中国热科院农机所深化学科+平台布局助力农机装备补短板

　　习近平总书记强调，要把发展农业科技放在更加突出的位置，大力推进农业机械化、智能化，给农业现代化插上科技的翅膀。在2022年全国农村工作会议上，习近平总书记再次强调，要以农业关键核心技术攻关为引领，以产业急需为导向，聚焦底盘技术、核心种源、关键农机装备等领域。2022年中央一号文件强调“提升农机装备研发应用水平”，国务院专门出台《关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》。当前，我国农业农村科技创新聚焦种子和耕地“两个要害”，农机装备“一个支撑”。新形势下乡村振兴战略“装备先行”实施意义尤为凸显，机构是装备制造发明创造的核心要素，共性技术的研究更是提高核心竞争力的关键。基于此，中国热带农业科学院农机所深化学科+平台布局，助力热区关键农机装备快速发展。

　　热带作物生产分布于我国南方九省边疆少数民族聚居区，社会、经济发展相对落后，热带作物生产是当地人民主要生活和经济来源。然而，热区农业自然条件优越，资源丰富，是我国热带亚热带作物重要生产基地。主要特色优势作物包括：甘蔗、木薯、香蕉、菠萝、荔枝、龙眼、芒果，澳洲坚果、中国台湾地区青枣、木瓜等热带水果以及各种北运瓜菜等，共同组成热区优势特色农业产业。长期以来，农业生产主要以提升农业机械化水平、提高劳动生产率、降低农民劳动强度为导向，受经济投入与产出效益比影响，农业机械装备技术以单一效能的适用农机发展为主，生产效益还相对低下，农民收入增长乏力，优势特色农业产业尚未发展成为高效益产业。随着当前农村劳动力持续向城市转移和老龄化的发展，急需通过开展精准精量控制的机械化装备研发，以延伸农业产业链，促进农业产业增值，为我国热带作物产业的健康持续发展提供技术保证。

　　为深入推进“学科+平台”助力热区智能农机装备快速发展，经过长期的基础沉淀和努力，日前广东省科学技术厅正式批复依托中国热带农业科学院农业机械研究所组建“广东省农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心”（粤科函产字〔2023〕172号）。

　　据广东省农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心主任张园副研究员介绍，农业类颗粒体是指在一定尺寸范围内具有球形动力学属性的几何体。农业类颗粒体物料广泛应用于实际生产之中，在智能农机装备研发进程中，农业类颗粒体与触件的互作耦合规律作为共性研究热点技术之一。国内外农业类颗粒体动力学及机构精准精量排控方向的研究基本停留在物料的动力学分析和机构可靠性优化方面，对于二者的耦合分析研究均少有报道。但以美国、德国、意大利、日本为代表的现代农业发达国家，基于现代农业装备核心共性技术的层级划分，均建立了行政-市场引导的分类工程技术研究中心，其工程中心的作用就是瞄准共性核心技术进行创新，他们认为创新是确保农业部门在经济走强的情况下成为就业的主要推动力的关键领域，和应对未来农业与环境挑战的唯一途径，并且基于工程技术研究中心的聚焦优势，发达国家正在依托智能农机装备的领先技术享受产业发展的红利。因此，需要分门别类对类颗粒体农业物料与机械触件作用的耦合过程进行解析，以快速掌握和应用其基本运动规律，研究结论对于完善类颗粒体农业物料加工工艺，优化机械部件与类颗粒体接触理论方法，促进我国精准农业发展等均具有重要指导意义。

　　当下我国农业装备的快速发展已基本具备了相对完善的功能，但农业生产过程中的很多场景在与类颗粒体进行互作时，仍表现出局部机构的可靠性、精准精量控制等层面研究还较为欠缺。例如：偏球体种子在均匀性引流、定量排控等方面还无法做到共性技术互通；肥料颗粒物与机械构件接触性能方面，颗粒肥在刮板迫动作用下，通过机械参数的调整，基本实现了精准精量排控，但在不同气候条件下，还难以实现可靠的控制；植保环节精细化粉剂颗粒变量施撒、变压一致性排控等技术受外部因素干扰还无法排除；胡椒鲜果颗粒物加工过程，匹配合适的工艺，调试设备的级配参数，可以取得较佳的工作效果，但还难以做到精准精量控制；荔枝、龙眼、芒果等大类颗粒体分级、分类、无损加工等技术还难以突破多指标耦合的兼容性。总体来看，多数农业场景中类颗粒体与触件互作方式的响应指标稳定性还难以精量控制，这严重影响了机构的稳定性和精准控制。农业装备的“提效、降强、保质、可靠”目标，和规模化、标准化、现代化的技术发展急需在机构共性研究方向发力。

　　据介绍：广东省建设农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心，通过打造科研条件优异的特色热带农业装备专业创新平台，建成集热带作物农业装备科技创新、科技合作和成果转化为一体的创新基地，是加快农业由适用生产方式向精准精量控制为主的先进生产方式转变的重要措施，应该走在全国的前列，这是推动省热带作物生产转型、走出产业困局的必由之路。该中心将围绕广东特色热带农业机械化和农机装备工业发展需求，开展基础性、前沿性、公益性农业机械装备工程技术研究，突破热带农业装备关键技术和核心部件创制，优化一批先进热作农机装备，促进农机农艺结合，为农机装备生产企业提供技术服务，为热带特色农业产业提供技术与装备支撑，对加快广东农业机械化和农业现代化、推进广东农机装备企业“走出去”将发挥重要作用。进一步推动我国热带作物产业健康发展、促进热带农业与“一带一路”国家战略结合，为抢占全球热带作物农业装备科技制高点提供科技支撑。

　　广东省农业类颗粒体精量排控工程技术研究中心依托中国热带农业科学院农业机械研究所农业机械化工程学科特色优势，将重点围绕田间生产机械化、农产品初加工和土壤与机械互作3大领域发力，开展农业类颗粒体动力学及触件互作技术，农业颗粒体定向引流技术，类颗粒体成型及定向排控技术，颗粒体定量附着技术及颗粒体定向迫动控制技术研究等。该工程中心将立足于农机装备共性技术层面的过程耦合控制工程技术研发和推广，瞄准农业类颗粒体与触件的互作耦合国际学科发展前沿，围绕“研产推”目标，立足广东农业强省，服务于中国热区乃至世界热区农机装备技术与经济发展，对于带动和促进区域经济发展和科技进步具有重要的意义。

　　该工程中心采取“开放、流动、联合、竞争”的方针，面向国内外先进装备制造和农机智能控制学界开放，凝聚一批高水平精干领军人才，致力于农业类颗粒体精量排控关键技术。获批广东省工程技术研究中心立项建设，将进一步提升该所立足全国农业农村科技创新聚焦农机装备“一个支撑”背景下技术创新体系的整体效能提升，推进产学研用协同创新和科技成果转化，助力高水平、产业型、工程化科研单位建设。