棉花种植机械化关键技术与装备研究进展

作为棉花产业发展的基础环节,棉花种植机械化是制约棉花产业发展的重要瓶颈。实现棉花种植机械化是棉花产业发展方式转变、提质增效、提升国际市场竞争力的重要途径之一,也是棉花产业全程机械化和规模化的研究重点。该文总结了中国棉花种植现状和特点,阐述了国内外典型棉花种植机械化关键技术与装备的研究现状,重点剖析了棉花育苗移栽和直播2种主要种植技术与装备发展动态。在此基础上,结合精准农业背景和棉花产业生产发展要求,归纳了现有棉花种植机械化技术与装备面临的机会和挑战,提出未来的研究方向和发展建议,以期为棉花种植机械化技术研究与装备创新设计提供参考。     

精准农业技术系统集成在新疆棉花种植中的应用

根据新疆生产建设兵团农业机械化、集约化、规模化生产的特点，结合新疆兵团棉花种植的实际情况和基础条件，利用GIS、RS、GPS、ES、MS等最新技术在棉花精准种植试验区开展研究工作。跟踪国内外精准农业的最新研究发展水平，在数字农业技术创新的基础上，整合国内已有的研究成果，利用信息技术对新疆现有的农业生产设备进行组装配套，研制、开发、集成具有新疆特色的数字农业技术体系与推广模式，进行规模化应用示范。在农田信息采集、处理和实施系统3个方面进行棉花精准种植信息系统集成研究，取得了初步成果：利用自主开发与引进的硬件平台，组装集成的配套技术体系，在棉花的精准播种、节水灌溉、变量施肥、病虫害预测预报与防治、长势监测等产前、产中管理决策中应用，形成一套适宜新疆的先进成熟的棉花生产管理智能化决策系统，同时与变量作业机具组装配套进行示范，该成果可为新疆及其它地区棉花精准种植提供参考模式，具有重大的推广意义，市场前景广阔。     

林果机械化采收技术与装备研究进展

机械化采收技术是制约林果产业发展的重要瓶颈。实现林果机械化采收是林果产业转变发展方式、节本增效、增强国际市场竞争力的重要途径之一,也是林果产业全程机械化和规模化的研究重点和难点。林果机械化采收的技术重点是高效低损采摘,最终目标是实现林果自动化、智能化、无人化采收。该文总结了中国林果种植分布情况现状,将现有林果机械化采收技术与装备系统地划分为一次性联合摘果采收和振动采收后集果捡拾,并对其研究现状和发展动态进行了阐述和剖析。在此基础上,结合林果产业发展要求和应用场景,归纳了国内林果机械化采收技术面临的机会和挑战,并提出兼顾不同需求发展高性能、高效率、高可靠的林果机械化采收装备建议,以期为促进林果业的现代化和高新技术推广提供参考。     

我国棉花现代育种技术应用与育种展望（上）

棉花优良品种的推广对棉花生产的可持续发展具有重要作用。我国棉花遗传育种半个世纪的发展历程表明,棉花育种新技术应用是我国棉花品种从无到有、从低水平到跻身世界先进行列的根本和出发点。20世纪50年代以来,我国先后进行了6次品种更换,每次更换使棉花单产提高10％左右,纤维品质、抗病性和早熟性持续提高,中棉所12、16、19、29等代表性品种为我国棉花生产做出巨大贡献。目前我国棉花品种仍存在纤维品质、抗黄萎病等缺陷,该文就我国棉花遗传育种的目标、技术路线和发展方向进行了分析和讨论。     

我国棉花现代育种技术应用与育种展望（下）

棉花优良品种的推广对棉花生产的可持续发展具有重要作用。我国棉花遗传育种半个世纪的发展历程表明,棉花育种新技术应用是我国棉花品种从无到有、从低水平到跻身世界先进行列的根本和出发点。20世纪50年代以来,我国先后进行了6次品种更换,每次更换都使棉花单产提高10％左右,纤维品质、抗病性和早熟性持续提高,中棉所12、16、19、29等代表性品种为我国棉花生产做出巨大贡献。目前我国棉花品种仍存在纤维品质、抗黄萎病等缺陷,该文就我国棉花遗传育种的目标、技术路线和发展方向进行了分析和讨论。     

日本水稻生产机械化系统分析及对中国农业机械化发展的建议

该文对日本水稻生产机械化系统的试验进行了分析。该水稻生产机械化系统分为两个系列：全程机械化系列（乘式系列）和半机械化系列（走式系列）。详细分析了水稻生产机械化系列的各个作业项目的田间作业量、负担面积、作业费用及成本指数等，这些作业项目的内容包括耕地、插秧、除草、植保和收获作业等。同时也分析了每个系列的每公顷机器使用总费用。在分析日本水稻生产机械化系统的基础上，提出中国农业机械化发展的合理化建议。作业成本分析表明，中国的农业生产机械化系统不能完全照搬日本模式，中国的农业生产机械化的发展道路只能有序列的逐步实现。     

中国种业机械化现状调研与发展分析

种业机械化是种业现代化的重要基础和前提,是涵盖品种选育、品种试验、制种生产、种子加工等多环节的系统工程。为了系统梳理中国种业机械化发展成果与存在问题,有效推进种业机械化发展、促进种业现代化建设,该文从田间试验机械化、制种生产机械化、种子加工机械化等方面阐述了国内种业机械化现状调研情况和国际种业机械化发展经验,分析了中国种业机械化存在的主要问题:种业装备企业普遍规模小、装备差、科研投入少,整体水平与国外存在较大差距,装备功能有待扩展、结构设计有待优化、现代化控制水平有待提高等;提出了种业机械化研究重点:1)主要农作物品种试验机械化关键装备研究;2)主要农作物制种生产机械化关键装备研究;3)主要农作物种子低损高效精细加工技术集成研究。指出了"规模化、标准化、集约化、机械化"种子生产是现代种业持续、健康发展的重要保障和基本发展方向。     

农业机械化对农业贡献率测算方法研究

测算农业机械化对农业生产的贡献份额,实践上有助于从总体上把握农业机械化的发展水平、发展潜力和趋势,对农业机械化事业的决策具有重要的参考价值;理论上研究产业系统单因素的贡献率具有学术意义。该文在分析国内外生产率理论和测算方法的基础上,设计了运用柯布－道格拉斯生产函数和项目有无比较法进行农业机械化对农业贡献率的测算方法。     

马铃薯机械化收获技术与装备研究进展

中国马铃薯种植面积、总产量均居世界首位,机械化收获是马铃薯机械化生产中关键环节。目前,国内马铃薯机械化收获率较低,马铃薯收获装备是农机领域的短板弱项。该文分析了当前我国马铃薯机械化收获的发展现状、特点及制约因素,重点阐述了国内外马铃薯杀秧、减阻降耗挖掘、防堵限深控制、自动对垄作业、高效分离、低损收获、多功能行走底盘、人机交互等关键技术研究进展,分析对比中国和欧美、日韩等国家在马铃薯机械化收获装备上的差异,指出国内马铃薯机械化收获技术上的不足。针对国内马铃薯种植范围广、种植模式多样、丘陵山区小块地种植面积占比大的特点,提出分段收获和联合收获是国内马铃薯机械化收获的趋势,并对低损高效分离装置、卡脖子技术突破、农机农艺深度融合及政策导向进行展望,以期为中国马铃薯机械化收获技术进一步发展与研究提供借鉴。     

我国农业机械化的新形势和水稻生产机械化问题

介绍了中国农业机械化发展现状与前景,分析了在中国农业发展的新阶段农业机械化发展所面临的新形势。结合中国国情,对中国发展水稻机械化生产尤其是不同类型区域的技术体系和政策措施进行了概括,提出了发展水稻机械化生产的指导方针。通过国际经济技术的交流与合作,引进吸收先进技术,加快我国农业机械化的发展     

我国节水农业科技创新成效与进展

我国农业必须走依靠科技创新大幅度提高水的利用效率、发展节水型高效农业的内涵式增长道路、从传统的粗放型灌溉农业和旱地雨养农业向现代高效节水型灌溉农业、节水型旱作农业和节水型生态农业转变。为此，在“九五”期间已取得的节水农业科技创新成效基础上，国家应加大对节水农业科技发展的支持力度，强化节水农业科技基础条件建设，完善节水农业技术创新平台，加快节水农业科技创新步伐，尽快建立健全具有中国特色的节水农业技术体系与模式，实现我国节水农业的跨越式发展。     

新疆棉田残膜回收方式及资源化再利用现状问题与对策

地膜覆盖栽培技术在促进农作物增产增收的同时,地膜残留问题也给农业生产环境及生态环境带来了诸多危害,地膜使用与农业生态环境保护及农业绿色可持续发展之间的矛盾日益突出。新疆作为中国棉花主产区,受种植面积增长、长年连作、地膜强度差及回收力度不够等多重因素影响,棉田残膜污染问题尤为严重。该文在实地调研的基础上,分析归纳当前新疆棉田地膜使用基本状况及残留污染情况,以当前新疆棉田残膜回收方式及资源化利用情况为主要研究内容,对采用不同回收方式回收的棉田残膜特点进行分析。通过实地调查当前新疆残膜初清理方式、再加工处理工艺流程及利用途径等基本情况,分析了各生产环节配套设备及工作过程,结果表明:先进适用的农田残膜回收机械缺乏、机收棉田残膜含杂量较高、残膜初清理及再加工设备缺乏且技术不成熟、残膜初清理及再加工企业较少等是阻碍新疆农田残膜资源化利用进程的主要影响因素,建议通过加快耐候性及高强度地膜推广与示范,提升农田残膜机械化回收技术水平,合理布局残膜初清理及再加工企业等多种途径,实现地膜生产、使用、回收及资源化利用各环节协同推进,形成全产业链闭环残膜污染治理模式,全方位及多层次解决新疆农田残膜污染问题,为新疆乃至全国农田残膜污染治理及资源化利用提供一定借鉴与参考。     

2000-2020年玛纳斯河流域的作物种植结构与需水满足度

变化环境条件下干旱绿洲水土资源的高效利用一直广受关注。玛纳斯河流域分布着新疆最大、最典型的绿洲农耕区,其水土资源高效利用无疑应基于对种植结构和需水满足度（供水量/需水量）时空演变规律的了解。基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）平台并通过区域调查和调研,该研究利用面向对象的随机森林分类,建立流域地物遥感识别模型,分析当地2000-2020年种植结构的变化过程,探讨种植结构变化与膜下滴灌棉花水分供应状况和需水满足度间的关系。结果表明：基于GEE平台,融合简单非迭代聚类图像分割算法和随机森林分类算法可快速、准确识别流域地物,总体精度约90%;近20年,流域种植作物始终以棉花为主,占耕地总面积的80%以上,受益于膜下滴灌技术的节水、抑盐等功效,中、下游盐碱荒地不断被开垦为棉田,致使其面积以每年约101 km2的速度增长,但棉田面积增长与灌溉水资源供给的矛盾日益突出,棉花需水满足度显著下降,尤其是水资源相对匮乏的下游灌区及需水旺盛的夏灌期,2020年流域下游棉花夏灌期需水满足度已降至约46%,种植结构的调整和优化已势在必行。研究可为玛纳斯河流域水资源配置及农业种植结构优化提供科学依据。     

新疆玛纳斯河流域节水农作制发展模式

发展节水农作制是实现干旱内陆区水资源安全的一种有效途径。该文以新疆玛纳斯河流域为案例,采用收集资料、实地调查及理论分析研究相结合的方法,重点对该区域特殊的自然条件和农业用水发展现状及存在的问题进行了分析,提出了区域节水农作制发展的思路,并依据玛纳斯河流域地形地貌特征和水资源条件,提出了7种适宜不同类型区的节水农作制发展模式,包括低山丘陵区旱农旱牧农作制模式、冲积洪积扇中上部果蔬特色种植农作制模式、冲积扇缘带牧草咸水灌溉农作制模式、泉水溢出带水旱轮作制模式、冲积平原区现代棉作制模式、干三角洲区复套种多熟农作制模式、古湖滨平原区高效农林生态型农作制模式。该研究为推动新疆干旱区节水农业的发展和水资源的优化配置提供了科学依据。     

栾城县域精准种植运行体系建设与模式示范

太行山前平原是华北平原的重要组成部分和典型农业高产区, 农业集约化程度较高, 是我国重要的商品粮生产基地。随着农业和社会经济的发展, 水资源严重匮乏, 地下水超采严重, 农田面源污染日益加剧等问题, 严重影响了该区域农业的可持续发展。精准农业是未来农业发展的重要方向和必然选择。在农业生产以农户单元为主体的我国现实情况下, 选择县域精准种植模式是有益的尝试和探索。选择农田管理有代表性的河北省栾城县作为示范区, 进行精准农业技术的试验与运行实施模式的示范。在县域尺度上通过划分公里网格的方法建立GPS 定位的县域精准种植观测网, 确定288 个有效采样点, 在中心示范区尺度按20 m×20 m网格对耕层和亚耕层确定采样点, 进行农田基本数据调查和空间变异分析。通过优化管理网络咨询平台组装县域尺度的优化施肥模式, 并根据区域特点建立多种节水种植模式进行推广。在大田尺度和温室大棚示范智控半变量节水灌溉系统, 实现经济效益和环境效益的增长。推广示范用于小麦的智能精准收获系统, 为区域精准农业的发展提供示范样板。县域精准农业技术研究与示范工作, 为未来区域性精准农业的全面实施进行了技术尝试, 提供了示范样板。     

农业工程科技创新推进农业绿色发展

农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命。该文全面论述了农业工程科技创新对农业绿色发展的重要作用,深入分析了中国在农业资源利用、产地环境治理、生态系统保育和农产品绿色供给等方面取得的成效和存在的问题。提出了围绕农业绿色发展,农业资源监测、水土资源利用、农业投入品使用、农业机械化和农业废弃物资源利用等农业工程科技创新的前沿进展和主攻方向。从强化农业绿色发展理念、建立技术创新与推广体系、完善标准体系和加强政策支持4个方面提出了政策建议。该文可为农业绿色发展背景下农业工程科技研发提供重要的指导和参考。     

现代农业与生态节水的技术创新与未来研究重点

指出了我国农业与生态节水技术研究领域在试验仪器设备条件、节水灌溉技术与设备研发、精准灌溉和灌溉系统的自动控制、非常规水资源利用与区域农业水资源配置等方面存在的问题及与国际水平的差距,分析了现代农业与生态节水技术研究中在地面灌溉、喷微灌、节水机具、节水材料与制剂、污水灌溉利用、渠道防渗与水量调配、精准灌溉等方面的发展态势,提出了我国农业与生态节水技术创新的总体目标,提出了我国农业与生态节水技术创新的几个重大研究课题,论述了我国农业与生态节水技术创新的保障条件建设内容.     

昌吉地区农业机械化发展现状及其对策研究

农业机械化水平的不断提升,既能显示出农业的先进性又能加快推动农业生产发展和效益提升,有助于农业增产增收。为了促进新疆昌吉市农业机械化发展,采用统计年鉴数据,运用定性分析法从农业机械化总动力、农业机械作业水平、农业机械资金投入等方面分析了昌吉市农业机械化发展现状,并针对当前昌吉市农业机械化发展存在的问题和制约因素提出了相应的对策:加强技术培训,提升人员素质;建立农业机械化技术推广基地;改善昌吉市农机作业环境;完善推广保障机制。     

我国设施农业农膜使用的环境问题刍议

农膜使用和地面覆盖技术的应用加快了我国农业现代化的步伐,增加和丰富了农产品的供给。但随着农膜的连续使用,导致大量的农膜残留,严重影响农业生产,并对农业生态环境安全和人体健康构成巨大威胁。本文总结了设施农业中农膜使用所造成的主要环境问题,剖析了这些问题的内在原因。在此基础上,针对我国设施农业中农膜使用和管理现状,分别从管理、政策、经济和技术方面提出了对策建议,以期为规范我国设施农业中农膜使用、提高设施农业环境管理效率和健康持续发展提供理论依据。