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农机装备的新“四化”要这样做才更利于推动

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目前,我国农业基础设施建设、农机装备智能化、智慧农业、无人农场示范、5G、AI等应用研究达到相当水平,有能力支撑更高水平的农业现代化。及时提出新的发展目标,是自立于世界之林的战略性选题。农机装备的新“四化”(装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化(无人农场))映入视野,成为我们为之献身的崇高事业。本文就此展开讨论,以期抛砖引玉。

一、什么是农机装备的新“四化”

农机装备的新“四化”是指装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化(无人农场),是2024年以来我国各地(如湖南沅江)针对农机装备短板,结合智慧农机、数字农业等新趋势提出的升级方向,旨在强化农机装备对粮食安全、农业现代化的支撑能力。

1、农机新“四化”的具体内容与实践案例

根据湖南沅江市(2024年)的实践,综合其它地区经验,新“四化”的具体内容如下:

维度内涵实践案例
装备智能化推广新型智能农机,整合政策资金(如农机购置补贴),提升全程机械化水平。投入1亿多元推广新型农机,建成中联重科沅江智慧农机一站式服务中心; 主要农作物耕种收综合机械化水平达87.52%,获评全国第七批主要农作物全程机械化示范县。
管理数字化建立数字农业监管服务平台,实现农机作业轨迹、内容、面积、质量的远程监控,优化农机调度。建成湖南省首家智慧农业示范基地,通过数字平台监控全市农机,实现“一屏展示、一体指挥、一键调动”; 早晚稻亩产提高25%-30%,亩均节约成本270元(化肥70元+人工200元),获央媒报道。
技术科学化强化与科研院所合作,推动农机技术集成创新(如育秧、病虫害防治),引导农机应用向精准、高效方向发展。与中国农科院麻类研究所合作建设现代化集中育秧工厂,机械化播种缩短水稻10天生育期,亩均增产100斤; 与湖南省农科院合作,用植保无人机实现播种、施肥、病虫害防治一体化,水稻病虫害统防统治覆盖率超90%。
生产无人化优化农机社会化服务,通过土地托管、并地互换等方式,扩大农机服务覆盖范围。回答“谁来种地”的世纪之问。打造集中连片农业基础设施,推进“十代服务”(代耕、代种、代防、代收等); 建成8个市级科技特派员工作站,培育农机合作社60家,服务小农户12万余户,实现小农户与现代农业衔接。建成农业生产全程无人化示范农场。

2、新“四化”的发展背景与意义

政策驱动。2024年中央一号文件明确要求“强化农业科技和装备支撑,加快先进农机研发推广”,各地相继继出台《补齐农机装备短板打造智慧农机产业链发展高地的若干举措》,推动农机装备升级。

问题导向。针对传统农机“小、散、弱”(如小型农机效率低、缺乏智能监控)的短板,通过“四化”升级解决谁来种地、怎样种地的问题,支撑粮食安全(如沅江主要农作物机械化率达87.52%,保障了粮食稳产)。

趋势引领。结合智慧农业、数字经济趋势,通过智能化(如北斗导航、无人机)、数字化(如数字平台)提升农机作业效率,降低成本,推动农业向精准、绿色、高效转型。

3、与早期“四化”的区别

2020年春季农业机械化生产曾提出“备耕在线化、服务社会化、装备智能化、技术绿色化”,但新“四化”更强调系统性、长效性:

早期“四化”侧重疫情期间的应急应对(如在线备耕、社会化服务减少人员聚集);新“四化”侧重常态化、高质量发展(如管理数字化、生产无人化),通过数字平台、社会化服务体系,实现农机装备的长期高效运行。

农机装备的新“四化”(装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化)是2024年以来的最新升级方向,其核心是通过技术赋能、数字驱动、体系建设保障,推动农机装备从“传统机械”向“智慧装备”转型,支撑现代农业高质量发展。这一方向符合中央一号文件(强化农机装备支撑)、数字农业(如湖南沅江的数字平台)等政策与趋势,是未来农机装备发展的关键路径。

二、我国推动农机装备新“四化”(装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化)意义重大

我国推动农机装备向装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化的“新四化”转型,对保障粮食安全、提升农业竞争力及实现农业现代化具有战略意义。

1、装备智能化:破解生产效率与资源瓶颈

提升作业精度与产量。智能农机通过北斗导航、AI算法实现精准播种、施肥和收割,如新疆兵团应用北斗自动驾驶技术后,棉花播种垂直误差≤3cm,土地利用率提高0.5%-1%,采净率提升2%-3%。江苏如皋农场使用智能插秧机与无人收割机,水稻亩产提升110斤,小麦增产70斤/亩。

突破关键技术“卡脖子”问题。国产混合动力拖拉机(如潍柴雷沃全球首款商业化混动机型)、丘陵山区专用机械等研发突破,推动高端装备自主可控。江苏镇江等重点产业集群聚焦传感器、传动系统等核心部件攻关,加速国产替代。

2、管理数字化:驱动农业全链条升级

构建智慧农业管理中枢。数字化平台集成物联网、大数据,实现农机调度、作业监管与故障预警。如南通通州区农田通过传感器监测墒情,自动启闭灌溉设备,水资源利用效率提升30%。阳春农机展推广的智能管理系统,支持跨区作业资源优化配置,降低空驶率。

赋能经营决策科学化。数据分析平台(如杨天农业科技)实时调控温光水肥,推动番茄、黄瓜等作物增产10%以上。

3、技术科学化:融合农艺与装备创新

促进农机农艺协同优化。政策强调研发需对接农业需求,如《加快建设农业强国规划》要求农机装备与种植模式深度适配,实现种养加全链条覆盖。江苏如皋“水肥一体化”系统通过土壤数据动态调节营养液,缩短果蔬生长周期。

科研支撑产业升级。依托江苏大学等机构,建立“产学研推用”一体化体系,加速实验室技术田间转化。

4、生产无人化:应对劳动力短缺与成本压力

全流程无人作业落地。镇江无人农场实现耕、种、管、收全环节自主作业,24小时连续运行降低人力依赖。临沂试验田通过“云端控制中心”远程管理无人农机集群,效率较传统模式提升40%。

释放乡村劳动力价值。如皋农场工人从体力劳动转向技术管理,生产效率提升同时,推动农民向“慧种田”转型。

5、夯实农业强国根基

保障粮食安全。2024年全国农作物综合机械化率超75%,三大主粮基本实现全程机械化,粮食总产突破760亿斤。

培育新质生产力。智能农机带动制造、传感、新能源等产业链升级,如国机集团链博会展示绿色农业链融合成果。

促进可持续发展。新能源农机减少碳排放,精准作业降低化肥农药用量。

三、我国农机装备新“四化”(装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化)的实现路径

要实现我国农机“装备智能化、管理数字化、技术科学化、生产无人化”(新“四化”),需围绕核心技术突破、协同创新、场景应用、政策支撑四大维度,构建全链条、系统性的实现路径。

1、装备智能化:以技术升级推动农机“从传统到智能”的跨越

装备智能化是新“四化”的核心基础,需聚焦智能感知、决策、控制、通信等关键技术,推动农机从“人工操作”向“自主智能”转变。

核心技术突破。重点研发智能感知技术(高精度传感器、多光谱摄像头、物联网终端),实现对农业环境(土壤、气象)、作物状态(长势、病虫害)、农机运行(转速、油耗)的实时监测;发展智能决策技术(人工智能算法、大数据分析平台),通过对监测数据的处理,生成精准作业指令(如施肥量、喷药范围);优化智能控制技术(高精度控制器、伺服执行器),实现农机对作业指令的精准执行(如拖拉机自动驾驶、收割机自动调幅);融合网络通信技术(5G、北斗导航、物联网),支撑农机与云端、其他农机之间的信息交互。

高端装备研发。针对卡脖子环节(如高端精密液压件、农业智能传感器、大型高效复合型农机具),设立“十五五”高端农机专项研发计划,清单式推动关键技术国产化;开发复合型智能农机(如智能收获机、精准施肥机、无人植保机),满足不同作物(小麦、玉米、蔬菜)、不同地形(平原、丘陵)的作业需求。传统农机升级。利用人工智能+传感器+自动化控制技术,对传统农机(如拖拉机、插秧机)进行“智能化改造”,例如为拖拉机加装自动驾驶系统(北斗导航+路径规划),为收割机加装智能清选装置。协同创新机制。推动产—学—研—用联合攻关,由高校(如中国农业大学)、科研院所(如农业机械化研究所)、龙头企业(如中国一拖、潍柴雷沃)成立“智能农机协同创新中心”,打破技术壁垒,加速成果转化。

2、管理数字化:以数据驱动农机“从经验到精准”的转型

管理数字化是新“四化”的重要支撑,需通过信息化系统、数据平台、标准规范,实现农机管理从“人工统计”向“数字赋能”转变。

信息化管理系统构建。搭建农机装备信息化管理系统,涵盖数据采集层(通过传感器、BDS实时采集农机位置、运行状态、作业数据)、数据处理层(对采集数据进行清洗、存储、分析)、应用层(实现远程监测、调度、维护);例如,江苏年豊农场通过智能管理系统,实时掌握土壤状况、气象条件,实现病虫害精准预防。

数据平台与服务模式。搭建全国性农机信息化服务平台,整合农机作业数据、运维数据、市场需求数据,实现“数据上云”和“远程服务”(如远程诊断农机故障、调度附近农机作业);推行数字化社会化服务模式,例如通过APP为农户提供“农机租赁+作业数据统计+产后服务”的全链条服务。

标准规范制定。统一农机装备的行距、规格、数据接口等标准(如插秧机行距、收割机清选系统参数),促进不同品牌、不同机型之间的数据交互和系统兼容;制定农机数据安全标准,保障农机作业数据、农户信息的安全。

3、技术科学化:以融合创新推动农机“从单一到系统”的提升

技术科学化是新“四化”的动力源泉,需通过技术整合、农艺融合、科学研究,实现农机技术从“碎片化”向“体系化”转变。

技术体系优化。整合人工智能、5G、北斗导航、物联网等先进技术,优化“农业机械化智能技术体系”,例如利用5G实现农机与云端的实时通信,利用北斗导航实现农机精准定位。

农艺农机深度融合。推动农机与农艺结合,例如根据小麦、玉米的生长周期,设计“精准施肥+精准喷药”的作业模式;针对南方丘陵山区,研发“小型智能农机”(如微型收割机、山地拖拉机),并开展“宜机化农田改造”(平整土地、拓宽机道);例如,江苏太仓雅鹿村的无人农场,通过宜机化改造,实现了无人收割机的顺利作业。

科学研究支撑。加强基础研究,例如针对导航定位技术(卫星导航+惯性导航)、路径规划算法(遗传算法、蚁群算法)的研究,提高农机定位精度(厘米级)和路径规划效率;开展国际合作,引进国外先进技术(如美国约翰迪尔的智能农机技术),拓展“一带一路”农机合作(如向东南亚国家出口智能农机)。

4、生产无人化:以场景应用推动农机“从有人到无人”的突破

生产无人化是新“四化”的终极目标,需通过无人农场试点、自主作业装备、政策支持,实现农业生产从“人工主导”向“无人自主”转变。

无人农场试点推广。开展无人农场试点,推广“无人收割机+无人插秧机+无人拖拉机”的全程无人化作业模式,例如江苏丹阳的8个市级无人农场、苏州太仓的首个无人农场,实现了耕种管收全程无人化;试点项目需总结经验,逐步推广到全国,例如江苏计划将50家省级无人农场的经验推广至更多地区。

自主作业装备应用。研发高可靠性无人农机,例如无人收割机(通过北斗导航自主规划“回”字形路线)、无人植保机(通过多光谱摄像头识别病虫害),支持“一键启动+自主作业+远程监控”;例如,江苏年豊农场的无人收割机,实现了“自主收割+自动卸粮+作业数据上传”。宜机化条件保障。推进农田宜机化整理,解决丘陵山区土地碎片化问题(如重庆90%以上耕地达不到大中型农机作业条件),为无人农机提供作业空间;例如,通过土地流转、农地整理,将碎片化耕地整合为连片地块,适合无人农机作业。

政策支持引导。出台农机购置补贴政策,对购买无人农机(如无人收割机、无人拖拉机)的农户、合作社给予补贴;例如,江苏“三夏”期间,调度了4876台无人农机,同比增加10%,其中补贴政策起到了重要引导作用。

5、保障措施:新“四化”实现的支撑体系

人才培养。加强农机人才培养,支持新农科新工科融合(如农业工程+人工智能),设立“国家农机重点实验室”,培养“懂农机+懂技术+懂管理”的复合型人才。政策扶持。加大研发投入,对智能农机研发项目给予财政支持;完善产业链支持政策,支持智能农机产业链的上下游企业(如传感器企业、农机制造企业)。示范推广。通过试点项目(如无人农场、智能农机示范基地),展示智能农机的节本增效效果(如江苏年豊农场节本100元/亩、增产70-80斤/亩),提高农户对智能农机的接受度。

我国农机装备新“四化”的实现,需以装备智能化为核心,以管理数字化为支撑,以技术科学化为动力,以生产无人化为目标,通过核心技术突破、协同创新、场景应用、政策支持,逐步推动农业生产从“传统人工”向“智能无人”转变,为农业现代化插上科技的翅膀。

这是一项全新而伟大的事业,需要我们数十年不懈努力奋斗。

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