目前,我國農業基礎設施建設、農機裝備智能化、智慧農業、無人農場示范、5G、AI等應用研究達到相當水平,有能力支撐更高水平的農業現代化。及時提出新的發展目標,是自立于世界之林的戰略性選題。農機裝備的新“四化”(裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化(無人農場))映入視野,成為我們為之獻身的崇高事業。本文就此展開討論,以期拋磚引玉。
一、什么是農機裝備的新“四化”
農機裝備的新“四化”是指裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化(無人農場),是2024年以來我國各地(如湖南沅江)針對農機裝備短板,結合智慧農機、數字農業等新趨勢提出的升級方向,旨在強化農機裝備對糧食安全、農業現代化的支撐能力。
1、農機新“四化”的具體內容與實踐案例
根據湖南沅江市(2024年)的實踐,綜合其它地區經驗,新“四化”的具體內容如下:
| 維度 | 內涵 | 實踐案例 |
| 裝備智能化 | 推廣新型智能農機,整合政策資金(如農機購置補貼),提升全程機械化水平。 | 投入1億多元推廣新型農機,建成中聯重科沅江智慧農機一站式服務中心; 主要農作物耕種收綜合機械化水平達87.52%,獲評全國第七批主要農作物全程機械化示范縣。 |
| 管理數字化 | 建立數字農業監管服務平臺,實現農機作業軌跡、內容、面積、質量的遠程監控,優化農機調度。 | 建成湖南省首家智慧農業示范基地,通過數字平臺監控全市農機,實現“一屏展示、一體指揮、一鍵調動”; 早晚稻畝產提高25%-30%,畝均節約成本270元(化肥70元+人工200元),獲央媒報道。 |
| 技術科學化 | 強化與科研院所合作,推動農機技術集成創新(如育秧、病蟲害防治),引導農機應用向精準、高效方向發展。 | 與中國農科院麻類研究所合作建設現代化集中育秧工廠,機械化播種縮短水稻10天生育期,畝均增產100斤; 與湖南省農科院合作,用植保無人機實現播種、施肥、病蟲害防治一體化,水稻病蟲害統防統治覆蓋率超90%。 |
| 生產無人化 | 優化農機社會化服務,通過土地托管、并地互換等方式,擴大農機服務覆蓋范圍。回答“誰來種地”的世紀之問。 | 打造集中連片農業基礎設施,推進“十代服務”(代耕、代種、代防、代收等); 建成8個市級科技特派員工作站,培育農機合作社60家,服務小農戶12萬余戶,實現小農戶與現代農業銜接。建成農業生產全程無人化示范農場。 |
2、新“四化”的發展背景與意義
政策驅動。2024年中央一號文件明確要求“強化農業科技和裝備支撐,加快先進農機研發推廣”,各地相繼繼出臺《補齊農機裝備短板打造智慧農機產業鏈發展高地的若干舉措》,推動農機裝備升級。
問題導向。針對傳統農機“小、散、弱”(如小型農機效率低、缺乏智能監控)的短板,通過“四化”升級解決誰來種地、怎樣種地的問題,支撐糧食安全(如沅江主要農作物機械化率達87.52%,保障了糧食穩產)。
趨勢引領。結合智慧農業、數字經濟趨勢,通過智能化(如北斗導航、無人機)、數字化(如數字平臺)提升農機作業效率,降低成本,推動農業向精準、綠色、高效轉型。
3、與早期“四化”的區別
2020年春季農業機械化生產曾提出“備耕在線化、服務社會化、裝備智能化、技術綠色化”,但新“四化”更強調系統性、長效性:
早期“四化”側重疫情期間的應急應對(如在線備耕、社會化服務減少人員聚集);新“四化”側重常態化、高質量發展(如管理數字化、生產無人化),通過數字平臺、社會化服務體系,實現農機裝備的長期高效運行。
農機裝備的新“四化”(裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化)是2024年以來的最新升級方向,其核心是通過技術賦能、數字驅動、體系建設保障,推動農機裝備從“傳統機械”向“智慧裝備”轉型,支撐現代農業高質量發展。這一方向符合中央一號文件(強化農機裝備支撐)、數字農業(如湖南沅江的數字平臺)等政策與趨勢,是未來農機裝備發展的關鍵路徑。
二、我國推動農機裝備新“四化”(裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化)意義重大
我國推動農機裝備向裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化的“新四化”轉型,對保障糧食安全、提升農業競爭力及實現農業現代化具有戰略意義。
1、裝備智能化:破解生產效率與資源瓶頸
提升作業精度與產量。智能農機通過北斗導航、AI算法實現精準播種、施肥和收割,如新疆兵團應用北斗自動駕駛技術后,棉花播種垂直誤差≤3cm,土地利用率提高0.5%-1%,采凈率提升2%-3%。江蘇如皋農場使用智能插秧機與無人收割機,水稻畝產提升110斤,小麥增產70斤/畝。
突破關鍵技術“卡脖子”問題。國產混合動力拖拉機(如濰柴雷沃全球首款商業化混動機型)、丘陵山區專用機械等研發突破,推動高端裝備自主可控。江蘇鎮江等重點產業集群聚焦傳感器、傳動系統等核心部件攻關,加速國產替代。
2、管理數字化:驅動農業全鏈條升級
構建智慧農業管理中樞。數字化平臺集成物聯網、大數據,實現農機調度、作業監管與故障預警。如南通通州區農田通過傳感器監測墑情,自動啟閉灌溉設備,水資源利用效率提升30%。陽春農機展推廣的智能管理系統,支持跨區作業資源優化配置,降低空駛率。
賦能經營決策科學化。數據分析平臺(如楊天農業科技)實時調控溫光水肥,推動番茄、黃瓜等作物增產10%以上。
3、技術科學化:融合農藝與裝備創新
促進農機農藝協同優化。政策強調研發需對接農業需求,如《加快建設農業強國規劃》要求農機裝備與種植模式深度適配,實現種養加全鏈條覆蓋。江蘇如皋“水肥一體化”系統通過土壤數據動態調節營養液,縮短果蔬生長周期。
科研支撐產業升級。依托江蘇大學等機構,建立“產學研推用”一體化體系,加速實驗室技術田間轉化。
4、生產無人化:應對勞動力短缺與成本壓力
全流程無人作業落地。鎮江無人農場實現耕、種、管、收全環節自主作業,24小時連續運行降低人力依賴。臨沂試驗田通過“云端控制中心”遠程管理無人農機集群,效率較傳統模式提升40%。
釋放鄉村勞動力價值。如皋農場工人從體力勞動轉向技術管理,生產效率提升同時,推動農民向“慧種田”轉型。
5、夯實農業強國根基
保障糧食安全。2024年全國農作物綜合機械化率超75%,三大主糧基本實現全程機械化,糧食總產突破760億斤。
培育新質生產力。智能農機帶動制造、傳感、新能源等產業鏈升級,如國機集團鏈博會展示綠色農業鏈融合成果。
促進可持續發展。新能源農機減少碳排放,精準作業降低化肥農藥用量。
三、我國農機裝備新“四化”(裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化)的實現路徑
要實現我國農機“裝備智能化、管理數字化、技術科學化、生產無人化”(新“四化”),需圍繞核心技術突破、協同創新、場景應用、政策支撐四大維度,構建全鏈條、系統性的實現路徑。
1、裝備智能化:以技術升級推動農機“從傳統到智能”的跨越
裝備智能化是新“四化”的核心基礎,需聚焦智能感知、決策、控制、通信等關鍵技術,推動農機從“人工操作”向“自主智能”轉變。
核心技術突破。重點研發智能感知技術(高精度傳感器、多光譜攝像頭、物聯網終端),實現對農業環境(土壤、氣象)、作物狀態(長勢、病蟲害)、農機運行(轉速、油耗)的實時監測;發展智能決策技術(人工智能算法、大數據分析平臺),通過對監測數據的處理,生成精準作業指令(如施肥量、噴藥范圍);優化智能控制技術(高精度控制器、伺服執行器),實現農機對作業指令的精準執行(如拖拉機自動駕駛、收割機自動調幅);融合網絡通信技術(5G、北斗導航、物聯網),支撐農機與云端、其他農機之間的信息交互。
高端裝備研發。針對卡脖子環節(如高端精密液壓件、農業智能傳感器、大型高效復合型農機具),設立“十五五”高端農機專項研發計劃,清單式推動關鍵技術國產化;開發復合型智能農機(如智能收獲機、精準施肥機、無人植保機),滿足不同作物(小麥、玉米、蔬菜)、不同地形(平原、丘陵)的作業需求。傳統農機升級。利用人工智能+傳感器+自動化控制技術,對傳統農機(如拖拉機、插秧機)進行“智能化改造”,例如為拖拉機加裝自動駕駛系統(北斗導航+路徑規劃),為收割機加裝智能清選裝置。協同創新機制。推動產—學—研—用聯合攻關,由高校(如中國農業大學)、科研院所(如農業機械化研究所)、龍頭企業(如中國一拖、濰柴雷沃)成立“智能農機協同創新中心”,打破技術壁壘,加速成果轉化。
2、管理數字化:以數據驅動農機“從經驗到精準”的轉型
管理數字化是新“四化”的重要支撐,需通過信息化系統、數據平臺、標準規范,實現農機管理從“人工統計”向“數字賦能”轉變。
信息化管理系統構建。搭建農機裝備信息化管理系統,涵蓋數據采集層(通過傳感器、BDS實時采集農機位置、運行狀態、作業數據)、數據處理層(對采集數據進行清洗、存儲、分析)、應用層(實現遠程監測、調度、維護);例如,江蘇年豊農場通過智能管理系統,實時掌握土壤狀況、氣象條件,實現病蟲害精準預防。
數據平臺與服務模式。搭建全國性農機信息化服務平臺,整合農機作業數據、運維數據、市場需求數據,實現“數據上云”和“遠程服務”(如遠程診斷農機故障、調度附近農機作業);推行數字化社會化服務模式,例如通過APP為農戶提供“農機租賃+作業數據統計+產后服務”的全鏈條服務。
標準規范制定。統一農機裝備的行距、規格、數據接口等標準(如插秧機行距、收割機清選系統參數),促進不同品牌、不同機型之間的數據交互和系統兼容;制定農機數據安全標準,保障農機作業數據、農戶信息的安全。
3、技術科學化:以融合創新推動農機“從單一到系統”的提升
技術科學化是新“四化”的動力源泉,需通過技術整合、農藝融合、科學研究,實現農機技術從“碎片化”向“體系化”轉變。
技術體系優化。整合人工智能、5G、北斗導航、物聯網等先進技術,優化“農業機械化智能技術體系”,例如利用5G實現農機與云端的實時通信,利用北斗導航實現農機精準定位。
農藝農機深度融合。推動農機與農藝結合,例如根據小麥、玉米的生長周期,設計“精準施肥+精準噴藥”的作業模式;針對南方丘陵山區,研發“小型智能農機”(如微型收割機、山地拖拉機),并開展“宜機化農田改造”(平整土地、拓寬機道);例如,江蘇太倉雅鹿村的無人農場,通過宜機化改造,實現了無人收割機的順利作業。
科學研究支撐。加強基礎研究,例如針對導航定位技術(衛星導航+慣性導航)、路徑規劃算法(遺傳算法、蟻群算法)的研究,提高農機定位精度(厘米級)和路徑規劃效率;開展國際合作,引進國外先進技術(如美國約翰迪爾的智能農機技術),拓展“一帶一路”農機合作(如向東南亞國家出口智能農機)。
4、生產無人化:以場景應用推動農機“從有人到無人”的突破
生產無人化是新“四化”的終極目標,需通過無人農場試點、自主作業裝備、政策支持,實現農業生產從“人工主導”向“無人自主”轉變。
無人農場試點推廣。開展無人農場試點,推廣“無人收割機+無人插秧機+無人拖拉機”的全程無人化作業模式,例如江蘇丹陽的8個市級無人農場、蘇州太倉的首個無人農場,實現了耕種管收全程無人化;試點項目需總結經驗,逐步推廣到全國,例如江蘇計劃將50家省級無人農場的經驗推廣至更多地區。
自主作業裝備應用。研發高可靠性無人農機,例如無人收割機(通過北斗導航自主規劃“回”字形路線)、無人植保機(通過多光譜攝像頭識別病蟲害),支持“一鍵啟動+自主作業+遠程監控”;例如,江蘇年豊農場的無人收割機,實現了“自主收割+自動卸糧+作業數據上傳”。宜機化條件保障。推進農田宜機化整理,解決丘陵山區土地碎片化問題(如重慶90%以上耕地達不到大中型農機作業條件),為無人農機提供作業空間;例如,通過土地流轉、農地整理,將碎片化耕地整合為連片地塊,適合無人農機作業。
政策支持引導。出臺農機購置補貼政策,對購買無人農機(如無人收割機、無人拖拉機)的農戶、合作社給予補貼;例如,江蘇“三夏”期間,調度了4876臺無人農機,同比增加10%,其中補貼政策起到了重要引導作用。
5、保障措施:新“四化”實現的支撐體系
人才培養。加強農機人才培養,支持新農科新工科融合(如農業工程+人工智能),設立“國家農機重點實驗室”,培養“懂農機+懂技術+懂管理”的復合型人才。政策扶持。加大研發投入,對智能農機研發項目給予財政支持;完善產業鏈支持政策,支持智能農機產業鏈的上下游企業(如傳感器企業、農機制造企業)。示范推廣。通過試點項目(如無人農場、智能農機示范基地),展示智能農機的節本增效效果(如江蘇年豊農場節本100元/畝、增產70-80斤/畝),提高農戶對智能農機的接受度。
我國農機裝備新“四化”的實現,需以裝備智能化為核心,以管理數字化為支撐,以技術科學化為動力,以生產無人化為目標,通過核心技術突破、協同創新、場景應用、政策支持,逐步推動農業生產從“傳統人工”向“智能無人”轉變,為農業現代化插上科技的翅膀。
這是一項全新而偉大的事業,需要我們數十年不懈努力奮斗。
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眾智


