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一、国内外现状

欧美发达国家在上个世纪已经全面实现了农业机械化。当前，在发达国家，农业设备的发展趋势是向大型化、多功能、高效能以及复式联合作业转变，同时强调资源的节约、环境的保护、智能化的控制以及操作的自动化。这些国家还普遍应用数字化设计、信息化管理以及柔性制造等前沿技术，成功实现了从粮食生产机械化向全面生产机械化的跨越，并且正迅速迈向以信息技术应用和可持续发展为标志的更高阶段。自国家建立至今，我国农业机械及其装备领域实现了显著进步，农机产业体系已初步建立，并且我国已跃居为全球农机制造领域的重要国家。目前，我国农业装备的研究焦点集中在：探索高性能农业机械和装备，以及农机与农艺的融合技术；运用机械、电气、液压一体化技术，提升农业机械作业的效率并降低成本；开发环保型农业机械与装备；研究水土资源的高效利用方法以及节能减排技术。

我国农机化发展尚处于中级阶段，与发达国家相比，差距明显，大约落后了20至30年。具体来说，农业机械化尚处于中期阶段，全国主要农作物的综合机械化水平大约为50%，这一比例远低于发达国家，意味着支撑和引领农业现代化的重任依然十分繁重。品种结构未能满足农业发展的需求，粮食生产尚未完全实现机械化，经济作物的机械化程度依旧较低，大部分经济作物的机械化作业还处于初级阶段或是尚未开展。农机装备的技术水平不高，性能不佳，产品种类单一，整体技术较为落后，在国际市场上的竞争力较弱，受到国外技术和国际大型企业的压制，面临着巨大的挑战。原始创新不足，共性技术支持短缺，农业机械装备在现代设计理念及室内模拟实验方面尚不完善，设计理念与实验条件相对滞后，产品研发及生产周期远超国际标准，达到国际水平的2至3倍。农机组织化水平不高，农机与农艺之间的匹配问题愈发明显，农业经营规模较小，与农业机械的大型化、作业规模化的趋势不相协调。国内农机行业中，中小型乃至微型企业占据了相当份额，而创新力突出的大型企业却相对匮乏。高新技术领域对外依赖程度较高，许多高性能、技术含量高且效率高的产品仍旧依赖进口。同时，具备国际竞争力和品牌影响力的大型企业集团显得尤为稀缺。我国农产品加工技术及装备实力薄弱，基础不稳，导致原料品质难以得到保障，每年农产品在收获后损失高达数百亿元，加工增值的潜力十分巨大；同时，农产品和食品安全问题也相当严重。农业装备与技术领域内，行业领军人物及创新型人才极度匮乏，可持续创新能力明显不足。

二、发展方向

近十几年来，在主要粮油作物生产的关键环节，机械技术的关键领域已取得显著进展，小麦生产已基本实现机械化。然而，在水稻和玉米的机械化生产装备技术、大马力拖拉机及其相关配套设备方面，尚无法完全满足当前农业生产的紧迫需求。

1拖拉机方面

当前，在我国拖拉机市场中，功率分布存在不均衡现象，中小功率拖拉机占据了绝大多数份额，而大功率拖拉机所占比例相对较少，更缺乏特大功率拖拉机，这导致农业机械化作业的潜力未能得到充分释放。大马力拖拉机的核心部件技术同国际先进水平相比存在较大不足，具体表现在：与普遍应用电喷发动机的国外同类产品相较，我国发动机在增压器和中冷器的稳定性能上尚未达到理想状态，同时，缺乏电控技术导致拖拉机整体控制失去了关键一环；国内传动系统在功能上仅实现了滑动齿轮向啮合套的过渡，与国外同步器、动力换档、无级变速以及静液压传动等配置相比，存在显著差异；在液压系统方面，我国主要采用开式半分置式液压系统，即便是目前尚无位调节功能的分置式液压系统也在逐渐增多，这与国外闭式负荷传感液压系统以及电子反馈悬挂系统形成了鲜明对比；而在操纵与控制系统上，与国际上广泛应用的电子和液压操纵控制相比，我国拖拉机目前主要还是依赖机械杆件控制，尽管有部分电子控制，但多数也仅是孤立且简单的开关控制。

2种植机械方面

在三大主要粮食作物中，水稻的机械化生产程度相对较低，截至2010年，其综合机械化率仅为58%，其中种植环节的机械化率更是只有20%。目前，迫切需要解决的核心技术问题包括：一是培育出适合超级稻精密插秧的高品质秧苗，二是研发出适用于超级稻精密插秧的机械设备。我国目前有超过30%的水稻种植区域实行了直播方式，其中大部分采用的是人工撒种。当前迫切需要解决的核心技术问题，是将直播过程从无序转变为有序，确保播种的均匀性，并能够满足常规稻、杂交稻以及超级稻等多种稻种对播种技术的特定需求。此外，这些技术还需能够适应不同地区的气候和土壤条件。至于国内玉米的播种，主要依赖的是小型机械。机械式排种器在种子处理方面表现不佳，其漏种、重复播种及种子损坏的比例均较高，同时，它并不适合进行快速作业。在我国，现产的播种机械主要采用机械式排种器，辅以气吸式排种器，整体技术水平尚处于国外发达国家20世纪70年代的水平，因此，其播种效果难以满足现代农业技术的需求。在我国，针对油菜、棉花等旱田作物，已经成功研发并生产了多种类型的移栽机械，包括钳夹式、链夹式、挠性圆盘式、吊杯式以及导苗管式等。然而，这些移栽机械大多还处于半机械化作业阶段，在取苗和投苗等环节，仍需大量人力参与。栽植速度受限于工人取苗的能力，通常情况下，栽植速度不宜超过每分钟35株，这直接影响了移栽机的作业效率，尽管操作起来较为省力，但并未减少人工成本。鉴于此，有必要研发能够自动取苗和完成栽植作业的全自动移栽机，推进移栽作业的机械化进程，这已成为我国亟待解决的重要问题。

3大型保护性耕作与田间管理机械方面

保护性耕作标志着农业耕作方式的一次重大转折，然而在我国，大型智能化的保护性耕作设备却相对匮乏。相较于国外先进的喷雾施药设备，我国在喷雾机械的作业效率、雾滴的附着率以及农药的有效利用率等方面，技术指标明显不高。在施药工具的使用上，手动药械占据了绝大多数，高达93%，而中小型机动植保机械和配套拖拉机喷雾机的使用比例则相对较低，分别只有6%和1%。我国是农业大国，农业灌溉用水占据了全国总用水量的九成，然而，高效且精确的节水灌溉技术及设备却相对匮乏。

4收获机械方面

我国谷物收割机市场以横轴流滚筒机型为主，其喂入量通常在2至4公斤每秒之间，但整体技术水平相较于发达国家落后约三十年；此外，喂入量超过8公斤每秒的大型智能化谷物收割机在我国市场上尚属空白。主要缺陷包括：首先，其结构相对单一，导致单位产出所需的能耗较高，进而限制了作业效率；其次，设计过程主要依赖经验和模仿，缺少系统性的基础试验数据以及设计理论支撑；再者，整个设备主要依赖机械传动和简单的液压控制系统，这使得结构及运动参数的调整变得复杂，作业性能难以监控，驾驶操控的自动化水平较低；最后，整机和发动机、液压元件、电器组件等配套系统的制造设备水平较低，产品振动和噪音较大，且无故障工作时间不足60小时。农业科技创新遭遇的关键机制体制障碍表现在：农业装备与技术科技体系分布极为分散，隶属关系繁杂多样；各级农业科研机构的组织架构主要是按照专业和学科来划分，导致领导体制复杂，协调性不足；这样的状况常常导致科研项目重复设立，造成不必要的资源浪费，使得整体运行效率难以提升。农业装备与技术的科研资金投入持续增长，然而，这一部分资金在整个国家财政预算中所占的比重仍然较小。相较于美国等发达国家，我国农业科研人员的平均科研经费存在较大差距。此外，私营企业对农业科研的投资在总投入中的占比不到2%，而且科研资金的分配主要集中在农作物领域。众多农业装备技术研究机构转为公司性质后，它们原本负责的提供共性、公益性质技术服务的职能显著减弱，科研机构在资金投入和提供服务的积极性上明显不足。此外，农机部和机械部的合并以及高等教育的变革，直接造成了高等院校农机学科的衰退，农业装备与技术领域在关键前沿的基础研究和原始创新方面显得尤为缺乏。近段时间，得益于农机购置补贴政策的推动，农机市场迅猛发展，出现了众多以短期盈利为目的的组装型公司。这些企业数量庞大，规模却较小，且分布分散，导致资源分配效率低下，出现了低层次重复建设和无序的恶性竞争等问题，这些状况严重阻碍了我国农机行业的健康发展。因此，培育壮大核心骨干企业，使其成为国际市场上的佼佼者，已成为振兴我国农机行业的一项迫切任务。

当前，由于体制上条块分割、各行其是，构建高效的大型科研仪器设备共享体系面临挑战。对研究的重视程度不足，储备资源匮乏，大型科研项目所需的智力、跨学科知识、大型设备以及信息等资源未能得到有效整合，导致科技工作者和科研团队在资源共享和合作方面存在不足。信息流通不畅，进而引发研发阶段的重复工作，造成研发环节与产业链之间的脱节。这种状况使得科学研究在解决农机行业生产过程中出现的共性关键技术问题时力不从心，结果是我国农业装备行业在关键性技术上严重依赖进口，产品科技含量不足，整体竞争力较弱。在评价体系上，依然侧重于以论文发表、专利申请、奖项获得等作为主要评估手段，过分强调数量而忽视质量，过分注重形式而忽略实际效果，评价周期较短，通常为一年至两年，急功近利的倾向较为明显；同时，对成果转化及应用的效益评价重视不足；在产业、学术、研究等各个环节之间，缺乏有效的衔接，这导致科技资源的利用效率和科技创新的整体效率难以得到提升，使得科技成果向实际生产力转化的进程难以得到有效加速。农机领域发展受限，行业在技术创新和技术发展方面显得力不从心。同时，由于缺乏紧密的国际合作机制以及汇聚全球杰出人才的体制和平台，我们难以研发出达到国际水准的现代农业设备和技术。

三、结语

国际上的实践证据显示，通过合作与联盟，构建了共同研发、成本削减、风险分散以及收益共享的体系，从而有效促进了产业的进步与技术的提升，达成了资源的有效整合和风险的共同承担，扩大了国际发展的领域，这种模式已成为全球化背景下国家创新的重要途径。因此，为了使我国农业装备及技术行业在国际竞争中脱颖而出，我们亟需依托现代农业装备与技术协同创新中心这一平台，构建起高校、科研院所与企业共同参与的农业装备科研创新及人才培养体系。这一体系将从根本上革新我国农业装备科研创新的格局，快速缩短与发达国家的差距，为我国农业现代化以及国家现代化提供强有力的物质装备保障。

本文作者：王卫龙、笪祖林 单位：江苏大学科技处