加速我国电动农机发展的战略思考(上)(加速我国电动农机发展的战略思考(下))

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本文导读目录:

1、加速我国电动农机发展的战略思考(上)

2、加速我国电动农机发展的战略思考(下)

3、加速陕西省油菜籽生产机械化发展初探

加速我国电动农机发展的战略思考(上)

加速我国电动农机发展的战略思考(上)

关键词:电动农机 加速发展 政策建议

要:随着我国科学技术的发展和装备制造能力提高,逐渐出现了电动力农业机械。电动农机应用于农业生产更是方兴未艾,呈现出巨大发展潜力。这对农机研发生产与推广应用来说,是新一轮发展机遇。笔者关注这一全新领域多年,对电动农机发展现状、存在问题、发展趋势及建议梳理如下,意在促其科学发展。与同行交流。

Key words: electric agricultural machinery to accelerate the development, policy suggestions。

Abstract: With the development of science and technology in China and the improvement of equipment manufacturing capacity, electric power agricultural machinery has gradually appeared. The application of electric agricultural machinery in agricultural production is on the rise, showing great development potential. This is a new round of development opportunity for agricultural machinery research and development, production and promotion and application. The author has been paying attention to this new field for many years, and the development status quo, existing problems, development trend and。

 一、我国电动农机发展现状

电动力农业机械包括以电力作为驱动力的所有农业机械,这些机械应用范围较广,包括电动碾米机、榨油机、粉碎机和潜水泵等,使用220伏或380伏电源,称有线电动农机,已经有多年的发展历史。田间作业的电动农机具,近几年快速发展,从电动拖拉机到配套的各种作业机具一应俱全。涵盖了所有农业机械领域,尤以轻型机械为主。

使用蓄电池提供能源的由直流电机为主的移动式田间作业机械,也称无线电动农机。以蓄电池提供电力驱动的移动式较大功率的田间农业机械,目前进入应用阶段。由于近年来直流电机的发展和电池技术的进步,使电动力田间作业机械逐步进入人们的视野。温室用小型多用途电动农机作为一种新型设施农用动力机械,具有效率高、噪音低、污染小、操作方便等优点。是一项集机、电于一体的高新技术装备其将节能、环保、新能源技术引入到农机装备领域符合高效绿色设施农业装备发展要求,同时推动农机装备智能化的进程。

电动力农业机械的发展与许多瓶颈技术有关,如新型电池(如太阳能电池、氢能电池、燃料电池)等技术的应用直接决定持续工作时间和作业效率,另外还有一些配套设施的缺乏,如快速充电设备的配套电池充电时间过长等问题 这些关键技术的突破有助于加速电动播种机的推广应用。随着近代科学技术的发展,各种蓄电池的技术进步,尤其是动力电池的进步,为无线电动农业机械研发和使用带来了极其广泛的空间。如无人机在农业领域的广泛使用,边远山区道路崎岖之地,可以随时充电的电动农业机械,将给农民带来极大的方便。利用蓄电池作为电源,替代现有燃油动力的田间作业机械,是我国未来若干年田间农业机械的一个发展方向。

随着各种污染问题的凸显,环保理念已深人人心,全国各地对环境保护措施日益增强,电动农机具的使用正逐步替代内燃机为动力的时代。因其无尾气排放到更多的推崇。从小巧方便的两轮电动运输工具,到颇受低收人群推崇价格低廉用途广泛的电动生产工具等,再到略显高端价格实惠的汽车外形的电动车辆,以至大型环保理念的四轮新能源电动车、电动拖拉机,电动车辆及工具市场可谓是百花齐放,蒸蒸日上,让人眼花缭乱。轻型电动货车等多为城镇使用,拉货,摆摊,还可安装简易棚,乘坐多人,甚至家人短途游玩,颇为方便,且价格低廉,容易购买,是低收入人群非常好的选择。

纵观电动车的发展,近些年电动车辆凭借低廉的价格,简单灵活的操纵方式,多功能的使用方法,发展趋势迅猛。休闲类小电动车适合现在的生活节奏和安全需求,小巧舒适、操纵便捷、良好的稳定性、环保等特点的工具车或电动工具等得到了广泛的应用。今后方便快捷的轻型电动农机具将会得到快速发展。

轻型电动车在农生产中已经得到广泛的应用:去田间地头、园林苗圃、鱼塘牧场等进行生产管理以电动车辆为代步工具,即解决了交通问题也解决了运输问题;一些农牧区已经出现了电动田间管理车辆进行喷施杀虫剂、除草剂等工作。甚至出现了配置简易的农机具进行田间除草等工作。不仅满足城乡代步、运输、接送孩子的交通工具,又可作为买菜购物时的电动小货车的运输工具,因其体积小、方便快捷、环保等特点将在农业生产中得到广泛的应用。第一拖拉股份有限公司研制生产的ET1004-W无人驾驶轮边驱动大马力电动拖拉机,功率达100马力。ET1004-W通过分布式控制技术,实现四轮驱动和四轮转向的组合控制,实现了左右轮的差速行车,将转弯半径控制在3.5米以内,为国内先进水平此外,由于采取模块化设计,该款农机在理论上可搭载任何能源动力系统。机身装载的5G网联与自动驾驶模块,使其具备遥控驾驶、无人驾驶及网联集群功能,保证拖拉机的高精效智能作业。通过整体式车架结构设计,提高整机刚性,降低整机重心。通过对前后桥轮距的调整,实现轮距6级可调,可适应多种农作物的耕种管收需求,提高了行车灵活性、安全性和稳定性。代表了国内电动拖拉机发展潮流。

早期采用电网动力电的设备主要以农产品加工、仓储等加工设备为主,园艺栽培、养护、反季节瓜果蔬菜等大棚种植设备及一些机具已经成熟的使用电动设备,很多年前一些地区自行将庭院挖掘机、装载机、鱼塘机械等设备改造成为双动力,保留了原有内燃机动力并安装了低成本电网供电的电机动力,因其活动区域较小,采用电网电力拖拽电缆提供动力来满足场地作业,并降低作业成本。

但大功率移动设备因电池储能容量及成本问题的约束无法广泛普及农机生产,小型播种、除草、药剂喷施等自制的小功率电动农机具已经在部分地区进行尝试并得到民间的认可。国外园林机械、庭院养护设备、小型推土机等微小型电动机具已经得到应用,但在我国应用范围依然处于刚刚起步阶段。

移动式充电农机具的应用已初露端倪,并且应用到不同的农机作业。一些省市(如甘肃、山西)农机部门尝试对电动设施农业机械、电动打捆机、电动拖拉机三项农机具进行生产与推广,并由政府适当补贴。这将推动电动农机设备的发展进程,对农业机械起到促进作用。

电动飞行器以其稳定的性能、方便高效、易于操作等优势已经用于植保机械,完成除草、杀虫等作业;小型电动园艺大棚、花卉种植及养护电动机具也已经以其静音、环保、方便快捷等特点得到应用。

甘肃省酒泉市根据能源发展方向、市场需求和技术条件,支持、引导酒泉市铸陇机械制造有限责任公司,围绕粮食安全立足甘肃耕地以山区丘陵为主,地块面积小且分散实际,研制出了电动小麦播种机、电动玉米精量穴播机、电动喷药机、电动铺膜机、电动小籽粒作物穴播机、电动中耕除草机、电动追肥机等粮食生产电动系列机具,并在定西、临夏等市(州)建立试验示范点开展试验示范,经过农田作业试验,机具性能满足农业生产需求,目前,酒泉市铸陇机械制造有限公司在定西、庆阳、天水、临夏等市州销售电动农机2000台,实现销售收入880万元。

酒泉市铸陇机械制造有限公司结合大豆-玉米带状复合种植农艺要求,对电动手扶膜上穴播机进行技术改进,研制生产电动手扶大豆-玉米一体化播种机,有效地解决了大豆、玉米复合种植中的复合种植、错时播种、先铺后种等问题,获得市场认可和用户好评。

针对甘肃丘陵山区农业生产高效专用农机装备短板,研发成功无人驾驶自动导航小四轮电动牵引平台及配套作业机具铺膜播种机、喷药机、除草机等绿色农机,为甘肃省探索发展山地和丘陵机械化开辟了一条新路子。

围绕畜禽粪污综合利用,研发出了适合于在中小型畜禽养殖企业和大场大户中推广应用的电动手推清粪机、电动粪污提升机、电动粪污转运车等机具;围绕畜禽粪污清理、运输、转化利用等重点环节,研发出了自走式电动清粪机、箱式粪污高温发酵成套设备等,并对电动清粪机、四轮多功能电动平台、手扶式电动农机等进行了改进完善。

围绕特色农业发展,研制成功3WP-100电动枸杞喷药植保机,在瓜州县、玉门市开展作业应用效果良好。围绕农村厕所革命,研发出了手扶式电动清粪机、自走式电动清粪机、电动转运车等农村卫生旱厕粪污清理、转运专用机械装备。

二、电动农机的应用优势及存在问题

(一)电动农机的应用优势

电动农机与传统燃油农机具相比,技术优势显而易见:

1、绿色环保。电动农机工作时无排放、无噪音污染,降低碳排放的同时改善作业人员工作环境,保护人员健康,尤其在比较封闭的环境中作业,对作业人员的健康优势更加明显。

2、节能、作业成本低。试验验证表明,电动农机具能耗是燃油农机具的30%,极大的节约了能源消耗和降低了作业成本。

3、操作便捷、结构简单、故障低。电动农机通过简单的按钮能便捷的对机具进行控制。传统拖拉机的变速设备结构复杂,传动效率较低、油耗和排放较高,和传统的燃油农机相比,电动农机传动系统十分简单,降低了传输过程中的能量损失,故障率非常低。

4、电动农机具有发展空间优势,即电动农机更加便于智能化、无人化、远程控制等技术的组合应用,随着我国北斗导航系统和5G技术的成功应用,给农业机械无人化、智能化、仿真控制等插上了腾飞的翅膀。电动农机若要节约人力达到无人驾驶,实现远程操控,无需大量的改造结构、增加如换档、升降、液压控制等机械或液压装置,仅需要对电路的优化控制就可以较为容易的实现无人操作。电动农机的结构简单、低噪音、震动小,搭载精密的测量、监控等设备能更容易实现智能仿真控制。

(二)我国电动农机存在的问题

1、电动农机装备技术研发成果不多。国内而言,在上世纪八十年代开始电动农机的研究,目前在园艺、采茶机械等方面已经采用部分电动机械,电动微耕机、电动割草机以及温室用的小型电动拖拉机均有应用。地区而言,对电动农机推广力度最大的是山西省,十多年以前,华南农业大学罗锡文院士团队曾经推出过电动插秧机,浙江理工大学在果蔬机械方面也研发出电动工作平台。在蔬菜领域,农业农村部南京农机化研究所和富来威、南通省力科技合作研发的电动叶菜收割机也已经有了一些批量性的应用。目前酒泉市铸陇机械制造有限公司等企业主要生产微小型电动农业设备,企业研发方向在结构设计、传动方式和动力性方面,而缺少电控技术,田间应用及作业规律,以及机组田间作业载荷变化规律方面的研发成果较少,可使用的成果更少。

2、配套的蓄电池回收利用。电动农机作为农业生产工具,耗电很快,备用电池的成本高,频繁更换电池也会导致作业效率降低,因此大规模的推广电动农机还需要电池工业的支撑,能够研发性价比高的微型电池,是推广电动农机的重点与前提。现在还没有完善的动力电池回收利用体系,用户对于电池更换成本心存疑虑,很多用户经过核算,更换电池的费用相当于燃油费用,加上环保意识还不强,所以对电动农机的接受程度小。

3、电动农机性能鉴定标准体系尚未建立。电动农机的田间作业要求比较复杂,需要对其动力性能进一步研究目前,绝大多数电动农机产品性能检测都是参考柴油机或者汽油机为动力的农业装备制定的相关标准,关于电动农机的性能指标,如何进一步科学评定,还有待于进一步的完善。由于电动农机的相关性能指标还没有较为科学的鉴定标准,无法进行推广鉴定,这就影响了电动农机的推广范围,很多电动农机只能在一个小范围内进行推广和使用,影响了生产研发企业的积极性。此外当前电动农机发展还存在电池能量输出控制、电机对复杂作业环境适应性以及经济成本、安全性等方面问题尚未得到解决,电动农机发展仍然处于初步研究阶段,受技术水平制约,因此生产研发企业目前只能先从轻负荷的小型电动农机具的方向上发展。

4、电动农机安全性能指标是一个全新课题,危险路段失电、坡道行驶扭矩不足等等,都会导致人机安全事故发生。

加速我国电动农机发展的战略思考(下)

加速我国电动农机发展的战略思考(下)

三、我国电动农机发展趋势

低端简易农机装备是目前短时间的过渡目前国内的经济现状导致低收人家庭的购买力不高,低速、简易的电动农机具以其经济实惠为购买点的群体。这种电动农机是现有经济发展过程中的过渡产品,不会成为今后长期发展的主流。目前生产这种简易机具的一些地区,期待简易机具(如电动车)由国家相关部门进一步规范,并制定国家统一的标准。我国电动农机发展趋势:

1电动农机具及农业生产工具将随着能源结构的调整进行划时代的改变

近年来,新能源汽车展览会上近百家车企包括国外厂商,几乎所有的企业都是将现有的汽车改装为电动汽车,或为油电混合动力汽车,并以高速汽车的参数为执行标准。由于内燃机通用车辆总体设计及安全性等因素,车辆设计的安全性较高、总重量较大,不适合电池携能功率低的特点,因此导致了车辆启动速度低、续航里程短、加速性能差等诸多问题,同时由于电池携带能量密度低导致电池费用高、电池寿命短、充电时间长、初期投入高、后期成本增加等现状,这将极大的影响电动汽车的发展和使用性能,并将严重制约该产品和新兴行业的发展。电动农机具要吸取这一教训,紧紧抓住农业生产(种、养殖业、农产品初加工)特点,“精耕细作”,因地制宜,根据农业生产急需拿出自己企业性价比高、农民欢迎的电动农机产品,使企业发展壮大。研发企业应从轻型电动农机入手,从轻到重、由小到大、由点到全,向智能化发展。对环保要求高的机械要作为电动农机的研发重点,率先突破。如茶叶采摘加工、水果采收加工、食品初加工等,对抗污染要求高,而电动机具则有其独特优势。抓住这一突破口,或将有利于电动农机健康发展。

2未来电动农机具的发展将摆脱原有设计的制约

电动农机要摒弃傻、大、粗的固有形象,推陈出新,提高智能化、标准轻量化水平;提高使用安全性和舒适性,并将有高、中、低不同等级的型。最终实现新的种和体系,也将迎合未来发展和需求。

3、电动农机具未来专业化设计与生产

目前国内一些业已经率先设定了新能源产业化技术路线图,这个前瞻性具有战略意义的政府导向,将会给未来电动农机具和工具产业带来生机和希望。未来电动农机及生产设备的发展和技术,将不需要充电桩只需大电流充电插座;轻量化、智能控制、物联网、安全使用等将来会更加规范并具备较强的可操作性;针对今后农业机械的电动驱动模式,将来电池和电机及其控制技术的研究需要更为专业的部门和产业研究,现有依赖内燃机的产品及生产运营模式,将摒弃现有的模式,不再会以化石能源为主流,但短期内燃料电池、生物质能等仍停留在实验室阶段。

近几年国内电动汽车充电桩快速的发展,为电动农业机械工具及生产提供了借鉴和发展模式。农业机械因其工作的特点可完全实现家庭充电,因此公用充电设施暂时并不会出现,若干年后或者将出现农业机械借用公共交通的充电设施或充电技术。农业电动设备的发展应循序渐进,逐步探索,切不可主观臆断盲目制定发展规划,不仅浪费了资金、浪费了人力、延缓了发展速度。

4、未来农机电动设备的发展方向及模式

一些发达国家交通运输车辆的电能是免费提供,国家鼓励发展环保能源的利用。就目前我国的国情和技术水平来说,未来不会和一些小的发达国家一样在设定期限淘汰内燃机汽车,大量生产专用电动工具。内燃机为动力的农机具是短时间内的主流,但随着技术的提升与发展,未来农业生产的工具必然以电能为主要能源,这也是今后农业机械生产的技术革命。在技术提升上,蓄电池的蓄能以20%的水平逐年提升、成本以20%的水平逐年下降,这将为移动式充电农机具的研究提供足够的空间和可能。

这一发展方向应由相关部门进行一定的研究投入,探索高效轻量化农机的应用,研究设计适合我国农业生产及经济体制需求的农业生产设施和机具,规范设计系列是未来电动农业机械的发展方向。

国家近年来现代化农业政策的指导和农机补贴政策,结合新能源结构比例的调整、国家鼓励新能源产品的政策,将极大的推动电动农机的发展。在今后电池技术和产品的提升,新一代农业人的努力,电动农机产品将得到飞跃性的发展。

四、加速我国电动农机发展的政策建议

1、争取国家产业发展政策支持,促进电动农机快速健康发展,是当务之急。国家农业农村部、工业和信息化部、财政部已出台技持新能源装备制造业发展意见,利用首台套重大技术装备保险补偿政策,对研发电动农机给予支持;统筹智能制造、工业强基工程等五大工程,支持工程机械企业推进智能化改造,推广数字化技术、系统集成技术、智能制造成套装备,开展新模式试点示范,针对制约我国制造业创新发展和质量提升的基础材料、核心基础零部件、先进基础工艺和产业技术基础(“四基”)开展工业强基专项行动;实施重大技术装备进口免税政策,对符合《国家支持发展的重大技术装备和产品目录》《重大技术装备和产品进口关键零部件、原材料商品目录》《进口不予免税的重大技术装备和产品目录》等工程机械产品提供免税政策;通过与国家开发银行等金融机构的战略合作,支持企业在海外建立研发中心、试验基地和全球营销与服务体系,加快国际先进技术和装备的引进、消化吸收和再创新,支持工程机械走出去。电动农机研发生产和推广应用亟切要作的,是根据实际提出意见和建议,解决政策落地“最后一公理”问题,使其发挥更大效能,把政策优势转化为现实生产力,紧跟国家新源装备产业发展,

推动乡村振兴加快步伐。

2、推广使用新能源电动农业机械有助于节能减排、促进大气污染防治,已成为各国发展低碳经济,实现绿色发展的重要途径。相关部门积极推进新能源电动农业机械科技创新、标准体系建设,完善相关标准和法规,引导用户使用新能源电动农业机械。

近几年,为推进农机化科技创新,国家不断加大科技投入力度。在“十三五”国家重点研发计划“智能农机装备”专项中,设立了“机器作业状态参数测试方法研究”项目,研究农用动力机械、施肥播种机械、植保机械和收获机械等农机装备田间作业过程中关键运动参数、作业状态和质量效果等测试方法及技术,研制系列专用传感器和检测装置,集成开发相应的测试系统;同时,还设立了“智能电动拖拉机开发”项目,研究电动拖拉机能量管理、无级调速、作业机组不同工况下动力匹配及整机集成等关键技术;开发电动拖拉机能量智能管理系统、功率分汇流变速箱;集成创制智能电动拖拉机。

在《全国农业科技创新能力条件建设规划(2016—2020年)》中,布局建立22个农业机械化科学实验基地,提升区域科学试验、实验数据验证、技术集成运用能力。除土建工程和配套设施建设外,主要支持基地购置用于研制农机装备的关键设备,完善作业机械所需的全程化、标准化装置和机器系统,配置测试、监测、野外观测仪器设备等。

建议相关部门继续积极争取国家有关部门支持,通过组织重大科技攻关,加快包括电动农业机械在内的农机化技术装备研发,进一步提升大宗农作物机械化水平。

3、2016年,农业农村部、工业和信息化部、国家发展改革委联合印发了《农机装备发展行动方案(2016—2025)》(以下简称《行动方案》),明确了未来10年农机工业发展的指导思想、基本原则和行动目标。《行动方案》中已将“清洁燃料与新能源农用动力、电控喷射与新能源拖拉机”列为重点发展主机产品。2017年,农业农村部和工业和信息化部、国家发展改革委等10个部门成立了农机装备制造推进工作组,建立了年度推进工作机制。2017年9月,在新疆维吾尔自治区召开全国农机装备发展现场推进会,向地方省市和企业全面部署了产业转型升级发展各项工作。

2018年3月,《农业部办公厅、财政部办公厅关于做好2018—2020年农机新产品购置补贴试点工作的通知》对开展植保无人飞机等创新农机产品补贴试点作出全面部署。2016年,山西省将电动农机奖补列入十项强农惠农政策,并安排5000万元专项资金在全国率先开展电动农机奖补试点工作,出台了《关于推进电动农机发展的实施意见》,鼓励企业对电动农机进行研发、生产。

建议加强与有关部门的沟通合作,继续完善农机购置补贴等支持政策,探索完善电动农机试验鉴定标准,通过生产实践验证性价比高的电动农机及时进入农机购置补贴目录,积极引导和促进电动农机的推广应用。

4、电动农机研发生产和推广应用要加强勾通、协调

强化产学研推合作。电动农机需要做大量的田间实验,采集相关基础数据,所以要通过产学研推结合,充分发挥农机鉴定和推广系统体系、人才和技术优势,为企业提供不同地区的检测鉴定、田间试验、生产考核验证服务,让电动农机在田野里、在作业中、在机手手上充分试、充分练,加快熟化。要通过加强与院校合作,广泛征求农机和农技专家对设计方案的意见和建议,确保电动农机与现阶段技术水平同步,完善机具设计。相关科研院校、单位加强研究,为电动农机生产企业提供参数依据,解决电动农机动力性能较差,作业性能偏弱的问题。

强化与供应链企业合作。通过与电驱、电池、电机、电路控制、线束等生产企业合作,实现信息共享,经过提供实验数据信息给上游供应链企业,借助供应链上游企业按照设计标准要求解决技术瓶颈问题。

积极争取国家研发资金支持。电动农机研发前期投入非常大,但见效漫长,因此通过积极争取国家研发资金支持,重点突破智能、无人化技术融合,实现导航定位技术、控制技术、监控技术、物联结合,发展智能化、无人化、大功率电动农机等关键、基础性、共性技术瓶颈

5、建立专业蓄电池回收渠道。电动农机相比柴油机排放对环境的影响小,但是废旧电池如果不回收,也会造成新的污染。电动农机配套电池如随意丢弃,其内部所含的重金属物质会渗入土壤和地下水资源中,将对环境和人体产生巨大的危害,因此,建立完善的农机电池回收再生体系,既能有效杜绝电池废弃产生的污染,又可以降低电池更换的成本。

主要参考文献:

1、张铁民等:我国电动力农业机械发展现状与趋势。(J)农机化研究2012年第4期;

2、李宝林等:电动农机具的应用现状与发展趋势。(J)农机使用与维修2018年第2期;

3、孙晓:轻型电动农用运输机械发展现状和趋势;(J)江苏农机化2012年04期

4、 冯正睿 赵岚电动农机技术优势分析及未来工作建议。(N)中国农业机械化信息网20221114日。

加速陕西省油菜籽生产机械化发展初探

加速陕西省油菜籽生产机械化发展初探

油菜籽是陕西省种植面积最大的油料作物 ,是食用油的主要来源。但传统油菜籽生产用工量大,劳动力成本高,机械化水平较低,这种状况严重影响了农户种植油菜的积极性,严重制约了油菜籽产业的稳定与发展。抓好油菜籽产业发展,对于稳定食用植物油市场、满足消费需求、增加农民收入、促进经济发展具有重大意义。为进一步加快我省油菜生产机械化步伐,笔者针对近年来我省油菜生产机械化发展现状、存在问题,提出发展建议,供大家参考。

一、我省油菜种植机械化的紧迫性

油菜籽是我省传统经济作物和第一大油料作物,主要分布在陕南的汉江、月河流域,关中平原的南北坡台旱地以及渭北高原区。从生产种植区域划分,可分为陕南地区、关中平原和渭北高原等三个不同的生态区。据近三年统计,全省油菜面积分别为298.82万亩、300.83万亩和305.5万亩,呈缓慢增长态势。其中汉中盆地土壤、气候条件适宜油菜生长,油菜也是水稻的优良前茬作物,陕南(包括汉中、安康和商洛市)因此而成为我省油菜的主产区,年均种植215.2万亩,平均亩产131.2kg;关中平原区年均种植98.6万亩,平均亩产112.8kg;渭北高原区(延安地区),年均种植3.6万亩,平均亩产119.8kg。我省油菜生产机械化发展缓慢,2014年油菜耕种收综合机械化水平仅为27.2%,远低于主要粮食作物。加拿大、法国、德国等油菜籽生产强国实现了油菜籽生产的高度机械化,用工量仅有0.5个/亩,生产成本低,对我国油菜籽产业形成了绝对优势竞争力。

为了提高油菜生产机械化水平,陕西省汉中市南郑区作为油菜籽生产机械化示范县之一,从种植环节切入,进行了机直播和机移栽对比试验,取得了大量的基础数据。该县属稻麦(油)轮作区,油菜籽生产具有传统优势:

一是油菜成熟期早于小麦5—10天,有利于选择生长期长的水稻品种,为水稻高产提供条件;

二是地处中国最美油菜花海——汉中市(常年种植油菜面积在150万亩以上,是重要的旅游资源),每年3—4月,漫山遍野油菜花,漂香四方,全国各地游客纷至沓来,成为汉中这个中国优秀旅游城市的一张名片,促成了发达的观光业,油菜种植业成规模功不可没;

三是传统的育苗移栽方式,产量高达180kg/亩,比种小麦效益高约30%,农民对种植油菜有积极性。面积稳中有升,常年种植面积为25万亩,成为该区优势产业。但近年来,这一优势正在受到挑战:

a劳务成本上升。油菜籽生产耗劳最大的环节是育苗移栽和收获。前者包括挖定植坑、摆苗、定植等工序,亩耗工约5.5个;后者包括割晒、脱粒、清选等,亩耗工约4.5个。农忙时农业劳务用工为100元/天,仅此支出就达1000元/亩。种子、农药、肥料等物化成本为185元/亩,而油菜籽收益为1170元/亩(市场价6.5元/kg),如果用工全部为雇工,加上其它支出,则实际收益为负值!

b机械化程度低,除了机耕整田外,其它作业主要靠人力完成。

c农村强壮劳动力大量外出,对种田劳力的供应受制。导致农户种植油菜积极性不高,季节性撂荒田现象严重。

由此可见推进油菜籽生产机械化尤其迫切。该区抓住这一机遇,及时引进相关机械和技术,进行试验和示范,积累了丰富的实践经验。探索出了“优选品种(以利机械化收获),机械直播(以降低用工成本)、机械化联合收获(大大提高工效)”等为核心的技术路径,实现了农机农艺融合。2020——2021连续两年生产实践考核,采用全程机械化进行油菜籽生产,示范区产量为195kg/亩——210kg/亩,平均产量202.5kg/亩,比对照组提高22.5 kg/亩,增产12.5%,增加收入123.75元/亩;亩用工量降低至1.0个/亩,减少9个/亩,减少用工量90%。亩节约人工费用900元。节本增收效益为1023.5元/亩。其成效是巨大的,同时也为我省油菜生产机械化积累了宝贵经验。

二、全面推动油菜生产机械化的条件已经具备

制约我国及我省油菜生产机械化水平提高的因素主要有:

一是缺乏适用于机械化生产的品种。长期以来我国油菜育种的目标主要致力于高产和优质,而忽略了油菜品种对机械化作业的适应性,导致大面积种植的油菜适合机械作业的性能较差。特别是移栽油菜,由于株型大、分枝多、分枝交叉、角果易开裂等,给机械收获造成很大困难。机收损失率高达15%—20%,产量损失大,农民不接受。

二是油菜栽植和收获机具的开发生产滞后。油菜联合收割机主要是在稻麦联合收割机的基础上局部改进形成的兼用型产品,收获油菜的损失率较高。油菜直播机采用外槽轮式排种器,播种精度低,技术性能不稳,适用范围不广。近年来一些地区先后引进了日本、德国、意大利等国的油菜移栽机、油菜收获机进行试验,但由于机具价格高、适应性差等因素难以示范推广。

三是油菜栽培方式不统一。我国油菜种植制度多样,缺乏规范化的栽培制度,生产手段、经营方式落后,缺乏与现代生产手段相适应的集中、成片种植和规范化管理。

四是农机农艺缺乏有效的融合与集成配套,互不适应,互为制约。

为了突破这些“瓶颈”,国家农业农村部争取专项资金支持,组织科研、农机企业、农机农技推广等多部门,进行多项攻关,形成了系列化的油菜生产机械化技术与装备、宜机作油菜新品种、农机农艺集成等成果:

1.宜机作油菜品种选育获重大突破。

一是由中国农科院油料作物研究所2009年选育成功的“阳光2009”,具有株型紧凑、抗倒性好、抗裂角性强、花序长、含油量高、抗病性强等特点,适宜机械化生产。示范表明,该品种适应于机直播和机联收。油菜生产由亩均10个工减少到0.8个工,亩均纯收益450元以上,可扭转长江流域近年来油菜生产效率低、效益低的局面。

二是由中国农业科学院油料作物研究所所长、国家油菜产业技术体系首席科学家王汉中研究员选育的“中双11号”宜机作油菜新品种。大面积试种表明,抗倒伏、抗裂荚性能好,1万亩示范区理论亩产211.4kg、核心区理论亩产241.7kg,分别比传统的高产水平180kg增产17.4%和34.3%,在国际上率先实现了多熟制条件下低损失的油菜机械化收获。是世界上首个集高含油量(49%以上)、强抗裂荚、高抗倒伏、抗菌核病为一体的双低油菜品种,在全国推广应用已达1300多万亩。

三是由西北农林科技大学董振生教授选育的“陕油15”油菜新品种。2014—2015年度,先后在宝鸡市的岐山、凤翔(旱作区)和汉中市的南郑、勉县、西乡(稻油轮作区)等地进行油菜全程机械化生产技术试验与示范。示范表明,“陕油15”宜机播,产量高,亩产200kg以上,抗病抗倒伏能力强;成熟度一致,株型紧凑,抗裂角性强,适宜机械化生产。适应性强,可广泛用于稻油轮作和旱作。

2. 油菜机播和机收的关键装备获重大突破。

一是研制成功并用于生产的专用油菜直播机,其技术日臻成熟,生产效率比人工作业提高60——100倍,形成了旱作免耕播种机系列产品、水旱通用旋耕播种施肥机系列产品和南方油菜直播机系列产品等多系列,40多个品种,满足了不同生产区油菜机直播的农艺要求,生产表现良好。

二是油菜籽机联收装备获重大突破,其作业效率是人工的30——120倍。中联重科谷王油菜收割机、烘干机,耕王拖拉机等油菜生产全程机械化产品,可以高效完成收割、烘干、机耕开沟等环节。旗下谷王PL40收割机,有作业速度快效率高、损失率低、洁净度高的 “超强”表现。谷王DF120低温混流式烘干机,则是根据国内不同区域作物种植特点推出的新一代产品,其独有的混流干燥技术,对油料作物的干燥实现了良好控制,烘干效率高。其低温循环技术,在不破坏油菜籽本身结构的同时保证了油料作物的品质。 浙江湖州星光农机股份有限公司研发的油菜联收机,收割、脱粒同时完成,总损失率<5%,含杂率<6%,破碎率<0.5%。与人工分段收获油菜相比,机械收获工效提高近35倍,机械作业减少损失、节本增效可达每亩150元以上。目前油菜联收机国内生产商约有20多家,年产能完全满足国内生产需要。

3.形成了农机农艺融合集成配套的油菜生产机械化技术体系。  我国“油菜增产综合技术生产模式研究”课题组,成功攻克了机收品种、机收装备和配套农艺技术三大技术难关,为我国油菜机械化生产提供了强有力的技术支撑。依托中国农科院油料所、农业部南京农机化所及全国油菜同行,重点在“油—稻”、“油—稻—稻”等不同轮作制条件下,对品种、“一促四防”、机械收获等技术进行熟化和集成,建立品种、机械装备、植保、肥料为一体的套餐式、轻简化的成套技术,促进不同领域技术相互配套,初步建立了油菜全程机械化高效生产模式。

4.实现了为机械化生产而进行品种选育和农艺创新的革命性转变,为其它多种经济作物生产机械化提供了可资借鉴的正确思路。提出了不同种植模式下的油菜生产机械化技术路线,内容包括大田耕整、开沟、种植、植保、排灌、收获、秸秆还田、烘干等机械化技术。实现了技术规范和装备的有机统一。为我国油菜生产机械化进入“快车道”提供了全方位支

三、我省油菜生产机械化发展现状

近年来,我省相关部门十分重视油菜籽生产机械化发展。在主产区分别实施了油菜籽高产创建、油料生产大县建设等项目,省农机发展中心积极组织实施了油菜生产机械化技术试验示范项目,农业农村厅专门组织了全省油菜产业体系专家组,整合农技、种子、农机、科研、院校专家和生产企业力量,统筹协调推进油菜产业发展。特别注重与农机化技术的结合,以示范推广油菜机械直播、机械植保、机械脱粒及联合收获等技术为重点,通过引进研制先进适用机械,认真试验、抓点带面,典型示范等方式,积极探索集成油菜生产全程机械化技术模式,加快我省油菜生产机械技术的示范应用,取得了显著成效,为今后大面积推广应用奠定了坚实基础。具体表现在以下几个方面:

1.油菜生产机械化技术示范推广面积逐年攀升。近年来,我省油菜主产区农业农机部门一直把提高油菜生产机械化水平,推广油菜机械化技术作为一项重要工作来抓,取得了明显成效。2018年以来,以宝鸡市为代表的关中平原旱作区率先引进油菜播种和收获机具进行试验示范,以南郑、勉县、汉阴为代表的汉中盆地稻油轮作区也相继开展了免耕油菜机械直播和半分段机械收获技术试验示范,充分体现了机械化作业高效、省工、节支的优点,示范面积逐年扩大,有力地提升了油菜生产机械化水平。据省农机部门统计,2020年累计推广油菜播种机952台,油菜收获机 142台,油菜生产上完成机耕作业196.8万亩,机播面积144.5万亩,机械收获(含分段收获)142.1万亩,耕种收综合机械化水平为52.5%。到2021年,全省油菜播种机保有量达1860台,三夏期间引进投入的兼用型油菜联合收割机 、油菜脱粒机2500余台,完成机耕作业163.5 万亩,机播面积146.86 万亩,机械收获(含分段收获)158.65 万亩,耕种收综合机械化水平为67.7 %。宝鸡市油菜播种基本实现机械化作业,油菜收获机械化实现质的突破。汉中市南郑、勉县、汉台及城固等地重点开展了油菜浅旋耕(免耕)施肥精量机械播种和油菜分段机械收获技术示范推广,应用规模逐年加大。特别是采取“油菜人工割倒+晾晒+油菜脱粒机或联合收割机进行脱粒收获”技术,群众普遍接受,应用面积占到当地种植面积的40%以上。

2.有力地提高了油菜生产机械化装备水平。承担油菜生产机械化示范项目县,购机补贴资金重点向油菜生产机械倾斜,还利用项目资金对均实行累加补贴。先后引进示范了山西省运城市2BFCM-6型多功能免耕施肥播种机、四川川农2BF-4、2BF-6、黄鹤楼2BFCM-4/6等多种油菜播种机,通过建立试验示范基地,设立核心试验田,进行品种、播量、密度等适应性试验示范;并对引进的油菜播种和收获机具进行试验测试和改制;宝鸡市油菜研究所研制了油菜精量播种器和适宜旱地作业的油菜播种机,示范成效显著被授予省农业科技进步奖;2014年汉中市农机研究所牵头联合相关单位开发研制了2BFG-4型油菜精密直播机,填补了我省油菜直播机空白,分别获得了市、省科技成果奖。省杂交油菜中心与宝鸡市鼎铎机械有限公司研发的2ZB-2型栽植机进行了油菜机械移栽作业,省工省时、作业效率高、能完全满足油菜移栽要求,基本解决了“苗—机—田”三者相互适应的问题,填补了省内该项技术空白;在油菜收获环节,以省杂交油菜研究中心、种子管理站、农技总站、农机发展中心等多部门联合引进雷沃、星光至尊、PRO688等联合收割机,在陕南、宝鸡片区积极开展了油菜联合收获试验;省杂交油菜研究中心还引进了油菜割晒机,将油菜割倒并有序铺放在割茬上,实现了分段式机械化收获。2015年南郑引进的“东禾”油菜联合收割机在实现油菜联合收获的同时,还可一次性对秸秆进行粉碎还田,可靠的作业质量深受群众认可。

3.配套品种引进研制获得突破性进展。为加快油菜生产机械化的发展速度,必须先解决好适应机械化的油菜品种。为此,全省多部门单位积极开展了油菜品种的引进筛选和研制工作。汉中市成功筛选出“丰油737、油研52、”等基本适宜机械化作业的油菜品种的基础上,从省内引进适宜直播机收的油菜品种29个,集中在勉县良种场市级中心展示区进行试验示范筛选,有大批油菜品种表现出抗病、抗倒伏、耐密植、丰产性好等特点,适宜于机械化收获。以西北农林科技大学董振生教授为首的学校专家团队与汉中联合开展了“陕油15”油菜直播机收种植技术探索,建立油菜机械化生产技术示范园,取得显著成效。并成功研制了油菜机械化收获专用品种“陕油28”, 在汉中洋县举办的油菜机械化收获专用品种“陕油28”示范推广观摩会上,“陕油28”表现出的“产量高、含油率高、抗倒伏、抗病害、茎干长势均匀、株高适宜、成熟度基本一致适宜机械联合收获”的特点,受到了来自我省陕南油菜产区政府管理部门、生产部门和种子经销商的一致好评,为今后加快油菜生产机械化发展奠定了坚实基础。

4.农机农艺融合,油菜生产机械化集成技术模式更加完善。油菜生产机械化涉及油菜品种的选择、种植、植保、大田管理等农艺技术,必须统筹推进。为此,我省农机部门主动加强与农技、种子科研院所等相关单位的联系协作,邀请相关专家参与试验示范和技术指导工作,共同攻关,建立油菜机直播、机械收获、秸秆还田对比试验田,并从品种、播量、密度、株行距、施肥、田管等多个环节入手,研究探讨适合当地实际的油菜生产机械化技术路线和相关技术规范,先后对众多油菜品种进行不同播量和不同基本苗的机播试验,以确定目前适宜的机播品种,为今后大面积示范推广积累了丰富经验。董振生教授团队在汉中经过多年技术研究集成,形成了适宜不同生态区、集品种和机械化种植技术相配套的油菜全程机械化生产技术体系。并在宝鸡地区着力研究解决农艺与农机相互适应的问题,在岐山、凤翔等地进行油菜全程机械化生产技术多点试验与示范,示范推广适宜关中生态区的油菜机械化生产技术,为加速我省油菜机械化进程做出了积极贡献。汉中南郑、勉县积极探索在各示范点按照“油菜人工收割--联合收割机脱粒--秸秆粉碎--旋耕机翻埋--机械插秧(或人工插秧)”的作业流程,实施油菜机械脱粒及秸秆机械粉碎还田技术,其高效省劳增产的优点,受到群众的普遍好评。2018年以来在丘陵区域开展了应用机动喷雾机喷播油菜的“轻简化栽培”技术试验示范,示范效果较好,亩投入成本减少600元以上。陕西省杂交油菜研究中心积极实施了“陕南油菜全程机械化生产技术集成”项目,通过多年来的探索和实践,陕南油菜全程机械化生产技术日趋成熟,已走向多样化和实用化,对促进我省油菜产业转型升级和提质增效将发挥积极的指导作用。

5.主要实施效果及经验

(1)经济效益。实施油菜生产全程机械化的主要优点是省工、省时、节约成本。据各地开展的试验示范结果表明,采用机械直播技术,每亩大田成本330元,而人工育苗移栽每亩大田成本680元,亩节约成本350元,亩增收油菜9公斤以上,增加农民收入50元;收获环节亩减少劳动力投入1个,节约支出80元以上;合计亩增收节支480元以上。

(2)生态效益。实施油菜秸秆机械粉碎还田技术,可改善土壤团粒结构,保墒增肥,减少化学肥料的使用量,对生态环境保护具有积极的推动作用。

(3)社会效益。实施油菜直播与机械收获,可减轻农民劳动强度,提高工作效率,减少劳动力投入。可以缓解因当地劳务输出带来的农业生产劳动力紧缺压力,可使在外务工的农民工安心工作,同时,可节省返乡费用。对于改善农民劳动生产条件,提高农民生活质量,推动社会主义新农村建设具有积极的作用。

四、加快发展我省油菜机械化生产的对策建议 

从全国油菜生产机械化来看,我省目前还存在发下问题:

一是我省油菜生产机械化技术起步晚,机具保有量严重不足,油菜生产机械化装备水平低下,不能满足生产需要。据统计,油菜生产机械不足5000台,其中,油菜直播机不足500台,现有的机械装备可靠性、适应性尚不能很好的满足生产要求。

二是农机农艺不相适应,现有品种茎杆粗壮、植株高且分枝交叉、易倒伏、籽荚成熟度不一致、熟后轻碰易炸裂等性状,不适宜机械收获。我省传统的油菜种植以一家一户的小田块为主,品种各不相同,缺乏与现代生产手段相适应的集中、成片种植和规范化管理(陕南尤为严重),使机械作业的规模效应难以显现;加之油菜与其它作物夹种,收获期短,季节性强,给机械作业带来难度,机手收益低,就种植方式而言,有人工移栽、人工直播、机直播等方式,其油菜生长性状相差很大,特别是人工移栽油菜对机收影响更大。因此造成农机服务组织开展社会化作业服务的积极性不高,导致油菜生产机械化的示范推广效果不佳。

三是油菜联合机械收获性能不稳定。目前收获油菜的联合收割机大都是由水稻、小麦联合收割机改装而成,属兼用型机械,性能尚不稳定,由于油菜的成熟期难于控制和把握,若机收过早,则由于作物潮湿,含水率高,机器作业负荷增大,而且籽粒与茎杆粘连,难以清选分离,脱出物中的籽粒夹带较严重,造成脱粒损失和含杂率上升;若推迟收获期,则由于油菜熟透后轻易炸荚,造成割台部分损失增加。同时由于同一品种油菜的成熟期过于集中,必然缩短适收时间,使机械作业时间减少,降低了机械的作业效益。目前市场上出现的油菜割晒机,由于再次增加投入,加大作业成本,不宜广泛推广。

四是油菜直播机适应性有待提高。近年来我省关中、陕南引进的黄鹤楼牌、川龙牌油菜直播机虽性能优良,但存在自身重、配套动力大、中小田块作业功效低等情况,与小型动力机械配套的油菜直播机作业效率低,质量差。

五是农田基础设施落后,给农机作业带来一定影响。

为了加快我省油菜生产机械化,笔者建议:

1.行政推动,加大投入。目前我省油菜生产机械化总体上看,还处在示范推广的起步阶段,其技术基本成熟,但是,光靠业务部门的努力是不够的,地方政府的行政推动尤为重要。首先要认真落实《国务院办公厅关于促进油料生产发展的意见》的各项政策,制定当地油菜产业发展计划,逐级下达年度油菜机械直播任务,特别要把任务夯实到镇村两级,严格考核。其次要在执行好国家农机购置补贴比例的基础上,加大预算投资,可适度进行地方财政累加补贴,因油菜生产所需的直播机,收割机等一次性投入大,作业时间少,收益低,成本回收慢。通过政策干预和引导,激发农民购置、使用油菜生产机械的积极性,确保油菜机械设备总量逐年增加,为油菜生产机械化的发展创造良好条件。

2.强化农机农艺融合,加大示范推广力度。近年的实践证明,农机、农技,种子部门各唱各的戏是制约油菜机械化发展的主要因素。应加强农机农艺技术的高度融合,共同做好油菜生产机械化技术的试验示范工作,具体应做好以下几点:

一是加快适应机械化作业的油菜品种引进、选育。在品种引进选育方面应兼顾优质、高产、高含油率的基础上,从株型紧凑、角果抗裂性 、成熟一致性 、适收期长期,半矮杆(株高小于150cm)、抗病抗倒、迟播早熟的适合机械化作业的油菜品种进行示范推广。中国农科院选育成功的“阳光2009”、“中双11号”、西北农林科技大学董振生教授选育的“陕油15”油菜新品种,在多地生产实践,表现较好。我们应进行适应性考察,尽快大面积推广应用。

二是进一步完善油菜生产机械化农艺配套措施。农技农机部门必须进一步加强协作,结合油菜高产创建、稻油一体化工程等项目实施,在试验示范的基础上筛选总结实用的栽培技术,研究制定规模化、标准化和适合机械化作业的油菜机械化生产农艺技术规程 ,提高农艺技术与农机的适应性。建议近期把油菜机械化直播作为重点试范推广应用项目,只要季节性能满足机械化和高产两项要求,就应大力推广之。

三是进一步做好机具选型、引进试验工作。国内生产的油菜直播机大都在示范推广过程中,关中、陕南应结合本地农艺要求, 筛选出高性能的生产机械,通过建设示范基地和示范园,大力开展油菜生产机械化技术的示范、推广工作,用直观的现场会和对比田,引导农民积极应用。在推广的方式上以农机大户和种粮大户为重点,扶持组建油菜生产农机专业合作社,大力开展技术培训和服务工作,充分发挥示范带动作用,为推进油菜生产机械化进程打好基础。

3.坚持以分段收获和联合收割并重,推进油菜生产全程机械化协调发展。借鉴水稻生产机械化发展的模式,采取油菜分段机收和联合收割并重的方法加以推广应用。现阶段应大力推广分段机械收获过渡技术,积极示范联合收割技术,着力提高机收水平,以凸显机械化作业的效率,做到抢收省时,减轻劳动强度,提高农机专业户的机具利用率和经济收入;另一方面让农民从中受益,自觉地改变传统的种植方式,从而带动油菜品种选择、性状改良、茬口布局、种植方式以及栽培技术与之相适应,进而达到推进油菜生产全程机械化的目的。

4.大力推广油菜轻简化栽培技术。随着市场经济的发展,农村劳动力大量向城市转移,导致精细化传统育苗移栽油菜技术实施中劳动力极度缺乏,难以继续做到精耕细作,栽培措施不到位,油菜产量水平和效益下降。为此,推广油菜免耕直播、免耕撒播、机旋直播等轻简化栽培技术有利于减少劳动力投入,减轻劳动强度,降低油菜生产成本,减少季节性撂荒田等。油菜轻简化栽培符合现今农村实际,具有省工省时,高效便捷,基本不受天气的影响,而且产量稳定,适合规模化种植、产业化发展的新特点,该技术已在南方地区普及应用,我省陕南地区也开展过多次试验示范,目前技术更趋成熟、群众认可,投资少成本低,可作为我省尤其是陕南地区结合保护性耕作,今后值得普及的播种技术进行推广。

5.农田基本建设应科学规划。各级政府部门应结合农田宜机化改造,进一步提高农田基本建设标准水平,科学规划建设机耕道路和沟渠,使大中型拖拉机、联合收割机及其他机械能够顺利通行,减少田间转移时间,在建机耕路,沟渠时,应合理预留农机田间作业的进出口通道,使旱能灌、涝能排,农机在田野中穿行自如。

6.油菜籽烘干设施应尽快建设。目前,我省油菜籽收获后,主要依靠自然晾晒来解决干燥问题,存在极大的安全风险和隐患,一些农民因没有晒场而将油菜籽在马路上晾晒,用工量大且影响交通,联合收获后的油菜籽含水率高,如不及时干燥,极易发芽或霉烂,降低出油品质。因此,油菜机械化烘干问题已成为当务之急,但由于烘干设备价格昂贵,合作社、种粮大户都难以承受,需国家专项扶持,确保油菜丰产丰收,安全储存。建议农机购置补贴要主动介入,省、市扶持油菜籽生产机械化资金可以叠加使用,调动农民推动油菜籽生产机械化积极性,使其快速发展,造福广大农民。

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