甘蔗、木薯、菠蘿、天然橡膠生產(chǎn)全程機械化設備……在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械研究所（以下簡稱農(nóng)機所）里，一套套功能不同的全程機械化農(nóng)業(yè)設備讓人目不暇接。高效、高能、高產(chǎn)的農(nóng)機裝備，為鄉(xiāng)村振興插上了騰飛的翅膀。
多年來，該所致力于大宗熱帶農(nóng)作物生產(chǎn)全程機械化、智能化技術(shù)裝備研發(fā)與推廣；積極服務熱區(qū)特色產(chǎn)業(yè)，開展甘蔗、木薯、劍麻、高良姜等熱帶經(jīng)濟作物，菠蘿、香蕉等熱帶水果生產(chǎn)機械化、智能化技術(shù)裝備研發(fā)與推廣；促進高值農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，開展熱帶農(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施農(nóng)業(yè)技術(shù)及智能化裝備研發(fā)與推廣等。共獲國家獎2項（參與），部省級獎40多項，制修訂行業(yè)標準50多項。近5年來，該所承擔國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃以及國際合作類等科研項目立項211項。
除了滿足國內(nèi)需求，該所實現(xiàn)了熱帶農(nóng)業(yè)機械化技術(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、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，近五年累計推廣裝備600多臺套。
在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械研究所里，一套套全程機械化農(nóng)業(yè)設備讓人目不暇接。
國內(nèi)首次實現(xiàn)同一地塊菠蘿生產(chǎn)全程機械化
2024年6月21日，在農(nóng)機所菠蘿生產(chǎn)機械化試驗基地里，隨著1臺自主研發(fā)的4B-135型輪式全液壓驅(qū)動多功能菠蘿管理機徐徐開進菠蘿地開展果實采收作業(yè)，標志著農(nóng)機所首次、也是國內(nèi)首次實現(xiàn)同一地塊應用場景下的菠蘿耕、種、管、收全程機械化技術(shù)成功驗證，為未來菠蘿產(chǎn)業(yè)探索出一套可行的全程機械化解決方案。
菠蘿是我國重要的熱帶水果之一，徐聞的菠蘿種植面積更是占全國產(chǎn)量的三分之一，每3個中國菠蘿，就有1個來自徐聞。長期以來，菠蘿生產(chǎn)方式落后，種植采收人工成本過高，容易造成農(nóng)民豐產(chǎn)不豐收。
為改善這一瓶頸，該所瞄準全程機械化，系統(tǒng)研發(fā)了耕、種、管、收、秸稈處理等作業(yè)技術(shù)與設備，并通過生產(chǎn)示范，形成機械化生產(chǎn)技術(shù)模式，助力支撐建立現(xiàn)代菠蘿產(chǎn)業(yè)，逐步實現(xiàn)機器替代人工的產(chǎn)業(yè)升級。
“這一臺機器干活就能頂20個人！”中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械研究所所長李普旺指著多功能菠蘿管理機介紹說，它可實現(xiàn)催花、噴藥、菠蘿采摘、種苗采摘、果實轉(zhuǎn)運等多用途作業(yè)，滿足菠蘿果園“一機多用”高效機械化管理的需要。
該所研究員鄧干然帶領(lǐng)科研團隊實現(xiàn)了同一地塊菠蘿生產(chǎn)全程機械化技術(shù)成功驗證。他們針對不同的種植模式，自主研發(fā)了不同的機械設備，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)、北斗導航和自動駕駛系統(tǒng)，全環(huán)節(jié)填補了我國菠蘿生產(chǎn)機械化的空白，目前進入產(chǎn)業(yè)化推廣應用和熟化定型階段。該所還聯(lián)合相關(guān)科研院校、企業(yè)，啟動了菠蘿采摘機器人、轉(zhuǎn)運機器人的技術(shù)預研工作，為推進菠蘿生產(chǎn)由機械化向智能化、無人化迭代升級作技術(shù)儲備。
從“挖”到“撿” 木薯生產(chǎn)全程機械化突破瓶頸
木薯是我國僅次于大豆、玉米的第三大宗進口農(nóng)產(chǎn)品，木薯進口量世界第一。以往，木薯主要依靠人工采收，強度大、效率低，而傳統(tǒng)的拖拉機下地作業(yè)的傷薯率和損失率高，致使種植戶無法接受，造成木薯生產(chǎn)機械化長期停滯。如何實現(xiàn)木薯機械收獲，成為國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系科學家攻關(guān)的重點。
近年來，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械研究所（國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系機械化研究室）聯(lián)合國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系相關(guān)單位，開始從農(nóng)機、農(nóng)藝、品種、管理等多維度融合，開展木薯全程機械化技術(shù)與裝備系統(tǒng)研究、大田試驗、推廣示范和產(chǎn)業(yè)應用，實現(xiàn)了木薯高質(zhì)量機械化，使中國成為繼巴西之后第二個向世界木薯產(chǎn)業(yè)提供“機器換人”技術(shù)轉(zhuǎn)型方案的國家。
機械化種植、控草、處理木薯稈、收獲……如今，木薯生產(chǎn)全程機械化取得新突破！最難的木薯挖掘收獲環(huán)節(jié)，也從“挖”到“撿”，再到自動撿拾的“聯(lián)合收獲”，簡單高產(chǎn)的技術(shù)得到了廣大種植戶的點贊。
“按照多年在廣東、廣西、海南和云南的技術(shù)試驗，在大田生產(chǎn)條件下，連續(xù)多年畝產(chǎn)在2.5噸以上，達到了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)支顯著、高效高能的目標。”鄧干然介紹說，和傳統(tǒng)人工種植相比，全程機械化每畝可節(jié)省支出300~400元，綜合作業(yè)成本僅約為人工的1/3。以1套全程機械化設備，年可管理2000~3000畝木薯種植園，可替代約100名勞動力。
如今，該技術(shù)已開始在華南木薯產(chǎn)區(qū)推廣應用，并在柬埔寨、老撾、加納等東盟、西非主產(chǎn)區(qū)得到大型種植園應用。湛江市木薯種植面積約13萬畝，該所正在廉江市、雷州市、遂溪縣大力推廣應用木薯生產(chǎn)機械化技術(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)模化機械化種植木薯在廉江市示范應用取得喜人成效，有望成為廣東省撂荒地高效利用的樣板。
填補空白 國內(nèi)天然橡膠生產(chǎn)不再“無機可用”
天然橡膠與煤炭、鋼鐵、石油并稱為四大基礎工業(yè)原料，廣泛應用于交通運輸、機械制造、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，是關(guān)系國民經(jīng)濟命脈的基礎性產(chǎn)業(yè)。天然橡膠因此被人們稱為“樹上黃金”。而橡膠樹的產(chǎn)地，也隨之變成了名副其實的“樹上金礦”。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。近年來，農(nóng)機所在天然橡膠生產(chǎn)機械化方面開展了大量的工作，研制了大中小型系列膠園除草機、膠園開溝施肥機和背負式膠園電動除草機、高揚程噴粉機、挖穴機等膠園生產(chǎn)管理機械，填補了天然橡膠生產(chǎn)機械方面的空白，解決了我國天然橡膠生產(chǎn)“無機可用”的問題，促進膠農(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)向標準化、機械化作業(yè)轉(zhuǎn)變。
“開溝施肥是橡膠園管理中的重要步驟，通過合理開溝、施肥和覆土，能夠有效提高肥料利用率，促進橡膠樹健康生長和高產(chǎn)?！痹撍芯繂T、國家天然橡膠產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系生產(chǎn)管理機械化崗位科學家鄧怡國介紹，農(nóng)機所研發(fā)出分別適用于平緩膠園、山地丘陵膠園開溝施肥作業(yè)的膠園開溝施肥機，在廣東湛江、茂名和海南儋州開展試驗示范和推廣，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。
針對橡膠苗擴繁過程中人工進行切取芽片和裝填基質(zhì)勞動強度大、效率低的問題，農(nóng)機所研制了橡膠苗取芽機和橡膠筒裝苗育苗基質(zhì)自動裝載機，實現(xiàn)了芽片機械化切取和育苗基質(zhì)自動裝填。還有小型遙控挖穴機，生產(chǎn)效率0.76畝/時，與人工作業(yè)相比，生產(chǎn)效率提高到3~4倍。
此外，農(nóng)機所還主持或參加制修訂天然橡膠初加工機械農(nóng)業(yè)行業(yè)標準19項，占我國23項天然橡膠初加工機械農(nóng)業(yè)行業(yè)標準的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)濟作物。據(jù)統(tǒng)計，2024年全市甘蔗種植面積165.74萬畝，產(chǎn)量994.92萬噸。
每到榨季，甘蔗從種植到收割、鋪放，再到轉(zhuǎn)運、剝?nèi)~、除雜等一系列工序，面臨著勞動強度大、效率低的挑戰(zhàn)，因此，研發(fā)適應本地種植模式和立地條件的甘蔗機械顯得尤為迫切。
“農(nóng)機所已經(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機械，能夠靈活應對各種場景和作物狀況，顯著提升甘蔗的收獲效率。”該所副研究員韋麗嬌表示。
試驗現(xiàn)場，在機械設備的助力下，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，不一會兒，一大片甘蔗田便收割完畢。
據(jù)悉，農(nóng)機所還研發(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)設備，其中有6項技術(shù)和裝備通過技術(shù)成果鑒定或評價，甘蔗保護性耕作、高效栽植、智能化精準深施肥技術(shù)和裝備達國際先進水平；相關(guān)裝備在國內(nèi)及共建“一帶一路”國家累計推廣1800多臺（套），其中出口200多臺；獲授權(quán)國家專利40余件，包括14件發(fā)明專利。
