劉小龍，王國強(qiáng)，劉 娜，張彩虹，齊新洲，王 彥，劉 濤，陳永生，高慶生，楊雅婷

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆維吾爾自治區(qū) 烏魯木齊 830091；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，江蘇 南京 210014）

中國作為農(nóng)業(yè)大國，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化是發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)保障，是改善農(nóng)民工作環(huán)境、提高農(nóng)民生活水平和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要途徑[1]。隨著科技的迅速進(jìn)步，設(shè)施農(nóng)業(yè)得到了迅速發(fā)展，改善了農(nóng)業(yè)農(nóng)田環(huán)境，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體收益水平，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，有利于推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更高發(fā)展階段前進(jìn)[2]。

設(shè)施農(nóng)業(yè)是新時(shí)代解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題的重要手段，是一種高投入、高生產(chǎn)、高效率的生產(chǎn)方式，具有可逆時(shí)令性和多樣化的特性[3]。目前中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)種植規(guī)模占全世界的78%，但我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的機(jī)械化程度低，農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)力短缺，制約了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，并嚴(yán)重影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[4]。因此，為滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的要求，需要不斷推廣應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)械，不斷提升我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械水平和質(zhì)量。

1 設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械研究現(xiàn)狀

設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械按種類大體可以分為移植栽培類機(jī)械、耕作類機(jī)械、施肥與灌溉類機(jī)械和溫度調(diào)控類機(jī)械等[4]。

1.1 移植栽培類機(jī)械

蔬菜種苗完成培育后，多數(shù)采用人工種植，設(shè)施種植機(jī)械化僅占21%。近年來，我國對于機(jī)械化移栽非常重視，在移植栽培類機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展較快，整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)相較于傳統(tǒng)的移栽技術(shù)效率得到極大提升。移栽技術(shù)作為一種栽培技術(shù)，具有直播難以比擬的優(yōu)勢，國內(nèi)已成功研制出多種類型移栽機(jī)械，但機(jī)械功能單一，通用性一般，并且成本較高。就目前而言，我國擁有2 行、4 行自動(dòng)缽苗移栽機(jī)和配套高效的機(jī)械化缽機(jī)，德國、意大利等發(fā)達(dá)國家的小型移栽機(jī)已得到了廣泛應(yīng)用，動(dòng)力為2.94～4.41 kW[5]，我國還缺乏可推廣的小型類移栽機(jī)械，未來需要大力發(fā)展小型移栽機(jī)械，補(bǔ)全移栽類機(jī)械小機(jī)型的空缺，并且研發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合，滿足市場要求。

1.2 耕作類機(jī)械

針對溫室、大棚等耕作環(huán)境，現(xiàn)階段我國生產(chǎn)的耕作機(jī)械配套動(dòng)力功率為2.2～5.9 kW，其中以4.4 kW 的耕作機(jī)械生產(chǎn)較多，發(fā)動(dòng)機(jī)大都采用強(qiáng)制風(fēng)冷式，部分使用電動(dòng)機(jī)。耕整地機(jī)械屬于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械，常見的耕作機(jī)主要包含旋耕機(jī)、滾籠耙、松土機(jī)等，種類比較齊全，機(jī)械化較高達(dá)到了79%，使得耕作效率得到顯著提高。但耕作類機(jī)械的操作過于復(fù)雜，用戶適應(yīng)性較差，農(nóng)民的受教育程度普遍不高，對機(jī)械熟練使用存在困難。未來需要研發(fā)操作簡單和使用方便的耕作類機(jī)械，要廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)耕作中，以提高耕作效率，減少不必要的成本損失，并提高涉農(nóng)人員的農(nóng)行水平，進(jìn)而進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

1.3 施肥與灌溉類機(jī)械

現(xiàn)階段我國大多采用滴灌和噴灌兩大類，較傳統(tǒng)的漫灌和溝灌，節(jié)約了大量水資源，并且保證作物的生長用水。同時(shí)，可以利用滴灌和噴灌技術(shù)將肥料混入，起到精確施肥的效果。傳統(tǒng)施肥方式是基于傳統(tǒng)灌溉方式的基礎(chǔ)上，利用大量的水資源攜帶肥料進(jìn)行漫灌和溝灌，消耗了大量人力、物力和財(cái)力，并且施肥效果不理想。水肥一體化滴灌應(yīng)用比較廣泛，節(jié)水量為40%～50%，節(jié)肥量30%。滴灌節(jié)水效果明顯，肥料利用率較高，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)施肥，不僅節(jié)約成本，而且農(nóng)作物長勢更加良好。因此，未來要加大精準(zhǔn)施肥和灌溉機(jī)械的研究，有效提升作物的灌溉質(zhì)量。

1.4 溫度調(diào)控類機(jī)械

我國地跨多個(gè)溫度帶，幅員遼闊，物產(chǎn)豐富，各地區(qū)的特產(chǎn)因地而異，特殊地區(qū)的農(nóng)作物運(yùn)輸困難，難以滿足市場需求，因此，在設(shè)施農(nóng)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展中控溫技術(shù)是核心技術(shù)環(huán)節(jié)，以便在同一地區(qū)可以種植更多不同類型的作物。這類機(jī)械大概可以分為降溫系統(tǒng)和保暖系統(tǒng)兩大類。降溫系統(tǒng)代表機(jī)械是風(fēng)機(jī)，在炎熱的氣候下，農(nóng)作物的葉片為防止水分散失，會(huì)關(guān)閉氣孔，進(jìn)而光合作用效率下降，植物生長緩慢。對于極端炎熱環(huán)境下，太陽輻射嚴(yán)重，表面溫度高達(dá)50℃，如何采取有效措施解決極端高溫環(huán)境對植物生長的影響是降溫系統(tǒng)的研究方向。保溫系統(tǒng)正是為了應(yīng)對極寒的天氣對農(nóng)作物生長的影響而設(shè)計(jì)的。我國北方地區(qū)，冬天往往會(huì)出現(xiàn)極寒天氣，冬天生長的農(nóng)作物會(huì)有被凍死的可能，農(nóng)民種植反季節(jié)作物，同樣也需要依靠保溫系統(tǒng)。目前，大多數(shù)農(nóng)民采用加熱鍋爐傳遞熱量的方法來保證設(shè)施大鵬內(nèi)農(nóng)作物的生長所需濕度，該方法雖然提升了棚內(nèi)的溫度，但能耗高，溫度控制不精準(zhǔn)，有一定的安全隱患。

2 設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的存在問題

自改革開放以來，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械水平不斷提高，設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)也在不斷發(fā)展和完善，已經(jīng)初具規(guī)模，在設(shè)施農(nóng)業(yè)的總體機(jī)械化水平達(dá)到了36.28%，但與較發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距。

2.1 整體發(fā)展水平較低

相較于發(fā)達(dá)國家，比如歐美國家的室內(nèi)溫控系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和高智能化決策，體系完整、技術(shù)成熟、穩(wěn)定性好。然而我國的整體發(fā)展水平較為落后，在設(shè)施農(nóng)業(yè)的建設(shè)上，起步較晚、發(fā)展速度較緩、配套設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)比較落后，后續(xù)需要加強(qiáng)設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的推廣，帶動(dòng)整體農(nóng)業(yè)發(fā)展水平提高。

2.2 新材料、新工藝、新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用相對滯后

研究領(lǐng)域的進(jìn)步往往離不開研究成果的積累和技術(shù)的突破。我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的研發(fā)落后，表現(xiàn)為新材料、新工藝、新技術(shù)的研發(fā)不夠創(chuàng)新和技術(shù)水平不夠高超，直接決定農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品從材料、工藝、技術(shù)等各方面都落后于發(fā)達(dá)國家，其性能、精確度甚至使用壽命也會(huì)受到影響。

3 設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械未來發(fā)展趨勢

3.1 重視組織領(lǐng)導(dǎo)，引導(dǎo)和監(jiān)管投入資金的使用

設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展會(huì)使土地利用率大大提升、土地產(chǎn)出得到巨大增加以及資源利用效率不斷提高，進(jìn)而帶動(dòng)農(nóng)村整體收入水平提高，促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展。各地方政府將現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)列為六大行業(yè)考核之一，鼓勵(lì)實(shí)施農(nóng)機(jī)購機(jī)補(bǔ)貼政策，配套農(nóng)機(jī)推廣政策，落實(shí)農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)。此外，還要做好對資金的合理利用和監(jiān)督使用工作，繼續(xù)加大加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)設(shè)施科技創(chuàng)新技術(shù)的資金投入，不斷提升設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)水平和質(zhì)量。

3.2 培育新型職業(yè)農(nóng)民和建設(shè)人才團(tuán)隊(duì)

始終堅(jiān)持科技興國和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略，各地政府要積極響應(yīng)國家政策，支持和鼓勵(lì)各大農(nóng)業(yè)院校和職業(yè)院校大力培養(yǎng)更多相關(guān)人才，培養(yǎng)以技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用推廣和生產(chǎn)管理為重點(diǎn)的人才建設(shè)，為未來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)儲(chǔ)備人才。按照現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)的要求，建立健全人才孵化基地、農(nóng)業(yè)機(jī)械示范基地、生產(chǎn)經(jīng)營管培基地、系統(tǒng)操作實(shí)訓(xùn)基地等，為我國建設(shè)一支懂技術(shù)、懂管理、有文化、能吃苦的新時(shí)代建設(shè)現(xiàn)代化設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)新人才，徹底解決系統(tǒng)建設(shè)人才短缺的問題。此外，應(yīng)結(jié)合各地區(qū)的設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)的特點(diǎn)，出臺相關(guān)的補(bǔ)助政策，形成“經(jīng)營主體+政府”的工資支付模式，提高農(nóng)民收入水平。

3.3 加大研發(fā)力度

研發(fā)高效率、低成本的農(nóng)業(yè)機(jī)械是未來設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)的方向。需要不斷提高機(jī)械化程度，解放勞動(dòng)力，這對農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)效果和作業(yè)質(zhì)量提出了更高要求，只有不斷加大科研力度投入，才能全面提升我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展水平。

3.4 采用新材料、新工藝、新技術(shù)

在發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械過程中，對材料、工藝、技術(shù)等方面提出了更高的要求，我國建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)施，不單是在農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域需要技術(shù)突破，更是帶動(dòng)基礎(chǔ)材料、工藝等領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，從而全面提升我國綜合國力。

4 結(jié)語

設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，不僅是促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的有效途徑，也是調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的有力舉措。充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械的作用，才可以更好地發(fā)揮出設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢，為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)業(yè)發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。