農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)實(shí)踐＊
——以江西農(nóng)業(yè)大學(xué)丘陵山區(qū)油茶果機(jī)械化采摘研究為例

饒洪輝，黎 靜，李 濤，左名揚(yáng)，王 曉，劉 冰，歐陽(yáng)林娟，劉木華，姚明印

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江西 南昌 330045；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045）

1 研究背景

1.1 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)的根本出路在于機(jī)械化，毛澤東主席早在1959 年就發(fā)表了該著名論斷[1]。2018年9月，習(xí)近平總書(shū)記考察東北三省時(shí)強(qiáng)調(diào)：“要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智能化，給農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化插上科技的翅膀。”[2]羅錫文院士也指出，雖然我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平、農(nóng)機(jī)裝備制造水平、產(chǎn)品可靠性和農(nóng)機(jī)作業(yè)效率等方面還存在很大差距，平均落后30年到40年[3]。值得提到的是，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化率的提升集中在小麥、水稻、玉米等主要糧食作物，而油茶等經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)多以人工作業(yè)為主，機(jī)械化發(fā)展水平相對(duì)落后。因此，現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)作物配套的農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用范圍較小，專業(yè)化的研究與發(fā)展還有較大的探索空間[4]。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械化在我國(guó)任重而道遠(yuǎn)。

1.2 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合培養(yǎng)農(nóng)機(jī)人才的重要性

農(nóng)業(yè)機(jī)械化（簡(jiǎn)稱農(nóng)機(jī)化）是指運(yùn)用先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)條件，不斷提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益的過(guò)程；而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中最大限度地使用各種機(jī)械代替手工工具進(jìn)行生產(chǎn)，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基本內(nèi)容之一。農(nóng)藝則是研究農(nóng)作物生產(chǎn)技術(shù)與原理的一門(mén)科學(xué)，主要內(nèi)容包括大田作物的栽培、育種、土壤管理、施肥、病蟲(chóng)害防治、農(nóng)機(jī)具應(yīng)用、農(nóng)田灌溉和排水、農(nóng)產(chǎn)品的初步加工和貯藏以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)管理等[5]。

農(nóng)機(jī)要發(fā)展，農(nóng)機(jī)人才的培養(yǎng)是關(guān)鍵，而農(nóng)機(jī)人才如果不懂農(nóng)藝，就會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“有機(jī)難用，無(wú)機(jī)可用”的困局。目前，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝脫節(jié)是制約農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展必須重視農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合的農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)，而農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇，對(duì)糧食安全和全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興具有重要影響，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)意義重大。

2 我國(guó)油茶果機(jī)械化采摘研究現(xiàn)狀

2.1 油茶果機(jī)械化采摘研究意義

油茶是獨(dú)具特色的木本油料經(jīng)濟(jì)樹(shù)種，在我國(guó)有著2 300多年的栽培和利用歷史，其種植面積和產(chǎn)量均位居世界第一[6]。油茶全身都是寶，其產(chǎn)出的茶油具有獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，素有“油中之王”“東方橄欖油”的美稱，其系列副產(chǎn)品同樣具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[7]。此外，油茶樹(shù)多生長(zhǎng)于丘陵山區(qū)，具有不與糧棉爭(zhēng)地的特點(diǎn)，可有效緩解我國(guó)耕地資源短缺的壓力和推動(dòng)山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[8]?？梢钥闯?，油茶是一項(xiàng)鄉(xiāng)村富民產(chǎn)業(yè)，2019 年，我國(guó)油茶總產(chǎn)值達(dá)1 160億元，帶動(dòng)173萬(wàn)貧困人口實(shí)現(xiàn)脫貧增收[9]。習(xí)近平總書(shū)記在考察河南、江西時(shí)多次指出，茶油是個(gè)好東西，要大力發(fā)展好油茶產(chǎn)業(yè)。可見(jiàn)，油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展得到了國(guó)家和地方政府的高度重視和大力支持，且在農(nóng)民增收和鄉(xiāng)村振興中占有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[10]，說(shuō)明我國(guó)油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊和潛力巨大。

油茶果采摘是油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前，我國(guó)油茶茶籽主要依靠人工采摘，通常采用采果鉗、人工梯等輔助工具，但“請(qǐng)人難、工費(fèi)高、采摘難”已成為嚴(yán)重制約茶油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，也直接導(dǎo)致茶油價(jià)格持續(xù)走高，令普通民眾望而卻步[11]。因此，探索油茶機(jī)械化采摘十分迫切，對(duì)發(fā)展油茶產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)鄉(xiāng)村振興建設(shè)，發(fā)展縣域經(jīng)濟(jì)、拓展農(nóng)民增收空間及縮小城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展差距均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 油茶果機(jī)械化采摘農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合研究

當(dāng)前，我國(guó)油茶果機(jī)械化采摘研究發(fā)展迅速，主要集中在振動(dòng)式采摘機(jī)、齒疏式采摘機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)、智能化油茶果采摘機(jī)器人等方面，這些研究對(duì)推進(jìn)油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大。值得提出的是，我國(guó)油茶分布區(qū)域主要在北部邊緣區(qū)，華東、華中丘陵區(qū)，西南高山區(qū)，華南丘陵區(qū)等。這些區(qū)域多是山地丘陵，道路不便，地面高差大，交通運(yùn)輸極為困難。此外，由于油茶果適采期短，與別的植物不太一樣的是，油茶四季花果不離枝，茶果成熟時(shí)正值油茶初花期，即花果同期，人們稱作“抱子懷胎”（如圖1 所示）。因此，油茶采摘要注意避免花苞損傷，損傷花苞會(huì)導(dǎo)致來(lái)年結(jié)果率降低，使來(lái)年油茶產(chǎn)量下降[12]。這些現(xiàn)實(shí)因素都為油茶果機(jī)械化采摘從實(shí)驗(yàn)室研究走向田間地頭應(yīng)用帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

圖1 油茶果花果同期、“抱子懷胎”的奇特生理現(xiàn)象

綜合分析可知，油茶果機(jī)械化采摘受農(nóng)藝影響較大，當(dāng)前，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合幾乎滲透到各種農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)節(jié)，基于此，本工作以江西農(nóng)業(yè)大學(xué)丘陵山區(qū)油茶果機(jī)械化采摘研究為例，探討農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)實(shí)踐。油茶是一種常綠小喬木，樹(shù)皮淡黃褐色，開(kāi)大型白花，所以又稱“白花茶”。

3 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合油茶采摘研究

江西省是一個(gè)具有悠久農(nóng)業(yè)歷史的農(nóng)業(yè)大省，以油茶為例，全省2018 年完成油茶種植面積36.62 萬(wàn)畝，總面積1 526萬(wàn)畝，其中高產(chǎn)油茶林面積超500萬(wàn)畝，年產(chǎn)值達(dá)307億元，油茶種植總面積和產(chǎn)值均居全國(guó)第二位，油茶已成全省山區(qū)林農(nóng)的“脫貧致富樹(shù)”[13]。

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)辦于1969年，是江西省首批品牌專業(yè)、特色專業(yè)、江西省一流專業(yè)、江西省普通本科高等學(xué)校卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)。該專業(yè)立足南方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特色，瞄準(zhǔn)綠色化、智能化的農(nóng)業(yè)機(jī)械研究前沿，堅(jiān)持人才培養(yǎng)、科學(xué)研究與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合，確定了一條有江西地域特色和產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的專業(yè)建設(shè)思路，形成了一種面向?qū)崿F(xiàn)江西主要農(nóng)作物和特色經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化的復(fù)合型農(nóng)機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)模式。

在油茶產(chǎn)業(yè)機(jī)械化研究方面，以劉木華教授、饒洪輝博士等成員為主的江西農(nóng)業(yè)大學(xué)油茶生產(chǎn)全程機(jī)械化研究團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期致力于油茶林墾復(fù)、油茶果采摘、油茶果干燥爆蒲等設(shè)備的研究，經(jīng)過(guò)10 余年的探索，發(fā)表油茶產(chǎn)業(yè)機(jī)械化相關(guān)的論文20余篇，其中18篇代表性論文統(tǒng)計(jì)分析如表1 所示；授權(quán)專利20 余件，其中16 件代表性專利統(tǒng)計(jì)分析如表2所示?？梢钥闯?，團(tuán)隊(duì)圍繞油茶機(jī)械化采摘研究成果較多，且均以農(nóng)機(jī)專業(yè)學(xué)生參與為主。值得一提的是，團(tuán)隊(duì)最早在2012年中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)國(guó)際學(xué)術(shù)年會(huì)上公開(kāi)提出油茶果采摘農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合方法，并得到國(guó)內(nèi)外同行的普遍認(rèn)可，在南方丘陵山區(qū)油茶果機(jī)械化采摘及農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)方面特色明顯。

表1 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)油茶產(chǎn)業(yè)機(jī)械化研究代表性論文統(tǒng)計(jì)分析

表2 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)油茶產(chǎn)業(yè)機(jī)械化研究代表性專利統(tǒng)計(jì)分析

十年磨一劍。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)丘陵山區(qū)油茶果機(jī)械化采摘研究團(tuán)隊(duì)始終結(jié)合地方特色開(kāi)展研究，獲批國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)[油茶果機(jī)械采摘花苞損傷機(jī)理及低損傷花苞采摘技術(shù)研究（No.51305180）、油茶果分層采摘機(jī)構(gòu)的機(jī)理分析及參數(shù)優(yōu)化研究（No.52065207）]，江西省科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)[油茶林油茶果機(jī)械采摘裝備研制（No.20141BBF60057）]，這些均為油茶果農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合機(jī)械化采摘及農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)持續(xù)性發(fā)展提供了良好的支撐。

4 結(jié)論

新時(shí)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展對(duì)復(fù)合型農(nóng)機(jī)人才的需求更加迫切，農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合培養(yǎng)農(nóng)機(jī)人才對(duì)破解“有機(jī)難用、無(wú)機(jī)可用”局面至關(guān)重要。本工作以江西農(nóng)業(yè)大學(xué)丘陵山區(qū)油茶果機(jī)械化采摘研究為例，分析了該團(tuán)隊(duì)圍繞油茶果機(jī)械化采摘所做的工作，對(duì)特色農(nóng)產(chǎn)品機(jī)械化生產(chǎn)、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興及農(nóng)民增收、農(nóng)機(jī)人才培養(yǎng)均具有現(xiàn)實(shí)意義。