设施农业机械发展现状及趋势分析

刘小龙，王国强，刘 娜，张彩虹，齐新洲，王 彦，刘 涛，陈永生，高庆生，杨雅婷

（1.新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐 830091；2.农业农村部南京农业机械化研究所，江苏 南京 210014）

中国作为农业大国，实现农业机械化是发展现代化农业的基础保障，是改善农民工作环境、提高农民生活水平和农业生产效率的重要途径[1]。随着科技的迅速进步，设施农业得到了迅速发展，改善了农业农田环境，提升了农业生产的整体收益水平，是现代农业发展的重要组成部分，有利于推动我国农业生产向更高发展阶段前进[2]。

设施农业是新时代解决农业生产问题的重要手段，是一种高投入、高生产、高效率的生产方式，具有可逆时令性和多样化的特性[3]。目前中国的设施农业种植规模占全世界的78%，但我国设施农业的机械化程度低，农民劳动强度大，劳动力短缺，制约了设施农业的发展，并严重影响到农业生产[4]。因此，为满足设施农业机械发展的要求，需要不断推广应用农业机械，不断提升我国设施农业机械水平和质量。

1 设施农业机械研究现状

设施农业机械按种类大体可以分为移植栽培类机械、耕作类机械、施肥与灌溉类机械和温度调控类机械等[4]。

1.1 移植栽培类机械

蔬菜种苗完成培育后，多数采用人工种植，设施种植机械化仅占21%。近年来，我国对于机械化移栽非常重视，在移植栽培类机械领域发展较快，整个生产作业环节相较于传统的移栽技术效率得到极大提升。移栽技术作为一种栽培技术，具有直播难以比拟的优势，国内已成功研制出多种类型移栽机械，但机械功能单一，通用性一般，并且成本较高。就目前而言，我国拥有2 行、4 行自动钵苗移栽机和配套高效的机械化钵机，德国、意大利等发达国家的小型移栽机已得到了广泛应用，动力为2.94～4.41 kW[5]，我国还缺乏可推广的小型类移栽机械，未来需要大力发展小型移栽机械，补全移栽类机械小机型的空缺，并且研发新技术、新产品，加强农机与农艺结合，满足市场要求。

1.2 耕作类机械

针对温室、大棚等耕作环境，现阶段我国生产的耕作机械配套动力功率为2.2～5.9 kW，其中以4.4 kW 的耕作机械生产较多，发动机大都采用强制风冷式，部分使用电动机。耕整地机械属于传统农业机械，常见的耕作机主要包含旋耕机、滚笼耙、松土机等，种类比较齐全，机械化较高达到了79%，使得耕作效率得到显著提高。但耕作类机械的操作过于复杂，用户适应性较差，农民的受教育程度普遍不高，对机械熟练使用存在困难。未来需要研发操作简单和使用方便的耕作类机械，要广泛应用于农业耕作中，以提高耕作效率，减少不必要的成本损失，并提高涉农人员的农行水平，进而进一步提高农业生产力。

1.3 施肥与灌溉类机械

现阶段我国大多采用滴灌和喷灌两大类，较传统的漫灌和沟灌，节约了大量水资源，并且保证作物的生长用水。同时，可以利用滴灌和喷灌技术将肥料混入，起到精确施肥的效果。传统施肥方式是基于传统灌溉方式的基础上，利用大量的水资源携带肥料进行漫灌和沟灌，消耗了大量人力、物力和财力，并且施肥效果不理想。水肥一体化滴灌应用比较广泛，节水量为40%～50%，节肥量30%。滴灌节水效果明显，肥料利用率较高，能够实现精准施肥，不仅节约成本，而且农作物长势更加良好。因此，未来要加大精准施肥和灌溉机械的研究，有效提升作物的灌溉质量。

1.4 温度调控类机械

我国地跨多个温度带，幅员辽阔，物产丰富，各地区的特产因地而异，特殊地区的农作物运输困难，难以满足市场需求，因此，在设施农业的建设与发展中控温技术是核心技术环节，以便在同一地区可以种植更多不同类型的作物。这类机械大概可以分为降温系统和保暖系统两大类。降温系统代表机械是风机，在炎热的气候下，农作物的叶片为防止水分散失，会关闭气孔，进而光合作用效率下降，植物生长缓慢。对于极端炎热环境下，太阳辐射严重，表面温度高达50℃，如何采取有效措施解决极端高温环境对植物生长的影响是降温系统的研究方向。保温系统正是为了应对极寒的天气对农作物生长的影响而设计的。我国北方地区，冬天往往会出现极寒天气，冬天生长的农作物会有被冻死的可能，农民种植反季节作物，同样也需要依靠保温系统。目前，大多数农民采用加热锅炉传递热量的方法来保证设施大鹏内农作物的生长所需湿度，该方法虽然提升了棚内的温度，但能耗高，温度控制不精准，有一定的安全隐患。

2 设施农业机械的存在问题

自改革开放以来，我国农业机械水平不断提高，设施农业建设也在不断发展和完善，已经初具规模，在设施农业的总体机械化水平达到了36.28%，但与较发达国家相比仍存在较大差距。

2.1 整体发展水平较低

相较于发达国家，比如欧美国家的室内温控系统和环境监控系统都已经实现自动化控制和高智能化决策，体系完整、技术成熟、稳定性好。然而我国的整体发展水平较为落后，在设施农业的建设上，起步较晚、发展速度较缓、配套设施农业技术比较落后，后续需要加强设施农业机械的推广，带动整体农业发展水平提高。

2.2 新材料、新工艺、新技术的研发与应用相对滞后

研究领域的进步往往离不开研究成果的积累和技术的突破。我国设施农业机械的研发落后，表现为新材料、新工艺、新技术的研发不够创新和技术水平不够高超，直接决定农业机械生产产品从材料、工艺、技术等各方面都落后于发达国家，其性能、精确度甚至使用寿命也会受到影响。

3 设施农业机械未来发展趋势

3.1 重视组织领导，引导和监管投入资金的使用

设施农业机械的发展会使土地利用率大大提升、土地产出得到巨大增加以及资源利用效率不断提高，进而带动农村整体收入水平提高，促进农村地区经济蓬勃发展。各地方政府将现代化设施农业建设列为六大行业考核之一，鼓励实施农机购机补贴政策，配套农机推广政策，落实农业设施建设。此外，还要做好对资金的合理利用和监督使用工作，继续加大加强对农业设施科技创新技术的资金投入，不断提升设施农业机械技术水平和质量。

3.2 培育新型职业农民和建设人才团队

始终坚持科技兴国和人才强国战略，各地政府要积极响应国家政策，支持和鼓励各大农业院校和职业院校大力培养更多相关人才，培养以技术创新、应用推广和生产管理为重点的人才建设，为未来实现现代化设施农业建设储备人才。按照现代农业设施建设的要求，建立健全人才孵化基地、农业机械示范基地、生产经营管培基地、系统操作实训基地等，为我国建设一支懂技术、懂管理、有文化、能吃苦的新时代建设现代化设施农业建设新人才，彻底解决系统建设人才短缺的问题。此外，应结合各地区的设施农业建设的特点，出台相关的补助政策，形成“经营主体+政府”的工资支付模式，提高农民收入水平。

3.3 加大研发力度

研发高效率、低成本的农业机械是未来设施农业建设的方向。需要不断提高机械化程度，解放劳动力，这对农业机械的作业效果和作业质量提出了更高要求，只有不断加大科研力度投入，才能全面提升我国设施农业机械化发展水平。

3.4 采用新材料、新工艺、新技术

在发展设施农业机械过程中，对材料、工艺、技术等方面提出了更高的要求，我国建设现代化农业设施，不单是在农业设施建设领域需要技术突破，更是带动基础材料、工艺等领域的科学技术进步，从而全面提升我国综合国力。

4 结语

设施农业机械化作为现代农业生产的重要组成部分，不仅是促进农业增效和农民增收的有效途径，也是调整农业产业结构的有力举措。充分发挥农业机械的作用，才可以更好地发挥出设施农业的优势，为我国的经济发展和农业发展作出更大的贡献。