新常态下中国农业机械化发展问题探讨(续)

3新常态下农业机械化亟待解决的突出问题新常态下的农业机械化,一方面,提高薄弱环节机械化生产的农机装备数量,加速机械替代农业劳动力的步伐,全面提升农业综合生产能力,解决＂谁来种地＂的问题;另一方面,科学合理配置农机装备,提高农机装备使用效率,改善农业生态环境,实现农业机械化可持续发展,解决＂怎么种地＂的问题。今后农机装备应用与生产将向数量质量并重,机械化作业将向全程、全面发展,整体上将向优质、高效转型升级。

新常态下中国农业机械化发展问题探讨

在新常态形势下如何科学推进中国农业机械化发展,是一项赋有时代意义的课题。文章剖析了新常态下农业发展与粮食安全面临的新挑战,对新常态下农业机械化发展呈现出的新特征进行了总结与分析,为推进中国农业机械化发展战略、政策方针的制定具有参考价值。

新常态下中国农业机械化发展问题探讨

2014年,习近平总书记做出中国经济运行进入＂新常态＂的重大战略判断。＂新常态＂体现出的主要特征：一是经济发展进入换挡期,增长速度放缓,发展质量和效益提升,为进一步改革、调整提供了空间;二是经济发展进入转型升级的关键时期,从粗放到集约,从低端到高端,转方式、调结构的要求更为迫切。

基于科学计量的中国农业工程研究热点探析

农业可持续发展是农业工程研究所追求的目标,也是农业工程学科需要重点解决的问题,准确把握与判断学科发展方向对促进农业可持续发展具有重要意义。该研究以1957—2014年发表在《农业工程学报》与《农业机械学报》中的学术论文为研究对象,应用科学计量学方法与可视化知识图谱技术,直观呈现了不同阶段中国农业工程研究热点,总结了不同阶段研究热点组成与基本特征,探讨了研究发展总体趋势。研究表明,中国农业工程研究总体上经历了以较单一热点主题向多元化主题发展的过程;在研究领域方面经历了从简单工程技术在农业中的应用向工程技术与计算机、生物、资源、环境与生态等科学的跨学科交叉融合及丰富化过程,在研究手段与技术应用上经历了从简单的实验分析向计算机模拟仿真、智能控制及物联网等高新技术为主的创新与拓展过程。当前中国农业工程研究正向以信息化、自动化和智能化为核心的智能精准农业技术研究方向发展,突破环境与资源约束,发展高效、安全与可持续现代农业成为学科研究与发展的新方向。研究可为相关研究人员追踪学科发展方向提供参考。

“十四五”农业机械化面临的重大挑战与战略任务

"十四五"是我国全面建成小康社会后奋力实现2035年"农业农村现代化基本实现"战略目标的第一个五年,新形势、新任务、新需求对农业机械化提出了更高要求。深刻认识新时期农业机械化与农业农村现代化的关系,分析农业机械化面临的重大挑战及迫切需要解决的问题,更好地发挥农业机械化对农业农村现代化和乡村振兴目标的支撑作用意义重大。

基于农机农艺结合的玉米生产机械化系统研究

从农机农艺结合的角度出发,提出了一种研究玉米生产机械化系统的方法。该方法在分析背景和条件的基础上,从技术集成、组织集成和管理集成层面入手,提出基于农机农艺结合的玉米生产机械化系统的分析框架。在技术集成层面,主要从农机和农艺的现有技术入手,寻找玉米机械化生产各环节农机农艺可匹配技术;在组织集成层面,从玉米种植组织和农机服务组织的现有类别,分析有利于农机农艺机结合的集成思路和方法;在管理集成层面,从资源管理、任务调配和过程管理等角度提出有利于玉米生产机械化的建议。

广东水稻机械化生产技术模式的形成与发展趋势

为了促进广东水稻机械化生产的发展,通过调查研究和专家咨询,对其技术模式进行了研究。结果表明,技术模式包括水平和结构两个层面。模式的形成是内部因素和外部因素双重作用的结果。其中,内部因素来自于技术本身,主要与技术研发、技术成熟度等有关,是影响技术模式形成的根本因素;外部因素是在技术之外影响技术模式形成的因素,包括水稻品种与自然灾害、土地和基础设施建设、组织的发展、农机工作人员和农机农艺部门配合、扶持措施、经济条件和政府投入等方面。技术模式的发展是技术本身和配套措施相结合共同作用的结果,所以在把握技术发展总体方向的同时,必须从组织、管理等方面进行综合配套,才能形成优化的技术模式。

欧美发达国家农业工程学科发展规律与趋势

农业工程学科的发展最终会走向农业/生物系统工程,探究与跟踪发达国家农业工程学科发展规律及趋势可有效推动我国农业工程学科发展。本文以三次工业技术革命为主线,总结出欧美农业工程学科发展的三个规律性特征:以个人实践经验为主的前科学时期、科学与技术紧密结合的常态科学时期及农业现代化引发的学科危机与革命期,并从学科名称调整、专业结构重构、跨学科教育与管理、核心课程体系平台建设等方面对对进入革命期后的学科发展趋势加以归纳与总结。研究可为加快我国农业工程学科发展、促进学科知识与技术创新提供指导和借鉴。

西北地区马铃薯机械化生产技术与差异性研究

中国马铃薯种植区域分布广泛,各产区自然资源条件、种植规模、产业化基础、产业比较优势等基本条件差异较大。为更加全面地研究西北地区马铃薯机械化生产现状,通过实地调研问卷,对典型马铃薯全程机械化生产技术进行归纳总结,其主要包括种薯处理和田间机械化作业两方面。田间机械化作业技术包括:翻耕/深松、整地、施肥、起垄、覆膜、种植、培土、除草、植保、杀秧、收获、地膜回收。同时,借鉴相关标准和技术规范,列举各机械化作业环节的评价指标,为系统地把握和评价该区域马铃薯机械化生产提供参考。此外,利用嵌套方差分析法和成对比较检验法,对2008—2018年西北马铃薯主产区机械化水平进行统计分析,研究结果表明:建立嵌套方差分析模型P<0.001,理论模型具有意义,各省(区)机械化水平差异显著。马铃薯机械化发展的差异不同,造成差异的本质原因也不同,各地应立足区情,按照全面规划、突出重点,采用适合本区域的全程机械化生产模式,按照梯次推进的原则,逐步缩小各省(区)机械化发展的差距。

主要粮食作物机械化生产工程模式构建与评价

中国主要粮食作物机械化生产已进入从单环节生产机械化向全程化发展的关键阶段,并在长期的发展过程中形成了多种工程模式。但目前鲜有研究从全程化、产业化、组织化、规模化的角度对其进行深入分析。因此,该文从系统工程的角度构建起主要粮食作物机械化生产工程模式体系框架。为了验证模式构建的合理性,客观分析不同模式的效果,该文在科学、实用、引导、可比、可行原则的基础上构建了一套评价指标体系。根据量化的难易程度,将指标分为易于量化的评价指标和不易量化的分析指标2种类型。评价指标以先进性、完备性、匹配度和经济性为评价准则,分析指标包括生态性、融合度、政策性和组织化指标。指标权重采用3轮专家匿名打分的方式获得,同时运用"现代农业发展目标与要求+统计数据分析+发达国家与地区经验+实际调查+专家咨询"相结合的方法得到指标标准值。在对全国不同区域采集数据进行评价的基础上,该文选取广西水稻机械化生产4种典型模式为例进行实例分析,从结果可以看出,该模式构建方法和评价指标体系具有较好的实用性,可推广应用并在实践中进一步完善。

粮食作物生产机械化系统动力学建模与仿真

分析了中国粮食作物机械化生产系统结构组成,构建了因果分析图和系统动力学流图。在此基础上,进行了系统动力学模型构建与仿真分析。结果表明:经济发展水平、土地经营规模、农业劳动力转移是影响粮食作物机械化生产系统的主要因素。只有通过提高粮食作物生产规模化程度和专业化程度并配合产业发展规律,才能从根本上提高机械化生产的效率和生产能力。

吉林省农户采用玉米机械化收获的影响因素分析

基于对吉林省186个农户的调查数据,应用Logistic模型从户主特征、农户生产经营特征、作业效果感知和政策与环境特征等4个方面对农户采用玉米机械化收获的影响因素进行实证分析。研究表明:户主性别、技术培训经历、种植规模、非农收入比重、作业效果感知、参与合作社、政策扶持以及示范推广等对农户玉米机械化收获行为选择有显著的正向影响,而受到严重自然灾害的作用为显著负向。加大农民技术培训力度、加快土地整合和流转速度、促进农村劳动力转移、加强政府的政策扶持力度、强化农村防灾抗灾能力等措施可以促进更多的农户采用机械化方式收获玉米。

南方双季稻区水稻机械化生产燃油消耗影响因素分析

研究影响南方双季稻区水稻机械化生产燃油消耗的因素,有利于减少农业机械化生产环节的燃油消耗量,降低农业生产成本、提高农民收入和保护生态环境。以南方双季稻区120份有效入户调查资料为样本,采用实证研究和对比分析的方法进行研究。结果表明:南方双季稻区水稻机械化生产的燃油消耗量平均为95.08L/hm2,单位面积的燃油消耗量比北方稻区(黑龙江)高11.80%,比稻麦轮作区(江苏)高9.12%,比日本高59.21%;燃油消耗的影响因素按影响程度从大到小排序为:机具作业环境、机具配置合理度、机具性能、机械化技术和机手受教育年限。研究对于降低该区域的燃油消耗量,降低水稻生产成本有重要的意义。

江苏稻麦两熟区机械化生产模式的效率分析

为有效指导稻麦轮作一年两熟区的机械化生产模式的选用及其效率优化,该文以江苏省24个典型稻麦机械化生产模式为研究对象,基于调研数据,运用DEA-Tobit两步法,分别以货币收益和粮食产量为产出目标,测算各模式的效率及其影响因素。结果表明:基于不同产出目标的效率值差异显著。以货币收益为产出目标,有合作社或农业企业对外作业服务、且机械化生产程度较高特点的模式的效率值较优;以粮食产量为产出目标,具有农机化作业自有自用、机械化生产程度较高特点的模式的效率值较优。财政补贴占总投入的比例、农田连片率、劳动者受教育程度对各生产模式都是正向影响,劳均农机动力、台均农机原值、劳均种植面积对不同产出目标生产模式的技术效率有正向或负向影响。且当前大部分生产模式处于规模报酬递减。故根据不同的产出目标,应在一定的组织模式下选用适宜的技术模式,并针对各影响因素对效率的作用调整改进方向,非盲目增加投入量。该研究结果可为江苏省选用适宜的稻麦机械化生产模式以及优化效率提供参考。

广西丘陵山区水稻机械化生产装备结构优化分析

为因地制宜地提出广西丘陵山区水稻机械化生产装备结构优化方案,本文以地区经济水平、规模化经营程度和耕种收综合机械化水平三个指标为划分依据重新将广西14个市分成三类区域。并运用数据包络分析方法 (DEA)对装备结构进行效率分析,得出全区成本效率为0.496,整体效率低下。通过构建Cost-C模型分析提出四套区域优化方案,并指出I类区域应逐步引导加强机具的使用和跨区作业,提高机具利用率;II类区域应加大推广应用小型农业机械的力度;III类区域应结合地形特征发展装备结构。

榆树市玉米机械化生产系统分析

为提高榆树市玉米机械化生产系统的效率和能力,本文在理论分析和大量实地调研的基础上,对榆树市玉米机械化生产系统内部要素构成及分系统间关系进行描绘,进而构建了玉米机械化生产系统概念模型,在系统运行现状分析的基础上,提出榆树市玉米机械化生产系统的发展建议。

全程机械化下广西水稻免(少)耕生产模式

目前广西水稻免(少)耕生产一些关键环节还处于人工为主的状态,不能适应全程机械化发展的必然趋势。为了探索该区机械化免(少)耕生产模式,本文采用实证分析的方法进行研究。结果表明,相比于传统生产模式,免(少)耕生产模式在保持水土、培肥地力、节本增效、促进生态平衡、减少水域淤积和环境污染等方面具有明显优势。广西目前存在的免耕抛秧因种植环节实现机械化的问题,并不能成为未来的主导模式。以免(少)耕机械插秧、化学灭茬(草)、秸秆还田、休闲期绿色覆盖为主要特点的技术模式可能是未来广西机械化免(少)耕生产的主导模式。广西水稻免(少)耕生产机械尚不成熟,机械研发应以小型、轻便,接地压力小不宜下陷,深泥脚田适应性好的机型为主,并以免(少)耕插秧机为研发重点。

基于高质高效的西南丘陵山区机械化生产模式评价

针对西南丘陵山区机械化生产体系不完善、生产模式复杂多样、缺乏系统评价等问题,以农业经营主体为研究对象,从规模适度-生产高效-生态友好等角度构建“农田+农机+农艺+信息”四融合的西南丘陵山区机械化生产系统及模式评价体系,包含农田宜机化、适度规模经营、农机配备质量、农机装备智能化程度、农机生产效益和耕地健康6维度及15个三级指标。应用层次分析法和CRITIC法确定权重;以农田禀赋为基础、机械装备为核心、规模化效益为导向选取西南地区小麦/玉米机械化生产4种典型模式进行评价比较。结果表明:普通农户关键环节机械化生产模式(M1)下地块较小且地势起伏大,机具只能使用小型、低效率机械;化肥与农药施用量高于标准值,其经营规模与发展模式不可持续;家庭农场带状复合种植机械化生产模式(M2)下实现农田连片经营与田间生产全程机械化,然而带状复合种植收获机具技术尚不成熟,导致模式整体作业效率低于合作社模式,但该模式可提高土地利用率、实现粮食增产,适宜在家庭农场中推广;合作社“全程机械化+数字化”生产模式(M3)下,大中型机械在宜机化改造后的农田中充分发挥作业效率和燃油效率优势,同时产后干燥与初加工处理提升粮食质量和效益,实现了产前、产中、产后全过程机械化,此外数字化管理系统有效提升农业管理和机具使用效率,该模式适宜在丘陵山区合作社及部分家庭农场中大力推广;大型合作社种养循环全程机械化生产模式(M4)在全程高效机械赋能的基础上,实现了种养结合的农业产业链,合作社生产的青贮秸秆销售给奶牛场做加工饲料,奶牛产出的有机肥供给合作社进行循环利用,该模式实现生态经济耕作,适宜在部分养殖大县中进行推广。4种模式的综合评价值分别为:0.31、0.67、0.86和0.79,排序从大到小依次为:M3、M4、M2、M1;评价结果符合现实情况,该指标体系能够客观评价各机械化生产模式特点,可为西南丘陵山区各经营主体机械化生产模式选择及改进提供理论基础。

丘陵山区小麦/玉米收获机械选型评价研究

由于丘陵山区地形地貌、农田规模和地块条件的特殊性,缺乏小麦玉米收获机械科学选型方法,特别是对地形条件和安全性考虑不足,导致部分收获机械在丘陵山区的作业适应性、通过性差,损失率偏高。为提高小麦玉米收获机械的适应性,降低机收损失率,实现安全绿色高效生产,本文秉持先进适用、轻简高效、绿色环保、安全舒适等基本原则,在农机选型理论基础上,通过实地调研和专家咨询,基于定性分析与定量分析相结合、理论与实际相结合、农机与农艺相融合的方法,采用层次分析法构建了由能耗、作业效率、作业效果、作业性能、舒适性、安全性等6个二级指标、16个三级指标组成的丘陵山区小麦/玉米收获机械选型评价指标体系,根据专家调查法及相关研究确定评价指标权重。结合田间试验和实地调研,在四川省三台县对J-2.5型(Ⅰ)、L-3.5型(Ⅱ)、W-4.0型(Ⅲ)、S-4C型(Ⅳ)、A-5.0ZA型(Ⅴ)、W-6.0EA型(Ⅵ)等6种小麦收获机进行选型评价验证。研究结果表明,6种小麦收获机的综合评价值分别为0.71、0.43、0.50、0.73、0.45和0.39,其效果排序依次为Ⅳ、Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅵ。评价结果符合农户实际使用情况,说明该评价指标体系在西南丘陵山区具有较好的科学性和适用性,可为有关管理部门和农户进行小麦收获机械选型提供科学依据,并能为农机科研单位、生产企业改型、研制适宜于丘陵山区的小麦玉米收获机提供参考。

烟草田间作业机械评价模型的构建

为评价农业机械的适用性满意度,探索基于实际生产管理需要的农业机械选型方法。以烟草种植和烟草田间作业机械为研究对象,将烟草种植流程划分为3个阶段10个环节,并设定各环节的评价指标体系,每个环节设计了作业成本、作业效率、作业效果、使用效应等4个二级指标,共44个评价指标。结合田间实地测试采集评价指标数据;依据农艺要求量化评价指标的评判基准;采用层次分析法,构建综合评价模型。以起垄环节为例评价模型的应用,共涉及7台不同类型的起垄机组(编号分别为I,II,…VII),其中,IV、V为"履带式",VII为"复合式",其余均为"手扶式"。测试过程表明,"手扶式"起垄机组工作状态易调整、作业效果好;"履带式"起垄机组整机质量较大,动力不足时容易导致作业、行进速度变缓;"复合式"起垄机组整机结构复杂,操作舒适性和安全性不高。从评价结果看,参与测试的7台起垄机组中,作业成本指标排序靠前是I、III、II号机组,评价值分别为0.91、0.89、0.85;作业效率指标排序靠前的是V、IV、II号机组,评价值分别为1、0.49、0.41;作业效果指标排序靠前的是II、V、I号机组,评价值分别为0.96、0.69、0.66;使用效应指标排序靠前的是I、II、V号机组,评价值分别为0.93、0.75、0.59;综合评价表现较佳的是II、I、V号机组,适用性满意度评分分别为0.75、0.68、0.66,选型评价结果与当地实际情况相吻合。该模型可为农业机械选型定量化的比较提供依据和参考。