安徽省亳州市渦陽(yáng)縣花溝鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站 望詠梅

前言

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的基礎(chǔ)，近些年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的快速發(fā)展，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合發(fā)展多次被提出。經(jīng)過(guò)筆者的市場(chǎng)調(diào)查，影響產(chǎn)品推廣效果的關(guān)鍵性因素主要有兩點(diǎn)，一是農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合效果，也就是說(shuō)作業(yè)質(zhì)量。而回報(bào)率，具體是作業(yè)效率以及作業(yè)質(zhì)量，傳統(tǒng)認(rèn)為的價(jià)格因素已經(jīng)不占據(jù)主導(dǎo)因素。例如，青飼料收獲機(jī)，進(jìn)口青飼料收獲機(jī)售價(jià)往往在200萬(wàn)元以上，一般需要提前半年甚至一年進(jìn)行訂貨，而同等規(guī)格的國(guó)產(chǎn)青飼料收獲機(jī)售價(jià)一般在70萬(wàn)左右，但從市場(chǎng)表現(xiàn)以及實(shí)際應(yīng)用來(lái)觀察。相同規(guī)格的青飼料收獲機(jī)，無(wú)論是使用者還是青貯飼草的收購(gòu)商更傾向于進(jìn)口產(chǎn)品，原因很簡(jiǎn)單，單就進(jìn)口產(chǎn)品的收獲質(zhì)量上來(lái)看，進(jìn)口產(chǎn)品收獲的飼草更符合收購(gòu)商的標(biāo)準(zhǔn)，也就是農(nóng)機(jī)農(nóng)藝比國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品更融合。還有玉米收獲機(jī)，目前市場(chǎng)上的玉米收獲機(jī)技術(shù)比較成熟，雖然售價(jià)不菲但收獲效果例如損失率、苞葉剝凈率、莖稈還田效果以及收獲效率、適應(yīng)性等方面均能達(dá)到農(nóng)藝要求，因此玉米收獲機(jī)的市場(chǎng)走向不以價(jià)格為因素，用戶考慮更多的是品牌型號(hào)?？偨Y(jié)而言，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化的最基本、最基礎(chǔ)的理論研究，刨除農(nóng)藝，發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化只能淪為空談。綜合來(lái)考慮的話，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合發(fā)展需要多方面共同努力，需要多個(gè)行業(yè)共同參與。

1 農(nóng)藝需求分析

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，種植作物種類數(shù)量十分龐大，而且不同地區(qū)的種植方式不同，因此這對(duì)農(nóng)機(jī)裝備的研發(fā)設(shè)計(jì)提出了很高的要求。下面，首先對(duì)幾種大宗作物的農(nóng)藝要求進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1.1 小麥、玉米等大宗糧食作物的收獲

小麥、玉米裝備的研發(fā)我國(guó)已經(jīng)十分成熟，尤其是小麥作物。目前來(lái)講，小麥機(jī)械化收獲還需解決的問(wèn)題主要是小麥的含雜率、損失率以及倒伏小麥的收割。這就需要工程技術(shù)人員對(duì)撥禾輪轉(zhuǎn)速、割臺(tái)活動(dòng)范圍、滾筒轉(zhuǎn)速、凹版間隙、清選篩振動(dòng)、風(fēng)扇風(fēng)量等詳細(xì)參數(shù)以及結(jié)構(gòu)材料配合進(jìn)行大量試驗(yàn)對(duì)比，以便更符合特殊情況下小麥?zhǔn)斋@標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于玉米收獲機(jī)來(lái)講，掉穗、漏棒、割臺(tái)喂入堵塞是較為突出的問(wèn)題，還有對(duì)于濕度較大，苞葉較青的玉米苞葉剝凈率較低，這就需要工程技術(shù)人員對(duì)割臺(tái)摘穗部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，板式割臺(tái)則主要對(duì)板的間隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，輥式割臺(tái)主要對(duì)摘穗輥轉(zhuǎn)速、間隙結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等方面進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

1.2 蔬菜類農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合要點(diǎn)

在我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，蔬菜類生產(chǎn)占據(jù)著重要組成部分，而且與大宗糧食作物不同的是，蔬菜種類繁多，農(nóng)藝要求復(fù)雜且作業(yè)環(huán)境多樣，因此蔬菜類機(jī)械化發(fā)展極為不均，而且農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合程度較低。

首先，蔬菜的耕整地環(huán)節(jié)機(jī)械化程度較高，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合。種植蔬菜耕整地農(nóng)藝要求主要分為：平地、做壟、開(kāi)溝三種，平地的農(nóng)藝要求一般要求平整度以及土壤的細(xì)碎程度，要求沒(méi)有較大的土塊。起壟、開(kāi)溝對(duì)于起壟的緊實(shí)度、平整度以及尺寸，壟溝的尺寸、緊實(shí)度有要求，目前的旋耕機(jī)、聯(lián)合整地機(jī)、起壟機(jī)、開(kāi)溝機(jī)等農(nóng)機(jī)裝備均可達(dá)到農(nóng)藝要求。

蔬菜的播種環(huán)節(jié)的發(fā)展目前已經(jīng)取得初步成果。蔬菜的種子多為小顆粒種子，尺寸較小且價(jià)格較高，因此蔬菜播種相較于小麥玉米等作物屬于精細(xì)化播種。目前蔬菜種植多為穴盤育苗以及人工撒播，小顆粒種子播種機(jī)市場(chǎng)上也有出現(xiàn)，但技術(shù)成熟度尚未可知。蔬菜播種的農(nóng)藝主要分為穴播、條播、撒播，多數(shù)為穴播，穴播的農(nóng)藝要求主要體現(xiàn)在單穴的種子顆粒數(shù)量、播深以及播種均勻度，避免漏播、重播的現(xiàn)象。對(duì)于農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)研發(fā)來(lái)講，氣吸式播種機(jī)或者種子帶播種機(jī)為主要研發(fā)方向。氣吸式播種機(jī)多為高端播種機(jī)，有著播種精確的優(yōu)勢(shì)，屬于精播播種機(jī)。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家播種機(jī)多為氣吸式播種機(jī)，種子帶播種機(jī)結(jié)構(gòu)則較為簡(jiǎn)單，需要前期利用棉線、種帶對(duì)種子進(jìn)行編織加工，優(yōu)點(diǎn)是種距及播種數(shù)量根據(jù)農(nóng)藝要求精確可調(diào)，避免造成種子浪費(fèi)，種帶還可提供保護(hù)避免被鳥(niǎo)類蠶食。

根據(jù)種類以及收獲期、規(guī)模的區(qū)分，蔬菜一般分為設(shè)施類蔬菜以及露地蔬菜，露地蔬菜實(shí)現(xiàn)機(jī)械化較為容易，設(shè)施蔬菜受設(shè)施的影響，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化仍有一定的難度。因此，研發(fā)設(shè)施蔬菜的基礎(chǔ)理念應(yīng)以小型化、電動(dòng)化為主。蔬菜的機(jī)械化采收依然是重點(diǎn)、難點(diǎn)。根據(jù)種類不同，蔬菜可分為葉菜例如白菜、甘藍(lán)、油菜、生菜、韭菜等，根莖類蔬菜例如蘿卜、萵筍、大蔥、大蒜、大姜、薯類等，果實(shí)類蔬菜例如番茄、黃瓜、茄子等。目前，葉菜類收獲機(jī)有甘藍(lán)收獲機(jī)以及設(shè)施內(nèi)生菜、油麥、油菜收獲機(jī)，甘藍(lán)及白菜收獲機(jī)雖然沒(méi)有取得大面積市場(chǎng)推廣，但技術(shù)可滿足農(nóng)藝要求。首先，該類收獲機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)的刀片切開(kāi)甘藍(lán)或者大白菜的根莖，然后通過(guò)柔性輸送裝置將甘藍(lán)或者大白菜傳輸?shù)綑C(jī)具的后半部分進(jìn)行人工裝袋或者集中入箱，該類裝備仍需提升優(yōu)化的問(wèn)題主要是避免堵塞以及在傳輸過(guò)程中的損傷。生菜類收獲機(jī)目前已有產(chǎn)品，且效率較高，但是該類產(chǎn)品會(huì)將蔬菜的根部進(jìn)行切割，生菜、菠菜等蔬菜由于其形態(tài)特征根部切斷后菜葉將會(huì)散開(kāi)，可能會(huì)影響運(yùn)輸、儲(chǔ)存及銷售，對(duì)于該種機(jī)械可研發(fā)挖掘+振動(dòng)分離一體的收獲機(jī)進(jìn)行收獲，并且該種收獲機(jī)的使用對(duì)于苗床的要求較高，必須平整沒(méi)有較大的壟溝或者凸起。根莖類蔬菜例如薯類收獲機(jī)較為成熟，薯類收獲機(jī)目前多為牽引式或者懸掛式，通過(guò)掘土鏟進(jìn)行挖掘，將薯類以及土壤輸送至振動(dòng)篩將土壤與薯類進(jìn)行分離，技術(shù)發(fā)展較為成熟。目前果實(shí)類蔬菜收獲機(jī)仍然沒(méi)有取得較大的研究成果，首先果實(shí)類收獲機(jī)的研發(fā)難點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：（1）如何判斷果實(shí)是否成熟，番茄、茄子等果實(shí)成熟時(shí)顏色會(huì)發(fā)生變化，運(yùn)用顏色傳感器即可判斷，但是一些瓜類、青椒類蔬菜成熟時(shí)顏色可能不會(huì)發(fā)生變化，這就對(duì)機(jī)械判別造成困難；如果對(duì)尺寸進(jìn)行感知但由于部分蔬菜成熟果實(shí)尺寸不一則會(huì)影響界定。（2）部分作物植株形態(tài)較為復(fù)雜，果實(shí)分布不一，且可能隱藏，這對(duì)于機(jī)械化采摘造成困難。（3）果實(shí)成熟時(shí)間不一，這對(duì)于大規(guī)模高效率的機(jī)械化采摘造成困難。目前部分研發(fā)部門的方向?yàn)椴烧?，但大多還處于研發(fā)理論階段，真正實(shí)現(xiàn)落地應(yīng)用還有一段不短的距離，原因首先是效率問(wèn)題，采摘手的設(shè)定應(yīng)當(dāng)是自動(dòng)采摘，自動(dòng)采摘必須依靠各種傳感器以及大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，在當(dāng)前的技術(shù)范圍內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)高效率的精準(zhǔn)快速采摘（在工業(yè)生產(chǎn)上，流水線上的工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂是設(shè)定好的程序，以及準(zhǔn)確無(wú)誤的位置，無(wú)須進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)匹配計(jì)算，因此效率較高），提高效率最簡(jiǎn)單的方法是增加采摘手，但增加采摘手一是增加成本，二是結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜，不適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境作業(yè)。因此，如何實(shí)現(xiàn)果實(shí)類采收農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，提高生產(chǎn)效率呢？筆者認(rèn)為，在可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)，要刨除純機(jī)械采收的方案，采用種植模式改良、設(shè)施改造、機(jī)械輔助、人工采收的模式，例如番茄的種植，設(shè)施內(nèi)番茄環(huán)境一般比較復(fù)雜，需要大量的牽引線，因此，可在牽引線的輔助下加高番茄植株的高度，改造設(shè)施內(nèi)植株布局，加寬中間行距，引入機(jī)械化采摘平臺(tái)及運(yùn)輸車輛，提高采收效率。

1.3 果園作物農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合理論

由于受總體地形影響，我國(guó)大部分果園生產(chǎn)在山地丘陵以及黃土高原地帶，而且，傳統(tǒng)大樹(shù)型果園較多。但隨著老齡果園的升級(jí)改造以及大量的新建果園的開(kāi)發(fā)建設(shè)，適合機(jī)械化生產(chǎn)的矮砧密植型果園占比不斷增多。實(shí)際上，矮砧密植型果園的出現(xiàn)也是果園生產(chǎn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的成果。傳統(tǒng)老果園由于樹(shù)冠的原因限制了果園裝備開(kāi)展作業(yè)，因此，多方聯(lián)合經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)論證，矮砧密植型果園應(yīng)運(yùn)而生，矮砧密植型果園的理念是限制果樹(shù)的生長(zhǎng)空間，不追求單棵果樹(shù)的產(chǎn)量，通過(guò)密植果樹(shù)實(shí)現(xiàn)水果不減產(chǎn)，通過(guò)運(yùn)用機(jī)械化管理方法以及更科學(xué)的管理手段降低生產(chǎn)成本，提升果品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效的效果。目前，矮砧密植型果園可以利用機(jī)械化來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化除草、機(jī)械化施肥、機(jī)械化植保、水肥一體化、機(jī)械化修剪、半機(jī)械化采摘等主要環(huán)節(jié)。其中農(nóng)藝要求較高的主要有除草、植保、施肥以及灌溉。首先，隨著種植生草的理念已經(jīng)被廣泛接受，機(jī)械化除草也就相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化了。生草刈割的農(nóng)藝要求主要是不破壞生草的根部，將切割的碎草進(jìn)行回收或者平鋪在地面，果園專用割草機(jī)即可實(shí)現(xiàn)此功能，技術(shù)成熟，效率高。植保根據(jù)主要目的以及時(shí)期的不同其藥液的施加對(duì)象也有所不同?？偨Y(jié)而言，植保施藥的農(nóng)藝要求主要是霧滴均勻、覆蓋全面、葉背及葉面均需附著，再加上環(huán)保及成本控制的要求，還需要盡可能減少浪費(fèi)的藥液。果園用噴霧機(jī)基本可以實(shí)現(xiàn)上述要求，首先果園用噴霧機(jī)一般選用大風(fēng)量風(fēng)扇以及隔膜泵，利用大風(fēng)量將藥液噴灑到更高的樹(shù)枝樹(shù)干上，強(qiáng)大的風(fēng)力也可使煽動(dòng)樹(shù)枝樹(shù)葉，使藥液噴灑更均勻無(wú)死角，加裝有靜電發(fā)生裝置的噴霧機(jī)可使霧滴帶有電荷，利用電荷的吸附性可有效避免藥液的浪費(fèi)，減少藥液的使用。果園施肥一般有化肥、有機(jī)肥和液體肥，其中有機(jī)肥占比最多，開(kāi)溝施肥機(jī)即可實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥的深埋施肥。先進(jìn)的水肥一體化系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)果園的灌溉及施加液體肥，水肥一體化系統(tǒng)可通過(guò)設(shè)定實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉量以及液體肥施加量進(jìn)行精準(zhǔn)控制，更加符合農(nóng)藝要求，從而提升果品品質(zhì)。實(shí)際上，枝條修剪也是農(nóng)藝要求最多的環(huán)節(jié)之一，但矮砧密植型果園的修剪則較為簡(jiǎn)單，主要是以修型為主，避免果園的生長(zhǎng)對(duì)機(jī)械化造成影響。

1.4 通用型農(nóng)機(jī)裝備的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合

首先，拖拉機(jī)是應(yīng)用最多的農(nóng)機(jī)裝備，也是最基礎(chǔ)的農(nóng)機(jī)裝備。拖拉機(jī)一般是在后置懸掛或者牽引作業(yè)裝置，對(duì)作物的影響主要是土壤的壓實(shí)以及禾苗的碾壓，因此，為更符合農(nóng)藝要求，拖拉機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)可以以輪胎的接地面積以及輪距的調(diào)整為抓手，增大接觸面積既可以提供更大的牽引力也可以減少土壤的壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)輪距的調(diào)整可以避免造成壓苗的現(xiàn)象。同時(shí)，大規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)也可以根據(jù)農(nóng)機(jī)裝備作業(yè)幅寬在田間設(shè)置機(jī)耕路，更加方便機(jī)械化作業(yè)。

無(wú)人植保機(jī)近些年來(lái)炙手可熱，無(wú)人植保機(jī)用來(lái)施藥有著效率高、安全性好、不對(duì)作物碾壓影響的優(yōu)點(diǎn)，而且由于無(wú)人植保機(jī)風(fēng)扇帶來(lái)的大風(fēng)量，藥液噴灑會(huì)更加均勻全面，但是受攜藥量的限制，無(wú)人植保機(jī)噴灑的藥量多為高濃度藥液。

2 如何更高實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合

實(shí)際上，出現(xiàn)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝不融合的現(xiàn)象主要有兩個(gè)方面的原因：（1）消息閉塞，農(nóng)機(jī)裝備的生產(chǎn)研發(fā)部門并不了解農(nóng)藝的實(shí)際要求，只是“想當(dāng)然”的研發(fā)設(shè)計(jì)。（2）農(nóng)藝要求太過(guò)復(fù)雜，目前技術(shù)手段無(wú)法有效滿足，因此，可以針對(duì)以上兩個(gè)方面進(jìn)行努力。

2.1 打破信息壁壘，聯(lián)合帶動(dòng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合

一般情況下，農(nóng)業(yè)類的學(xué)校、研究機(jī)構(gòu)、政府單位中的種植業(yè)和機(jī)械化管理進(jìn)行分開(kāi)設(shè)置，因此，加快農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合首先就要打破這種局面。例如，在農(nóng)業(yè)類學(xué)校的課程設(shè)置上，農(nóng)業(yè)機(jī)械類專業(yè)可以引入適當(dāng)?shù)霓r(nóng)藝課程；農(nóng)藝專業(yè)可以引入適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)機(jī)械課程，使農(nóng)業(yè)機(jī)械類人才在從事農(nóng)機(jī)裝備的設(shè)計(jì)研發(fā)時(shí)意識(shí)到必須依照相關(guān)農(nóng)藝要求；農(nóng)藝類相關(guān)人才在進(jìn)行相關(guān)工作時(shí)也必須考慮機(jī)械化的應(yīng)用基礎(chǔ)。農(nóng)藝有著明顯的區(qū)域性，因此同樣的作物不同地區(qū)的種植模式可能存在較大區(qū)別，例如傳統(tǒng)糧食作物的玉米在不同地區(qū)的種植模式存在極大不同，在黃淮海地區(qū)玉米種植模式為550mm~600mm行距多為平地或者小壟種植，在新疆內(nèi)蒙地區(qū)則為小行距種植，東北地區(qū)則為大行距大壟種植，區(qū)域性十分明顯。因此農(nóng)機(jī)推廣部門在進(jìn)行農(nóng)機(jī)產(chǎn)品推廣時(shí)可與農(nóng)藝部門聯(lián)合，從而遴選更適合、更符合農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。面對(duì)復(fù)雜的農(nóng)藝要求，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)或者升級(jí)可以充分借鑒“農(nóng)民發(fā)明家”，一些農(nóng)民老手在充分了解農(nóng)藝要求的基礎(chǔ)下，奇思妙想，不受條條框框的束縛，往往能夠取得意想不到的效果。

2.2 多方面配合，共同推動(dòng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合不單指農(nóng)機(jī)配合農(nóng)藝，而是農(nóng)機(jī)農(nóng)藝相互配合，新型果園的大面積推廣即是較為成功的典型。在新品種的研發(fā)方面，工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)盡可能地簡(jiǎn)化農(nóng)藝要求，同時(shí)在設(shè)施配套、規(guī)劃方面，積極考慮機(jī)械化的應(yīng)用基礎(chǔ)。例如，棉花機(jī)械化采收面臨的問(wèn)題之一就是棉桃成熟時(shí)間不一，因此，為降低機(jī)械化采收成本，提高生產(chǎn)效率，可以積極培育棉桃成熟時(shí)間統(tǒng)一的棉花，方便機(jī)械化統(tǒng)一采收。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合是一條艱難且漫長(zhǎng)的道路，需要聯(lián)動(dòng)各個(gè)行業(yè)共同參與，融合發(fā)展。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的實(shí)現(xiàn)途徑是首先要建立起一套完整且成熟的涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械制造、品種的研發(fā)設(shè)計(jì)、農(nóng)藝的試驗(yàn)研究、各種農(nóng)資的設(shè)計(jì)研發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)劃的設(shè)計(jì)研發(fā)模式，統(tǒng)籌謀劃，在產(chǎn)品的推廣工作上，也應(yīng)當(dāng)與農(nóng)藝進(jìn)行結(jié)合，遴選更加適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)藝的產(chǎn)品，形成系統(tǒng)的融合模式，進(jìn)而事半功倍。