张玉同等赴美国执行主要农作物收获技术与装备交流访问总结报告

来源：作者：时间：2018-01-11

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一、出访人员情况

张玉同，男，农业部南京农业机械化研究所主要农作物生产装备工程技术中心，副研究员；

张敏，男，农业部南京农业机械化研究所主要农作物生产装备工程技术中心，副研究员；

孙勇飞，男，农业部南京农业机械化研究所主要农作物生产装备工程技术中心，助理研究员；

关卓怀，男，农业部南京农业机械化研究所主要农作物生产装备工程技术中心，助理研究员。

二、日程安排(出访详细路线)

出访时间：2017年12月14日-2017年12月19日，共计6天

2017年12月14日从北京首都机场出发。

2017年12月15日抵达休斯敦，与德州理工大郭教授一道前往郊区农场参观棉花机械化收获现场及德州农机大学进行棉花机械化技术交流。

2017年12月16日上午从休斯敦出发，下午抵达拉伯克，与德州理工大郭文轩教授交流棉花油菜机械化发展现状及进一步合作洽谈。

2017年12月17日赴德州理工大学座谈并参观采棉机、油菜机以及机械化收获现场。赴德州理工大学农业试验基地，进行统收式棉花机械化收获试验与检测。

2017年12月18-19日拉伯克-上海，高铁返回南京。

三、出访任务执行情况

（一）总体任务完成情况

为了执行188bet平台app官方创新工程—穗粒类收获机械、茎秆类收获机械的任务要求，应美国德州理工大学郭文轩教授的邀请，张玉同等4人赴美国德克萨斯州理工大学开展了为期6天的棉花、油菜机械化收获技术交流访问。在此期间，先后访问了休斯顿市郊农场、德州理工大学植物与土壤科学系、德州理工大位于拉伯克郊区的试验站和试验基地。与当地农机工作人员交流了大型联合收获机械的发展现状与趋势；参观了生态作物与精准农业实验室，与郭文轩教授团队深入交流了收获机械自动导航技术、精准灌溉技术发展现状及未来方向。观摩了棉花收获及试验现场，与棉花收获机手及专业技术人员交流统收式棉花收获机的技术要求及对机采棉品质的影响，讨论采棉机在收获过程中容易出现的问题和对应解决方法,并参与了统收式棉花机械化收获试验与籽棉含杂检测。与郭文轩教授交流了棉花机械化收获的发展现状，商讨了未来双方在智能农机装备技术领域进一步的合作计划，较好的完成了出访计划和任务。

（二）出访机构情况

德州理工大学位于美国德克萨斯州的拉伯克市。学校建立于1923年，是美国南部得州地区最好的公立大学之一。2017年美国大学农业专业排名前20。学校校园占地面积1839英亩（7.44平方公里），2010年，已有注册学生28,422名，学生总数在得克萨斯州众多高校中位列第七。学校设有120个大学本科学位、182个硕士学位、78个博士学位。大学最好的学科是数学，农业经济学，工程，化学，商科和大众传播，其中机器人专业和石油专业尤为突出。学校建有机器人与人工智能实验中心，服装与纺织研究所、农田实验场、太阳能利用研究中心、自然科学实验室等科研机构以及工程学院、文理学院、建筑学院、商业管理学院、家政学院、教育学院、农业科学学院、法学院和研究生院。

（三）主要交流活动

（1）稻麦、油菜联合收割机

12月15日在当地农机工作者的带领下，参观了休斯顿郊区的农场的大型联合收割机。工作人员详细介绍了CASEⅡ型联合收割机的脱粒系统、清选系统、集粮系统、碎草抛洒系统、无人驾驶系统和监测系统。现场演示了脱粒间隙调节方法、清选系统的传动过程、秸秆抛洒器的工作原理。针对作物最佳适收期、工作参数监测原理与监测装置、机具作业适应性等问题开展了讨论。

（2）农机自动导航与精准农业

12月16日在德州理工大学植物与土壤科学系参观了生态作物与精准农业实验室，郭文轩教授展示了最新研制的自动导航设备。郭教授介绍，在美国，绝大多数农业机具都已安装自动导航及智能化控制系统，并广泛应用于耕整地、播种、收获等各个环节，大大提高了生产效率和工作质量，降低了机手工作强度。在优化作业路径与农业数据采集方面的作用尤为突出。德克萨斯州位于美国南部，地势较为平缓且为半干旱气候，非常适宜自动导航系统的运用。由于喷灌的需要，田地多为圆形，人工操作不可避免的会重复或者遗漏，应用自动导航及智能化控制系统能自动进行作业路径的规划，自动沿规划路劲作业，较好的解决了这个问题。自动导航的定位数据也是开展精准农业的基础。定位数据配合作物产量可以获得作物产量分布图，结合施肥量、灌溉量，可以开展精准灌溉、精准施肥的研究。

郭文轩教授团队的研究重点是优化农作物投入和管理，改善生产农业的底线，同时保护和维持生态环境。研究尺度从单个植物，实验区，商业区到地区，国家甚至国际层面的各种规模的研究。具体的研究项目包括基于天气和卫星图像的灌溉调度，可变水量和营养物质的应用，作物生长建模和模拟，环境建模和灾害预测等。根据土壤肥力和作物生长状况的空间差异，调节对作物的投入，在对耕地和作物长势进行定量的实时诊断，充分了解大田生产力的空间变异的基础上，以平衡地力、提高产量为目标，实施定位、定量的精准田间管理，实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标。精准农业和作物生态生理实验室拥有最先进的设施及支持这些研究活动的设备。

（3）棉花机械化采收

12月17日赴拉伯克郊区农场及试验站参观采棉机机械化收获现场,进行统收式棉花机械化收获试验与检测。试验基地是德州理工大农学部重要农作物新品种和新技术的研究基地。农场现有大型播种机、旋耕机、约翰迪尔采棉机、玉米作物联合收获机10余台。德州地区的水资源环境与我国新疆接近，缺水严重。其灌溉方式大都采用喷灌。以喷灌泵站为中心，长度达一公里的喷杆装置为半径，配备有智能化的控制系统实现远程遥控及自动喷灌，同时在试验地建有小型气象站，自动土壤温湿度和墒情监测设备全覆盖，田间管理自动化程度极高，极大方便了田间科研活动的开展和实施。棉花种植模式也复合灌溉系统及机械化要求，呈螺旋形种植。自动化导航及智能化控制技术涵盖整个棉花生产过程。棉花实验室设有样品测定分析室、数据分析室、教学实验室等，拥有流动分析仪、自动定氮仪、叶面积仪、光照培养箱等，数据分析室建立综合网络控制平台，实现了教学、科研和农场管理等处理的数据共享。

（四）重点业务收获和体会

稻麦收获机械方面，由于美国人力资源宝贵，主要依靠大型机械高效的完成农业生产，工作效率和可靠性是最关键的指标，对于损失率等问题并不十分看重。而在国内，往往是小田分散作业，讲求精细化低损失。随着城市化的推进和农业生产的规模化，我国的农业生产模式也在逐渐向美国的大田作业模式靠拢，所以，高效化智能化是稻麦收获机械今后发展的一个必然趋势。

自动导航方面，我国北方地形区如新疆，气候土地环境与德州相似，可以大力推广自动导航系统。南方地区土壤地块条件比较特殊，生产模式不能照搬美国，需要开发适合这些地区土壤田块特点的自动导航系统。

以棉花机械化收获为标志的棉花生产全程机械化，既可增强本土棉花的竞争力，也可提高棉花的生产效率和经济效益，是做强做大棉花产业的必经之路，也是棉花生产实现现代化的唯一方向和根本出路。但目前我国的棉花机械化采收技术的推广应用与发达国家相比，依然有很大的差距，存在很多不足。

近些年中国棉花生产成本快速增长，其增长速度远远超过了印度、美国等其他世界棉花主产国。如果单纯从成本竞争力看，中国棉花相比较美国已经完全没有了竞争力。从成本构成看，由于不同的耕作制度、资源禀赋，中国、美国呈现不同的变化特点。中国人工成本在棉花生产总成本中占比持续上升，物质与服务费用不断增长。而美国机械作业费用较高，物质投入较为稳定，人工成本占比较小。

发展机采棉降低人工成本是提升中国棉花竞争力的重要方面。从新疆的植棉经验看，推广机采棉能降低约 30%的成本。今后要把支持机采棉发展作为一项重大政策，在品种培育、田间管理、机械采摘、棉花清理加工等关键环节加强科研联合攻关，突破机采棉推广的障碍，打造现代化植棉的系统工程。

发展适度规模经营，提升农业要素使用效率。鼓励棉农组建合作社，发展适度规模经营。支持纺织企业、加工企业与棉农、棉花合作社建立产销联结机制，发展订单式农业和股份合作，使市场需求与生产直接挂钩。

机采棉育种研究相对较滞后,大田推广种植的大多数品种只能兼顾机采的某个性状,由于不适应机械采收而影响了棉花产量及品质,降低了机采棉经济效益,因此急需加大机采棉育种的研究力度。从棉花品种角度出发,机采棉品种要适应机采,除达到一般品种的产量、品质特性外, 还需要品种具有较好的早熟性,株型紧凑, 果枝始节位高, 对脱叶剂敏感等关键机采性状,才能达到农机农艺融合, 提高机采棉经济效益。

（五）到访国家农业装备技术发展情况

美国是世界上农业最发达、技术最先进的国家之一。美国在20世纪40年代领先世界各国最早实现了粮食生产机械化。60年代后期，粮食生产机械化水平更加提高，达到了从土地耕翻、整地、播种、田间管理、收获、干燥全过程机械化；70年代初完成了棉花、甜菜等经济作物从种植到收获各个环节的全面机械化；大田作物生产及收获全部实现机械化后，开始向自动化、智能化发展。近几年，美国在谷物联合收割机、喷雾机、播种机等农业装备上开始采用卫星全球定位系统监控作业等高新技术，向精准农业方向发展。

美国棉花生产的主要特点是：(1)机械化程度高。美国人少地多，农业人口占2%，为了节省劳力，只有实行机械化。从整地、播种、灌溉、施肥、植保到收获，全部采用大型植棉机具作业，质量好，效率高，成本低。种一亩棉花投工约为3个工时(约合0.4个工作日)，用工量是全世界最少的。(2)全面推广棉花优良品种。每个地区推广的棉花优良品种应由区试委员会和美国农业部共同讨论确定，种子生产商品化，并由种子公司统一供应。目前，有60%的品种为转基因抗虫棉；(3)棉花生产规模大规范化程度高。一个植棉方或圆型灌区就有几百英亩，一个农场主就经营2000英亩左右的棉田。棉田平整，起垅种植，采用大型喷灌，虹吸灌溉和中心灌溉系统，科学施肥，棉杆还田，病虫害综合防治，棉田无杂草，棉株长势均衡，化学脱叶，一次性机械收获；(4)综合技术服务全面、系统。出租农业机械，出售棉花良种、化肥、农药，运输、建筑、修理、水利、农业工程以及棉花加工等都有专业公司、工厂为植棉农场服务。在植棉技术上也有技术研究与推广中心给予科学指导和服务；(5)国家对棉花生产实行扶持和保护政策，并制定每磅皮棉50美分的最低保护价，棉农每年的植棉收入低于一定数额时，国家也要给予一定的补贴，以鼓励棉农种植棉花。

（六）与对方下一步合作计划

与德州理工大学郭文轩教授团队初步达成合作意向,未来在自动导航、精准农业、作物生态生理等领域开展长期合作研究和技术交流，建立长期互访机制。并邀请他们在近期来我所进行学术交流及进一步商讨合作意向。

（七）存在的问题和建议

美国是世界棉花生产大国，其棉花产量一半以上来自于德州棉区。德州地区拥有两种棉花收获机械，既选收式采棉机（水平摘锭式）和统收式采棉机（胶板毛刷式）。然而，在德州棉区90%以上采用统收式采棉机。

我国新疆棉区一直以来采取引进和仿照美国水平摘锭式采棉机，除建设兵团机采率达90%以外，新疆地方机采率只有10%左右。究其主要原因：一是机械购置成本和使用维护成本高，二是地方地理条件等因素与大型机械的适应性差距。发展和推广经济适用的轻型采棉技术和机械，受到广大棉农的关注。我所在引进梳齿式采棉技术的基础上，创新研发的刷辊式采棉技术已经成熟，具有自主知识产权。已经具备产业化生产条件，希望能得到有关部门的关注和扶持，尽早投入生产运用，造福于棉。

本次出访一共六天，出访美国路程较远，往返需要占用三四天时间，出访行程安排过于紧凑，时间利用率较差，受天气气候影响，16、17日大风，有些试验无法进行，许多技术环节无法进行深入探讨，深感遗憾。建议根据出访国情、任务需求以及路程情况，适当延长在境外交流的时间，使出国交流访问达到应有的效果。