[新中國成立70周年特稿之二] 新中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步

（三）制定了農(nóng)機(jī)化技術(shù)與管理標(biāo)準(zhǔn)體系

我國農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系經(jīng)歷從單一種類到覆蓋、從強(qiáng)調(diào)數(shù)量到重視技術(shù)內(nèi)容發(fā)展歷程，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和質(zhì)量體系日臻完完善。

20世紀(jì)50—60年代，制定了我國個(gè)農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)《國營機(jī)械化農(nóng)場機(jī)務(wù)工作規(guī)章》，后續(xù)制定了《農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)駕駛員、修理工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《拖拉機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作量折合系數(shù)和地塊、土質(zhì)差別系數(shù)》等。

20世紀(jì)80—90年代，發(fā)布《農(nóng)業(yè)機(jī)械修理工技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)志著農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)制定修訂工作恢復(fù)，其后陸續(xù)制定了一批針對(duì)不同型號(hào)農(nóng)機(jī)的修理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T5262—1985《農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件測定方法的一般規(guī)定》和GB/T5667—1985《農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)試驗(yàn)方法》。1996年，農(nóng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)農(nóng)機(jī)化分技術(shù)委員會(huì)成立，開展了農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系研究。1997年提出了農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，包括農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)機(jī)運(yùn)用、農(nóng)機(jī)修理、試驗(yàn)鑒定、監(jiān)理、農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣、市場銷售、農(nóng)機(jī)科研、教育培訓(xùn)、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)和農(nóng)機(jī)信息等11個(gè)體系。農(nóng)業(yè)部和財(cái)政部1999年啟動(dòng)實(shí)施農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)專項(xiàng)計(jì)劃，重點(diǎn)建設(shè)農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)質(zhì)量、質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范和新型農(nóng)機(jī)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

2001年農(nóng)業(yè)部“無公害食品行動(dòng)計(jì)劃”實(shí)施，以農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)為切入點(diǎn)，探索制定無公害稻米、粉絲、乳粉和小麥粉的加工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。2004年，啟動(dòng)新一輪農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系研究，包括農(nóng)機(jī)化基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)分體系，試驗(yàn)鑒定、作業(yè)服務(wù)、管理等17個(gè)環(huán)節(jié)和領(lǐng)域，質(zhì)量評(píng)價(jià)、作業(yè)質(zhì)量、運(yùn)行等42個(gè)標(biāo)準(zhǔn)類型。為了加強(qiáng)農(nóng)機(jī)化發(fā)展進(jìn)程分析評(píng)價(jià)，制定了《農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平評(píng)價(jià)第1部分：種植業(yè)》標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)組織發(fā)展需要，制定了數(shù)十項(xiàng)農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；為強(qiáng)化農(nóng)機(jī)部門履行拖拉機(jī)監(jiān)管職能，制定了拖拉機(jī)號(hào)牌、駕駛證證件等監(jiān)理標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)鑒定行業(yè)評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量需要，發(fā)布了一批產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；配合購機(jī)補(bǔ)貼政策實(shí)施，制定了《農(nóng)業(yè)機(jī)械分類》基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

2009年，發(fā)布了《農(nóng)業(yè)機(jī)械化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃（2010—2015）》，構(gòu)建了我國農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)體系，分基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn)等3部分。針對(duì)輪式拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制定了質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)聯(lián)合收割機(jī)、水稻插秧機(jī)等農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制定了作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，配套設(shè)施農(nóng)業(yè)的農(nóng)機(jī)化標(biāo)準(zhǔn)也逐步完善。

二、農(nóng)機(jī)化應(yīng)用基礎(chǔ)研究

（一）土壤—植物—機(jī)器系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究

1.機(jī)械化耕作裝備。針對(duì)我國農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)土壤壓實(shí)嚴(yán)重、耕層變淺、犁底層增厚以及土壤侵蝕、地力下降等問題，開展了不同土壤類型的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、理化性狀和有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律研究，不同耕作方式對(duì)土壤質(zhì)構(gòu)和作物生長的關(guān)聯(lián)影響研究，不同區(qū)域深松、深翻、翻（旋）耕、輪耕、休耕、少（免）耕等耕作方式優(yōu)化組合研究。開展了水肥施用與作物秸稈還田等農(nóng)田作業(yè)措施對(duì)土壤耕層結(jié)構(gòu)變化的影響機(jī)理研究，建立了土壤合理耕層綜合評(píng)價(jià)分析模型，提出了合理耕層的構(gòu)建方法，制定了與區(qū)域特點(diǎn)相適應(yīng)、與作物生長相適宜、與機(jī)械作業(yè)相適應(yīng)的土壤合理耕層構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械化技術(shù)規(guī)范。

2.秸稈機(jī)械化還田裝備。針對(duì)機(jī)具在秸稈還田作業(yè)時(shí)易出現(xiàn)的秸稈堵塞、部件磨損和耕作阻力增大等問題，開展了機(jī)器—土壤—秸稈交互作用機(jī)理研究；針對(duì)秸稈還田裝備作業(yè)高耗低效、還田質(zhì)量差等問題，開展了機(jī)具—流場—秸稈—土壤交互作用關(guān)系研究，闡明了秸稈物理特性、流動(dòng)特性、還田方式、刀具質(zhì)構(gòu)對(duì)秸稈還田作業(yè)的影響機(jī)制，建立了秸稈還田作業(yè)能耗與還田質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)模型，提出了適合于不同區(qū)域的作物秸稈低耗還田方法，建立了作物秸稈低耗還田技術(shù)規(guī)范。

3.機(jī)械化種植裝備。開展了水田作業(yè)技術(shù)裝備研究，包括：水田復(fù)雜作業(yè)環(huán)境下土壤和品種、植株等互作規(guī)律，多種部件稻田土壤多相耦合機(jī)理，深水田作業(yè)時(shí)機(jī)具的受力分析、阻力來源及分布規(guī)律以及驅(qū)動(dòng)部件的疏泥結(jié)構(gòu)等。開展了土壤與裝備、品種與作業(yè)環(huán)境等研究，針對(duì)南方地區(qū)土壤濕度大、黏性大，研究了高濕黏重土壤工作部件防堵降耗理論。開展了農(nóng)作物種植技術(shù)研究，創(chuàng)建了“精播全苗”“基蘗肥一次深施”“播噴同步雜草防除”的水稻精量穴直播栽培技術(shù)，制定了不同區(qū)域水稻精量穴直播技術(shù)規(guī)程。針對(duì)現(xiàn)成玉米排種技術(shù)與排種器難以滿足高速播種作業(yè)需求的問題，突破了單粒精量排種核心技術(shù)，研發(fā)了機(jī)械—氣力組合式單粒精量排種關(guān)鍵部件，提高了排種單粒率，降低了對(duì)氣流壓力的需求。研究了馬鈴薯芽眼生理特性、分布規(guī)律和活性表征，提出了基于光學(xué)等方法的切分策略等。針對(duì)油菜移栽效率低和土壤適應(yīng)性差問題，研發(fā)了取—送—栽一體化回轉(zhuǎn)式栽植機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了松土切縫—切塊插栽—切土鎮(zhèn)壓油菜移栽方法。

4.機(jī)械化田間管理裝備。在常規(guī)植保方面，開展了施藥機(jī)械霧滴沉積量和分布均勻性測量方法及噴霧系統(tǒng)的在線探測技術(shù)研究，研發(fā)了基于電容傳感和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的霧滴沉積檢測系統(tǒng)。針對(duì)植保機(jī)械專用噴頭缺乏問題，研究了壓力霧化、沉積與飄移機(jī)理，設(shè)計(jì)了扇形霧噴頭、圓錐霧噴頭和防飄噴頭系列，提高了噴頭混合材料屬性，優(yōu)化了噴頭加工工藝，制造了系列化植保用噴頭。通過對(duì)常用農(nóng)用植保噴嘴的測試分析，提出了扇形霧噴嘴和錐形霧噴嘴的特征參數(shù)，建立了不同系列噴嘴的型譜模型。在航空施藥技術(shù)方面，開展了無人直升機(jī)航空施藥參數(shù)優(yōu)化、航空噴施作業(yè)有效噴幅評(píng)定、航空噴施作業(yè)質(zhì)量評(píng)價(jià)及參數(shù)優(yōu)選方法研究，研究了無人機(jī)航空噴施霧滴沉積與施藥參數(shù)優(yōu)化，開展了適用于單旋翼植保無人飛機(jī)航空施藥的霧滴飄移、沉積預(yù)測模型研究，研發(fā)了航路規(guī)劃與軌跡誤差分析方法、作業(yè)覆蓋率與重噴漏噴率測試技術(shù)。

5.灌溉裝備。針對(duì)噴灌系統(tǒng)能耗高、噴頭壓力范圍小、低壓下噴灑性能差等難題，設(shè)計(jì)了特殊流道、異型噴嘴、散水齒等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，研制了新型低壓均勻噴灑噴頭；開展了低壓旋轉(zhuǎn)式噴頭流道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，模擬噴頭流道旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力變化規(guī)律，設(shè)計(jì)出特殊流道結(jié)構(gòu)及相對(duì)應(yīng)的異形噴嘴。圍繞專用育苗大棚需求，研發(fā)了適用于工廠化大棚育苗的水肥藥一體化施用的灌溉系統(tǒng)。

6.施肥中耕。開展了土壤變量施肥決策技術(shù)研究，開發(fā)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)，為變量施肥機(jī)具提供作業(yè)圖，實(shí)現(xiàn)了氮、磷、鉀的變量施用。開展了稱重法肥料流量反饋控制和三種肥料在線配比施肥技術(shù)研究，在田間作業(yè)過程中可根據(jù)土壤的養(yǎng)分情況，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確選擇施肥量與氮磷鉀配肥比。

7.機(jī)械化收獲。針對(duì)我國主要糧經(jīng)作物收獲工藝不合理、機(jī)具與作物互作機(jī)理不明確，作業(yè)效率低、收獲損失高等問題，研究了作物收獲特性與挖拔（撿拾）、脫粒（分離）、清選（收集）等低損收獲方法和技術(shù)模式。

在水稻小麥方面，研究了切橫軸流、切縱流多滾筒多級(jí)柔性脫粒分離技術(shù)，制定了切流與軸流脫粒裝置的合理配置方案；建立了切流滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙、軸流滾筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙等參數(shù)與夾帶、未脫凈損失的數(shù)學(xué)模型，分析了適合作物收獲的軸流脫粒分離裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，優(yōu)化了分離裝置；開展了小麥?zhǔn)斋@機(jī)軸流滾筒載荷（扭矩）與喂入量的關(guān)系研究及切割器載荷與割幅寬度的關(guān)系研究。

在玉米方面，研究適宜機(jī)械化收獲的玉米植株、果穗、籽粒的物理力學(xué)特性以及果穗與莖稈、籽粒與穗軸分離特性，提出宜機(jī)收品種選育標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)高含水率籽粒收獲破損嚴(yán)重問題，開展柔性揉搓式脫粒機(jī)理和關(guān)鍵脫粒機(jī)構(gòu)研究。

在大豆方面，針對(duì)大豆植株低矮，豆莢分布不集中，結(jié)莢較低等問題，研究了具有仿形功能的撓性割臺(tái)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)割刀上下和橫向浮動(dòng)；針對(duì)收獲季節(jié)大豆籽粒含水率低，豆莢干燥，韌性較差，易破裂造成豆粒損失等問題，研究了柔性撥禾技術(shù)，避免了收割時(shí)過度沖擊豆秸，減少對(duì)豆莢的振動(dòng)、擠壓和揉搓。

在油菜方面，研究了豎切割器安裝方式、撥禾輪可調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)和相對(duì)于主割刀前后上下位置大范圍調(diào)節(jié)技術(shù)、駁接式割臺(tái)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)制了低損油菜割臺(tái)技術(shù)；針對(duì)青角果脫不凈，籽粒損傷大的問題，研究縱軸流脫粒滾筒喂入段平順喂入抓取技術(shù)，提出了油菜切流與縱軸流組合式柔性脫粒裝置的合理配置方案；研究了油菜仿生不粘篩面的結(jié)構(gòu)、頻率和振幅等參數(shù)對(duì)油菜脫出物快速均布、分層、透篩的影響。