西北农林科技大学农机研究巧打“丘陵山地”牌
17.12.2016 08:35
本文来源: 教育厅
杨福增教授与研究团队部分成员工作现场
该校丘陵山地农机装备研究团队带头人杨福增教授，1993年硕士毕业于西北农业大学农业机械系机械设计与制造专业并留校工作，为了掌握现代农机发展所需知识，曾先后到清华大学、北京航空航天大学、西安交通大学进修。2009年，正在西北工业大学师从张艳宁教授进行博士后研究工作的杨福增做出了一个令人吃惊的决定：将农机研究重点从平原调整到丘陵山地。这一年，他43岁，已经评上教授。 “做平原农机研究的人太多，要想超越他们很难”，杨福增说，西北农林科技大学农业机械研究历史悠久，成就突出，但丘陵山地农机研究是一个空白，也是社会的需要。 杨福增的老家在甘肃会宁农村，那是一个典型的黄土丘陵区，走出山村20多年了，那里的农业生产依然是上千年流传下来的传统作业方式：人扛、牛耕，农业机械几乎见不到影。“我都羞于告诉父老乡亲，自己是学农业机械的。”想起家乡的困境、农民们的艰辛，杨福增的心里很不是滋味。 据了解，我国丘陵山地占国土面积的近70%，而这里生产的果品仅占全国50%左右、粮食也只有30%左右，原因在于丘陵山地农业生产地块碎小、山高坡陡、以人畜力为主，全国丘陵山地机械化水平仅占10%，西北更低，不到5%。丘陵山区耕种收综合机械化水平与平原地区差距大，区域发展极不平衡。杨福增认为，机械化是农业现代化的重要标志，随着国家经济实力的持续增强，农机行业一定会为满足国家需要而转型升级的。 “凡事预则立”，杨福增决心带领团队开展丘陵山地农机研究，“我们要干今天不热，明天一定会热的事情”。团队一面加紧学习，一面找上级主管部门要支持，找团队和企业合作，而杨福增也把在西北工业大学学习到的拼命精神带回了西北农林科技大学，带领团队以办公室、实验室为家，告别了节假日。慢慢地，一个又一个关于丘陵山地的收获纷至沓来：该校丘陵山地农机装备研究团队拿下了第一个“山地遥控耕地机”课题，获得了国家自然科学基金、国家科技支撑计划项目支持，得到陕西省农业机械管理局和杨凌示范区专项资助，至今已获批山地农机类发明专利与实用新型专利达到30余项。 与此同时，全国丘陵山地农机装备研究也渐渐升温，“十二五”期间，农业部就将南方丘陵山区列为农业机械化重点发展区域。越来越多的山区农户呼唤“新农机”，有网民甚至直接通过政府网上书总理，希望政府能牵头研发并推广丘陵山地农机。2015年，“十三五”国家重点研发计划项目以及《中国制造2025》等国家智能农机装备计划，都将丘陵山地农机研究纳入其中，丘陵山地农机开始成为农机装备研究的热点。
开拓创新 阵地成高地
果农当场欲“截留”的果园施肥机
搞丘陵山地农机研究有多难？ 杨福增介绍，山地农机首先要保证驾驶人员的安全性，他曾在家乡进行山地助力车运输试验，团队人员和乡亲10多人围观，下坡时，车子的刹车突然坏了，人、车和土豆一起往下冲，动能与势能叠加从3米高的土崖上坠下去了，“多亏下面有麦草垛，驾车人没有出事，现在想想都很后怕”。其次是保障车辆和设备的稳定性，要防止侧滑和倾翻；第三是操作舒适，现在不少山区引进的微耕机，抖动厉害，操作强度令人难以承受；第四就是缺乏研发经验，已有的平地农机经验往往不仅帮不上，有时甚至还有碍于山地农机实践。 想模仿，连样机都没有，杨福增带领团队只能进行自主创新。 山地微型拖拉机变速箱，是他们所做的整台拖拉机四大系统之一，体积不大，但在设计时却包括图纸、计算说明书和制造工艺规程等诸多内容，仅设计图纸就有85张，其中总装配图1张，零件图84张，每一个主要零件图背后又有多达30页的设计计算说明书，而制造工艺规程更是两大本近300页。杨福增介绍，一台山地微型拖拉机所有的文档摞起来，将近半米高。 困难大，任务重，但他们以“经国本，解民生，尚科学”的精神理念为支撑，以家乡父老的殷切期盼为鼓励，坚持不懈做研究。他们先后创造了四个第一：做出山地遥控拖拉机、山地杂粮精量播种机、山地遥控耕地机、山地果园挖坑施肥机、山地果园微型弥雾机5台样机，数量之多居全国高校第一；全国参与编写机械工程领域最权威工具书“机械设计手册（第五版）”的第一个农业高校；即将建成国内第一个“坡地土壤-农机-植物”综合试验平台；高校第一个举办全国丘陵山地农机装备研讨会。除了主持“十三五”智能农机项目三个重点专项课题外，该校丘陵山地农机装备研究团队最近又主持了“十三五”中国工程院重大战略咨询项目“西北丘陵山地农业机械发展战略研究”课题。 该校丘陵山地农机装备研究团队开始带着样机去西北山区做示范推广，样机每到一处，群众们就像看稀罕怪物一样围聚而来，在陕西宝鸡、甘肃静宁等地展示山地果园挖坑-施肥-覆土联合作业机时，群众们看到在机器轰鸣声中，操作杆一压一抬20秒不到的时间就轻松完成一棵果树的施肥工作，以往人工需要一天才能完成的一片果园，机器不到半天就能做好，他们拽着机器不让走，要求把这宝贝疙瘩留下来。 越来越多的高校和企业关注并加入到该校丘陵山地农机研究中，以西北丘陵山地农机装备研究为特色，西北农林科技大学也开始频频在国家级平台上亮相。2014年，团队负责人杨福增教授成为科技部“十三五”农业装备技术预测专家组成员，随后又参与了“十三五”国家重点研发项目“智能农机装备”关键指标的制定工作。
注重融合 特色强学科
西北农林科技大学丘陵山地农机研究团队开展山地拖拉机遥控爬坡性能试验
“丘陵山地农机装备要尽可能实现一体化、智能化。” “小众化农机研制更富有挑战性，我们要与高校加强合作，引领未来。” “果园机械应按照果园标准化方向来配套，而不是着眼于目前落后的建园模式。” “收割机要与播种机相配套，我们的小杂粮育种也要朝机械化靠近。” “我们对山地农机动力和配套作业机械有四点要求：轻便、大功率、安全、操作方便。” “机械加规模化经营，将给山地农业带来革命性的变化。” 在“丘陵山地农机装备研发方案论证与讨论会”上，除了院士、长江学者这些重量级的专家外，中国农业大学、上海交通大学的学者，山东五征集团、中国一拖集团、星光农机股份有限公司的专家，该校苹果、小杂粮专家，以及陕西汉中、甘肃平凉的农机推广干部等也都应邀参会，为这一特色研究建言献策。 杨福增说，丘陵山地农机装备研究必须走产学研用相结合的道路。较早主持南方丘陵山地农机化战略研究的汪懋华院士对此予以肯定，他说协同创新贡献大，工程科技不能闭门造车搞纯技术研究，要多学科并进，农机与农艺相融合，要把握好市场方向，让市场和农民真正接受，创造效益。 该校所承担的三个重点专项课题“丘陵山地拖拉机行走机构与姿态调整关键技术研究与部件创制”“两段式荞麦捡拾收获机研发”和“丘陵山地果园智能喷药机研发”总经费达1000多万元，都是以学校老一辈农机专家有关西北农机装备的优势研究为基础，结合近年来丘陵山地农机装备研究团队的探索创新，同时充分发挥了其他学科的研究特色集合而成。 相较2009年，西北农林科技大学丘陵山地农机装备研究团队现在已经壮大起来了，目前主要成员有教师8人，有博硕士研究生15人。杨福增说，未来四年，团队将吸纳各方面专家的意见建议，完成国家课题考核指标，按时做出高质量装备，积极开展示范推广，在实践中不断完善，让成果尽快产业化，服务丘陵山区农业发展；同时以此为契机，带出一支可以传承事业的队伍，为提升该校农业机械化工程和机械工程学科水平作出更大贡献。 （责任编辑：张亦弛 审核：刁巧燕）
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