中國熱科院農機所深化學科+平臺布局助力農機裝備補短板

　　習近平總書記強調，要把發(fā)展農業(yè)科技放在更加突出的位置，大力推進農業(yè)機械化、智能化，給農業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀。在2022年全國農村工作會議上，習近平總書記再次強調，要以農業(yè)關鍵核心技術攻關為引領，以產業(yè)急需為導向，聚焦底盤技術、核心種源、關鍵農機裝備等領域。2022年中央一號文件強調“提升農機裝備研發(fā)應用水平”，國務院專門出臺《關于加快推進農業(yè)機械化和農機裝備產業(yè)轉型升級的指導意見》。當前，我國農業(yè)農村科技創(chuàng)新聚焦種子和耕地“兩個要害”，農機裝備“一個支撐”。新形勢下鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略“裝備先行”實施意義尤為凸顯，機構是裝備制造發(fā)明創(chuàng)造的核心要素，共性技術的研究更是提高核心競爭力的關鍵?；诖耍袊鵁釒мr業(yè)科學院農機所深化學科+平臺布局，助力熱區(qū)關鍵農機裝備快速發(fā)展。

　　熱帶作物生產分布于我國南方九省邊疆少數(shù)民族聚居區(qū)，社會、經(jīng)濟發(fā)展相對落后，熱帶作物生產是當?shù)厝嗣裰饕詈徒?jīng)濟來源。然而，熱區(qū)農業(yè)自然條件優(yōu)越，資源豐富，是我國熱帶亞熱帶作物重要生產基地。主要特色優(yōu)勢作物包括：甘蔗、木薯、香蕉、菠蘿、荔枝、龍眼、芒果，澳洲堅果、中國臺灣地區(qū)青棗、木瓜等熱帶水果以及各種北運瓜菜等，共同組成熱區(qū)優(yōu)勢特色農業(yè)產業(yè)。長期以來，農業(yè)生產主要以提升農業(yè)機械化水平、提高勞動生產率、降低農民勞動強度為導向，受經(jīng)濟投入與產出效益比影響，農業(yè)機械裝備技術以單一效能的適用農機發(fā)展為主，生產效益還相對低下，農民收入增長乏力，優(yōu)勢特色農業(yè)產業(yè)尚未發(fā)展成為高效益產業(yè)。隨著當前農村勞動力持續(xù)向城市轉移和老齡化的發(fā)展，急需通過開展精準精量控制的機械化裝備研發(fā)，以延伸農業(yè)產業(yè)鏈，促進農業(yè)產業(yè)增值，為我國熱帶作物產業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展提供技術保證。

　　為深入推進“學科+平臺”助力熱區(qū)智能農機裝備快速發(fā)展，經(jīng)過長期的基礎沉淀和努力，日前廣東省科學技術廳正式批復依托中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所組建“廣東省農業(yè)類顆粒體精量排控工程技術研究中心”（粵科函產字〔2023〕172號）。

　　據(jù)廣東省農業(yè)類顆粒體精量排控工程技術研究中心主任張園副研究員介紹，農業(yè)類顆粒體是指在一定尺寸范圍內具有球形動力學屬性的幾何體。農業(yè)類顆粒體物料廣泛應用于實際生產之中，在智能農機裝備研發(fā)進程中，農業(yè)類顆粒體與觸件的互作耦合規(guī)律作為共性研究熱點技術之一。國內外農業(yè)類顆粒體動力學及機構精準精量排控方向的研究基本停留在物料的動力學分析和機構可靠性優(yōu)化方面，對于二者的耦合分析研究均少有報道。但以美國、德國、意大利、日本為代表的現(xiàn)代農業(yè)發(fā)達國家，基于現(xiàn)代農業(yè)裝備核心共性技術的層級劃分，均建立了行政-市場引導的分類工程技術研究中心，其工程中心的作用就是瞄準共性核心技術進行創(chuàng)新，他們認為創(chuàng)新是確保農業(yè)部門在經(jīng)濟走強的情況下成為就業(yè)的主要推動力的關鍵領域，和應對未來農業(yè)與環(huán)境挑戰(zhàn)的唯一途徑，并且基于工程技術研究中心的聚焦優(yōu)勢，發(fā)達國家正在依托智能農機裝備的領先技術享受產業(yè)發(fā)展的紅利。因此，需要分門別類對類顆粒體農業(yè)物料與機械觸件作用的耦合過程進行解析，以快速掌握和應用其基本運動規(guī)律，研究結論對于完善類顆粒體農業(yè)物料加工工藝，優(yōu)化機械部件與類顆粒體接觸理論方法，促進我國精準農業(yè)發(fā)展等均具有重要指導意義。

　　當下我國農業(yè)裝備的快速發(fā)展已基本具備了相對完善的功能，但農業(yè)生產過程中的很多場景在與類顆粒體進行互作時，仍表現(xiàn)出局部機構的可靠性、精準精量控制等層面研究還較為欠缺。例如：偏球體種子在均勻性引流、定量排控等方面還無法做到共性技術互通；肥料顆粒物與機械構件接觸性能方面，顆粒肥在刮板迫動作用下，通過機械參數(shù)的調整，基本實現(xiàn)了精準精量排控，但在不同氣候條件下，還難以實現(xiàn)可靠的控制；植保環(huán)節(jié)精細化粉劑顆粒變量施撒、變壓一致性排控等技術受外部因素干擾還無法排除；胡椒鮮果顆粒物加工過程，匹配合適的工藝，調試設備的級配參數(shù)，可以取得較佳的工作效果，但還難以做到精準精量控制；荔枝、龍眼、芒果等大類顆粒體分級、分類、無損加工等技術還難以突破多指標耦合的兼容性?？傮w來看，多數(shù)農業(yè)場景中類顆粒體與觸件互作方式的響應指標穩(wěn)定性還難以精量控制，這嚴重影響了機構的穩(wěn)定性和精準控制。農業(yè)裝備的“提效、降強、保質、可靠”目標，和規(guī)?；?、標準化、現(xiàn)代化的技術發(fā)展急需在機構共性研究方向發(fā)力。

　　據(jù)介紹：廣東省建設農業(yè)類顆粒體精量排控工程技術研究中心，通過打造科研條件優(yōu)異的特色熱帶農業(yè)裝備專業(yè)創(chuàng)新平臺，建成集熱帶作物農業(yè)裝備科技創(chuàng)新、科技合作和成果轉化為一體的創(chuàng)新基地，是加快農業(yè)由適用生產方式向精準精量控制為主的先進生產方式轉變的重要措施，應該走在全國的前列，這是推動省熱帶作物生產轉型、走出產業(yè)困局的必由之路。該中心將圍繞廣東特色熱帶農業(yè)機械化和農機裝備工業(yè)發(fā)展需求，開展基礎性、前沿性、公益性農業(yè)機械裝備工程技術研究，突破熱帶農業(yè)裝備關鍵技術和核心部件創(chuàng)制，優(yōu)化一批先進熱作農機裝備，促進農機農藝結合，為農機裝備生產企業(yè)提供技術服務，為熱帶特色農業(yè)產業(yè)提供技術與裝備支撐，對加快廣東農業(yè)機械化和農業(yè)現(xiàn)代化、推進廣東農機裝備企業(yè)“走出去”將發(fā)揮重要作用。進一步推動我國熱帶作物產業(yè)健康發(fā)展、促進熱帶農業(yè)與“一帶一路”國家戰(zhàn)略結合，為搶占全球熱帶作物農業(yè)裝備科技制高點提供科技支撐。

　　廣東省農業(yè)類顆粒體精量排控工程技術研究中心依托中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所農業(yè)機械化工程學科特色優(yōu)勢，將重點圍繞田間生產機械化、農產品初加工和土壤與機械互作3大領域發(fā)力，開展農業(yè)類顆粒體動力學及觸件互作技術，農業(yè)顆粒體定向引流技術，類顆粒體成型及定向排控技術，顆粒體定量附著技術及顆粒體定向迫動控制技術研究等。該工程中心將立足于農機裝備共性技術層面的過程耦合控制工程技術研發(fā)和推廣，瞄準農業(yè)類顆粒體與觸件的互作耦合國際學科發(fā)展前沿，圍繞“研產推”目標，立足廣東農業(yè)強省，服務于中國熱區(qū)乃至世界熱區(qū)農機裝備技術與經(jīng)濟發(fā)展，對于帶動和促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和科技進步具有重要的意義。

　　該工程中心采取“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的方針，面向國內外先進裝備制造和農機智能控制學界開放，凝聚一批高水平精干領軍人才，致力于農業(yè)類顆粒體精量排控關鍵技術。獲批廣東省工程技術研究中心立項建設，將進一步提升該所立足全國農業(yè)農村科技創(chuàng)新聚焦農機裝備“一個支撐”背景下技術創(chuàng)新體系的整體效能提升，推進產學研用協(xié)同創(chuàng)新和科技成果轉化，助力高水平、產業(yè)型、工程化科研單位建設。