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　　新中國農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新的回顧與展望

資料圖

農(nóng)業(yè)裝備是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不斷提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、鄉(xiāng)村振興的重要支撐。建國70年來，農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展從機(jī)械替代人畜力的機(jī)械化階段，到以電控技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化階段，進(jìn)入以信息技術(shù)為核心的智能化階段，推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)粗放式向裝備智能化、資源高效化、作業(yè)精細(xì)化、管理智慧化的全生命周期的精細(xì)化生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。

總體上，隨著新一代人工智能技術(shù)廣泛滲透及深入應(yīng)用，農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)表現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)代特點(diǎn)，融合生物、農(nóng)藝、工程技術(shù)，集成先進(jìn)制造、信息、生物、新材料、新能源等高新技術(shù)，拓展到微生物、養(yǎng)殖、加工等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，向高效化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、綠色化方向發(fā)展，向提供全鏈條農(nóng)業(yè)裝備與信息技術(shù)解決方案的方向延伸發(fā)展。

一、農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)科技發(fā)展成就

建國以來，我國農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了起步、建立體系、對(duì)外開放、高速發(fā)展等和正在進(jìn)行的調(diào)整轉(zhuǎn)型階段。產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新經(jīng)歷了改造仿制、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新等階段，正進(jìn)入以自主創(chuàng)新為核心能力的新階段；技術(shù)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了從人畜力、機(jī)械化和自動(dòng)化，到以信息技術(shù)為核心的高效化、智能化、綠色化發(fā)展，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了以機(jī)械化為主導(dǎo)的新階段，走出了一條中國特色的產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展道路，為保障我國糧食、食品、生態(tài)安全和推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、鄉(xiāng)村振興做出重要貢獻(xiàn)。

一是產(chǎn)業(yè)規(guī)模及能力不斷提升。到2018年，我國農(nóng)機(jī)裝備企業(yè)總數(shù)超過8000家，其中，規(guī)模以上超過2300家，主營業(yè)務(wù)收入達(dá)2600億元。能夠生產(chǎn)4000多種農(nóng)業(yè)裝備品類，市場規(guī)模占全球30%以上，國際貿(mào)易總量占全球20%；制造能力和水平不斷提高，“引進(jìn)來”和“走出去”國際化步伐加快，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量獲得質(zhì)的飛躍，成為世界農(nóng)機(jī)裝備制造和使用大國。

二是研發(fā)和產(chǎn)業(yè)體系基本形成。我國農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)初步形成了涵蓋科研、制造、質(zhì)量監(jiān)督、流通銷售、行業(yè)管理等方面較為完整的體系，有數(shù)千家大中小企業(yè)、30多家國家及省部級(jí)農(nóng)機(jī)科研機(jī)構(gòu)、40多所開設(shè)農(nóng)機(jī)相關(guān)專業(yè)的高校，以及覆蓋全國的部級(jí)、省級(jí)的質(zhì)量監(jiān)督、鑒定推廣等機(jī)構(gòu)，支撐形成了大中小企業(yè)融通發(fā)展、科技與經(jīng)濟(jì)融通發(fā)展、各類創(chuàng)新主體及要素融通發(fā)展的格局。

三是技術(shù)和產(chǎn)品不斷優(yōu)化升級(jí)。攻克了精細(xì)耕作、精量播種、高效施肥、精準(zhǔn)施藥、節(jié)水灌溉、低損收獲、增值加工等關(guān)鍵核心技術(shù)，能夠研發(fā)生產(chǎn)農(nóng)、林、牧、漁、農(nóng)用運(yùn)輸、農(nóng)產(chǎn)品加工等7個(gè)門類所需的65大類、350個(gè)中類、1500個(gè)小類的4000多種農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，主要農(nóng)機(jī)產(chǎn)品年產(chǎn)量500萬臺(tái)左右，保有量超過8000多萬臺(tái)（套），農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到10億千瓦，形成了與我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平基本相適應(yīng)的大中小機(jī)型和高中低檔兼具的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品體系，滿足90%的國內(nèi)農(nóng)機(jī)市場需求，支撐農(nóng)作物機(jī)械化水平達(dá)到68%。

四是科技創(chuàng)新能力和實(shí)力不斷提升。布局建設(shè)了一批國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程實(shí)驗(yàn)室、國家工程技術(shù)研究中心、國家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心等國家級(jí)和省部級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)，以及農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等創(chuàng)新保障與服務(wù)體系，培養(yǎng)了一支高水平科技創(chuàng)新隊(duì)伍，初步形成市場導(dǎo)向、企業(yè)主體、產(chǎn)學(xué)研融合的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，從產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測測試、應(yīng)用推廣等方面服務(wù)全面覆蓋骨干企業(yè)到中小微型企業(yè)，研發(fā)規(guī)模世界第一，論文發(fā)表量世界第一，專利申請量世界第二。

“十二五”以來，我國農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新在關(guān)鍵核心技術(shù)及重大裝備方面成效突出，構(gòu)建了自主農(nóng)業(yè)智能化裝備技術(shù)體系，推動(dòng)農(nóng)業(yè)裝備信息化、智能化發(fā)展。動(dòng)植物生長監(jiān)測、智能感知與控制技術(shù)等應(yīng)用基礎(chǔ)及關(guān)鍵共性技術(shù)研究緊跟前沿，助推農(nóng)業(yè)精細(xì)生產(chǎn)；

一批重大裝備實(shí)現(xiàn)自主化，與國際先進(jìn)水平平齊，加速了農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)向信息化、智能化高端發(fā)展；一批先進(jìn)適用農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)及高性能裝備應(yīng)用推廣和輻射擴(kuò)散提升產(chǎn)業(yè)整體水平，基本解決了主要農(nóng)作物高質(zhì)高效機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)瓶頸及裝備制約難題，有力地促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備轉(zhuǎn)型升級(jí)高質(zhì)量發(fā)展。

一是農(nóng)業(yè)裝備信息化、智能化應(yīng)用基礎(chǔ)及關(guān)鍵共性技術(shù)研究緊跟國際前沿。動(dòng)植物生長信息感知技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土壤及環(huán)境信息實(shí)時(shí)監(jiān)測、農(nóng)作物生產(chǎn)過程監(jiān)測與水肥藥精量控制施用、農(nóng)機(jī)工況智能化監(jiān)測等技術(shù)取得了重要進(jìn)展，開發(fā)形成了植物葉綠素、蒸騰速率、溫濕度、光照、CO2等氣體等傳感器，開發(fā)了土壤養(yǎng)分水分、播種量、作業(yè)深度、行走速度、噴藥量、部件轉(zhuǎn)速等傳感控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)應(yīng)用，技術(shù)達(dá)到國際水平。

二是現(xiàn)代多功能作業(yè)裝備智能化發(fā)展迅速。總線控制、GPS及北斗定位導(dǎo)航、機(jī)器視覺導(dǎo)航、激光高程控制技術(shù)、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作業(yè)功率自適應(yīng)控制等智能化技術(shù)應(yīng)用，突破了復(fù)式整地、深松監(jiān)測、精量播種、變量施肥、精準(zhǔn)施藥、高效噴灌、收獲智能控制等關(guān)鍵技術(shù)及裝備，水稻精量直播機(jī)、高速移栽機(jī)、智能變量施肥播種機(jī)、高地隙及水田智能植保機(jī)、植保無人機(jī)、大型智能采棉機(jī)等一批智能化農(nóng)業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，形成了適應(yīng)不同生產(chǎn)規(guī)模的配套糧食全程作業(yè)裝備配套體系，技術(shù)延伸拓展應(yīng)用于棉花、番茄、甘蔗、花生、馬鈴薯等優(yōu)勢經(jīng)濟(jì)作物環(huán)節(jié)裝備，初步形成了智能化農(nóng)業(yè)裝備體系。

三是高端智能化農(nóng)業(yè)裝備參與國際產(chǎn)業(yè)競爭。200馬力級(jí)、300馬力級(jí)大型拖拉機(jī)傳動(dòng)、電控等關(guān)鍵技術(shù)自主化水平不斷提升；400馬力重型拖拉機(jī)實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速傳動(dòng)技術(shù)自主化研發(fā)。60行大型智能播種施肥機(jī)突破了種（肥）遠(yuǎn)距離氣流輸送種肥、種肥分開側(cè)深施、種肥深度準(zhǔn)確控制、播種質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測等關(guān)鍵技術(shù)，達(dá)到國際水平。

10公斤/秒大喂入量智能谷物聯(lián)合收割機(jī)與世界主流技術(shù)平齊，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航作業(yè)、在線測產(chǎn)、智能調(diào)控、故障診斷等功能。以大型農(nóng)業(yè)裝備智能化為引領(lǐng)，帶動(dòng)信息技術(shù)、智能化技術(shù)在中小型農(nóng)業(yè)裝備推廣應(yīng)用，形成一批具有特點(diǎn)的信息化、智能化農(nóng)業(yè)裝備解決方案。

四是設(shè)施園藝裝備技術(shù)持續(xù)提升。低碳環(huán)控型溫室、節(jié)能與綠色能源利用、環(huán)境調(diào)控及精細(xì)耕整地、精量播種、育苗嫁接、肥水一體化等高效生產(chǎn)技術(shù)及配套裝備實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，形成了具有高抗逆、低能耗、環(huán)境智能可控、配套裝備完善的設(shè)施園藝工程技術(shù)體系，提升了設(shè)施結(jié)構(gòu)的抗逆性能、能源與資源利用效率、智能化控制水平。

新型養(yǎng)殖設(shè)施、環(huán)境調(diào)控、養(yǎng)殖數(shù)字化監(jiān)控與遠(yuǎn)程管理、飼料營養(yǎng)加工及快速溯源與在線檢定、個(gè)性化飼喂設(shè)備、養(yǎng)殖場廢物環(huán)保處理等技術(shù)提升了豬、雞、水產(chǎn)、奶牛養(yǎng)殖集約化、自動(dòng)化、智能化水平，顯著提升養(yǎng)殖綜合生產(chǎn)效益。

五是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地商品化水平不斷提升。以提升增值減損能力、能源利用效率和關(guān)鍵裝備國產(chǎn)化為切入點(diǎn)，突破了能源高效利用、干燥、保質(zhì)貯藏、品質(zhì)檢測、精選分級(jí)和包裝等關(guān)鍵技術(shù)，太陽能高效集熱與高效利用、熱風(fēng)與真空干燥、自然冷源高效利用等技術(shù)及裝備應(yīng)用促進(jìn)了量大面廣的果蔬產(chǎn)地干燥和預(yù)冷節(jié)能降耗；糧食、果蔬、棉花、禽蛋等農(nóng)產(chǎn)品智能化檢測分級(jí)和畜禽自動(dòng)屠宰、稱重分級(jí)成套裝備技術(shù)及裝備，進(jìn)一步提升了農(nóng)產(chǎn)品加工智能化水平。

二、面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

在新的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革形勢下，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展以及實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化等重大戰(zhàn)略任務(wù)，為農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新指明了方向，我國農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，將由制造大國向制造強(qiáng)國、科技強(qiáng)國、質(zhì)量強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，應(yīng)用基礎(chǔ)研究薄弱、關(guān)鍵共性技術(shù)及高端裝備產(chǎn)品供給不足、創(chuàng)新領(lǐng)軍人才缺乏等，仍將是制約自主創(chuàng)新能力和核心競爭力提升的關(guān)鍵因素，跨國企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)國際競爭格局，仍將制約著我國農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新由價(jià)值鏈低端向高端發(fā)展，需要加快創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

一是要夯實(shí)信息化、智能化應(yīng)用基礎(chǔ)研究。要以裝備為載體，以信息和知識(shí)為要素，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能裝備等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度跨界融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入的全新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)器替代人力”“電腦替代人腦”的轉(zhuǎn)變，大幅提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、效能、效益。

二是要強(qiáng)化高質(zhì)高效農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)創(chuàng)新。解決“誰來種地”“怎么種地”，保障農(nóng)業(yè)產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、環(huán)境友好，迫切需求發(fā)展智能農(nóng)業(yè)裝備，構(gòu)建農(nóng)業(yè)全程信息化和機(jī)械化技術(shù)體系，提高水、肥、種、藥等利用率，降低生產(chǎn)和加工過程損失率，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)精耕細(xì)作與現(xiàn)代物質(zhì)裝備相輔相成，達(dá)到高產(chǎn)高效與生態(tài)資源永續(xù)利用。

三是要發(fā)展自主可控農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)。實(shí)踐證明，市場換不來技術(shù)反而丟掉了市場，依靠別國技術(shù)和產(chǎn)品解決不了我國地貌多樣、農(nóng)藝繁雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題。習(xí)近平總書記說：“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的”，要把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中,實(shí)現(xiàn)技術(shù)及裝備自主可控，掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)，保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)安全。

三、發(fā)展方向及重點(diǎn)

我國農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新要面向世界科技前沿，立足全程全面機(jī)械化和轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，準(zhǔn)確把握當(dāng)前發(fā)展面臨的精細(xì)生產(chǎn)、裝備智能、高效綠色機(jī)械化等重大科技問題，找準(zhǔn)突破口和主攻方向，集中優(yōu)勢資源，圍繞糧經(jīng)飼、農(nóng)林牧漁、種養(yǎng)加等領(lǐng)域，統(tǒng)籌農(nóng)村生產(chǎn)生態(tài)生活，深度融合新一代人工智能技術(shù)，形成產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新布局，發(fā)展新一代智能農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)體系，為農(nóng)業(yè)裝備行業(yè)提供高質(zhì)量科技供給。

一是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)用基礎(chǔ)研究，提升自主創(chuàng)新能力。以土壤、動(dòng)植物及環(huán)境感知和調(diào)控為重點(diǎn)，開展不同種植制度、耕作方式、作業(yè)機(jī)具、氣候與環(huán)境等對(duì)土壤質(zhì)構(gòu)形和作物生長生產(chǎn)的影響機(jī)理，以及土壤耕層、養(yǎng)分等檢測方法等研究；

開展動(dòng)植物生理、生長、環(huán)境信息感知技術(shù)、材料、元器件，以及種、水、肥、藥、光、熱等精準(zhǔn)精量調(diào)控及精細(xì)飼喂技術(shù)及系統(tǒng)研究；開展土壤工作、采收作業(yè)等部件減阻降耗、耐磨延壽、表面強(qiáng)化等技術(shù)及材料，以及土壤工作、栽種、采收等作業(yè)新部件研究。

二是強(qiáng)化智能技術(shù)與裝備融合，發(fā)展高水平的智能農(nóng)業(yè)裝備。推進(jìn)農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)、制造深度融合，重點(diǎn)研究農(nóng)業(yè)裝備智能設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、制造、檢測、試驗(yàn)技術(shù)；研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中人、機(jī)、動(dòng)植物、生產(chǎn)環(huán)境等信息智能獲取、融合、決策等技術(shù)，研究智能作業(yè)技術(shù)；

研發(fā)智能農(nóng)林動(dòng)力、育制種、耕整、栽植、播種、施肥、植保、噴灌、采育、收獲等智能作業(yè)裝備；智能放養(yǎng)、飼喂、消毒、畜禽產(chǎn)品采集等智能養(yǎng)殖設(shè)備；種子、糧食、果蔬、棉花、林材，以及禽蛋、畜禽、水產(chǎn)等切割清理、分等分級(jí)、安全包裝、品質(zhì)監(jiān)測、溯源等農(nóng)林產(chǎn)品智能加工裝備。

三是加強(qiáng)高效綠色農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)及裝備研發(fā)，推進(jìn)全程全面發(fā)展。圍繞薄弱環(huán)節(jié)、薄弱區(qū)域、特色農(nóng)業(yè)需求，結(jié)合我國旱作、水田等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域性特點(diǎn)，圍繞水稻、小麥、玉米、薯類、雜糧等糧食作物耕、種、收、干燥等全程機(jī)械化生產(chǎn)需求，開展適合一熟制、多熟制、間套作等不同種植制度、種植規(guī)模的機(jī)械化生產(chǎn)模式、技術(shù)及裝備研發(fā)；

結(jié)合高陡坡地、山地丘陵梯田、深泥腳水田等生產(chǎn)需求，研究適應(yīng)作物生產(chǎn)特點(diǎn)、具有區(qū)域適應(yīng)性的棉、油、糖、蔬、林、果、茶、桑、草等輕簡化機(jī)械化生產(chǎn)模式、技術(shù)及裝備；圍繞植物工廠、設(shè)施園藝、設(shè)施畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖等發(fā)展需求，開展結(jié)構(gòu)設(shè)施、能源利用、環(huán)境控制、生長調(diào)控、作業(yè)裝備、廢棄物利用等設(shè)施工程化技術(shù)及裝備研發(fā)。

四、結(jié)語

我國農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入新的歷史階段，主要矛盾由總量不足轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性矛盾。習(xí)近平總書記指出“中國人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己的手上”， “要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化，給農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀”。

當(dāng)前及未來一段時(shí)期，按照農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革精神，要不斷增強(qiáng)高水平科技供給能力，以農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合、裝備與信息融合、制造與服務(wù)融合、生產(chǎn)與生態(tài)融合為路徑，推進(jìn)“關(guān)鍵核心技術(shù)自主化、主導(dǎo)裝備產(chǎn)品智能化、全程全面機(jī)械化”，形成新一代智能農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)體系，構(gòu)建以企業(yè)主體、市場導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用深度融合的農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)創(chuàng)新體系，不斷優(yōu)化完善以創(chuàng)新為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)政策體系，不斷增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)核心競爭力，加快推動(dòng)農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)向中高端升級(jí)，實(shí)現(xiàn)由農(nóng)業(yè)裝備大國向強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，走出一條中國特色農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化發(fā)展道路。

（信息來源：《農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督》2019年第10期，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院  王博 方憲法 吳海華供稿）