我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新概況與發(fā)展思考

陳有慶， 顧峰瑋， 吳 峰， 王 冰， 胡志超

(農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所，江蘇南京 210014)

1 我國花生產業(yè)現(xiàn)狀

花生是我國最具國際競爭力的優(yōu)質優(yōu)勢油料作物[1]，常年種植面積約占全球的17.6%，產量約占全球的37.0%，分別居世界第2位、第1位。隨著我國農業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展和產業(yè)結構戰(zhàn)略性調整加快，花生產業(yè)在我國的重要地位和產業(yè)特點日益凸顯，加快花生生產機械化發(fā)展已成為我國農機化發(fā)展的重點和熱點[2]。

1.1 花生產業(yè)國際地位高

聯(lián)合國糧食及農業(yè)組織的數(shù)據(jù)顯示，2014年全球花生收獲面積為2 654.166萬hm2，產量為4 391.54萬t。種植面積在前10位的國家分別為印度、中國、尼日利亞、蘇丹、坦桑尼亞、塞內加爾、尼日爾、乍得、美國、剛果(圖1、圖2)，產量在前10位的國家分別為中國、印度、尼日利亞、美國、蘇丹、坦桑尼亞、阿根廷、緬甸、乍得、塞內加爾(圖3、圖4)。可見，除美國以外，其他發(fā)達國家鮮有花生規(guī)?；N植，花生種植主要集中在亞洲、非洲、南美洲等發(fā)展中國家。

2015年，我國花生種植面積約461.57萬hm2(圖5)，產量約1 643.97萬t(圖6)[3]，分別居世界第2位、第1位。由于河南、山東、東北等傳統(tǒng)產區(qū)玉米種植面積調減，預計2017年花生種植面積有望大幅增加。隨著我國農業(yè)種植業(yè)結構調整工作持續(xù)開展，作為重要的油料作物，花生種植面積仍可能會進一步擴大，我國花生產業(yè)國際地位還將進一步上升。

1.2 花生產業(yè)對保障油料供給意義大

由圖7、圖8可知，2014年我國油料作物種植面積約 1 404.275萬hm2，產量約3 507萬t，其中油菜種植面積最大，為758.309萬hm2，花生、向日葵、芝麻、胡麻籽的種植面積分別為463.411萬、98.299萬、42.128萬、28.086萬hm2，但花生的產量最大，為1 648萬t，油菜、向日葵、芝麻、胡麻籽的產量分別為1 473萬、245萬、70萬、35萬t[3]。同時由于大豆產業(yè)長期低迷，油菜總體效益偏低，其種植面積呈現(xiàn)逐年縮減的態(tài)勢，因此，花生是我國最具國際競爭力的優(yōu)質優(yōu)勢油料作物，我國的花生產業(yè)在國際上具有顯著的引領和主導作用，發(fā)展花生產業(yè)對保障我國油料供給意義重大。溫家寶同志在任時曾2次批示，要加快花生產業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)錯位競爭，保障食用油供給安全。

1.3 花生產業(yè)發(fā)展空間大

隨著糧食產量即將迎來十三連增，玉米已呈現(xiàn)階段性供大于求的局面，玉米收儲改革已經開展，農戶種植效益受到影響，引起我國河南、山東、東北等傳統(tǒng)糧食產區(qū)的玉米種植面積快速減少，花生作為經濟效益更好的替代作物，種植規(guī)模已顯著增加。近期，國家發(fā)展和改革委員會、農業(yè)部和國家林業(yè)局發(fā)布了《全國大宗油料作物生產發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，提出到2020年油菜籽、花生、大豆、油茶籽等油料播種面積力爭達到2 666.667萬hm2左右，花生種植面積有望進一步增加。因此，在效益驅使和政策引導的雙重作用下，我國花生產業(yè)還有較大的發(fā)展空間。

1.4 機械化收獲技術需求大

面對花生461.57萬hm2種植規(guī)模和快速的發(fā)展趨勢，機械化收獲是必然選擇，但目前機械化，尤其是收獲機械化還是花生產業(yè)發(fā)展中的薄弱環(huán)節(jié)，廣大種植戶迫切需要機械替代人工，降低生產成本，提高經濟效益。目前主產區(qū)人工收獲0.07 hm2花生約需4個人工，人工收獲成本約4 500元/hm2，而機械化收獲成本可控制在3 000元/hm2以內，效益可觀，同時機械化收獲效率高，可用于搶收作業(yè)，減小災害天氣的影響，確保豐產豐收?；ㄉa區(qū)對機械化收獲技術需求呼聲日趨迫切和高漲。同時隨著國家“一帶一路”和“中國制造2025”等戰(zhàn)略的深入實施，我國的花生機械化收獲技術裝備及國際市場需求也將呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢和發(fā)展前景。

1.5 機械化收獲技術只能依靠自主創(chuàng)新

除美國以外，發(fā)達國家鮮有花生規(guī)?；N植。美國花生機械化收獲水平代表世界先進水平，其以兩段式收獲為主[4]，即先用花生挖掘機將花生挖掘、清土并條鋪于田間，待花生干至一定含水率后，再用撿拾花生聯(lián)合收獲機撿拾摘果，相應的裝備也早已實現(xiàn)了專用化、標準化、系列化。我國花生種植區(qū)域廣，南北跨度超過34個緯度，東西跨越58個經度[5]，花生品種、土壤條件、種植模式、經營規(guī)模、經濟狀況等與美國差異巨大，因此我國花生機械化收獲技術路線和收獲模式不能完全照搬美國，只能立足于自主創(chuàng)新。

2 我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新現(xiàn)狀

長期以來，我國農業(yè)機械化各項工作重心一直集中在水稻、小麥、玉米等主要糧食作物上?；ㄉ推渌洕魑锏臋C械化收獲科技創(chuàng)新現(xiàn)狀和發(fā)展特點可概括為起步晚、支持少、隊伍小、發(fā)展快、成效大、與產業(yè)需求差距大、須破解的難題多。

2.1 花生機械化收獲現(xiàn)狀

花生收獲方式主要有3種：人工收獲、半機械化收獲、機

械化收獲等。目前我國花生機械化收獲水平不高，機械化收獲占比約為30%，我國花生仍以人工收獲為主，機械化和半機械化收獲技術在主產區(qū)已得到一定的應用。應用的主要技術設備包括挖掘犁、簡式挖掘機、分段式收獲機、摘果機(半喂入或全喂入式)、半喂入2行聯(lián)合收獲機等(圖9)。

2.2 花生機械化收獲科技創(chuàng)新起步晚、投入少、隊伍小

我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新起步晚、投入少、隊伍小?；ㄉ鷻C械化收獲技術研發(fā)直到“十一五”期間才正式獲得國家層面項目經費的支持，截至目前獲得國家層面科技專項經費支持的僅3項，主產省的省級專項也屈指可數(shù)，目前能提供穩(wěn)定支持的非競爭性項目僅有國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系和中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程， 國內僅有農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所、青島農業(yè)大學等單位長期堅持相關技術的研究工作，還缺乏大型企業(yè)介入該領域，已有的相關企業(yè)其研發(fā)力量也非常弱小。

2.3 花生機械化收獲科技創(chuàng)新發(fā)展快、成效大

雖然我國花生機械化收獲技術創(chuàng)新起步晚、投入少、隊伍小，但發(fā)展快、成效大，在經濟作物中，無論是發(fā)展速度還是總體水平均處于領先位置。2015年我國花生機械化收獲水平已達30.16%，比2011年增加6.91百分點(圖10)，花生機械化收獲水平與水稻、小麥、玉米等主要糧食作物相比還有一定的差距，但相對于油菜、馬鈴薯、棉花等經濟作物[6]，其機械化收獲水平發(fā)展成效大、速度快。

2011—2015年，全國公開發(fā)表的花生機械化收獲技術相關論文120多篇，申請專利150多項，獲得省部級科技進步一等獎獎勵2項，國家技術發(fā)明二等獎1項，國家科學技術進步獎二等獎1項。新研發(fā)的半喂入2行花生聯(lián)合收獲機、分段式收獲機、摘果機等花生收獲機具在花生主產區(qū)逐步獲得推廣應用。農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所作為我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新的主體和典型，近年來研究成果顯著，負責研發(fā)的半喂入2行花生聯(lián)合收獲機、分段式收獲機等機具(圖11)已經成為花生收獲機市場的主體和主導產品。同時還充分利用已有研發(fā)基礎和技術沉淀，分別創(chuàng)制出擁有完全自主知識產權和核心技術的世界首臺半喂入4行花生聯(lián)合收獲機和國內首臺8行花生撿拾聯(lián)合收獲機(圖12)，目前相關技術已日趨成熟，近期有望實現(xiàn)產業(yè)化。機械化收獲科技創(chuàng)新在支撐花生產業(yè)發(fā)展方面發(fā)揮了顯著的作用。

2.4 花生機械化收獲科技創(chuàng)新與產業(yè)需求差距大、待破解難題多

我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新雖然已取得了一定的成績，但當前花生產業(yè)需求差距較大，須要破解的技術難題較多。2016年國內花生收獲機主要生產企業(yè)(山東省臨沭縣東泰機械有限公司、江蘇宇成動力集團有限公司、河南省汝南縣廣源車輛有限公司、青島萬農達花生機械有限公司、青島弘盛汽車配件有限公司等)均出現(xiàn)了產品脫銷的情況，技術產品供給已難以滿足市場需求；隨著《全國大宗油料作物生產發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》的發(fā)布，以及玉米種植經濟效益下滑，在政策引導和效益驅使雙重推力下，我國花生種植面積還有望繼續(xù)擴大，產業(yè)對新技術、新產品的需求將進一步增加，但現(xiàn)有技術產品仍然存在著生產效率偏低、損失率偏高、適應性和可靠性較差等難題?？傮w來看，花生機械化收獲技術發(fā)展與產業(yè)需求差距還較大，須要破解的技術難題還有很多，科技創(chuàng)新還任重道遠。

3 我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新存在問題與發(fā)展思考

3.1 存在的問題

(1)投入少、隊伍小、條件弱。2015年，我國農業(yè)科技進步貢獻率達56%以上[7]，標志著我國農業(yè)發(fā)展已從過去主要依靠增加資源要素投入轉入主要依靠科技進步的新時期。我國花生產業(yè)已進入新的快速發(fā)展時期，產業(yè)對收獲技術需求也日趨多元化和復雜化，但現(xiàn)有的技術創(chuàng)新基本條件仍未得到有效改善。全國專業(yè)從事花生機械化收獲技術研發(fā)的團隊僅有農業(yè)部南京農業(yè)機械化研究所和青島農業(yè)大學2支隊伍，企業(yè)研發(fā)能力弱。未設置國家級或部級花生機械化收獲工程技術中心，省級工程技術研究中心全國也僅有2家，分別為河南省汝南縣廣源車輛有限公司的河南省花生機械工程技術研究中心、山東省臨沭縣東泰機械有限公司的山東省花生聯(lián)合收獲機械工程技術研究中心，這2個研究中心幾乎無實質性經費支持。全國對花生機械化研發(fā)能夠提供持續(xù)穩(wěn)定支持的項目只有現(xiàn)代農業(yè)花生產業(yè)技術體系和中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程。投入少、與產業(yè)規(guī)模及產業(yè)需求極不對等，嚴重制約了我國花生機械化收獲科技進步與創(chuàng)新能力提升。

(2)花生機械化收獲科技創(chuàng)新須要破解的技術難題多、難度大?；ㄉ麑嶉L在土下，其實現(xiàn)機械化收獲的難度要遠大于稻麥、玉米等土上果實收獲的難度。同時，我國花生產業(yè)發(fā)展不同于美國，美國花生種植規(guī)模小，僅為我國的1/10左右[8]，因此美國花生機械化收獲技術研發(fā)工作僅由3～4家企業(yè)承擔即可滿足整個國家花生機械化收獲技術創(chuàng)新的需求。而我國花生種植范圍廣、種植規(guī)模大、種植模式復雜多變，多為直立品種低壟覆膜種植，我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新要求更高、難度更大、待破解的技術難題更多。當前亟待攻克的技術難題主要包括半喂入花生聯(lián)合收獲機適應性差、落埋果損失率高、收獲后莢果產地適宜干燥技術短缺、全喂入撿拾聯(lián)合收獲機裂莢率高、損失率高、秧苗難以資源化利用等。

(3)三元(高校、科研院所、企業(yè))共為創(chuàng)新主體，兩元(政府和企業(yè))投入長期并存的中國特色的花生機械化收獲科技創(chuàng)新模式尚未形成。我國的科技人才多集中在高等院校和科研院所，企業(yè)科技人才偏少[9]，在花生機械化收獲領域該問題尤為突出。國內花生機械化收獲技術創(chuàng)新目前主要依靠高等院校和科研院所，企業(yè)創(chuàng)新研發(fā)能力較弱，造成花生機械化收獲企業(yè)技術創(chuàng)新的能力十分匱乏；同時，花生收獲機制造缺乏大企業(yè)介入，中小企業(yè)投入創(chuàng)新的動力和資金不足，僅僅依靠各級政府有限的項目經費支持難以滿足不斷發(fā)展的產業(yè)新要求。

3.2 發(fā)展思考

(1)加大花生機械化收獲科技創(chuàng)新投入?；ㄉ鷻C械化收獲科技創(chuàng)新難度大、歷史欠賬多、產業(yè)需求大。當前，我國的花生機械化收獲科技創(chuàng)新仍應以政府為主體和主導，亟須加強頂層設計，在人才培養(yǎng)、平臺建設、科研立項等方面應給予足夠的重視和支持，凝聚和培養(yǎng)一批學術視野開闊、創(chuàng)新能力強的科研人才，建設一批競爭開放、資源共享的國家級專業(yè)科研平臺，實施一批解決行業(yè)共性和關鍵技術的科研項目。

(2)培育壯大花生機械化收獲科技創(chuàng)新主體。當前我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新主體總量不足、質量差異大、創(chuàng)新能力弱，另一方面對現(xiàn)有創(chuàng)新主體進行培育壯大，同時應支持鼓勵更多的研究機構或大中型農機企業(yè)參與到花生機械化收獲科技創(chuàng)新活動中來，優(yōu)勢互補，形成花生機械化收獲科技創(chuàng)新協(xié)同效應與聚合效應合力，集中力量，共同破解花生機械化收獲發(fā)展過程中的各項技術難題，系統(tǒng)推進花生機械化收獲技術進步。

(3)加快構建中國特色的花生機械化收獲科技創(chuàng)新模式。推動我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新，最關鍵的是要建立新的協(xié)同創(chuàng)新模式，要構建全國一盤棋的管理格局，解決花生機械化收獲科技創(chuàng)新零散化、碎片化等問題。要整合全國創(chuàng)新資源，充分調動高校、科研院所、企業(yè)科技創(chuàng)新的熱情和積極性，三元共為創(chuàng)新主體，產、學、研良性互動，政府和企業(yè)兩元共同投入，協(xié)同推進花生機械化收獲科技創(chuàng)新工作。

隨著我國創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的深入實施，特別是各級政府和企業(yè)對花生產業(yè)和花生機械化收獲科技創(chuàng)新的日趨重視，通過該領域科技工作者的不懈努力，我國花生機械化收獲科技創(chuàng)新必將得到新的更大的發(fā)展，為我國和全球花生產業(yè)發(fā)展做出更大的貢獻。