甘蔗、木薯、菠蘿、天然橡膠生產(chǎn)全程機(jī)械化設(shè)備……在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱農(nóng)機(jī)所）里，一套套功能不同的全程機(jī)械化農(nóng)業(yè)設(shè)備讓人目不暇接。高效、高能、高產(chǎn)的農(nóng)機(jī)裝備，為鄉(xiāng)村振興插上了騰飛的翅膀。
多年來(lái)，該所致力于大宗熱帶農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化、智能化技術(shù)裝備研發(fā)與推廣；積極服務(wù)熱區(qū)特色產(chǎn)業(yè)，開(kāi)展甘蔗、木薯、劍麻、高良姜等熱帶經(jīng)濟(jì)作物，菠蘿、香蕉等熱帶水果生產(chǎn)機(jī)械化、智能化技術(shù)裝備研發(fā)與推廣；促進(jìn)高值農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，開(kāi)展熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工、熱帶農(nóng)業(yè)廢棄物資源綜合利用及熱帶設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)及智能化裝備研發(fā)與推廣等。共獲國(guó)家獎(jiǎng)2項(xiàng)（參與），部省級(jí)獎(jiǎng)40多項(xiàng)，制修訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)50多項(xiàng)。近5年來(lái)，該所承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及國(guó)際合作類等科研項(xiàng)目立項(xiàng)211項(xiàng)。
除了滿足國(guó)內(nèi)需求，該所實(shí)現(xiàn)了熱帶農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)與裝備“走出去”，產(chǎn)品陸續(xù)出口印度尼西亞、柬埔寨、泰國(guó)、越南、老撾、巴布亞新幾內(nèi)亞、加納、尼日利亞、剛果（布）、塞拉利昂等國(guó)，近五年累計(jì)推廣裝備600多臺(tái)套。
在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所里，一套套全程機(jī)械化農(nóng)業(yè)設(shè)備讓人目不暇接。
國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)同一地塊菠蘿生產(chǎn)全程機(jī)械化
2024年6月21日，在農(nóng)機(jī)所菠蘿生產(chǎn)機(jī)械化試驗(yàn)基地里，隨著1臺(tái)自主研發(fā)的4B-135型輪式全液壓驅(qū)動(dòng)多功能菠蘿管理機(jī)徐徐開(kāi)進(jìn)菠蘿地開(kāi)展果實(shí)采收作業(yè)，標(biāo)志著農(nóng)機(jī)所首次、也是國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)同一地塊應(yīng)用場(chǎng)景下的菠蘿耕、種、管、收全程機(jī)械化技術(shù)成功驗(yàn)證，為未來(lái)菠蘿產(chǎn)業(yè)探索出一套可行的全程機(jī)械化解決方案。
菠蘿是我國(guó)重要的熱帶水果之一，徐聞的菠蘿種植面積更是占全國(guó)產(chǎn)量的三分之一，每3個(gè)中國(guó)菠蘿，就有1個(gè)來(lái)自徐聞。長(zhǎng)期以來(lái)，菠蘿生產(chǎn)方式落后，種植采收人工成本過(guò)高，容易造成農(nóng)民豐產(chǎn)不豐收。
為改善這一瓶頸，該所瞄準(zhǔn)全程機(jī)械化，系統(tǒng)研發(fā)了耕、種、管、收、秸稈處理等作業(yè)技術(shù)與設(shè)備，并通過(guò)生產(chǎn)示范，形成機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)模式，助力支撐建立現(xiàn)代菠蘿產(chǎn)業(yè)，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)器替代人工的產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
“這一臺(tái)機(jī)器干活就能頂20個(gè)人！”中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所所長(zhǎng)李普旺指著多功能菠蘿管理機(jī)介紹說(shuō)，它可實(shí)現(xiàn)催花、噴藥、菠蘿采摘、種苗采摘、果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)等多用途作業(yè)，滿足菠蘿果園“一機(jī)多用”高效機(jī)械化管理的需要。
該所研究員鄧干然帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了同一地塊菠蘿生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)成功驗(yàn)證。他們針對(duì)不同的種植模式，自主研發(fā)了不同的機(jī)械設(shè)備，這些菠蘿生產(chǎn)作業(yè)裝備均配備作業(yè)工況智能系統(tǒng)、信息化管理系統(tǒng)、北斗導(dǎo)航和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，全環(huán)節(jié)填補(bǔ)了我國(guó)菠蘿生產(chǎn)機(jī)械化的空白，目前進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用和熟化定型階段。該所還聯(lián)合相關(guān)科研院校、企業(yè)，啟動(dòng)了菠蘿采摘機(jī)器人、轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人的技術(shù)預(yù)研工作，為推進(jìn)菠蘿生產(chǎn)由機(jī)械化向智能化、無(wú)人化迭代升級(jí)作技術(shù)儲(chǔ)備。
從“挖”到“撿” 木薯生產(chǎn)全程機(jī)械化突破瓶頸
木薯是我國(guó)僅次于大豆、玉米的第三大宗進(jìn)口農(nóng)產(chǎn)品，木薯進(jìn)口量世界第一。以往，木薯主要依靠人工采收，強(qiáng)度大、效率低，而傳統(tǒng)的拖拉機(jī)下地作業(yè)的傷薯率和損失率高，致使種植戶無(wú)法接受，造成木薯生產(chǎn)機(jī)械化長(zhǎng)期停滯。如何實(shí)現(xiàn)木薯機(jī)械收獲，成為國(guó)家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系科學(xué)家攻關(guān)的重點(diǎn)。
近年來(lái)，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所（國(guó)家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系機(jī)械化研究室）聯(lián)合國(guó)家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系相關(guān)單位，開(kāi)始從農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、品種、管理等多維度融合，開(kāi)展木薯全程機(jī)械化技術(shù)與裝備系統(tǒng)研究、大田試驗(yàn)、推廣示范和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了木薯高質(zhì)量機(jī)械化，使中國(guó)成為繼巴西之后第二個(gè)向世界木薯產(chǎn)業(yè)提供“機(jī)器換人”技術(shù)轉(zhuǎn)型方案的國(guó)家。
機(jī)械化種植、控草、處理木薯稈、收獲……如今，木薯生產(chǎn)全程機(jī)械化取得新突破！最難的木薯挖掘收獲環(huán)節(jié)，也從“挖”到“撿”，再到自動(dòng)撿拾的“聯(lián)合收獲”，簡(jiǎn)單高產(chǎn)的技術(shù)得到了廣大種植戶的點(diǎn)贊。
“按照多年在廣東、廣西、海南和云南的技術(shù)試驗(yàn)，在大田生產(chǎn)條件下，連續(xù)多年畝產(chǎn)在2.5噸以上，達(dá)到了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)支顯著、高效高能的目標(biāo)。”鄧干然介紹說(shuō)，和傳統(tǒng)人工種植相比，全程機(jī)械化每畝可節(jié)省支出300~400元，綜合作業(yè)成本僅約為人工的1/3。以1套全程機(jī)械化設(shè)備，年可管理2000~3000畝木薯種植園，可替代約100名勞動(dòng)力。
如今，該技術(shù)已開(kāi)始在華南木薯產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用，并在柬埔寨、老撾、加納等東盟、西非主產(chǎn)區(qū)得到大型種植園應(yīng)用。湛江市木薯種植面積約13萬(wàn)畝，該所正在廉江市、雷州市、遂溪縣大力推廣應(yīng)用木薯生產(chǎn)機(jī)械化技術(shù)，尤其在廣東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳支持下利用撂荒地規(guī)模化機(jī)械化種植木薯在廉江市示范應(yīng)用取得喜人成效，有望成為廣東省撂荒地高效利用的樣板。
填補(bǔ)空白 國(guó)內(nèi)天然橡膠生產(chǎn)不再“無(wú)機(jī)可用”
天然橡膠與煤炭、鋼鐵、石油并稱為四大基礎(chǔ)工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，是關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。天然橡膠因此被人們稱為“樹(shù)上黃金”。而橡膠樹(shù)的產(chǎn)地，也隨之變成了名副其實(shí)的“樹(shù)上金礦”。湛江由于氣候條件適宜，一直都是橡膠的重要生產(chǎn)基地。
作為四大基礎(chǔ)工業(yè)原料中唯一的可再生資源，天然橡膠如何更好地生產(chǎn)成了關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，農(nóng)機(jī)所在天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械化方面開(kāi)展了大量的工作，研制了大中小型系列膠園除草機(jī)、膠園開(kāi)溝施肥機(jī)和背負(fù)式膠園電動(dòng)除草機(jī)、高揚(yáng)程噴粉機(jī)、挖穴機(jī)等膠園生產(chǎn)管理機(jī)械，填補(bǔ)了天然橡膠生產(chǎn)機(jī)械方面的空白，解決了我國(guó)天然橡膠生產(chǎn)“無(wú)機(jī)可用”的問(wèn)題，促進(jìn)膠農(nóng)收入增加、產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，引領(lǐng)天然橡膠生產(chǎn)從人工作業(yè)向標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化作業(yè)轉(zhuǎn)變。
“開(kāi)溝施肥是橡膠園管理中的重要步驟，通過(guò)合理開(kāi)溝、施肥和覆土，能夠有效提高肥料利用率，促進(jìn)橡膠樹(shù)健康生長(zhǎng)和高產(chǎn)。”該所研究員、國(guó)家天然橡膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生產(chǎn)管理機(jī)械化崗位科學(xué)家鄧怡國(guó)介紹，農(nóng)機(jī)所研發(fā)出分別適用于平緩膠園、山地丘陵膠園開(kāi)溝施肥作業(yè)的膠園開(kāi)溝施肥機(jī)，在廣東湛江、茂名和海南儋州開(kāi)展試驗(yàn)示范和推廣，與人工作業(yè)相比，生產(chǎn)效率提高5~10倍，作業(yè)成本由約33元/畝降低到約15元/畝。
針對(duì)橡膠苗擴(kuò)繁過(guò)程中人工進(jìn)行切取芽片和裝填基質(zhì)勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的問(wèn)題，農(nóng)機(jī)所研制了橡膠苗取芽機(jī)和橡膠筒裝苗育苗基質(zhì)自動(dòng)裝載機(jī)，實(shí)現(xiàn)了芽片機(jī)械化切取和育苗基質(zhì)自動(dòng)裝填。還有小型遙控挖穴機(jī)，生產(chǎn)效率0.76畝/時(shí)，與人工作業(yè)相比，生產(chǎn)效率提高到3~4倍。
此外，農(nóng)機(jī)所還主持或參加制修訂天然橡膠初加工機(jī)械農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng)，占我國(guó)23項(xiàng)天然橡膠初加工機(jī)械農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的82.6%。
整套研發(fā) 系列裝備助力甘蔗生產(chǎn)
甘蔗除了制糖，還可用于生產(chǎn)乙醇、紙張、飼料……這種典型的熱帶作物，一直是湛江市重要經(jīng)濟(jì)作物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年全市甘蔗種植面積165.74萬(wàn)畝，產(chǎn)量994.92萬(wàn)噸。
每到榨季，甘蔗從種植到收割、鋪放，再到轉(zhuǎn)運(yùn)、剝?nèi)~、除雜等一系列工序，面臨著勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低的挑戰(zhàn)，因此，研發(fā)適應(yīng)本地種植模式和立地條件的甘蔗機(jī)械顯得尤為迫切。
“農(nóng)機(jī)所已經(jīng)成功研發(fā)出一套甘蔗剝?nèi)~、割鋪、收集、除雜、轉(zhuǎn)運(yùn)的分步式收獲整套裝備，這套裝備包括各種自走式除雜搬運(yùn)機(jī)械，能夠靈活應(yīng)對(duì)各種場(chǎng)景和作物狀況，顯著提升甘蔗的收獲效率。”該所副研究員韋麗嬌表示。
試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，在機(jī)械設(shè)備的助力下，收割、剝?nèi)~、分節(jié)等工序變得井然有序，一根根筆直的糖料蔗迅速被收割并裝車(chē)，不一會(huì)兒，一大片甘蔗田便收割完畢。
據(jù)悉，農(nóng)機(jī)所還研發(fā)了“互聯(lián)網(wǎng)+”深松深耕、甘蔗葉粉碎還田、甘蔗智能切種、甘蔗聯(lián)合種植、甘蔗深施肥、分步式收獲等10大系列技術(shù)設(shè)備，其中有6項(xiàng)技術(shù)和裝備通過(guò)技術(shù)成果鑒定或評(píng)價(jià)，甘蔗保護(hù)性耕作、高效栽植、智能化精準(zhǔn)深施肥技術(shù)和裝備達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平；相關(guān)裝備在國(guó)內(nèi)及共建“一帶一路”國(guó)家累計(jì)推廣1800多臺(tái)（套），其中出口200多臺(tái)；獲授權(quán)國(guó)家專利40余件，包括14件發(fā)明專利。
