有国际竞争力骨干企业，发展专精特新中小企业，构建适应国情、立足产业、协同高效、支撑发展的产学研用深度融合的产业创新体系，掌握科技与产业竞争主动权、主导权，支撑产业转型升级高质量发展。

健全农业装备科技与产业政策体系。围绕创新驱动产业转型升级，打造引领性优势产业，从技术创新、生产制造、应用推广等维度形成新的、更有针对性、相互衔接的科技与产业政策，发挥政策协同合力。从财政投入、基地平台等方面加大力度支持基础前沿技术、关键核心技术、重大装备等产学研协同、跨领域跨行业融合创新，形成以支持鼓励创新为重点的科技政策体系；进一步加大和优化农机购置补贴政策，拓展信贷、保险等政策，形成以优化结构、提升能力为导向的应用推广政策体系；优化投资、税收、金融等支持政策，引导社会资本参与重大科技成果产业化，鼓励企业技术创新和产业链发展，布局发展创新产业集群，形成以提升产业链水平为导向的工业政策体系；研究提出技术管理清单，以及信息安全审查制度，不断完善关税、贸易、知识产权等政策，构建安全可控的保障政策。