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农机和农艺结合(融合)问题随想
发布时间: 2020-6-9 14:55:45

(LEMKEN 编者按: 农机农艺融合,看似简单,实则复杂,而且存在很多误区。我们发起农机农艺结合(融合)专题讨论,今后将不定期发表文章,希望从第三方角度持续探讨农机农艺结合(融合)的理解和实践!)

随着全国农业机械化的不断稳步发展,结构性的诸多不平衡引起了越来越多的关注,包括平原与丘陵山地之间,粮食作物与经济作物之间,动力机械与农机具之间,种植业与养殖业之间,农机与农艺之间等等。新冠疫情一度使行业公共活动停止或推迟,但同时也让我们有更多的时间去集中思考这些深层次的问题。这里,我和大家分享春节后圈在家里随想的农机农艺结合问题。

 一、农机具与农艺从来都密不可分

马克思说:人和动物最根本的区别是,人能够制造工具,而动物不能(某些动物是可以使用工具的)。那么,我们有理由推断人类最早制造的工具一定是农业生产工具,而且,在有意识的种植业和养殖业活动开始之前,人类在使用工具的过程中就发现了加工的重要性。比如在狩猎时,一端磨尖锐了的树枝更容易扎死猎物,在采摘野菜野果时,使用磨薄了的石片切割的效率更高。在这些原始意识的基础上,人类制造出石刀石斧石镰等,这就是最初的农业生产工具,也是我们今天农业机械的老祖宗。后来,随着生产力和技术的进步,农业生产工具不断发展,人类发明出犁、耙、锄、镰、水车、风车,形成了耕整地、田间管理、灌溉、收获等全环节的农业生产工具。所以,我认为,农业生产技术和农业生产工具至少是同步诞生的,农机具完全是根据农业生产的需要来发明和改良,并在很长的时期内一直被动地适应着农艺的发展要求。

蒸汽动力和电力发明以后不久,就被迅速应用到农业生产工具领域,形成近代意义的农业机械。拖拉机、播种机、收获机被广泛应用于农业生产中,这一时期,人口增长和生活质量的不断需求对农业提出了进一步的要求,不但要求生产更多数量的农产品,而且要求农产品的多样性更丰富,口感更适合。农业机械拥有更大动力、被更广泛地应用、更契合的适应环境,帮助农民实现了这些农艺期望,同时也反过来对农艺开始产生反馈作用,特别是在栽培技术的规范化、品种农药肥料灌溉水选择的一致性等方面的影响巨大,意义深远。     

从长远看,农业和农机紧密结合就形成了一个永恒的朝阳产业。人总是要吃饭的,古人说“民以食为天”。人类无论怎样进步,农业及其衍生的产品都是必不可少、不能或缺的。哪怕他将来真的搬到月球或火星上居住,哪怕将来人类必需的动植物营养主要不是通过今天意义上的食物来提供,他也绝离不开农业。而未来的农业诸要素中,农业机械装备的作用只会更重要。我们农机人从事的是最古老而又最长久的事业,的确让我们感觉无比自豪。

 在我过去曾经访问过的一些科研机构会发现这样的规定,申请农机方面的研究项目,研究组成员除了有农机专家外,必须有农艺专家加入。反之亦然。而这两类研究课题,都还要求有经济方面的专家参与。这就从制度上提出了农机和农艺结合要求。近年来,我看到国内的一些课题组也有了这样的组成结构。

 二、农业机械化在“三农”事业发展中正在发挥越来越重要的作用
农业机械是农业生产的工具,它和种子、肥料、农用化学品(农药,薄膜等)、灌溉水一样,都属于农业生产资料的范畴,这些农业生产资料都饱含着科技进步的巨大作用,在不同阶段,针对不同作物,这些要素的进步对农业生产的影响也是不同的。随着科技水平的提高,这些要素进步的实现显现出越来越依赖于农业机械的特点,而农业机械化也越来越展现它的多功能性。而过去我们对农业机械化的多功能性研究并不多。我们现在就来具体分析一下。

 1,减轻农民的劳动强度

 2,提高农业生产的效率

以上两点是传统意义上的农业机械化功能,这里不赘述理由。

 3,改善农业的劳动环境 

传统农业生产历来是一项艰苦的行业,它兼有苦累脏险等多重不利特点,几千年一直沿袭未能有丝毫改变。白居易的诗“观刈麦”中有生动的描述:“足蒸暑土气,背灼炎天光。力尽不知热,但惜夏日长”。割麦子如此,砍甘蔗的辛苦更甚。甘蔗高大密植,间不透风;蔗杆较粗,砍断费力;蔗叶锋利,着皮即伤。甘蔗是高产作物,亩产高的达十余吨,低产的也有五吨多,而一个壮劳力一天只能收获一吨左右。甘蔗收获机完全改变了人工收割的苦累脏慢,把蔗农从恶劣的劳动环境中彻底解放出来。再举植保施药作业为例,人工作业经常会听到农民农药中毒的事故发生,而用机械施药或飞行施药则可以完全避免这种事故。

4,降低农业的生产成本

由于机械作业的效率大大高于人工作业,因此作业的成本也可以大大下降。一般来说,在播种(包括插秧移栽等)机械作业比人工作业可节省成本35%左右,田间管理可节省25-35%,收获环节则可以节省40%以上。农民因此可以获得更多的生产利润。

5,帮助农艺新技术的广泛应用

各种与农业相关的新技术,新农艺,新材料正在不断被创造出来。例如一些新肥料以其良好的市场表现为农民所青睐,但这些新肥料往往价值不菲,农产品增长的利润很大比例被上升的成本抵消了,肥料、种子、农药、灌溉水的精准施用成为节本增效的重要手段,这种精准施用只有农业机械才能完成。先进适用高效的农业机械成为新农艺技术推广的重要前提。

6,增加农产品的产量

这一点有些专家并不认同,他们认为机械的作用无非就是替代人畜力,但我们是有研究和实验结果佐证的。机械播种使作物生长的株行距更整齐,改善了作物生长的光照和通风;机械耕作对改善土壤结构,杀灭病虫害有重要的作用;机械收获比人工损失要小得多;机械平整土地也是增加土地产出率的重要条件。凡此种种,都是农业机械化可以增加农产品产量的实例(因为不是专门的研究报告,所以这里不做详细论证)。

7,提高农产品的质量

机械作业的规范性可以使农用化学品的用量下降,机械作业的高效率可以使农作物充分利用最好的生长时间,使农产品的成熟度提高。

8,促进农村精神文明

机械作业的上述利好提高了农民的社会地位,使农民像其它职业一样获得劳动尊严。农业机械改善了生产条件,也改良了农村生活环境,农村的空气、水、土壤、道路都变得更好,精神文明建设也就得到了加强。

9,加强基层组织建设

农业机械的选购,使用与维修锻炼了一批有见识,有技能,懂管理 ,会经营的青年农民,他们不仅是农业生产的能手,也是农村社会活动的积极分子。他们生产经营中得到了党的好政策的实惠,更能深刻地理解党的农村政策,其中的先进分子成长为党员,逐渐形成新一代农村基层组织的骨干。

由于农业机械化的上述(但不限于)多功能性,它在整个“三农”事业发展中正在发挥越来越重要的作用。农业机械化不再是被动地简单满足和适应农业生产的要求,而开始逐步影响农业生产的方式。可以说,今天农业生产已经完全离不开农业机械化的进步,用现实诠释了“农业的根本出路在于农业机械化”的正确性和预见性。

三、农机与农艺必须实现完美的结合

无论是从事农艺研究的,还是从事农机研究的,以及从事农村社会学研究的,没有人不赞成农机和农业应该结合。分歧是如何结合,采取什么方式,通过什么途径结合。这方面学术界有许多不同看法,仁者见仁智者见智,我不打算评价这些观点,只想说说自己的认识。

1,农机首先应该尽自己所能,努力适应农艺的要求

这个看法估计会引起一部分农机专家的反对,甚至有些专家认为,随着农业机械化在“三农”事业发展中作用增强,农机适应农艺的历史已经结束,现在是农艺设法改变自己来适应农机的时代了。持这样观点的朋友对自己从事的农业机械化工作的意义和作用缺乏完整的辨证认识。农业机械,不管是包括原始的人畜力工具,还是未来的全自动化无人操作装备,都只是人类从事农业生产的工具,是为“三农”工作服务的。它不是艺术品,不是奢侈品,不是直接消费品,如果不能解决农业生产中的困难和问题,不能适应它的服务对象,那么你即使把它做得再漂亮,再精巧,也毫无价值。

除了两者之间的主客体关系之外,农机和农艺自我改变的可能性与对客观要求的不同,也是农机应该首先主动适应农艺要求的重要原因。农艺行为(大部分)是在一定的自然条件下进行的,一项新的农艺措施或技术的成功往往需要很长时间的实验和很大范围的适应性推广,它在经历了一次很微小的失败之后必须等到下一年才能进行新一轮试验。即使加上在海南岛的南繁试验,它每年也只能允许两次失败。我们当然不希望、也不允许用如此之长的时间、付出如此巨大的代价来实现农机和农艺的结合。农机的改良和革新周期相对要短得多,它可以今天试验失败了,专家们连夜找出问题,做出修改方案,明天就能再试验一次。农机技术进步可以在一个不太长的时间段内实现试验、失败、又试验、又失败、再试验,直至成功的全过程。一个作物新品种的选育往往需要更广泛的合作,更多的专家协作,更长的研究周期(通常需要十年以上)才能完成,而一个动物新品种或一个果树新品种的选育需要的时间甚至更长得多!

这样考虑问题,我想会有很多人同意我在这一节提出的观点。

2,在农机通过自身无法解决两者结合障碍、或者解决这些障碍需要付出代价过高的情况下,则应该考虑农艺措施的改变甚至革命

例如传统的果树都是伞形树冠,果实有可能分布在树冠内任何部位,机械采收几乎不可能做到,即使加上各种电子感应装置,想做到完美的果实采摘仍然是十分困难的事。再例如一些作物(西红柿,浆果等)的果实表皮非常薄,还有一些作物(油菜,芝麻)成熟期的果壳或果荚非常脆,机械收获会造成较大的损失。这些作业如果仅仅靠机械装备的改进是难以完美解决的。这时候就需要农艺专家根据农机装备的特点来做必要的研究和调整。

农艺对农机的这种适应性研究又要分两个层次,第一层次是通过栽培(或养殖)技术的研究解决,例如我们前面提到的伞形树冠难以机械采收果实的问题,通过栽培措施,可以在幼树生长期内将伞形树冠调整为扇形树冠,使果树原来的三维生长变成二维生长,同时农机研究设计出机械臂和采收平台,就可以比较好地解决了。这是农机和农业相互结合的一个非常生动的案例。再例如在收获马铃薯时,传统的人工采收是不需要担心地面上藤蔓的影响,但机械采收时大量藤蔓可能缠住机械的传动部件或输送部件。这时候就需要在农艺措施里增加一个杀秧环节,给收获机械的顺利作业创造必要的条件。

还有一些作业,不仅靠单一的工程技术无法解决,即使加上栽培技术的研究也不能解决。这时候不得已只好采取第二层次的措施,即运用育种技术,改变作物固有的物理特征、化学特征或生物特征来实现。例如传统种植的棉花成熟期拉得很长,同一棵棉株上不同棉桃花絮的绽放有可能相差一个月甚至更长。采棉机不可能在棉田里精确选择成熟的棉桃收获,更不可能在同一块棉田里通过多次作业来完成逐步吐絮的棉花采收。这个问题农业机械解决不了,栽培技术也解决不了,只能通过育种技术的革命来解决。农艺科学家经过多年的研究,终于成功培育出新的品种,使同一品种的棉花同期成熟,同时绽放。这个问题一解决,再加上收获前脱叶剂的喷洒,机械采棉的问题立刻迎刃而解。这也是农艺适应农机要求的最高层次。

所以,我们的结论是,当农业机械研究和应用上出现障碍时,首先应该根据农艺的特点,从机械装备的原理上、结构上、材料上、工艺上来改变,努力适应农艺要求。当工程技术无法解决机械适应农艺问题的时候,应该优先考虑从栽培和养殖技术方面作出必要和可能的调整,创造机械装备正常作业的农艺措施。而只有当机械措施以及栽培和养殖技术都无法解决的情况下,我们才考虑生物技术的介入,从改变作物性状(但要不影响作物的安全性、营养性、口感性等)入手,创造能适应农机结构和作业要求的新品种来。

3,关于结合与融合的问题

从近代农业机械产生时起,大家都一直强调农机与农艺相互结合,这是所有专家的共识。

不知从什么时候起,结合变成了融合。似乎说结合还不足以描述农机和农艺的关系,用融合就比结合高了一个档次。于是,现在大家都提融合了,谁提结合谁就守旧落后,不能与时俱进。

但我个人觉得,还是结合最能准确反映农机和农艺两者之间的关系。

结合是啥?结合是两个不同的事物之间通过某种联系,形成了彼此之间谁也离不开谁的关系,但他们仍然是两个事物。比如中国古代建筑中的榫卯结构,两块建材通过严丝合缝的榫卯紧紧地结合在一起,如果强力硬把它们分开,也是可以做到的,但必然造成两败俱伤的后果。但它们结合部缝隙永远是清晰可见的。这就是完美的结合。

融合是啥?融合是两个不同的事物通过某种操作,形成你中有我,我中有你,你就是我,我就是你的关系,它们失去了自我,成为一个新的事物。牛奶和咖啡是两个不同的事物,它们融合到一起后,既不叫牛奶,也不叫咖啡,那叫“卡普切诺”!农机和农业之间,不应该是这种关系。

所以,我还是赞成提倡“农机与农艺的完美结合”。

(  笠翁乱弹 )



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