作者  吳海華，方憲法

    我國是農業生產大國，也是農業裝備應用的大市場。經過近20年的創新發展，我國農業裝備產業科技進入新的發展階段，正面臨科技與產業革命的新機遇，產業重塑和轉型跨越發展陷阱的新風險，從“0到1”自主創新的新挑戰。

 

新一輪科技革命和產業變革正在蓬勃興起，農業裝備將融合生物、農藝和工程技術，集成先進制造與智能控制、新一代信息通信、新材料和人工智能等技術，向高效化、智能化、網聯化和綠色化方向加速發展，成為現代農業發展新需求、國際產業技術競爭新焦點。

 

    從創新及政策角度總結近20年我國農業裝備產業科技發展情況，分析全球農業裝備科技創新的新機遇、新趨勢，為我國農業裝備產業科技創新發展提供參考和借鑒。

 

    我國農業裝備產業科技發展分析

 

       1. 現代農業發展的戰略重點

 

    農業裝備是現代農業發展的重要支撐，從2004年提出要提高農業機械化水平，到2020年提出要加快大中型、智能化和復合型農業機械研發和應用。

 

    歷年中央1號文件從研發制造、購置補貼、應用推廣和基礎設施等方面都提出了需求與目標，國務院也相繼出臺有關推進農機化和農機裝備產業和科技發展政策，農業裝備成為我國發展現代農業的戰略重點，也是制造強國、科技強國的重點發展領域。

 

      “十五”以來，在國家一系列強農惠農政策的支持和拉動下，我國農業裝備產業快速發展，成為世界農業裝備制造和使用大國，規模以上企業數量從1600多家增加到近2500家，產業規模從2001年的480多億元增長到2016年的最高4500多億元，利潤從2001年6億元增長到2016年最高250多億元，產品種類從近3000種增加到4000多種。
農業裝備對農業機械化發展的貢獻度超過75%，有力地支撐了我國農作物生產機械化率從32%提高到70%，農業生產進入以機械化為主導的新階段。農業裝備提高了我國現代農業生產能力和水平，為保障糧食安全和農業產業安全發揮了重要作用。

 

        2. 形成需求與目標導向結合的政策框架

 

    為實現農業和農業裝備產業增長的目標，“十五”以來，從內生性、外生性等影響因素角度，以及需求拉動、創新驅動和產業促動等維度，實施了農機購置補貼、農機工業政策及產業科技創新政策，構建了需求與目標導向結合的政策框架。

 

       2004年頒布實施的《農業機械化促進法》明確了中央和省級財政補貼扶持責任，也明確了農業裝備科研具有的基礎性、關鍵性和公益性特點。

 

    農機具購置補貼政策是我國農業機械化發展過程中最為重要的一項財政支持政策，從1998年開始中央財政每年投入2000萬元用于大中型拖拉機及配套農具更新補貼，到2004年開始將農機購置補貼納入國家支農強農惠農政策體系，中央財政資金投入增加到7000萬元，以后逐年增加，2014年最高達236.5億元。

 

       2004—2019年，中央財政共投入2200多億元，扶持3560多萬戶購置4500多萬臺（套）農業裝備。

 

    為提高創新能力，增強核心競爭力，2006年出臺的國家中長期科技規劃綱要將“多功能農業裝備與設施”作為農業領域優先主題，科技部門制定的系列科技發展規劃都將農業裝備作為重點領域，通過一系列國家科技計劃項目及國家技術創新工程的實施，推動農業裝備領域應用基礎、關鍵核心技術和重大裝備突破，并初步形成自主可控技術體系和產學研深度融合的技術創新體系。

 

    圍繞構建競爭有序、發展協調和增長持續的現代產業，建立市場配置資源和政府宏觀調控相結合的產業發展機制，國務院分別于2010年、2015年和2018年出臺了《關于促進農業機械化和農機工業又好又快發展的意見》《中國制造2025》和《關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》。

 

    產業部門也制定了《農機工業發展政策》等政策，并通過支持企業技術改造等舉措，推動形成布局合理、適合國情、專業化協作和產業集中度較高的產業新格局，以及形成以大型企業為龍頭、中小企業相配套的產業體系和產業集群。

 

        3. 走出多元融合的技術路徑

 

    近年來，我國農業裝備技術快速發展，逐步奠定了機械化、自動化、信息化和智能化的技術基礎，形成了耕種管收及加工的技術和產品體系，走出了一條大中小結合、農機農藝融合、裝備與信息融合和制造與服務融合的具有特色的技術發展路徑。

 

        “十五”期間，以完善機械化生產體系為目標，以“現代化”導向，重點推進糧食作物和大宗經濟作物生產關鍵環節作業裝備研發。

 

        “十一五”期間，以突破共性技術、創制重大產品和構建創新平臺為目標，以“多功能”導向，從農業機械化和農業裝備兩個方向全面部署耕整、種植、植保、田間管理、收獲、秸稈處理和加工等全程機械化作業裝備研發，著力于改變創新能力弱、關鍵環節缺門少類的局面。

 

        “十二五”期間，以完善功能、增加品種、拓展領域和提升水平為目標，以“智能化”導向，體系化部署糧經飼、種養加和產前產中產后全鏈條生產作業，以及從設計到制造的關鍵技術和裝備研發，推進機械化、自動化和智能化融合發展。

 

        “十三五”期間，以關鍵核心技術自主化、主導裝備智能化和薄弱環節機械化為目標，以“系統智能”導向，全鏈條設計、一體化部署智能制造、智能裝備和智能作業關鍵技術及裝備研發，提升智能化的能力和水平，實現以智能控制技術為核心的普遍智能化。

 

        4. 構建產業鏈創新體系及生態

 

    圍繞產業鏈部署創新鏈，實現創新要素間、創新主體間及科技與產業融通發展，促進跨領域、跨學科協同創新，是實現產業邁向價值鏈中高端的關鍵，也是應對創新體系和創新戰略競爭的基礎。

 

        “十五”以來，圍繞形成從基礎研究、應用研究、技術開發到產業化應用的創新鏈，建設了土壤植物機器系統技術、拖拉機動力系統國家重點實驗室，強化農業裝備基礎研究能力；形成了由農業機械、草原畜牧業裝備、農業智能裝備、農產品智能分選裝備、種子加工裝備和飼料加工裝備等國家工程技術研究中心組成的農業裝備工程化技術體系。

 

    組建了農業裝備產業技術創新戰略聯盟等，構建市場導向、企業為主體和產學研深度融合的產業技術創新體系與產業鏈一體化創新組織模式，形成面向行業設計研發、專利標準、鑒定檢驗和應用推廣等公共服務平臺體系，構筑以價值共同創造為導向協同、融通和可持續發展的農業裝備產業創新生態。

 

        5. 塑造產業科技創新的發展格局
    我國農業裝備科技創新從改造仿制、引進消化吸收再創新，到以自主創新為核心能力的協同創新，實現從機械替代人畜力的機械化，以電控技術為基礎實現自動化，以信息技術為核心的智能化，形成機械化、自動化和智能化并聯發展的格局，為構建智能技術、智能裝備為主導的現代產業體系奠定發展基礎。

 

        “十五”以來，農業裝備信息化、智能化等應用基礎研究緊跟發展趨勢，土壤、動植物與環境信息獲取、水肥種藥精量控制施用、工況與質量檢測、遠程操控與運維等技術奠定農業全程信息化和機械化技術體系基礎，推進了農機作業與先進農藝技術協調融合發展。

 

    大型動力、復式整地、變量施肥、精量播種和高效收獲等關鍵技術突破，形成適應不同生產規模的全程作業裝備技術及產品體系，推進農業裝備向高效化、智能化發展。

 

    低碳環控設施、能源高效利用、精細生產與調控和數字化管理等關鍵技術突破，促進設施園藝集約化、綠色化發展。綠色滅菌、節能干燥、分選分級、安全包裝和全程品控與溯源等關鍵技術突破，促進農產品加工精細化、自動化發展。

 

    全球科技創新趨勢

 

        1. 未來農業變革引發新機遇、新挑戰

   

    全球農業發展進入由傳統農業、現代農業向未來農業轉變的新階段?，F代生命科學、物質科學、生物技術和信息技術等技術發展，以及農業生產、組織方式變革促進了現代農業科技從微觀到宏觀全方面變革，基因組學應用可定向培育新品種、改良性狀和表型，合成生物技術應用使細胞工廠變為可能，合成牛奶、生物合成肉等將改變農業生產方式和投入品結構，物聯網、大數據和人工智能等催生無人農業新業態。

 

    未來30年，全球人口將增加20%，達到97億人，對食物需求也將增加40%，面對水土資源短缺、生態環境惡化、病蟲害及疫病頻發、自然災害與氣候變化影響加重，農業生產要更加高效。農業裝備科技創新要更好地應對未來農業變革，以及全球糧食安全和氣候變化等重大機遇和挑戰。

 

        2. 全球產業發展和競爭進入新階段

 

    總體上，近年來全球農機產業發展相對平穩，產業規模保持在1000億歐元左右，2019年達到1070億歐元。產業區域格局基本穩定，歐洲、美洲和亞洲是主要農機市場，約占全球農機產業的95%左右。全球貿易中，歐洲、美洲和亞洲分別約占全球的59%、23%和14%。市場相對集中，歐盟、北美、南美、中國、印度和俄羅斯等國家和地區市場占全球70%以上。

 

    跨國企業主導產業技術及競爭的格局日益增強，美國、日本和德國等國家的跨國農機企業主導全球產業競爭格局穩固，通過領先的技術和強大的資本優勢占據產業價值鏈的高端，推動全產業鏈發展。

 

  產業競爭態勢面臨深刻變化，全球產業集中度不斷提高，產業競爭由技術主導向技術與資本主導轉變，關鍵核心技術制高點競爭凸顯，創新戰略、創新體系和創新產業鏈的競爭日益重要，基礎研究競爭成為新領域，企業競爭成為產業競爭的主要表現。

 

        3. 技術創新呈現以智能化為核心的新趨勢

 

    學科交叉融合正在引發以綠色、智能和泛在為特征的群體性技術突破，推動農業裝備向以人工智能技術、生物技術為核心的自主智能方向發展，加速現代農業向高效智能精細生產方式轉變。

 

    生長過程及環境調控基礎技術研究不斷深入，推進農業生產作業及管理由群體向個體、廣域向局域、定量向變量和結構化環境向開放環境的全生命周期精細生產調控，水、肥、藥、光和熱等農業生產要素實現精準精量施用，農業灌溉水利用系數達到0.7～0.9、農藥利用率達到60%以上，化肥有效利用率達到50%以上。

 

    信息感知、混合現實、邊緣計算和機器學習等技術發展與應用推進農業裝備智能控制從單向、單一目標監控功能，向多目標多參數融合、智能決策控制的自主智能方向發展，自動駕駛、遠程操控和協同作業等成為更加高效智能發展趨勢。

 

        4. 全產業鏈融合發展催生新業態、新產業

 

    現代農業從種子、田間生產、產后加工與儲運到剩余物綜合利用的全生命周期管理的生產新模式，要求農業裝備研發、制造和應用要推進生物、農藝和工程技術融合，以及制造、信息、生物、新材料和新能源等技術集成，實現從耕整、種植、田間管理、收獲和產地處理等全鏈條高度集成與配套，從而更加高效、精細和綠色。

 

    互聯網、物聯網、大數據和新一代移動通信等技術與現代農業、農業裝備深度融合，加速農業傳感器、農用無人機、農業機器人和智能農業系統等智能農業裝備新產業發展。

 

    如美國愛科的精準農業技術（Fuse Technologies）可確保農業生產始終在最優狀態下進行提升產量，美國約翰迪爾公司“綠色之星（Green Star）”精準農業系統可實現田間耕作、播種、施肥、噴撒農藥和收獲等作業的準確定位及智能化控制，Kubota智能農業系統（KSAS）基于云的農業管理支持服務系統通過基于模擬的優化種植計劃實現利潤最大化。

 

    智能農業裝備產業發展也催生并加速以植物工廠、垂直農場、無人農場和精準農業等主要業態的智慧農業應用產業，預計未來全球智慧農業將快速發展，其市值將以每年超過10%的復合增長率增長，到2025年將達到300多億美元。（2020年6月30日中國農機工業網）