中國農業(yè)機械化科技發(fā)展報告2015-2016年(二)
中國農業(yè)機械化科技發(fā)展報告2015-2016年(二)
二、種植機械化
(一)專業(yè)組工作開展情況
1.學術交流活動
(1)糧食作物
① 羅錫文院士,2015年1月15-18日,與貴州省農業(yè)委員會代表團洽談水稻、薏苡生產全程機械化合作事宜。羅錫文院士團隊從2013年與貴州省農委合作,已在貴州省安順、平壩、銅仁、惠水等地建立了4個水稻生產全程機械化示范基地,引進羅錫文院士團隊水田激光平地技術和水稻精量穴播技術進行推廣示范。座談會上,代表團匯報了2014年貴州省水稻機械化生產工作取得的初步成效及存在的問題,2015年準備再增加3個示范點,進一步擴大示范面積,推進貴州水稻生產全程機械化示范與應用;同時提出了貴州省薏苡生產情況及機械化生產的問題,準備從種植、收獲兩個環(huán)節(jié)與羅錫文院士團隊合作,解決薏苡機械化生產的難題,推進貴州薏苡機械化生產的發(fā)展。羅錫文院士與貴州代表討論了水稻精量穴播技術及配套農藝技術問題,擬定了2015年貴州省水稻生產全程機械化實施方案,明確了各實施單位的任務。
2015年6月5日,在河南省信陽市淮濱縣召開水稻機械化精準種植模式與關鍵技術集成示范現(xiàn)場會,示范地點在固始鄉(xiāng)億豐農機合作社,華南農業(yè)大學、中國農業(yè)大學、南京農業(yè)大學、華中農業(yè)大學、東北農業(yè)大學、農業(yè)部農業(yè)機械化技術開發(fā)推廣總站、中國農機化科學研究院、農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所、國寶雜交水稻技術工程中心、淮濱縣農業(yè)局、信陽市水稻種植大戶及合作社代表等80多人參加了現(xiàn)場會,現(xiàn)場會演示了18種水稻種植新技術及機具,包括水田整地機械、水稻直播機械和水稻育插秧機械等。
2015年8月25-28日,應邀參加了在貴州省貴陽市召開的“全國第十六屆水稻優(yōu)質高產理論與技術研討會”,會議由中國作物學會作物栽培專業(yè)委員會和水稻產業(yè)分會共同主辦,由貴州省農業(yè)科學院承辦。來自全國農業(yè)院校和農業(yè)科研院所中從事水稻栽培研究的專家學者約400人參加了會議。參會代表圍繞大會主題 “水稻豐產提質增效現(xiàn)代栽培理論與技術”進行了專題報告與討論,交流與討論的主要內容有:加快水稻栽培科學發(fā)展的問題;水稻豐產優(yōu)質高效協(xié)同形成機理與調控;水稻精確栽培原理與技術;水稻超高產規(guī)律與技術;水稻節(jié)肥節(jié)藥節(jié)水與清潔生產理論及技術;水稻機械化、輕型化和信息化栽培理論與技術;稻田生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)農業(yè)模式(工程);稻田農作制與地力可持續(xù)增長技術;稻米需求、流通、加工新動態(tài)與稻作產業(yè)化趨勢。羅錫文院士在大會上作了“水稻生產機械化新技術與新機具”大會報告。
2015年9月12-15日,在河南省信陽市淮濱縣召開水稻機械化精準種植模式與關鍵技術集成示范召開專家現(xiàn)場評議會,邀請河南省農業(yè)科學院張新友院士、中國水稻研究所章秀福研究員、長江大學盧碧林教授、河南省信陽市農業(yè)局孫兆全總農藝師、河南省淮濱縣農機局王波高工和河南省信陽市農業(yè)科學院段仁周研究員等6位專家對水稻機械化精準種植模式與關鍵技術集成示范進行現(xiàn)場評議,專家組實地考察了不同機械化種植方式水稻長勢,建議進一步加強水稻機械化精準種植模式的集成展示力度,提升技術成熟度和加快推廣應用。
2015年9月5日,應邀參加了四川省農技推廣總站與四川省農科院作物研究所聯(lián)合舉辦的“四川省水稻機械化直播技術交流會”,四川省農技總站、四川農機化發(fā)展處和四川農科院及綿竹等12個市縣區(qū)的農技站站長及種糧大戶代表共計80余人參加了會議。羅錫文院士作了“水稻生產機械化新技術與新機具”大會報告,并對四川水稻機械化直播技術的發(fā)展給予了肯定和鼓勵。此外,在會議上四川農科院李旭毅博士作了“四川水稻機械化直播技術的研究和應用”的報告,彭山區(qū)、三臺縣及綿竹市的種植大戶代表對水稻機械化直播技術的應用情況作了交流,并表示明年進一步擴大應用面積。
2015年9月15日,應邀參加了由漢中市科學技術協(xié)會組織的“漢中市首屆學術年會”,中國工程院陳一堅院士、有關專家和漢中市科學技術協(xié)會會員共100多人參加了學術年會。羅錫文院士作了“轉變農業(yè)發(fā)展方式,推進現(xiàn)代農業(yè)建設”的學術報告,羅院士結合水稻精量穴播技術的研究以及在漢中的應用情況,對漢中現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展提出了建議。下午,羅錫文院士到陜西金沙灘農業(yè)綜合開發(fā)有限公司水稻精量穴播技術示范基地進行了現(xiàn)場測產,由華南農業(yè)大學、陜西省農機技術推廣站、漢中市農機管理站、勉縣農機推廣中心和勉縣農技推廣中心等單位共同實施,采用華南農業(yè)大學研制的水稻精量穴播機播種,畝產量為810.8kg。
2015年11月16-19日,第六屆亞洲精準農業(yè)會議在廣州召開。來自中國、美國、英國、澳大利亞、日本、韓國、希臘、印度、馬來西亞、印度尼西亞等15個國家和地區(qū)的有關科研院所、高校、學會、協(xié)會、企業(yè)等單位的領導和專家400多人出席了會議。羅錫文院士主持會議并在大會上作了報告,中國工程院汪懋華院士作了《新一代信息技術革命助推智慧農業(yè)創(chuàng)新發(fā)展》的大會報告,國家農業(yè)信息化工程技術研究中心主任趙春江,以及來自美國、韓國、日本等國的17位中外專家作了大會報告,18日參會代表到增城教學科研基地參觀精準農業(yè)作業(yè)裝備田間現(xiàn)場演示?,F(xiàn)場演示了水田激光平地機、水稻精量穴直播機、水稻精量旱直播機、無人駕駛主從導航拖拉機、無人駕駛噴霧機、無人直升機等18種機具,演示機具代表了我國精準農業(yè)研發(fā)和應用的最新科技成果,獲得了與會領導和專家的高度評價。
2016年3月14日,與寧夏回族自治區(qū)農林科學院代表團洽談“十三五”科研項目合作事宜,寧夏回族自治區(qū)農林科學院代表團由黨院長周東寧及院科技人員一行6人組成。雙方對羅錫文院士團隊的水稻精量穴直播技術在寧夏回族自治區(qū)的應用情況進行交流,羅錫文院士團隊與寧夏回族自治區(qū)農科院合作的近8年取得了良好成績,水稻精量穴直播技術可節(jié)約種子、提高植株抗病、抗倒伏性,節(jié)本、增產、增效效果明顯等,較常規(guī)直播節(jié)約種子8公斤/畝,平均增產8%左右,對引領寧夏回族自治區(qū)水稻學科、人才培養(yǎng)、學科建設起到了重要作用。羅錫文院士表示將赴寧夏回族自治區(qū)進行新一輪實地考察研究,進一步拓展項目合作領域。
2016年3月23-24日,羅錫文院士應邀參加了在陜西延安召開的“水稻機械化精量穴播技術研討會”。會議由華南農業(yè)大學南方農業(yè)機械與裝備關鍵技術教育部重點實驗室和江蘇省現(xiàn)代農業(yè)裝備與技術協(xié)同創(chuàng)新中心聯(lián)合主辦,陜西省農機局協(xié)辦,延安市農業(yè)局承辦。沈陽農業(yè)大學、華南農業(yè)大學、中國水稻研究所、黑龍江農科院、寧夏回族自治區(qū)農林科學院、廣東省農業(yè)科學院、西部環(huán)保有限公司、河南豪豐機械制造有限公司、陜西省農機局、陜西省農機推廣站、延安市農機局、延安市農機中心等單位的專家近50人參加了會議。中國工程院院士、沈陽農業(yè)大學陳溫福教授參加了會議。與會專家和領導首先觀看了水稻生產機械現(xiàn)場演示,實地考察了延安南泥灣地區(qū)的水稻生產基地。與會專家詳細討論了南泥灣水稻機械化精量穴播技術方案,包括品種選擇、播量、播期、施肥量和技術操作規(guī)程等,為南泥灣2016年進行水稻精量穴播技術試驗示范提供了依據(jù)。
2016年4月24日,羅錫文院士到寧夏回族自治區(qū)農林科學院開展專題座談,與寧夏回族自治區(qū)農林科學院相關研究室就水稻精量旱直播技術及枸杞寧夏回族自治區(qū)枸杞及農業(yè)耕作機械化研發(fā)開展專題座談。枸杞工程所所長曹有龍介紹了寧夏回族自治區(qū)枸杞耕作機械研發(fā)與利用現(xiàn)狀,與會人員就農業(yè)機械研發(fā)與利用展開了討論。羅錫文院士針對水稻、枸杞、玉米、馬鈴薯、互聯(lián)網+等熱點問題展開了點評和指導,提出下一步合作方向,包括合作開展保墑水稻精量旱直播機具研制、枸杞植保機研制與減少農藥漂移新技術的應用研究;研制適宜寧夏回族自治區(qū)地貌特征的玉米收獲和秸稈打捆專用機械等,加強農機農藝融合,利用物聯(lián)網+、現(xiàn)代技術等從產前、產中、產后解決產業(yè)發(fā)展的技術瓶頸。
2016年11月29日—30日,羅錫文院士在廣州組織舉辦了“2016水稻機械化直播技術國際研討會”。中國工程院袁隆平院士、汪懋華院士、陳溫福院士、張洪程院士、宋寶安院士、羅錫文院士,中國科學院謝華安院士等9們院士和來自美國、日本、韓國、希臘、埃及、馬來西亞、泰國、塔吉克斯坦和中國共9個國家的450多位代表參加了研討會。會上汪懋華院士作了題為“創(chuàng)新驅動水稻種植機械化發(fā)展展望”的大會報告,謝華安院士作了題為“科技創(chuàng)新與糧食安全”的大會報告,陳溫福院士作了題為“中國的粳稻生產”的大會報告,羅錫文院士作了“水稻機械化直播技術與機具”的大會報告。美國德州農工大學農業(yè)與生命科學研究中心周興根副教授作了題為“美國水稻直播及管理技術”的大會報告,日本東京農工大學副教授Tadashi Chosa作了題為“日本水稻直播研究——氣力式條播發(fā)展”的大會報告。29日下午,在華南農業(yè)大學增城教學科研試驗基地進行了機具現(xiàn)場演示,羅錫文院士團隊共演示了水田平整機具、水稻直播機具、水稻育秧機具、水田植保機具、無人駕駛拖拉機等24臺(套)機具以及16架農業(yè)無人飛機。
② 張東興教授,2015年4月18日,應邀參加第二屆玉米科技青年論壇,在會上作玉米全程機械化技術報告。來自全國玉米生產教學、科研及企業(yè)的45歲以下的60余名青年人員參加了交流會。
2015年4月20日應邀參加在山東省壽光市舉辦的海峽兩岸技術交流活動并做技術報告。
2015年10月6日應邀參加河南省禹州市玉米機械粒收直收技術交流與觀摩會。探討了玉米全程機械化管理技術及服務模式,觀摩了玉米籽粒直收現(xiàn)場。
2015年10月27日應邀參加由中國農機流通協(xié)會、中國農機化協(xié)會、中國農機協(xié)會、中國農業(yè)工程學會、中國農機學會舉辦的“2015——中國農機發(fā)展論壇”會議,并做了“我國耕地存在的問題及改良技術途徑”的報告。
2015年11月13日,張東興教授及其團隊成員與霍恩海姆大學Agricultural Faculty學院進行了學術交流,院方安排了豐富的交流內容包括三場學術交流報告,一次試驗室參觀和一次德國農業(yè)博物館參觀。由于Agricultural Faculty學院農業(yè)科學學科設置等方面與課題組研究方向有很多共同點,雙方交流比較深入。
2015年11月19日,參觀訪問了法國的利馬格蘭公司,利馬格蘭公司在全球有8600名員工,14個業(yè)務單元,利馬格蘭合作社主要業(yè)務有大田種子、蔬菜種子、谷物配料、園藝產品、烘焙產品等。其中大田種子業(yè)務位居全球第四,蔬菜種子業(yè)務位居世界第二,兩者均在歐洲排名第一。為保證公司種子種植面積和原材料充足,利馬格蘭會與農場主簽訂協(xié)議,農場主自由選擇是否將農作物賣給利馬格蘭,但一旦達成協(xié)議,農作物價格便由利馬格蘭決定。利馬格蘭研發(fā)投入在整個種子行業(yè)位居第一位,致力于研發(fā)的員工多達1800人,專業(yè)銷售額的13.5%投入研發(fā),2013-2014年度總研發(fā)經費達2億歐元。巨大的科研投入造就了利馬格蘭每年推出400多個新品種的實力。
2016年1月6日,應邀參加全國機械化發(fā)展高層論壇,到會企業(yè)人員200余人,會上作“我國玉米全程機械化技術與裝備”主題報告。
2016年3月22日到廣東省湛江市,應邀參加由農業(yè)部農機化司主持召開的我國機械化生產薄弱環(huán)節(jié)技術研究研討會,重點商討我國糧食作物薄弱環(huán)節(jié)機械化技術研究規(guī)劃。
2016年8月2日與來自甘肅農大、浙江大學、甘肅奧凱種業(yè)、中國農業(yè)工程研究院、新疆維吾爾自治區(qū)生產建設兵團農機研究所等單位的技術人員一起,研究了我國種業(yè)十三五裝備研究方向、難點、技術突破等。
2016年8月18日在第七屆國際作物科學大會上作主題發(fā)言(英文)——我國玉米生產機械化:面臨問題、挑戰(zhàn)與發(fā)展機遇。發(fā)言后,來自各國的專家提問,探討我國黃淮海地區(qū)未來發(fā)展之路。
2016年10月26日,參加了武漢全國農機展會,組織玉米體系部分崗位科學家在展會期間與來自科研院所、大專院校及農機生產企業(yè)的人員進行技術交流。會議期間,在玉米收獲機械化論壇上作“我國玉米機械化籽粒收獲現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢”的報告。
2016年11月26日,赴青島農大與機電工程學院的部分老師和研究生,交流探討黃淮海地區(qū)高含水率條件下的玉米籽粒收獲技術問題。
2016年12月8日,赴華南農業(yè)大學與推廣站、科研院、大學等機構的科技人員共同探討我國糧食生產全程全面機械化問題。全程,即除目前的耕、種、收三個環(huán)節(jié)外,將田間管理、收獲后烘干和秸稈處理環(huán)節(jié)列入機械化統(tǒng)計內容。全面,即擴展作物類別,由主要糧、棉、油作物擴展到糧、經、飼等,力爭到2035年實現(xiàn)全程全面機械化。
③ 楊炳南研究員,2015年12月15日,組織專家參加中國農機學會耕作機械分會2015年度學術年會。
2016年10月24~27日,組織專家參加2016中國農業(yè)機械學會國際學術年會,年會主題為“踐行五大發(fā)展理念,促進農機科技創(chuàng)新”。大會圍繞“中國制造2025”、農業(yè)裝備智能制造等內容,以特邀國內外著名專家學者做大會特邀學術報告和14個專題分會場研討等形式進行全方位的科技、學術交流;承辦耕作機械分會場,會議主題為“耕種與植保高端裝備科技創(chuàng)新”。在學術交流會上,與會專家探討了我國秸稈全量還田免耕播種防堵技術和植保機械相關技術發(fā)展方向,通過一系列作業(yè)裝備實地演示,分析了秸稈全量還田的技術難點、全還田旋耕刀防纏繞問題、條播的利弊、植保機械輕型底盤技術趨勢等,與會專家學者紛紛就全量還田是否為最好的解決方案、水田如何實現(xiàn)秸稈全量還田、東北冷茬區(qū)全還田的弊端、秸稈再利用等問題進行互動交流。
2016年10月15-16日,楊炳南組織中國農業(yè)機械學會耕作機械分會2016“智能化精準施藥、施肥”國際學術研討會,來自美國農業(yè)部農業(yè)研究中心首席專家Dr. Zhu,與全國有關高等院校、科研院所、農機管理部門等50余名代表出席了會議。
2016年,在中國農機院舉辦了馬鈴薯播種與收獲機械研討會。邀請了育種、栽培、水肥管理、病蟲害防控以及機械專家、機械制造企業(yè)等共同針對目前馬鈴薯機械化種植的新技術、新設備、存在的問題進行了交流。通過討論,形成了加大中小型馬鈴薯種植機械、馬鈴薯育種機械研究的共識,尤其是針對丘陵山地小型播種、套間作標準化播種機械、覆膜滴灌播種一體化播種機械等,要引起行業(yè)科技、企業(yè)的足夠重視。
參加了2015年度、2016年度的馬鈴薯世界大會,并交流學習了馬鈴薯播種機械化技術。
④ 蔣金琳教授,多次與山東省農機局、農機推廣站、青島市農機局、青島市農機推廣站、河南農機推廣站等農機管理與推廣部門進行深入的技術交流。與青島弘盛農業(yè)裝備、青島洪珠農業(yè)機械、山東五征集團、河南豪豐機械制造有限公司、江蘇宇成動力有限公司等進行技術合作與科研交流。
2.調研培訓
(1)羅錫文院士,2015年8月28日帶隊調研組一行到貴州銅仁調研山地農業(yè)現(xiàn)代化與水稻生產機械化發(fā)展情況,并召開座談會,調研組認真聽取我市現(xiàn)代山地高效農業(yè)和農機化發(fā)展情況匯報,詳細調研了土地流轉、生態(tài)種植養(yǎng)殖等方面的具體做法和成效,根據(jù)匯報情況,專家組建議銅仁市要進一步轉變農業(yè)發(fā)展方式、生產結構、經營主體和生產方式,促進分散式向規(guī)模化、集約化轉變,原始勞作向機械化轉變,粗放型向精細化轉變,短期追求經濟效益向可持續(xù)發(fā)展轉變,走產出高效、產品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展道路。座談會上羅錫文院士作“轉變農業(yè)發(fā)展方式,推進現(xiàn)代農業(yè)建設學術報告”。下午調研組一行到銅仁市碧江區(qū)瓦屋村“貴州水稻全程機械化示范基地”調研水稻生產機械化示范情況,并與基地技術技術人員交流水稻機械直播及田間管理技術。
2015年7月6日下午,給廣東省“創(chuàng)新驅動農業(yè)現(xiàn)代化建設”干部素質提升培訓班做了《對我國建設現(xiàn)代農業(yè)的思考》的技術培訓,來自廣東省農業(yè)部門的130多名農業(yè)科局級干部參加了培訓。羅院士從戰(zhàn)略和全局的高度,從七個方面系統(tǒng)闡述了他對我國建設現(xiàn)代農業(yè)的深思熟慮的思考:一、培育新型經營主體;二、加快土地合理流轉;三、加強農業(yè)基礎建設;四、加速產業(yè)結構調整;五、加強農藝農機融合;六、加強農機科技創(chuàng)新;七、完善社會服務機制。參會人員對農業(yè)機械化領域大開眼界,對國家實現(xiàn)農業(yè)機械化現(xiàn)代化充滿希望和期待,對農業(yè)機械化的“中國制造”表示欽佩和崇敬。
2015年5月15日,赴新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)指導水稻精量穴播技術,參加了新疆維吾爾自治區(qū)和田市農業(yè)局在墨玉縣加罕巴格鄉(xiāng)阿亞稀克拉村舉辦的“水稻輕簡化機械精量穴播技術示范與應用現(xiàn)場會”,當?shù)鼐S吾爾族農戶50多人參加了現(xiàn)場觀摩。技術現(xiàn)場會演示了華南農業(yè)大學研制成功的水稻精量水穴播機,該機具已在墨玉縣基地連續(xù)應用兩年,應用效果顯著,比人工撒播的水稻產量增加了175公斤,每畝可增加收入600元以上,羅錫文院士進行了技術指導,建議加大推廣應用面積。
2016年4月22日,赴新疆維吾爾自治區(qū)生產建設兵團第一師一團指導水稻精量旱穴播技術生產,2016年一團水稻精量旱穴播技術超高產示范面積360畝,采用羅錫文院士團隊研究成功的2BDH-10型水稻精量旱穴播機,播種量12kg/畝,該技術在新疆維吾爾自治區(qū)生產建設兵團第一師一團已連續(xù)應用3年,其中2年畝產量均超過1000公斤。羅錫文院士到播種現(xiàn)場與一團技術人員進行了交流,包括機械作業(yè)技術要求,以用出苗后的水肥管理和雜草防治,力爭再取得更好的示范效果。
2016年5月15-16日,在江西指導現(xiàn)代農業(yè)和農業(yè)機械化工作,出席了在成新農場召開的江西水稻機械化精量穴播技術現(xiàn)場觀摩與研討會。江西省農業(yè)廳下屬部門主要負責同志,華南農業(yè)大學、江西農業(yè)大學等單位同志和專家70余人參加了觀摩研討會議。羅錫文院士在研討會上作了《水稻生產機械化新技術與新機具》的主旨報告,介紹了當前國際上水稻生產和機械化技術應用情況和該院士團隊開展水稻生產自動化耕整、激光技術平整、機械化精量播種、無人飛機植保、農機農藝技術融合及水稻制種生產機械化等技術開發(fā)研究應用情況,展望了現(xiàn)代農業(yè)和農業(yè)機械化的發(fā)展前景。5月16日,羅錫文院士先后到湖口縣觀摩再生稻生產全程機械化技術推廣應用、到都昌縣參加九江市水稻機械化精量穴播技術觀摩研討會,繼續(xù)指導江西現(xiàn)代農業(yè)和農業(yè)機械化工作。
2016年9月25日,應邀參加了“2016年貴州興義萬峰林水稻全程機械化示范基地測產驗收會”。當天實地測產了興義市萬峰林水稻全程機械化示范基地水稻產量,經實地測產,水穴機直播示范平均畝產842.615公斤,針缽式機插秧示范平均畝產879.77公斤。測產會還進行了交流座談,總結了水稻機械化種植的成功經驗,羅錫文院士在座談會上作了“水稻生產機械化新技術與新機具”的主題報告。
2016年12月22日,應邀參加了“黑龍江省水稻直播栽培技術研討培訓會”,會議由黑龍江省科技廳主辦,黑龍江省農業(yè)科學院、北大荒股份協(xié)辦,黑龍江省院士工作辦公室、黑龍江省農業(yè)科學院耕作栽培研究所、中科向日生物科技(黑龍江)股份有限公司承辦。來自黑龍江省水稻直播栽培技術研究和推廣骨干、部分水稻種植合作社負責人、水稻種植大戶300多人參加了會議。培訓會上,羅錫文院士作了題為“水稻生產機械化新技術與新機具”的學術報告;張洪程院士作了題為“生育壓縮型直播稻穩(wěn)產栽培途徑與關鍵技術”的學術報告;其他十二位參會專家、學者、農技推廣人員和水稻種植戶分別結合自己的研究和生產實踐作了精彩的報告。研討培訓會促進了黑龍江省水稻直播技術的推廣及應用,對推動黑龍江省水資源可持續(xù)利用和水稻的可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用。
(2)陳學庚院士,2015年分別赴新疆維吾爾自治區(qū)、山東、湖北等植棉地區(qū)進行調研培訓和技術指導工作。主要調研了新疆維吾爾自治區(qū)生產建設兵團第六師、第八師、第三師和第七師等幾個主要植棉師,以及自治區(qū)瑪納斯、烏市等主要植棉地區(qū)。黃河流域棉區(qū)重點調研了山東、河北等地,長江流域棉區(qū)調研了湖南、湖北等地。與當?shù)剞r戶進行深入交流,和農機主管部門探討植棉生產機械化技術發(fā)展問題,對棉花收獲機械化配套栽培和管理提供技術支持。了解了黃河流域、長江流域植棉區(qū)的主要土壤、氣候特點和棉花生長、生產機械化現(xiàn)狀,對實現(xiàn)棉花收獲機械化技術提出有關建議。為適應棉花機械采收,研制能適合機械采收76cm等行距種植模式的精量鋪膜播種機提供技術指導,探索適合不同地區(qū)、不同土壤和氣候特點的棉花生長化學調控技術,對當?shù)剞r戶進行現(xiàn)場技術指導。
調研結果表明:新疆維吾爾自治區(qū)棉花生產產業(yè)調整,機械化收獲技術在自治區(qū)發(fā)展迅速。黃河流域和長江流域棉區(qū)棉花種植面積繼續(xù)下滑,棉花生產機械化技術亟待突破。新疆維吾爾自治區(qū)生產建設兵團進一步優(yōu)化農業(yè)種植結構,通過實行減棉增糧,以實現(xiàn)穩(wěn)糧優(yōu)棉。兵團統(tǒng)計局發(fā)布的統(tǒng)計結果顯示,截至2015年6月25日,兵團棉花種植面積為915.3萬畝,較上年實際減少135萬畝,下降12.9%;糧食面積461.3萬畝,同比增長10.7%。截至2015年5月底,新疆維吾爾自治區(qū)自治區(qū)棉花種植由上年的2967萬畝調減到2488萬畝,棉花種植進一步向高產棉區(qū)集中;新疆維吾爾自治區(qū)自治區(qū)棉花收獲機械化水平大幅度提升,2015年度機采率由10%左右提升到15%以上。
(3)張東興教授及其團隊成員,2015分赴內蒙古、陜西、河北、河南、山東、四川、云南等地進行玉米生產機械化生產及機械化發(fā)展需求調研,考察了各地玉米機械化精量播種技術,尤其是對黃淮海地區(qū)籽粒收獲技術發(fā)展情況進行了專項調研。調研表明,機械化精量播種技術有所進步,但所用機具依然以小型機械式為主,與規(guī)?;洜I主體高效精量技術需求依然有差距。肥藥施用技術沒有大的改觀。籽粒收獲技術在黃淮海地區(qū)快速推進,但品種不適宜、收獲時籽粒含水率偏高的問題沒有解決,專業(yè)化籽粒收獲機依然缺乏,籽粒破損率高達10%以上,難以推廣應用,急需研發(fā)適于高水分量的籽粒收獲技術與裝備。西南地區(qū)機械化精量播種技術發(fā)展較快,摘穗收獲技術已經起步。
2015年對農業(yè)部所屬西北、黃淮海、西南地區(qū)農機、農技人員及玉米種植大戶、農民合作組織等規(guī)模經營主體的玉米生產機械化技術培訓(新疆維吾爾自治區(qū)昌吉、陜西楊凌、河北保定等地),并對來自塔吉克斯坦、朝鮮、東亞、非洲等國家的農機管理和技術人員技術培訓,合計200余人次。
2016年6月13日,參加由農機流通協(xié)會組織的在石家莊召開的黃淮海地區(qū)三夏農機工作培訓會,作了黃淮海地區(qū)小麥收獲后玉米精量播種技術報告,得到與會人員好評,會后對個企業(yè)管理人員主動交流經驗。
2016年9月14日對來自東南亞地區(qū)的40余名技術人員,進行玉米生產技術培訓。
2016年9月21日,赴甘肅蘭州參加由農業(yè)部全國農技培訓中心組織的全國三秋農業(yè)生產技術培訓。會上作了玉米機械化生產技術培訓報告。來自全國各地的農業(yè)及農機技術人員參加了培訓。
2016年9月26日,赴河南鶴壁參加農業(yè)部農技中心舉辦的黃淮海地區(qū)秋收工作培訓會議,就黃淮海地區(qū)機械化玉米收獲技術及未來發(fā)展進行了培訓。
2016年10月20日,參加農業(yè)部外專局農業(yè)生產與糧食安全培訓會議,做玉米機械化生產與糧食安全關系的報告。來自10幾個國家的人員參加了培訓。
(4)楊炳南研究員,在阜陽召開了播種現(xiàn)場會,邀請了阜陽市科委、阜陽市農機所、當?shù)剞r戶、阜陽日報但單位共30余人,特邀阜陽市科委農藝、農機專家到現(xiàn)場進行評估。在新疆維吾爾自治區(qū)昌吉對當?shù)赜脩暨M行了玉米制種玉米播種機使用培訓。進行了播種機各個部件結構及功能的介紹,對播種機的特點,播種機的主要操作步驟、安全事項,使用后的維修保養(yǎng)等各方面進行了詳細的講解;同時對比了該類型播種機與市場上現(xiàn)有播種機的區(qū)別,以及該播種的優(yōu)點和不足,讓用戶對自走式播種機型有充分的了解和認識,加以宣傳。
參與了太行山區(qū)等馬鈴薯、雜糧種植情況的扶貧調研與技術培訓。專門組織相關人員開展了山西、甘肅、內蒙古、四川、貴州、云南等馬鈴薯、雜糧主要產地的調研和推廣、大戶、機手的培訓活動。
在中國農機院的組織下,組成專業(yè)組,對黑龍江水稻插秧側深施肥進行了專題調研和技術開發(fā)。
(5)李革教授,2015年4月19日在杭州市蕭山區(qū)浦陽鎮(zhèn)的杭州金牛農機服務專業(yè)合作社進行了缽體毯狀苗田間插秧試驗和示范,插秧頻率超過300株/分鐘/行,插秧試驗面積超過6畝,試驗過程中機器工作穩(wěn)定,送秧裝置和分插機構工作可靠,送秧裝置未出現(xiàn)明顯的送秧失準,滿足縱向定量精準送秧要求。
(6)蔣金琳教授,2015年赴山東、河北、河南、黑龍江等地區(qū)進行了馬鈴薯、甘薯等薯類作物種植現(xiàn)狀與機械化生產技術水平的調研。對我國馬鈴薯、甘薯等薯類作物植農藝、機械化生產水平、機械裝備市場需求等情況走訪調研,重點查看了相關作物機械作業(yè)情況,與主產區(qū)農業(yè)局農技站、農機局、農機大戶和農民進行了交流,了解了種植模式和效益等情況,走訪了相關農業(yè)機械機械生產企業(yè)撰寫了調研報告,為許多地方政府的“十三五”發(fā)展規(guī)劃提供了重要的發(fā)展建議報告。
2015年赴山東、河南、安徽、江西、河北地區(qū)進行了花生、油菜的調研,了解油料作物的機械化生產技術水平。調查研究了種植農藝、機械化生產和市場需求等情況,重點查看了相關作物機械作業(yè)情況,與主產區(qū)農業(yè)局農技站、農機局、農機大戶和農民進行了交流,了解了種植模式和效益等情況。了解和掌握適宜我國的花生、油菜機械化裝備的應用形式與要求,撰寫調研報告2份,為山東省農機裝備“十三五”發(fā)展規(guī)劃提供了依據(jù)。
(7)吳崇友研究員,2015年3月初赴江蘇高淳、吳江、寶應、江都等地進行調研,了解長江中下游降雪和低溫凍害對油菜苗生長情況的影響并接受推廣部門及農戶咨詢。調研結果表明,低溫凍害對油菜直播或撒播密植的油菜影響較大,對稀植特別是油菜毯狀苗移栽的健壯老健苗影響較小,分析原因主要是由于油菜密植,引起高腳苗,低溫導致高出的根莖結冰,致使死苗;9-11月份赴安徽、湖北和江蘇等地進行油菜直播和移栽情況調研,了解當前我國油菜種植機械化現(xiàn)狀和存在的問題,指導機具調試和生產作業(yè)。調研結果表明,我國長江中下游地區(qū)油菜種植機械化水平仍然很低,特別是稻油輪作模式,油菜種植時土壤含水率高,秸稈量大,機械直播播種質量難以保證且作業(yè)效率與你們的期望任有較大差距,長江下游晚稻區(qū)機械直播油菜產業(yè)低,為保證油菜產量需要開展油菜機械化移栽技術研究;2015年度分別赴河南洛陽、江蘇丹陽、蘇州、浙江湖州、山東濰坊等地的農業(yè)生產企業(yè)進行調研,了解農業(yè)機械制造現(xiàn)狀及工藝技術,調研結果表明我國的農機工業(yè)的生產技術裝備水平得到了極大的提高,但整體研發(fā)水平和科研投入依然薄弱,產品技術升級和換代較慢,機具的整體可靠性有待進一步提升。
(8)韓豹教授,2015年5月至11月共4次到黑龍江黑河市孫吳縣進行大豆種植、大豆田間管理機械化調研以及大豆苗間松土除草試驗。孫吳縣位于黑龍江北部,地處半干旱地區(qū),春季少雨,是我國北方春大豆生產區(qū)。因有良好的氣候條件和肥沃的土地資源,生產出的大豆在產量和品質方面均表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢。近3年年均種植大豆面積約5萬hm2左右,主要采用壟上種植,壟距60-65cm,壟上雙行精量播種,壟上行距8-10cm,株距6-8cm居多,也有少數(shù)農戶播種株距10-15cm。正常年平均產量2t/hm2以上。整個大豆生產過程中100%實現(xiàn)機械化作業(yè),但由于受各家各戶小規(guī)模種植影響,機械動力大多小于40kw,作業(yè)效率低,作業(yè)成本高,對土壤壓實嚴重。苗間除草仍依賴化學防除,作業(yè)粗放,影響大豆品質。
3.取得成效
(1) 水稻機械化技術與裝備
① 創(chuàng)新提出了同步開溝起壟穴播、同步開溝起壟施肥穴播和同步開溝起壟噴藥/膜穴播的“三同步”水稻機械化精量穴直播技術。同步開溝起壟水稻精量穴直播技術在田面同時開出播種溝和蓄水溝,播種溝位于兩條蓄水溝之間的壟臺上,采用穴播方式將水稻芽種播在播種溝中,實現(xiàn)了成行成穴有序生長,根系生長發(fā)達,并減少了倒伏,可節(jié)水30%以上,同步開溝起壟施肥水稻精量直播技術可節(jié)肥15%以上;同步開溝起壟噴施水稻精量穴直播技術可在播種時同步噴施除草劑。
② 發(fā)明了適合水稻精量穴直播技術的機械式和氣力式兩大類3種排種器及1種同步深施肥裝置,包括適合中等播量且播量可調的組合型孔式排種器、適合雜交稻或超級雜交稻精少播量的垂直圓盤氣力式精量排種器、適合高速大播量精量旱直播的氣吹集排式排種器、適合水田作業(yè)的兩級螺旋式排肥器等核心關鍵部件。發(fā)明了水稻精量水穴直播機和水稻精量旱穴直播機兩大類共15種機型,實現(xiàn)了行距可選、穴距可調和播量可控。
③ 探明了精量穴直播水稻產量形成機理和生理特性,創(chuàng)建了“精播全苗”、“基蘗肥一次深施”和“播噴同步雜草防除”的水稻精量穴直播栽培技術,發(fā)明了浸種劑、包衣劑、生長調節(jié)劑和水稻生態(tài)專用肥等物化技術;制定了不同區(qū)域水稻精量穴直播技術規(guī)程。
水稻精量穴直播機已轉讓給國內農機企業(yè)大批量生產,已形成系列產品,部分機型已獲農業(yè)機械推廣鑒定證書,并列入國家農機購置補貼目錄。該技術在國內26?。ㄊ?、區(qū))及泰國等6國推廣應用,與人工撒播相比,畝增產8%以上、增收100元以上;與人工插秧和機械插秧相比,采用該技術的水稻產量相當,但省去了育秧環(huán)節(jié),省工省力,畝節(jié)本100元以上,經濟社會效益顯著。為水稻機械化生產提供了一種先進的輕簡化栽培技術,引領了全國水稻機械化直播技術的發(fā)展。
④ 針對現(xiàn)有水稻直播“一器一行”效率低易堵塞,自動化程度低等特點,創(chuàng)制出國內首臺33行大型智能化氣力集排式水稻直播機,采用氣流輔助投種方式,保證種子的入泥深度,避免了常規(guī)直播機種子自由落體式投種播深不穩(wěn)定、易遭受鳥害的弊端;采用折疊式機架,作業(yè)幅寬8m,作業(yè)速度可達10km/h,作業(yè)效率75-100畝/小時,采用系列化排種模塊,通過快速更換排種模塊,滿足水旱輪作區(qū)的不同稻麥油品種播種要求。作業(yè)質量、效率和可靠性受到農場管理人員和機手的高度認可,該技術成果在科技日報、中國農機化導報等媒體報道,得到業(yè)內廣泛關注。
⑤ 針對現(xiàn)有兩插臂插秧機高速作業(yè)傷秧率高、效率提升有限的問題,研發(fā)以乘坐式水稻插秧機底盤為動力的2ZD-6型水稻多栽植臂水稻插秧機。2015-2017年在江蘇鹽城、江蘇興化、江蘇姜堰、湖南益陽、江西南昌等地進行了大面積田間試驗示范,試驗表明非勻速三插臂分插機構在傷秧率和栽植質量方面優(yōu)于對照樣機,且具有高速作業(yè)潛力,實現(xiàn)了不降低作業(yè)效率條件下的低損高速水稻栽植。
⑥ 針對晚稻大苗移栽農藝要求,優(yōu)化設計了分插機構栽插軌跡,在湖南益陽、江西南昌等地進行了株高40cm以上晚稻大苗機插秧的田間試驗示范,試驗表明,研發(fā)樣機可滿足40cm大苗機械化移栽要求,適應性得到農戶認可,突破了大苗機械栽插難題,為解決我國雙季晚稻大苗機械栽插提供了一種先進適用的機械裝備。
(2)玉米機械化技術與裝備
開展了播深精確控制技術、高速高效和輕簡型精量播種機研發(fā),取得如下成效。
① 播種深度精確控制機構:針對黃淮海地區(qū)玉米免耕播種時小麥秸稈量大,引進機型難以適應,而現(xiàn)有小播種機存在播深不一致的問題,研發(fā)了單側同位仿形播深自動調控機構。對裝有單側同位仿形播深精確控制機構、雙側同位仿形播深控制機構及傳統(tǒng)驅動后仿形機構的播種機進行麥茬地免耕播種對比試驗,結果表明,同等條件下,單側同位仿形播深控制單體粒距合格率高、播深穩(wěn)定性好,出苗整齊度高,作業(yè)效果優(yōu)于雙側同位仿形播深控制單體和后位仿形播深控制單體,并且其結構簡單,工作可靠,具有良好麥茬地通過性,能夠適用于一年兩熟地區(qū)麥茬地玉米免耕貼茬播種的需要。
② 高速高效精量播種機:依據(jù)高效低耗原則,研發(fā)了高速電機直驅式精量播種機,電機取代傳統(tǒng)地輪機械傳動,實現(xiàn)高速高效作業(yè),顯著提高播深和株距一致性;并可根據(jù)地力條件實現(xiàn)播種作業(yè)過程中播量的實時檢測與調控,達到節(jié)約種子、充分利用土壤肥力、最大限度挖掘產量潛力,實現(xiàn)節(jié)本、增效。經農業(yè)部農機試驗鑒定總站的田間檢測,在作業(yè)速度為10km/h條件下,播種合格率達 99.3%,重播率為0.1%,漏播率為0.6%;作業(yè)速度為13km/h條件下,播種合格率達97.2%,重播率為0.0%,漏播率為2.8%。
區(qū)粘重土壤類型,具有獨立排種驅動機構的精量播種機,保障驅動的可靠性和播種的均勻性;盤式覆土機構,能有效切土和覆土。在南方13個試驗點的試驗結果表明,作業(yè)播深一致性、株距合格率等顯著提高。
(3)馬鈴薯機械化技術與裝備
適合丘陵山地馬鈴薯種植的小型機械、馬鈴薯微型薯氣吸式播種機械、免間苗穴播谷子播種機械、蔬菜與油菜等移栽機械、水稻高速插秧側深施肥機械、人參栽植機械等技術,得到行業(yè)大力發(fā)展的共識,相關內容列入國家十三五重點研發(fā)計劃“智能農機裝備”專項,分為播種和移栽兩項研究任務。
(4)油菜機械化技術與裝備
圍繞現(xiàn)有油菜移栽技術工序復雜、現(xiàn)有裝備效率低和對土壤適應性差的問題發(fā)明了油菜毯狀苗規(guī)?;藴驶缂夹g,油菜毯狀苗連續(xù)高速對縫切塊栽插技術,主動波紋圓盤開窄溝、切擠壓相結合的覆土鎮(zhèn)壓技術,解決了原有旱地移栽機對土壤整地要求高,移栽效率低的兩大問題,實現(xiàn)了稻茬田和各類旱茬田耕整或免耕高效移栽,創(chuàng)制了2ZTY-4/6型油菜毯狀苗高速移栽機,作業(yè)效率達到4-6畝/小時,是現(xiàn)有鏈夾式裸苗移栽機的8倍以上,移栽質量達到農藝要求。2014至2017年,在江蘇、安徽、湖北、四川、湖南等油菜主產區(qū)推廣應用,試驗示范表明與同期直播油菜相比具有明顯的增產效果,綜合經濟效益顯著增加。
圍繞油菜直播種植農機農藝融合,突破了油菜精量排種技術、冬油菜區(qū)前茬秸稈量大與黏重土壤條件下種床整理技術、春油菜區(qū)高效寬幅免耕直播技術、油菜直播多功能模塊化集成技術、油菜直播智能化提升技術等;研發(fā)了2BFMQ-8/10型油麥兼用氣送式聯(lián)合直播機、2BFQ-9型春油菜精量聯(lián)合直播機、2BFQ-19型春油菜精量聯(lián)合直播機和2BFQ-18型油菜免耕氣送式直播機等4種類型的油菜精量播種機,并進一步提升2BFQ系列油菜播種機的作業(yè)質量、作業(yè)效率、區(qū)域農藝適應性,該系列播種機技術與裝備被農業(yè)部連續(xù)多年列為油菜機械化生產主推技術與裝備。
(二)專業(yè)領域科技發(fā)展情況
1.專業(yè)領域科技發(fā)展動態(tài)
(1) “高速栽植技術裝備研發(fā)”獲得國家“十三五”重點研發(fā)計劃的支持。我國雜交稻、油菜、甘蔗、蔬菜總種植面積超過4600萬公頃,系統(tǒng)化的移栽技術系統(tǒng)的缺乏和不配套,長期制約著生產效率等的提高。項目以研發(fā)高速栽植設備提高效率為重點,完善技術與裝備配套體系,提高生產效率,降低綜合生產成本為綜合目標,集中力量聯(lián)合研究,突破高速作業(yè)條件下的健壯苗識別、自動定量輸苗、精準栽植、覆膜栽植、整機振動平衡、智能監(jiān)控等共性關鍵與核心技術,集成研制育苗精播、高速高效栽植裝備,滿足雜交稻少本稀植、甘蔗種芽與蔗苗種植、稻田粘重土壤油菜高密度移栽、蔬菜膜上移栽等機械化技術。
(2) “精量播種技術裝備研發(fā)”獲得國家“十三五”重點研發(fā)計劃的支持。針對主要作物機械化精細高速播種需求,突破高速作業(yè)下的精量排種、播深精確調控、種肥同步施用等技術制約瓶頸,形成主糧、油料、雜糧、牧草高速精量播種作業(yè)裝備,為主要作物主產區(qū)高效播種、節(jié)本增產提供裝備技術支撐。開展水稻、小麥、玉米、大豆、馬鈴薯、谷子、油菜、苜蓿種子特性與高速作業(yè)排種技術與排種器結構研究,突破高速作業(yè)的防損傷排種、種肥氣流集中輸送、播深一致性調控、漏播堵塞故障診斷、高速仿生減阻開溝等關鍵技術與系統(tǒng),集成研制水稻精量直播、大豆與玉米單粒精播、小麥精量條播等高速精量播種作業(yè)裝備,集成研制馬鈴薯氣力精播及油菜、谷子、苜蓿小粒種子等精量播種設備。
(3)“種子繁育技術裝備研發(fā)”獲得國家“十三五”重點研發(fā)計劃的支持。針對當前規(guī)模化制種存在的種子質量偏低、制種成本高、生產效率低等問題,形成主要糧食與蔬菜等制種成套裝備,構建規(guī)?;?、專業(yè)化和標準化的種子產業(yè)化工程技術裝備體系,支撐現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展。開發(fā)小區(qū)精量播種、去雄授粉、自凈收獲與種子數(shù)控干燥、精細選別、智能包衣與丸化、活性和健康檢測等核心技術,集成研制玉米、小麥、水稻、蔬菜等育種與制種生產成套裝備,并在國家重點育種基地試驗考核。
(4)油菜毯狀苗機械移栽技術研發(fā)成功,展示了連續(xù)回轉式取苗栽插機構及其栽插技術具有廣闊發(fā)展前景:第一取送栽一體化,動作連續(xù)高速,作業(yè)效率高;第二取苗到栽植的運動過程中秧苗始終受控,栽植質量高;切塊帶土移栽秧苗成果率高。因此,連續(xù)回轉式取苗栽插機構及其栽插技術將成為作物高效移栽的重要技術方向。
2.主要科研成果
(1)水稻機械化直播技術與裝備
華南農業(yè)大學羅錫文院士團隊在水稻精量穴播技術與機具研究領域取得重大進展。針對水稻生產輕簡高效栽培需求和人工撒播存在的問題,創(chuàng)新提出了“三同步”水稻機械化精量穴直播技術。發(fā)明了適合水稻精量穴直播技術的機械式和氣力式兩大類3種排種器及1種同步深施肥裝置。發(fā)明了水稻精量水穴直播機和水稻精量旱穴直播機兩大類共15種機型(見圖1-8),實現(xiàn)了行距可選、穴距可調和播量可控,適應不同地域、不同茬口(早稻、中稻、晚稻) 、不同品種(常規(guī)稻、雜交稻、超級稻) 、不同種植習慣的水稻精量穴播技術的播種要求。創(chuàng)建了水稻精量穴直播栽培技術,制定了不同區(qū)域水稻精量穴直播技術規(guī)程。水稻精量水穴播機和水稻精量旱穴播機已轉讓給上海世達爾公司和河南豪豐公司批量生產。已在全國23個省市和泰國、緬甸、老撾、越南、柬埔寨、蘇丹推廣應用。推廣應用結果表明,水稻精量穴播技術節(jié)本增效顯著,在新疆維吾爾自治區(qū)連續(xù)三年畝產超過了1000公斤,在浙江連續(xù)三年畝產超過了800公斤,在上海和寧夏回族自治區(qū)畝產超過了700公斤。
① 針對現(xiàn)有稻麥播種機基本為“一器一行”播種精度不高、效率低以及自動化程度低等現(xiàn)實。研發(fā)了基于電驅控制的氣力集排式排種系統(tǒng),采用“集中排種+氣流均勻分配”技術方案,可實現(xiàn)“一器33行”作業(yè),排種效率高;采用氣流輔助投種方式,保證種子的入泥深度,避免了常規(guī)直播機種子自由落體式投種播深不穩(wěn)定、易遭受鳥害的弊端;利用電驅控制系統(tǒng)替代地輪驅動,簡化播種機結構,提高可靠性;研發(fā)了可適應不同品種種子的系列化排種模塊,通過快速更換排種模塊,滿足水旱輪作區(qū)的不同稻麥油品種播種要求;同時,該裝備采用集中式大容量種箱,可明顯降低寬幅播種機種箱長度,配合機械化裝種可有效降低田間種肥搬運、裝卸時間,進而提高作業(yè)效率。該裝備采用折疊式機架,作業(yè)幅寬8m,作業(yè)速度可達10km/h,作業(yè)效率75-100畝/小時。通過開發(fā)的智能化控制系統(tǒng),播種作業(yè)僅由機手1人即可完成,可適應大型農場及其他規(guī)模化種植主體高效作業(yè)要求。
針對黏重土壤特性,旋耕部件采用雙軸式,有效提高了旋耕、平整、覆土效果。排肥器選用機械槽輪式,排種器采用“集中排種+氣流均勻分配”技術方案,可實現(xiàn)“一器24行”作業(yè),排種效率高,利用電驅控制系統(tǒng)替代地輪驅動,消除田間作業(yè)時的打滑,提高播種、施肥均勻性、穩(wěn)定性。在射陽臨海農場進行了5000畝的生產性考核試驗,機具作業(yè)性能穩(wěn)定、可靠,效率高。
② 針對現(xiàn)有兩插臂插秧機高速作業(yè)傷秧率高、效率提升有限的問題,研發(fā)以乘坐式水稻插秧機底盤為動力的2ZD-6型水稻多栽植臂水稻插秧機。對非圓齒輪傳動精度、可靠性等方面進行了研究改進,優(yōu)化了非圓齒輪加工工藝、分插機構殼體成型工藝。
非勻速三插臂分插機構與對照常規(guī)二插臂分插機構在相同取秧面積、株距和作業(yè)速度條件下,三插臂分插機構的插秧機的傷秧率明顯低于對照二插臂的常規(guī)高速插秧機。在江蘇鹽城、江蘇興化、江蘇姜堰、湖南益陽、江西南昌等地進行了大面積田間試驗示范,在不降低作業(yè)效率條件下降低了分插機構轉速,機具具有明顯的降低傷秧效果,機具適應性、可靠性得到農戶認可。
③ 針對晚稻大苗移栽農藝要求和大苗移栽特點,優(yōu)化設計了分插機構栽插軌跡,確定了非圓齒輪回轉系傳動比、節(jié)曲線、齒廓分布,設計了能滿足40cm株高的水稻大苗栽植的分插機構;聯(lián)合江西省農業(yè)工程研究所、湖南省水稻研究所,在湖南益陽、江西南昌等地進行了株高40cm以上晚稻大苗機插秧的田間試驗示范,栽植質量得到農戶認可。試驗表明能滿足40cm大苗機械化移栽要求。
④ 精確變量播種施肥技術裝備具有播量模型在線標定功能,可實現(xiàn)不同品種、不同類型種子、肥料的播量模型實時標定,增加了播種施肥裝備的通用性;研發(fā)了基于電控的液壓驅動系統(tǒng),利用拖拉機通用液壓輸出端口,可滿足大型機具的作業(yè)功能多樣化對拖拉機多路動力輸出需求,液壓系統(tǒng)輸出功率可滿足大功率、快速響應的動力需求,有效解決現(xiàn)有電機驅動方式播量調整范圍小,適應性差的難題;同時該裝備具有漏播、堵塞實時監(jiān)測、RTK-GPS動態(tài)定位、CAN總線控制、網絡通訊協(xié)議等特點,機手在駕駛室可實時接收作業(yè)地塊播種、施肥處方圖,結合研制的自動輔助駕駛系統(tǒng),可實現(xiàn)播種施肥作業(yè)的“一鍵化”操作。
⑤ 開展了旱田高速移栽技術與裝置研究。研制了氣力驅動的成排頂出夾取、精準送盤、PLC控制的自動取投苗裝置;研制了落苗位置可調、同時為2行栽植器供苗的導苗裝置,實現(xiàn)了取苗與栽苗裝置的有序關聯(lián);研制了偏心圓盤平行四桿雙側傳動、單側支撐的栽植裝置,實現(xiàn)了全自動高速取苗、投苗及高效栽植,取苗頻率達到180株/分?單元,栽植頻率達到90株/分?單元;研制了基于PLC和HMI的移栽機監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了參數(shù)調控。集成了傳感、精準定位、氣電液控制等技術,實現(xiàn)了穴盤苗輸送、取苗、投苗、落苗等自動作業(yè),效率高、適應性好。經鑒定頂出夾取分苗取苗、帶土缽苗精準輸送、基于PLC和HMI的控制技術具有創(chuàng)新性,研制的旱田自動移栽機填補了國內空白,主要技術性能達到國際先進水平。
(3)玉米種植技術與裝備
① 玉米高速精量排種器
針對我國玉米排種技術與排種器無法滿足高速播種作業(yè)需求的問題,基于“機械-氣流擾動促進充種”方法,創(chuàng)新設計了漸開線形機械撥指與正壓氣流組合式精量排種器。采用漸開線形機械撥指排種盤與正壓氣流交互作用,在充種階段有效擾動種群,形成連續(xù)的種群翻騰狀態(tài),減少充種區(qū)種群的內摩擦力,提高充種性能。突破了單粒精量排種核心技術,創(chuàng)新研發(fā)了機械-氣力組合式單粒精量排種關鍵部件,提高了排種單粒率,降低了對氣流壓力的需求。創(chuàng)新設計的氣壓組合孔式玉米精量排種器,臺架播種作業(yè)速度為16km/h時,排種合格率高達98.12%。
② 電驅式玉米高速精量播種機
在氣壓組合孔式玉米精量排種器的基礎上進行適于電驅的改進設計,取消了傳統(tǒng)排種器采用地輪驅動和鏈條傳動的方式,消除了地輪滑移和鏈條跳動對播種造成的不良影響;控制系統(tǒng)采用高精度光電編碼器實時檢測播種機前進速度,并根據(jù)前進速度實時控制排種器轉速,以保證任意前進速度下的播種株距一致性;電機與排種盤間的傳動創(chuàng)新性的采用齒輪外齒圈傳動的形式,結構簡單、傳動平穩(wěn),提高了排種盤啟停過程的平穩(wěn)性,進一步提升了播種質量;采用觸摸屏作為人機交互界面,實時顯示株距、播種機前進速度等信息,并可通過觸摸屏設置株距等工作參數(shù),操作便捷、省時省力。
該項技術成果創(chuàng)新點如下:
a. 提出排種器周向驅動方式,優(yōu)化氣壓組合孔式玉米精量排種器結構,使其與電驅系統(tǒng)完美融合,協(xié)調一致;創(chuàng)新設計了適于電驅的齒輪、外齒圈周向傳動機構,達到排種盤啟動、運行、止停平穩(wěn)的效果。
b. 采用旋轉編碼器,結合光電隔離測速電路,準確檢測播種機前進速度;使用單片機進行前進速度計算,并結合株距大小,實時控制步進電機轉速,實現(xiàn)排種器排種轉速與播種機前進速度的實時精確匹配。
c. 觸摸屏式人機交互界面,實時顯示株距、播種機前進速度等信息,并可通過觸摸屏設置株距等工作參數(shù),取代了傳統(tǒng)機械式的按鈕和顯示燈形式,操作直觀、便捷、自然;同時可塑性強,方便產品后期的維護和更新。
d. 研制了電驅式玉米精量播種機,適于高速高效播種,經農業(yè)部農業(yè)機械試驗鑒定總站檢測,10.3km/h的作業(yè)速度下,粒距合格指數(shù)達99.3%,高速13.0km/h作業(yè)條件下,粒距合格指數(shù)仍97%以上,各項作業(yè)性能指標遠遠優(yōu)于國標要求。
(4)油菜種植技術
①油菜精密播種技術與裝備
針對機械集中式排種器在播種機田間作業(yè)時傾斜、顛簸等導致各行排量一致性較差的問題,以及油菜直播對播種機輕簡高效的要求,研發(fā)了中央集排氣送式、中央集排機械離心式等新型排種技術與裝置。其中中央集排氣送式油菜精量排種技術采用精量可調供種器定量供種、正壓氣流集中輸送分配排種,適應高效播種的生產實際需求。中央集排離心式油菜精量排種技術,采用枝狀閥多階分流技術,克服了各行排量一致性較差的問題,在湖北、新疆維吾爾自治區(qū)等多地開展了生產性考核,排種效果達到播種作業(yè)質量要求。
以正負氣壓組合式油菜精量排種技術為核心,集成種床帶旋耕、深施肥、開種溝、覆土、鎮(zhèn)壓、仿形驅動的功能模塊,可一次性完成油菜所有種植工序。其中模塊化設計的開畦溝裝置、旋耕滅茬裝置,適應冬油菜區(qū)不同地表條件下的油菜精量聯(lián)合直播;油菜播種量200-1000克/畝范圍內可調,適用于油菜油用、飼用、肥用的精量聯(lián)合直播。
② 油菜毯狀苗機械化高效移栽技術與裝備
圍繞現(xiàn)有油菜移栽機具作業(yè)效率低和適應性差兩大難題。以農機農藝融合為思路,在世界上首創(chuàng)了油菜毯狀苗育苗技術,發(fā)明了松土切縫-切塊插栽-切土鎮(zhèn)壓的油菜移栽方法,改變傳統(tǒng)的裸根苗或缽體苗移栽為毯狀苗切塊帶土移栽,擺脫了傳統(tǒng)挖穴式移栽機對土壤流動性的依賴,提高了機具對土壤的適應性,提高了作業(yè)效率,降低了作業(yè)成本。主要創(chuàng)新點:1)發(fā)明了新的油菜移栽方法,解決了移栽機具作業(yè)效率低和適應性差兩大難題。發(fā)明了松土切縫-切塊插栽-切土鎮(zhèn)壓的油菜移栽方法,改變傳統(tǒng)的裸根苗或缽體苗移栽為毯狀苗切塊帶土移栽,擺脫了傳統(tǒng)挖穴式移栽機對土壤流動性的依賴,提高了機具對土壤的適應性,提高了作業(yè)效率,降低了作業(yè)成本。2)發(fā)明了高密度規(guī)格化毯狀苗育苗技術,解決了傳統(tǒng)育苗技術不適應高效機栽的技術難題。傳統(tǒng)育苗為苗床上低密度育苗,每平方米100株左右,育苗密度低,占用苗田多,秧苗形態(tài)不一致,裸根苗移栽,難以滿足機器高效移栽的要求。本發(fā)明在世界上首次培育出規(guī)格化油菜毯狀秧苗,密度達到每平米4000-5000株,苗齡25-40天,苗高8-12cm 矮壯苗,根系發(fā)達盤根成毯,為機械連續(xù)切塊、高效栽插創(chuàng)造了條件。3)發(fā)明了“驅動型波紋圓盤開溝裝置”、“無級可調切土式覆土鎮(zhèn)壓機構”等土壤工作部件,取-送-栽一體化回轉式栽植機構,創(chuàng)制了油菜毯狀苗移栽機,實現(xiàn)了松土切縫-切塊插栽-切土鎮(zhèn)壓的油菜移栽方法,解決了油菜移栽效率低和土壤適應性差的問題。
該技術成果的突出優(yōu)點有:作業(yè)效率高:研發(fā)的油菜毯狀苗移栽機單行正常作業(yè)可達280-320次/分,是人工移栽的30-50倍,鏈夾式移栽機的5-8倍,世界先進的全自動旱地移栽機的2-3倍以上,創(chuàng)造了世界上旱地移栽的最高栽植頻率和作業(yè)效率。適應性強:采用主動波紋圓盤開窄溝、切擠壓相結合的覆土合縫機構,解決了原有旱地移栽機對土壤精耕細整的要求,實現(xiàn)了稻茬田耕整后移栽,甚至免耕移栽。高產穩(wěn)產,油菜育苗移栽縮短了本田生育期,對于保證糧油合理輪作,實現(xiàn)穩(wěn)產、高產具有重要作用。2014至2016年,在江蘇、安徽、湖北、四川、上海等油菜主產區(qū)推廣應用,與同期直播油菜相比平均增產30%以上,平均省工節(jié)本每畝70元以上。
(5)大豆種植技術
基于“兩熟制小麥大豆機械化生產關鍵技術集成研究與示范”項目研制出2BQX-6F麥茬地大豆(玉米)精密播種機。適用于我國黃淮海冬小麥/夏大豆(夏玉米)一年兩熟區(qū)在小麥秸稈殘茬覆蓋條件下實行保護性耕作的大豆(玉米)精密播種機。
(6)小區(qū)播種技術
小區(qū)種子播種機技術和設備研發(fā),打破發(fā)達國家的長期壟斷。我國種子繁育技術受機械化水平的制約,具有技術技能的田間勞動繁重,新品種的推出周期、種子品質等嚴重落后于歐美等發(fā)達國家。針對種子繁育過程中存在的種子質量低、制種成本高、生產效率低等問題,近年來青島農業(yè)大學和中機美諾公司聯(lián)合研究了規(guī)?;?、專業(yè)化、機械化、標準化的種子繁育裝備。包括小區(qū)小麥條播機、手扶式穗行條播機、小區(qū)玉米氣吸式精量播種機等,在全國進行了推廣應用。
(7)制種技術
研發(fā)了2BZP-3/6玉米制種專用精密播種機。突破了恒壓氣吸式排種器、玉米精密排種、基于紅外傳感器的鴨嘴點播器播種質量監(jiān)控和自走式播種機型整機配置等技術,研制出了制種玉米播種機械裝備,通過了國家農機具質量監(jiān)督檢驗中心檢測,填補了我國自走式制種玉米播種機的空白,具有創(chuàng)新性, 2016年4月經中國機械工業(yè)聯(lián)合會鑒定,其主要技術指標達到國際先進水平。
(8)播種質量數(shù)據(jù)采集與檢測技術
① 研制了“蔬菜精量播種機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”??蓪崿F(xiàn)播種機工作參數(shù)的數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)保存,壓力監(jiān)測,壓力報警等功能,系統(tǒng)采用工業(yè)一體機和USB數(shù)據(jù)采集卡,性能穩(wěn)定,可實現(xiàn)系統(tǒng)的觸屏操作和數(shù)據(jù)的高效采集與分析處理,操作方便。該裝置放置在便攜式拉桿箱內,極大地提高了裝置的靈活性與便利性。
② 針對國內目前玉米排種器作業(yè)質量檢測儀無法檢測作業(yè)速度超過每小時12km的現(xiàn)狀,開發(fā)了可以實時檢測與顯示排種質量的高速精量排種器檢測儀,最高可檢測每小時16km的排種器作業(yè)速度,檢測精度可與國外相關檢測儀器相媲美。國內部分排種器生產廠家應用該儀器在線檢測排種器超過200萬個。
3.專業(yè)領域科技發(fā)展趨勢
國內主要農作物種植技術與機具已基本可以滿足農業(yè)生產需要,但在可靠性、作業(yè)效率和自動化智能化水平方面相比國外先進發(fā)達國家仍然有較大差距。其次,我國種植機械功能比較單一,多個環(huán)節(jié)需要不同機具完成導致工序復雜,機具整體利用率不高,導致作物生產成本較高。國外發(fā)達國家植機械發(fā)展趨勢為:
(1)向大型、高速、復式作業(yè)方向發(fā)展,進一步提高機具的作業(yè)效率;
(2)自動化、智能化程度進一步提高,自動對行和導航等先進技術的應用可以進一步提高作業(yè)效率,降低操作使用要求。
(三)專業(yè)領域研究重點建議
1.專業(yè)領域研究重點內容
(1)播種是農業(yè)生產的最基本作業(yè)工藝環(huán)節(jié),抓好播種技術及機械是增強產業(yè)競爭能力的關鍵。我國作物品類較多、作業(yè)模式多樣,新的農藝措施不斷涌現(xiàn),隨著生產方式變革,播種技術與機械也需要從提升效率、保障播種質量、提升作業(yè)可靠性方面著手,提高技術適應性和實用性。重點在高速精量排種器、高效播種機械作業(yè)系統(tǒng)、多樣性播種機械上,加大開發(fā)力度,成熟產品系統(tǒng),滿足適合結構調整的裝備需求。
(2)加大對種植業(yè)結構性調整所需要的播栽機械技術研究力度。在繼續(xù)水稻、玉米、小麥、馬鈴薯等大宗糧食作物向規(guī)?;⒏咝史N植發(fā)展需要的高速、寬幅、精量播種機械的深入研究與功能完善以外,還需加強重要區(qū)域特色種植的經濟作物、蔬菜作物等播栽機械的研究,如谷子播種機械、牧草播種機械、大田蔬菜播栽機械、中藥材播栽機械、紅薯秧苗移栽機械、馬鈴薯種薯切塊機械等。
(3)加大對播種機械智能控制技術的集成研究力度。多年來在單項技術領域,全國相應單位開展了北斗導航、查分接行、播量調控、施肥調控、播深調控、漏播預警與補播等技術和裝置研究,取得了相應的技術成果,開展聯(lián)合性集成研究,分析技術成果的適應性、實用性,通過聯(lián)合試驗等形成機械化作業(yè)智能控制的技術規(guī)范、通用部件和系統(tǒng)、控制的標準要求等,形成相對統(tǒng)一的、較為成熟的、價格適中的控制單元和基于總線的控制系統(tǒng),實現(xiàn)產業(yè)化。
2.專業(yè)組重點建議
(1)重大命題建議
①稻麥氣力精量播種和高效復式作業(yè)技術研究與示范
研究內容包括: 稻麥復式作業(yè)技術與機具;精量高效播種技術。
②雙季稻區(qū)雜交稻單少株及大苗機械化精準育苗栽植技術研究與示范
研究內容包括:適應缽體大苗的機械化高效栽植技術與機具;精量高雜交稻單少株精確定量栽植技術與機具;氣力式雜交稻精量育苗播種關鍵技術。
③北方優(yōu)質粳稻可持續(xù)高產種植關鍵技術裝備研究與示范
研究內容包括:北方優(yōu)質粳稻機械化缽體育苗與擺栽技術與機具;北方優(yōu)質粳稻輕簡型育秧精量播種技術與機具;北方優(yōu)質粳稻無土或少土育秧基質配制工藝與裝備。
④水稻精量直播關鍵技術與機具研究與示范
研究內容包括:適合不同水稻品種精量直播的排種技術與裝置;水稻精量水直播技術與機具;水稻精量旱直播技術與機具。
⑤適宜規(guī)模化生產的玉米高效種植裝備與關鍵技術研究與示范
研究內容包括:高效高密度玉米精量播種關鍵技術與裝備;基于高效防堵的玉米免耕精量播種技術與裝備;基于株距和播深精確控制的智能型玉米精量播種技術與裝備。
⑥馬鈴薯、甘薯機械化種植裝備與關鍵技術研究與示范
研究內容包括:馬鈴薯、甘薯機械化種植模式研究;馬鈴薯、甘薯機械化種植關鍵技術研究技術與裝備;馬鈴薯、甘薯殺秧技術與裝備。
⑦油菜毯狀苗機械高速移栽技術研究與示范
研究內容包括:油菜毯狀苗育苗技術優(yōu)化與規(guī)范;適于油菜移栽的分插機構研究;獨立單元式高速全自動免(少)耕油菜移栽。
(2)發(fā)揮專業(yè)組專家作用的建議
①建立專業(yè)組專家組定期交流機制和平臺,發(fā)揮專業(yè)組專家的集體智慧,針對農業(yè)生產中的關鍵技術和瓶頸問題進行技術交流和探討,提出科學行之有效的方案,解決生產實際中存在的問題。
②發(fā)揮專業(yè)組專家的技術咨詢和技術發(fā)展趨勢的分析判斷能力,在國家項目立項、政策咨詢等方面,提出建議,提高科研項目立項的科學性和政策的精準性,引領行業(yè)發(fā)展。
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