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【对话院士】罗锡文:我国农机装备如何“补短板”“锻长板”

来源:光明网2025-12-15 13:53

  “十五五”规划建议提出,“推进高端智能、丘陵山区适用农机装备研发应用”,为农业机械化发展锚定方向。我国农机装备如何“补短板”“锻长板”?哪些技术方向需集中资源突破、加速规划落地?日前,在广州召开的中国农业工程学会第十届学术年会上,光明网记者采访了中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文。

【对话院士】罗锡文:我国农机装备如何“补短板”“锻长板”

  补短板:丘陵山区机械化的破局之道

  目前,我国丘陵山区耕地资源丰富,但特殊的地形地貌让平原地区成熟的农机装备“水土不服”。在罗锡文看来,破解丘陵山区机械化难题,“因地制宜”是核心原则。

【对话院士】罗锡文:我国农机装备如何“补短板”“锻长板”

  “从动力底盘到作业机具,再到作业方式,都需要针对丘陵山区的特性进行定制化研发。”他提到。在动力底盘选择上,履带式装备凭借接地面积大、牵引力强等优势,更适合崎岖地形和坡度较大的地块,应成为重点研发方向;面对丘陵山区普遍存在的土壤板结问题,需要专门研发适配的耕作机具,解决平原机具“打不碎硬土”的困境。

  作业方式的创新同样关键。以玉米种植为例,我国玉米平均亩产约439公斤,最高亩产超1500公斤,这背后与种植密度、种植模式以及作物品种密切相关。罗锡文表示,丘陵山区需要根据不同地形、种植习惯和作物品种,研发适配的种植方式。此外,农田基建的配套升级也是丘陵山区机械化推进的重要支撑。

  在技术研发过程中,国际经验的借鉴不可或缺。“日本、韩国以及我国台湾省在小型丘陵农机研发方面积累了丰富经验,针对小地块作业的小型机械,在灵活性、适应性上的设计思路,值得我们取长补短。”

  锻长板:智能化与可靠性的双重突破

  在罗锡文看来,提升智能化水平与可靠性则是农机装备“锻长板”的关键所在。他认为,我国农机在作业效率等性能指标上已逐步接近国际水平,但在智能化和可靠性上的差距仍需重点弥补。

  其中,智能化水平的提升是锻长板的核心方向。罗锡文认为,智能农机应具备智能感知、智能决策、智能作业和智能管理四大功能。以水稻收获为例,面对台风等灾害导致的倒伏问题,智能收割机需通过智能感知系统实时判断水稻倒伏程度,自主调整割台高度和倾角。根据作物长势动态调整作业参数的能力,正是当前我国农机智能化研发的重点。

【对话院士】罗锡文:我国农机装备如何“补短板”“锻长板”

  此外,机器的可靠性是另一块需要锻造的“长板”。“我国农机与国外先进水平的核心差距之一在于可靠性,国外农机可实现数百小时连续作业无故障,而我国部分农机在高强度作业中易出现各类故障,影响生产进度。”罗锡文直言。

  提升农机的多功能实用性也至关重要,通过优化设计让一台设备通过更换割台等部件适配多种作业场景,可降低农民购机成本,提高装备利用率。

  罗锡文呼吁,应加快制定智慧农业通用标准,明确农机接口的线路定义、代码规范等核心内容,让使用者能够便捷调整设备,打破技术壁垒。

  AI赋能:机械化与智能化的同步推进

  “AI赋能必须建立在机械化的基础之上,二者并非相互割裂,而是同步推进、相互促进的关系。”罗锡文认为。

  他举例,AI在农业中的应用离不开机械化载体的支撑。比如通过无人机航拍获取水稻长势数据,再由AI系统分析长势差异,进而精准制定施肥方案。“如果没有无人机这一机械化装备获取数据,AI的数据分析能力便无从发挥。同样,智能收割机的AI感知与决策功能,也必须依托收割机的机械化作业平台才能实现。”罗锡文说。

  推动AI与农机的深度融合,还需要解决载体培育与政策支持等问题。罗锡文建议,应重点培育种田大户、农机合作社等新型农业经营主体,他们种植规模大、接受新技术能力强,能够快速发挥智能农机的效益,形成示范带动效应。

  此外,人才培养是AI赋能农业的重要保障。需要加强对农机操作人员、技术维护人员的专业培训,让他们掌握智能农机的使用方法与维护技能,确保先进装备能够真正落地见效。政策层面还应进一步完善标准体系、加大研发投入,为AI与农业机械化的融合发展创造良好环境。(光明网记者武玥彤;科学性审核:农业农村部规划设计研究院研究员、中国农业工程学会执行秘书长 王应宽)

  【对话实录】

  光明网:当前我国农机装备在“补短板”与“锻长板”之间,应如何平衡优先级?哪些技术方向需要集中资源突破,才能更快实现规划目标?

  罗锡文:丘陵山区农业发展,正是典型的“补短板”方向。我国丘陵山区在农业生产中占比大,耕地资源也十分丰富。但受特殊地形地貌影响,这里的农业机械化程度偏低,既制约了农业发展,也影响了农民增收。多年来,推进丘陵山区农业机械化一直是工作重点,这正是“补短板”的核心体现。

  丘陵山区地形特殊,平原地区适用的农机往往难以适配。所以解决丘陵山区农业机械化问题,关键在于“因地制宜”——要结合当地地形地貌和作物种植情况,研发专属农机。

  首先是动力底盘(行走系统)的选择。在部分丘陵山区,履带式农机是更优选项。它接地面积大,在崎岖地形和有坡度的区域,能保持较好的行驶稳定性,还具备更强的牵引力和作业能力。另外,平原地区常用的农机,在丘陵山区常面临土壤板结严重的问题,如何研发适配这类土壤的农机,也是重要课题。其次是作业机具的适配性,要针对丘陵山区的特点专项研发。

  还有作业方式的优化。以玉米生产为例,我国玉米平均亩产约439公斤,但最高亩产已达1500公斤。高产的关键之一在于种植密度,每亩4000株、5000株甚至6000株的密度差异,会直接影响产量,这就需要研究适配的种植方式。到底哪种方式更合适,需要结合地形地貌、种植习惯和作物品种来确定。

  除了农机研发和作业方式优化,丘陵山区的农业基础设施建设也有大量工作要做,整体任务繁重。这方面可以借鉴国际经验,如日本、韩国以及我国台湾省,在丘陵山区小地块农机应用上做得很出色,我们可以“取长补短”,吸收他们的先进经验。

  再说说“锻长板”。我个人理解,核心是提升农机的智能化水平,智能农机装备需具备四大功能:智能感知、智能决策、智能作业、智能管理。

  以水稻收获为例,很多地块会出现倒伏情况。智能收割机应能实时感知水稻倒伏程度,自动调整割台高度和倾角——倒伏较轻时适当抬高,倒伏严重时则放低,确保收获效果,这就是智能感知与智能决策的结合。

  “锻长板”还包括提升农机的可靠性。目前我国农机在作业效率上已不逊于国外产品(比如一小时能完成20亩作业,甚至更高效率),但在可靠性上仍有差距。国外农机能连续工作数百小时不出故障,而我国农机常出现大小毛病,所以提升可靠性是“锻长板”的重要一环。

  此外,增强农机的多功能实用性也很关键。比如通过更换或改装割台,让一台农机适配多种作业场景,这也是需要重点研发的方向。

  光明网:“十五五”期间,我们还需要突破哪些难题?技术层面还有哪些重点方向?

  罗锡文:首先要加快制定智慧农业标准。当前不同厂家生产的智能拖拉机等设备互不兼容,核心问题是接口代码保密,彼此无法互通。比如部分设备的连接线有24根或32根,每根线的功能没有统一说明,即便专业人员也难以调试。制定通用标准,明确接口、代码等关键信息,才能解决设备兼容问题,这是关键技术之一。

  推动技术从“自动”向“自主”突破。以南方水田为例,经验丰富的拖拉机驾驶员遇到陷车时,会通过踩油门、切换两轮/四轮驱动、调整方向盘等操作脱困。我们需要借助人工智能,把这些驾驶员的实操经验转化为机器算法,让设备能自主判断工况(如转速变慢可能是打滑)并主动应对,实现真正的自主作业。

  明确技术应用载体。重点培养种田大户、农机合作社等主体使用智能设备,他们种植规模大,能快速看到设备带来的效益,更愿意主动接受和使用新技术。一家一户的小规模种植,很难形成推广和使用的规模效应。

  强化人才培养。有了应用载体后,要加大对相关操作人员的培养力度,让他们能熟练掌握智能农机的使用技能。

  优化政策支持。目前智能农机价格较高,建议在现有普通农机30%补贴比例的基础上,加大智能农机的补贴力度。部分省份已采取“基础补贴+智能功能额外补贴”的方式,后续可研究更贴合农民需求、便于政府操作的补贴政策。

  光明网:当前我国农业机械化尚未完全实现,能否跳过机械化直接实现AI赋能?

  罗锡文:我认为AI赋能农业必须建立在机械化的基础上。比如无人机飞巡农田后,能获取水稻长势影像,AI再对影像进行分析,判断不同区域的长势差异,进而给出精准施肥建议——长势差的区域多施肥,长势好的区域少施肥。

  这里的核心是,AI分析需要依赖机械化设备获取的数据(如无人机拍摄的影像),如果没有机械化作为数据采集和作业执行的基础,AI赋能就无从谈起。而且机械化和智能化并非相互割裂,二者应同步推进、相互促进。

【对话院士】罗锡文:我国农机装备如何“补短板”“锻长板”

罗锡文院士接受光明网记者采访

[ 责编:田新宇 ]
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