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[新中国成立70周年特稿之三]新中国农业装备科技创新的回顾与展望

   2019-10-29 中国农业机械化科学研究院王博 方宪法 吴海华9660
核心提示:农业装备是现代农业的物质基础,是不断提高土地产出率、劳动生产率、资源利用率以及实现农业农村现代化、乡村振兴的重要支撑。

农业装备是现代农业的物质基础,是不断提高土地产出率、劳动生产率、资源利用率以及实现农业农村现代化、乡村振兴的重要支撑。建国70年来,农业装备技术发展从机械替代人畜力的机械化阶段,到以电控技术为基础实现自动化阶段,进入以信息技术为核心的智能化阶段,推进农业生产由传统粗放式向装备智能化、资源化、作业精细化、管理智慧化的全生命周期的精细化生产方式转变。总体上,随着新一代人工智能技术广泛渗透及深入应用,农业装备技术表现出很强的时代特点,融合生物、农艺、工程技术,集成先进制造、信息、生物、新材料、新能源等高新技术,拓展到微生物、养殖、加工等产业领域,向化、智能化、网联化、绿色化方向发展,向提供全链条农业装备与信息技术解决方案的方向延伸发展。
 



一、农业装备产业科技发展成就

 

建国以来,我国农业装备产业经历了起步、建立体系、对外开放、高速发展等和正在进行的调整转型阶段。产业科技创新经历了改造仿制、引进消化吸收再创新等阶段,正进入以自主创新为核心能力的新阶段;技术发展实现了从人畜力、机械化和自动化,到以信息技术为核心的化、智能化、绿色化发展,推动农业生产进入了以机械化为主导的新阶段,走出了一条中国特色的产业科技创新发展道路,为保障我国粮食、食品、生态和推进农业农村现代化、乡村振兴做出重要贡献。

 

一是产业规模及能力不断提升。到2018年,我国农机装备企业总数超过8000家,其中,规模以上超过2300家,主营业务收入达2600亿元。能够生产4000多种农业装备品类,市场规模占全球30%以上,国际贸易总量占全球20%;制造能力和水平不断提高,“引进来”和“走出去”国际化步伐加快,生产效率和产品质量获得质的飞跃,成为农机装备制造和使用大国。

 

二是研发和产业体系基本形成。我国农业装备产业初步形成了涵盖科研、制造、质量监督、流通销售、行业管理等方面较为完整的体系,有数千家大中小企业、30多家及省部级农机科研机构、40多所开设农机相关专业的高校,以及覆盖的部级、省级的质量监督、鉴定推广等机构,支撑形成了大中小企业融通发展、科技与经济融通发展、各类创新主体及要素融通发展的格局。

 

三是技术和产品不断优化升级。攻克了精细耕作、精量播种、施肥、精准施药、节水灌溉、低损收获、增值加工等关键核心技术,能够研发生产农、林、牧、渔、农用运输、农产品加工等7个门类所需的65大类、350个中类、1500个小类的4000多种农机产品,主要农机产品年产量500万台左右,保有量超过8000多万台(套),农机总动力达到10亿千瓦,形成了与我国农业发展水平基本相适应的大中小机型和高中低档兼具的农机产品体系,满足90%的国内农机市场需求,支撑农作物机械化水平达到68%。

 

四是科技创新能力和实力不断提升。布局建设了一批重点实验室、工程实验室、工程技术研究中心、企业技术中心等和省部级科技创新平台,以及农业装备产业技术创新战略联盟等创新保障与服务体系,培养了一支高水平科技创新队伍,初步形成市场导向、企业主体、产学研融合的产业技术创新体系,从产品开发、技术标准、检测测试、应用推广等方面服务覆盖骨干企业到中小微型企业,研发规模,论文发表量,专利申请量第二。

 

“十二五”以来,我国农业装备科技创新在关键核心技术及重大装备方面成效突出,构建了自主农业智能化装备技术体系,推动农业装备信息化、智能化发展。动植物生长监测、智能感知与控制技术等应用基础及关键共性技术研究紧跟前沿,助推农业精细生产;一批重大装备实现自主化,与国际先进水平平齐,加速了农业装备技术向信息化、智能化高端发展;一批先进适用农业机械化技术及高性能装备应用推广和辐射扩散提升产业整体水平,基本解决了主要农作物高质机械化生产技术瓶颈及装备制约难题,有力地促进农业机械化和农机装备转型升级高质量发展。

 

一是农业装备信息化、智能化应用基础及关键共性技术研究紧跟国际前沿。动植物生长信息感知技术、农业生产土壤及环境信息实时监测、农作物生产过程监测与水肥药精量控制施用、农机工况智能化监测等技术取得了重要进展,开发形成了植物叶绿素、蒸腾速率、温湿度、光照、CO2等气体等传感器,开发了土壤养分水分、播种量、作业深度、行走速度、喷药量、部件转速等传感控制系统,实现了试验应用,技术达到国际水平。

 

二是现代多功能作业装备智能化发展迅速。总线控制、GPS及北斗定位导航、机器视觉导航、激光高程控制技术、基于神经网络作业功率自适应控制等智能化技术应用,突破了复式整地、深松监测、精量播种、变量施肥、精准施药、喷灌、收获智能控制等关键技术及装备,水稻精量直播机、高速移栽机、智能变量施肥播种机、高地隙及水田智能植保机、植保无人机、大型智能采棉机等一批智能化农业装备实现了应用,形成了适应不同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,初步形成了智能化农业装备体系。

 

三是高端智能化农业装备参与国际产业竞争。200马力级、300马力级大型拖拉机传动、电控等关键技术自主化水平不断提升;400马力重型拖拉机实现了无级变速传动技术自主化研发。60行大型智能播种施肥机突破了种(肥)远距离气流输送种肥、种肥分开侧深施、种肥深度准确控制、播种质量实时检测等关键技术,达到国际水平。10公斤/秒大喂入量智能谷物联合收割机与主流技术平齐,实现导航作业、在线测产、智能调控、故障诊断等功能。以大型农业装备智能化为引领,带动信息技术、智能化技术在中小型农业装备推广应用,形成一批具有特点的信息化、智能化农业装备解决方案。

 

四是设施园艺装备技术持续提升。低碳环控型温室、节能与绿色能源利用、环境调控及精细耕整地、精量播种、育苗嫁接、肥水一体化等生产技术及配套装备实现应用,形成了具有高抗逆、低能耗、环境智能可控、配套装备完善的设施园艺工程技术体系,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。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技术提升了猪、鸡、水产、奶牛养殖集约化、自动化、智能化水平,显著提升养殖综合生产效益。

 

五是农产品产地商品化水平不断提升。以提升增值减损能力、能源利用效率和关键装备国产化为切入点,突破了能源利用、干燥、保质贮藏、品质检测、精选分级和包装等关键技术,太阳能集热与利用、热风与真空干燥、自然冷源利用等技术及装备应用促进了量大面广的果蔬产地干燥和预冷节能降耗;粮食、果蔬、棉花、禽蛋等农产品智能化检测分级和畜禽自动屠宰、称重分级成套装备技术及装备,进一步提升了农产品加工智能化水平。

 
标签: 农业装备
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