支麗平 趙曉曉

摘 要：本文統(tǒng)計了1999—2017年我國棉花機械化技術(shù)領(lǐng)域申請專利的情況，并從專利申請趨勢、申請人類型、國省分布、IPC技術(shù)構(gòu)成、法律及運營等方面對棉花機械化技術(shù)進行了分析。最后，從加強科研力度、完善相關(guān)政策、專利技術(shù)交叉許可等方面提出了幾點建議，以提升我國棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的整體水平。

關(guān)鍵詞：棉花；機械化；專利分析

中圖分類號：S233.75；G306 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0037（2018）7-44-7

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2018.07.013

Abstract： The information about the application of patent in the field of cotton mechanization technology in China during 1999—2017 was statistically summarized， and the mechanization technology of cotton was analyzed from the trend of patent application， the type of applicant， the distribution of countries and provinces， the constitution of IPC technology， the law and operation. Finally， some suggestions were put forward to improve the overall level of the mechanization technology of cotton production in China from the aspects of strengthening the scientific research， improving the relevant policies， and the cross licensing of patent technology.

Key words： cotton； mechanization； patent analysis

1 引言

《全國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展第十三個五年規(guī)劃》指出，“十二五”期間，我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展迅速。但目前我國棉花機械化水平仍然較低。近年來，我國更加重視糧食安全，“減棉增糧”的農(nóng)業(yè)政策使得棉花產(chǎn)業(yè)面臨很大的挑戰(zhàn)，其機械化程度低于小麥、玉米、水稻、大豆等農(nóng)作物[1-2]。我國棉花種植面積持續(xù)減少，總產(chǎn)量持續(xù)下降，生產(chǎn)成本上升，棉花質(zhì)量不斷下滑。黃河和長江流域產(chǎn)棉區(qū)生產(chǎn)機械化進程緩慢，耗費了大量的人力和物力。新疆棉花產(chǎn)區(qū)的機械化水平較高，基本實現(xiàn)了棉花從種植到收獲的全過程機械化[3]。

棉花機械化生產(chǎn)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)，同樣面積的棉花和其他農(nóng)作物相比耕種耗費工時多2～3倍，尤其是在夏收夏種和秋收秋種這兩個農(nóng)忙季節(jié)，勞動力緊張，分工不明確更會影響棉花的產(chǎn)量。由于傳統(tǒng)的棉花耕種方式生產(chǎn)成本高、加工效率低，難以滿足市場的需求，導(dǎo)致棉花市場供需不平衡。使用棉花機械化設(shè)備能提高產(chǎn)棉率和加工效率高，棉籽質(zhì)量好，棉花產(chǎn)量高。因此，應(yīng)采用現(xiàn)代化發(fā)展理念和經(jīng)營形式提升、推進、引領(lǐng)我國棉花生產(chǎn)向機械化、集約化、規(guī)模化方向發(fā)展。機械化、集約化、規(guī)?；l(fā)展不僅有利于擴大生產(chǎn)規(guī)模、提高生產(chǎn)效率，也有利于規(guī)避棉花生產(chǎn)波動所引發(fā)的風險。

通過分析現(xiàn)階段棉花加工機械化專利技術(shù)存在的優(yōu)勢和劣勢，充分利用好我國棉花機械化發(fā)展的有利環(huán)境，爭取棉花播種、移栽、收獲、加工等全過程都實現(xiàn)機械設(shè)備自動操作。個體研究者、企業(yè)、高等院校、科研單位、機關(guān)團體等要增加對棉花機械化技術(shù)的研發(fā)力度，提高我國農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)的整體水平，增強我國企業(yè)在棉花產(chǎn)業(yè)方面的市場競爭力[4-6]。

2 數(shù)據(jù)來源與專利檢索

2.1 數(shù)據(jù)來源

文中所采用的數(shù)據(jù)主要來自incopat專利信息檢索網(wǎng)，該網(wǎng)站專門服務(wù)于各行各業(yè)的專利信息檢索需求，能夠有效地對專利數(shù)據(jù)進行多角度、全方位的分析。

根據(jù)incopat專利數(shù)據(jù)庫給出的有關(guān)棉花機械化技術(shù)的數(shù)據(jù)進行分析，將關(guān)鍵詞和邏輯關(guān)系詞結(jié)合組建檢索式，在incopat專利數(shù)據(jù)庫中獲得專利信息數(shù)據(jù)。需要說明的是，由于發(fā)明專利從申請到授權(quán)大概需要3年時間，專利錄入數(shù)據(jù)庫也有一定延遲，故在此只采用了2017年之前的數(shù)據(jù)，另外，1999年以前的專利轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)非常少，為更深入、精準地分析我國棉花機械化專利工作，本文采用1999—2017年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為研究樣本。

2.2 專利檢索式

棉花機械化是關(guān)于棉花產(chǎn)業(yè)的綜合機械化設(shè)備的推廣與應(yīng)用，并涉及生產(chǎn)、加工、制造過程中的技術(shù)研究。棉花機械化不但能擴大我國棉花生產(chǎn)規(guī)模，并且能提高各項科學技術(shù)在棉花生產(chǎn)中的應(yīng)用率。棉花機械化生產(chǎn)技術(shù)主要包括機械化整地、機械化栽培、機械化種苗、機械化移植、機械化追肥等；棉花機械化加工技術(shù)包含堆垛技術(shù)、儲存技術(shù)、棉模技術(shù)、籽棉清理技術(shù)、軋花技術(shù)、棉花加濕技術(shù)、皮棉清理技術(shù)、打包技術(shù)、棉包質(zhì)量檢測技術(shù)、剝絨技術(shù)等；棉花收獲時一般使用氣吸式或摘錠式的采棉機。

將棉花機械化技術(shù)領(lǐng)域設(shè)計成檢索要素表和專利檢索表達式，如表1所示。

棉花機械化專利檢索表達式為：

TIAB=（棉AND（育苗OR種苗OR播種OR移栽O(shè)R培育OR栽培OR移植OR種植OR耕種OR追肥OR植保 OR采摘OR收獲OR脫絨OR采棉OR軋花OR加濕OR粉碎OR回收OR采收OR剝絨OR清理OR打包）AND（機械OR自動OR聯(lián)動OR非手工）

3 棉花機械化技術(shù)專利分析

3.1 專利申請趨勢分析

通過申請趨勢圖能夠從宏觀層面了解棉花機械化技術(shù)在各時期的專利申請熱度變化。由圖1可知，在1999年，申請量為23件。1999—2008年，專利申請量增長速度較慢，棉花機械化技術(shù)發(fā)展緩慢；2008—2010年，連續(xù)3年專利申請量基本保持不變，增長速度保持穩(wěn)定。2010—2013年，增長速度最快。2013年專利申請量達到233件，在最近20年中達到最大值。2014年申請量有小幅度減少，但并不影響整體增加的趨勢。我國棉花機械化技術(shù)的專利申請量越來越多。

由圖2可知，中國專利技術(shù)總申請量約為1 674項，實用新型專利申請量為1 014件，占申請總量的60.57%，所占比重最大；發(fā)明專利申請量為652件，占申請總量的38.95%；外觀設(shè)計專利8件，占申請總量的0.48%。從數(shù)量比例上來看，實用新型專利明顯多于外觀設(shè)計專利，我國比較看重實用新型技術(shù)的發(fā)展，例如機械打頂技術(shù)、棉籽脫絨技術(shù)、棉花清理技術(shù)等。由于外觀不是影響棉花加工設(shè)備工作效率的主要因素，所以外觀設(shè)計申請量最低。棉花機械化技術(shù)專利的研發(fā)力度在不斷增強，反映了棉花生產(chǎn)機械化在我國受到了越來越廣泛的關(guān)注。

3.2 主要申請人類型分析

表2展示的是棉花機械化主要專利申請人類型的分布（僅統(tǒng)計中國專利）。通過該分析可以明晰棉花機械化技術(shù)的類型，并通過對棉花機械化技術(shù)的主體性質(zhì)、研發(fā)實力和研發(fā)目的的分析了解該技術(shù)更偏向基礎(chǔ)研究還是商業(yè)應(yīng)用，定位技術(shù)在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置以及可能的運營模式，為進一步找出在產(chǎn)業(yè)內(nèi)影響力大的、不同類型的棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)提供依據(jù)。值得關(guān)注的是，企業(yè)申請專利量是870件，約占申請總量的一半；個體研究者專利申請量是663件，約占申請總量的1/3；科研單位179件，大專院校是176件，均約占申請總量的1/10。說明企業(yè)更重視有關(guān)棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的研究，個體研究者相對次之，科研單位和高等院校的研發(fā)力度相差不大，機關(guān)團體的研發(fā)力度最小。進一步表明棉花機械化技術(shù)的研究更偏向商業(yè)應(yīng)用，企業(yè)通過加大對棉花機械化的研發(fā)力度降低勞動成本，擴大生產(chǎn)，提高生產(chǎn)、加工、收獲等效率，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。用機械設(shè)備取代人力勞動是我國棉花產(chǎn)業(yè)的必經(jīng)之路，擴大棉花機械化技術(shù)的應(yīng)用范圍十分重要。

3.3 區(qū)域統(tǒng)計分析

3.3.1 各國專利申請量統(tǒng)計。圖3展示的是棉花機械化技術(shù)領(lǐng)域中，不同國家和地區(qū)的專利申請量分布情況。通過該分析可以了解不同國家的棉花機械化在我國技術(shù)創(chuàng)新過程中的活躍情況，從而發(fā)現(xiàn)主要的技術(shù)創(chuàng)新來源國和重要的目標市場。中國申請量為1 872條，占比是68.95%，位居國內(nèi)專利申請第一位，蘇聯(lián)、英國、美國、日本、韓國的申請量相差不大。從數(shù)量上看，我國是最大的棉花加工市場，棉花的進口量和出口量均位居世界前列。我國是人口大國，對棉花的需求量自然大，而且我國棉紡織業(yè)最近幾年發(fā)展迅速，帶動了棉花機械化技術(shù)的發(fā)展。

為了保持我國棉花產(chǎn)量的穩(wěn)定，政府也制定了很多優(yōu)惠政策。但是對棉農(nóng)的補貼政策還存在很多需要改進的地方，與美國等西方發(fā)達國家相比仍存在很大差距。我國棉花補貼資金總額逐年增加，補貼種類也不斷增多，但畝均棉花補貼的標準依舊偏低。只有提高棉花種植的經(jīng)濟效益，保障棉農(nóng)的基本利益，才能保障我國棉花生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展[7-9]。

3.3.2 各省市專利申請量分析。圖4展示的是棉花機械化技術(shù)在中國省級行政區(qū)域的分布情況（僅統(tǒng)計中國專利）。通過該分析可以了解到在中國申請專利保護較多的省區(qū)市是江蘇省、新疆維吾爾自治區(qū)、山東省和浙江省，這跟棉花的生長環(huán)境有很大關(guān)系。棉花是喜熱作物，對水分條件有要求，但授粉期和收獲期忌多雨、喜光照，因此氣候干燥但水源充沛的區(qū)域最適合栽種棉花。尼羅河谷地和三角洲、烏茲別克、美國以及中國新疆天山以南區(qū)域等都是種植棉花的首選地[10]。

棉花產(chǎn)區(qū)分布的影響因素不僅有氣候環(huán)境還有社會需求，長江流域棉花產(chǎn)量大的主要原因就是社會需求量大。我國黃河下游的東部沿海地區(qū)，降水較少，晴天多，光照充足，有利于棉花的生長，所以山東省和浙江省的棉花產(chǎn)量比較大?？傊K省、新疆維吾爾自治區(qū)和山東省、浙江省棉花機械化技術(shù)的申請量比其他省區(qū)市多的決定性因素是棉花的生長環(huán)境。我國棉花機械化技術(shù)研究者應(yīng)該充分利用好這個有利條件，在這幾個省份加大科研力度，對棉花進行集中式的種植、采摘，利用機械化技術(shù)提高工作效率，從實際上改善當前棉花勞動力短缺、勞動成本上漲、棉花種植成本增加的局面。對棉花加工設(shè)備進行多次實地實驗，增強實用性，促進棉花產(chǎn)業(yè)高效、高能、低耗的全面發(fā)展[11-12]。

3.4 技術(shù)分析

3.4.1 申請趨勢分析。圖5展示的是棉花機械化在不同技術(shù)方向?qū)＠暾埩康姆植记闆r和發(fā)展趨勢。分析各階段的技術(shù)分布情況，有助于了解特定時期的重要技術(shù)分布，挖掘近期的熱門技術(shù)方向和未來的發(fā)展動向，有助于對行業(yè)有一個整體認識，并對研發(fā)重點和研發(fā)路線進行適應(yīng)性調(diào)整。對比各技術(shù)的發(fā)展趨勢，有助于識別哪些技術(shù)發(fā)展更早、更快、更強。IPC分類號是A01D類的技術(shù)，與收獲有關(guān)，A01G類與園藝、栽培有關(guān)，A01C類與種植、播種、施肥有關(guān)。由圖可知：IPC分類號是A01D類的技術(shù)申請量從2000年開始快速發(fā)展，A01G類和A01C類從2002年開始發(fā)展，但數(shù)量上A01D類的技術(shù)專利申請量占絕對優(yōu)勢?？梢?，涉及棉花收獲機械化的技術(shù)發(fā)展最早、最快，也更強，與棉花種植機械化、栽培機械化有關(guān)的技術(shù)發(fā)展相對較早，速度相對較快。D01G類與纖維的預(yù)處理、棉紡織行業(yè)有關(guān)，在1999—2007年處于技術(shù)發(fā)展的平穩(wěn)期；2008年開始快速發(fā)展，申請量為18個，僅次于A01D類；2008—2017年屬于技術(shù)發(fā)展增長期，在2014年達到頂峰，為29個，申請量在2010—2015年高于A01G類；2015—2017年低于A01G類，但總體趨勢是上升的。

3.4.2 技術(shù)地市分布分析。圖6展示的是棉花機械化各技術(shù)方向在不同城市的數(shù)量分布情況（僅統(tǒng)計中國專利）。通過下面的氣泡圖，可以觀察出掌握重要技術(shù)方向的城市分布。氣泡越大表示專利數(shù)量越多，烏魯木齊的棉花機械化技術(shù)是73項，其中52項都是A01D類。石河子的棉花機械化技術(shù)是65項，A01D類有33項，A01C類有14項。烏魯木齊和石河子都位于新疆，新疆的土壤條件和氣候環(huán)境等都比較適合棉花的大面積種植，所以烏魯木齊和石河子對棉花機械化技術(shù)的研究更加深入，科研投入力度更大，針對棉花生產(chǎn)、加工、收獲的專利申請量也最多。

蘇州的棉花機械化技術(shù)是42項，其中19項都是D01G類，基本達到總量的一半。烏魯木齊、石河子、南京、上海、常州、昌吉、襄陽這7個城市都是A01D類遠遠高于其他類，而濟南、北京的A01D類和D01G類技術(shù)專利申請數(shù)量基本持平。并且觀察氣泡圖發(fā)現(xiàn)，A01D類附近的氣泡最大，說明我國對棉花采摘機械化技術(shù)的科研投入最大，取得的技術(shù)成果最為顯著。

3.4.3 IPC技術(shù)構(gòu)成分析。如表3所示，A01（農(nóng)業(yè)；林業(yè)；畜牧業(yè)）專利數(shù)量有194件，占比是44.68%。D01（天然或人造絲線或纖維；紡紗或紡絲）專利數(shù)量有63件，占比是16.64%。根據(jù)IPC分類號分析，有關(guān)人類生活必需品的申請量最多，占比達到49.79%，然后是紡織、造紙達到23.69%。充分說明棉花機械化技術(shù)的應(yīng)用和推廣與人類日常生活是息息相關(guān)的，有助于加快棉紡織業(yè)的發(fā)展速度，提高行業(yè)效率。棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)的核心內(nèi)容一般包含機械播種、機械育苗、機械栽培、機械移栽、機械中耕追肥、機械植保、機械采摘、機械收獲、機械剝絨等。所以近幾年棉花加工機械化程度顯著提高，專利申請數(shù)量增長速度越來越快。

3.5 法律及運營分析

專利許可和轉(zhuǎn)讓是知識產(chǎn)權(quán)最主要、最基本的利用方式。用IPC分類號來分析專利轉(zhuǎn)讓與許可的技術(shù)構(gòu)成情況，表3反映了我國棉花機械化技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓量與許可量排名前10的情況，主要技術(shù)領(lǐng)域包括A01D、A01F、A01G、B65B。專利轉(zhuǎn)讓與許可量最多的都是A01D類（收獲；收割），轉(zhuǎn)讓量是104項，許可量是6項。其次是A01F類（脫粒；禾稈、干草或類似物的打捆），轉(zhuǎn)讓量是13項，許可量是2項。A01D類和A01F類均是有關(guān)棉花收獲機械化的技術(shù)；D01G類和B65B類跟棉花的加工處理有關(guān)，屬于棉花加工機械化技術(shù)；A01G類和A01C類跟棉花的采摘和栽培有關(guān)，屬于棉花生產(chǎn)機械化技術(shù)。同一類別的技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓量比許可量多，轉(zhuǎn)讓量大概是許可量的3～6倍，而且轉(zhuǎn)讓量總體比許可量多。我國公司、個體研發(fā)者、高等院校等比較注重專利的對外轉(zhuǎn)讓，對外許可的專利數(shù)量則相對較少。

對外許可方式一般有獨占許可、全權(quán)許可（排他許可）、普通許可、分許可（再許可）。由表5可知，排名前8的許可人中有1個公司、4位個體研究者、2個研究所、1個高等院校，整體上個體研究者更注重棉花機械化技術(shù)的對外許可。許可數(shù)量最多的是常州市勝比特機械配件廠，涉及的業(yè)務(wù)主要有齒輪配件、軸類配件以及其他各種機械配件。該配件廠將專利許可給需要研發(fā)機械裝備的公司，完成公司之間的技術(shù)交流，推動機械化技術(shù)的進步，從而實現(xiàn)專利技術(shù)的有效應(yīng)用。毛樹春是中國農(nóng)業(yè)科學院研究員，對棉花的栽培技術(shù)和優(yōu)質(zhì)棉的科技服務(wù)研究貢獻很大，發(fā)表過很多有關(guān)棉花種植、培育的高水平文章，涉及棉花機械化技術(shù)的專利申請量很多。王禮華是攀枝花興中鈦業(yè)有限公司的法人代表，該公司主要從事機械設(shè)備的加工、玻璃鋼的防腐處理等業(yè)務(wù)。排名第8的江蘇工業(yè)學院（現(xiàn)名常州大學），位于江蘇省常州市，常州市比較注重機械設(shè)備的生產(chǎn)與加工，有很多大中小企業(yè)從事電器和機械制造、發(fā)動機改造等業(yè)務(wù)。受常州社會和市場環(huán)境的影響，江蘇工業(yè)學院（現(xiàn)名常州大學）的研究多為器件產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)、機械制造技術(shù)、石油化工技術(shù)等。排名前8的許可人中有2個是研究所，集安人參研究所主要是針對作物的栽培技術(shù)進行研究，新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械化研究所在農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)方面不斷追求創(chuàng)新，力求實現(xiàn)作物從播種到收獲的全程智能化管理，進而實現(xiàn)農(nóng)作物的高效產(chǎn)出。

排名前8的被許可人全是公司，涉及的業(yè)務(wù)主要是機械配件、塑鋼包裝、棉花收割技術(shù)等。例如，常州市銳金輪機械配件有限公司、新疆賽諾特棉花機械科技有限公司、山東玉豐農(nóng)業(yè)裝備有限公司，其業(yè)務(wù)都是機械化農(nóng)業(yè)及園藝機具、機械零部件的制造和加工。南通御豐塑鋼包裝有限公司業(yè)務(wù)范圍涉及棉紡織品的生產(chǎn)、加工、銷售以及農(nóng)業(yè)加工機械化設(shè)備的生產(chǎn)與制造，棉花加工與采摘的機械設(shè)備銷售等。吉林省瑞泰生物科技有限公司是生產(chǎn)有機肥料的企業(yè)，主要的研究領(lǐng)域是作物種植和追肥階段涉及的技術(shù)。山東潤豐種業(yè)有限公司是一家種子經(jīng)營企業(yè)，該公司比較注重增強自主研發(fā)能力，其作為被許可人充分利用許可的技術(shù)，結(jié)合自身優(yōu)勢研發(fā)了更多優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物種子。新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程公司從事的業(yè)務(wù)主要有農(nóng)作物灌溉、農(nóng)產(chǎn)品的保鮮儲存、機械加工制造、農(nóng)用機械配件的制造等。被許可公司的主要業(yè)務(wù)大部分都與農(nóng)作物的種植、澆灌、加工、收獲有關(guān)，我國的企業(yè)應(yīng)該充分利用專利技術(shù)，發(fā)揮好各個行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢。高等院校、科研單位、企業(yè)、機關(guān)團體、個體研究者等要加大對棉花加工機械化技術(shù)的研發(fā)力度，提高我國農(nóng)業(yè)機械化的整體水平，增強我國企業(yè)的市場競爭力。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

提高棉花機械化水平，降低勞動成本，增加單位面積棉花產(chǎn)量是當今市場面臨的主要問題。我國人民生活水平的提高，人民幣的升值，以及生產(chǎn)資料的價格逐年上漲，使得棉花生產(chǎn)成本愈來愈高[13-14]。

棉花機械化技術(shù)的研究偏向商業(yè)應(yīng)用，對基礎(chǔ)研究的投入較少。研究方向單一，忽略了基礎(chǔ)研究的重要性。

我國棉花生產(chǎn)領(lǐng)域分布不均勻，主要集中在黃河和長江流域以及新疆棉花建設(shè)兵團。其他地方產(chǎn)棉較少，近幾年棉花種植面積逐漸減少。