甘蔗、木薯、菠蘿、天然橡膠生產全程機械化設備……在中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所（以下簡稱農機所）里，一套套功能不同的全程機械化農業(yè)設備讓人目不暇接。高效、高能、高產的農機裝備，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作物生產全程機械化、智能化技術裝備研發(fā)與推廣；積極服務熱區(qū)特色產業(yè)，開展甘蔗、木薯、劍麻、高良姜等熱帶經濟作物，菠蘿、香蕉等熱帶水果生產機械化、智能化技術裝備研發(fā)與推廣；促進高值農業(yè)綠色發(fā)展，開展熱帶農產品加工、熱帶農業(yè)廢棄物資源綜合利用及熱帶設施農業(yè)技術及智能化裝備研發(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。
除了滿足國內需求，該所實現了熱帶農業(yè)機械化技術與裝備“走出去”，產品陸續(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。
在中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所里，一套套全程機械化農業(yè)設備讓人目不暇接。
國內首次實現同一地塊菠蘿生產全程機械化
2024年6月21日，在農機所菠蘿生產機械化試驗基地里，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)，標志著農機所首次、也是國內首次實現同一地塊應用場景下的菠蘿耕、種、管、收全程機械化技術成功驗證，為未來菠蘿產業(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，菠蘿生產方式落后，種植采收人工成本過高，容易造成農民豐產不豐收。
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)技術與設備，并通過生產示范，形成機械化生產技術模式，助力支撐建立現代菠蘿產業(yè)，逐步實現機器替代人工的產業(yè)升級。
“這一臺機器干活就能頂20個人！”中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所所長李普旺指著多功能菠蘿管理機介紹說，它可實現催花、噴藥、菠蘿采摘、種苗采摘、果實轉運等多用途作業(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科研團隊實現了同一地塊菠蘿生產全程機械化技術成功驗證。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機械化的空白，目前進入產業(yè)化推廣應用和熟化定型階段。該所還聯合相關科研院校、企業(yè)，啟動了菠蘿采摘機器人、轉運機器人的技術預研工作，為推進菠蘿生產由機械化向智能化、無人化迭代升級作技術儲備。
從“挖”到“撿” 木薯生產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產品，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，造成木薯生產機械化長期停滯。如何實現木薯機械收獲，成為國家木薯產業(yè)技術體系科學家攻關的重點。
近年來，中國熱帶農業(yè)科學院農業(yè)機械研究所（國家木薯產業(yè)技術體系機械化研究室）聯合國家木薯產業(yè)技術體系相關單位，開始從農機、農藝、品種、管理等多維度融合，開展木薯全程機械化技術與裝備系統(tǒng)研究、大田試驗、推廣示范和產業(yè)應用，實現了木薯高質量機械化，使中國成為繼巴西之后第二個向世界木薯產業(yè)提供“機器換人”技術轉型方案的國家。
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“聯合收獲”，簡單高產的技術得到了廣大種植戶的點贊。
“按照多年在廣東、廣西、海南和云南的技術試驗，在大田生產條件下，連續(xù)多年畝產在2.5噸以上，達到了高產穩(wěn)產、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，該技術已開始在華南木薯產區(qū)推廣應用，并在柬埔寨、老撾、加納等東盟、西非主產區(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機械化技術，尤其在廣東省農業(yè)農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 國內天然橡膠生產不再“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)生等領域，是關系國民經濟命脈的基礎性產業(yè)。天然橡膠因此被人們稱為“樹上黃金”。而橡膠樹的產地，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成了關注的焦點。近年來，農機所在天然橡膠生產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、挖穴機等膠園生產管理機械，填補了天然橡膠生產機械方面的空白，解決了我國天然橡膠生產“無機可用”的問題，促進膠農收入增加、產業(yè)提質增效，引領天然橡膠生產從人工作業(yè)向標準化、機械化作業(yè)轉變。
“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。”該所研究員、國家天然橡膠產業(yè)技術體系生產管理機械化崗位科學家鄧怡國介紹，農機所研發(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勞動強度大、效率低的問題，農機所研制了橡膠苗取芽機和橡膠筒裝苗育苗基質自動裝載機，實現了芽片機械化切取和育苗基質自動裝填。還有小型遙控挖穴機，生產效率0.76畝/時，與人工作業(yè)相比，生產效率提高到3~4倍。
此外，農機所還主持或參加制修訂天然橡膠初加工機械農業(yè)行業(yè)標準19項，占我國23項天然橡膠初加工機械農業(yè)行業(yè)標準的82.6%。
整套研發(fā) 系列裝備助力甘蔗生產
甘蔗除了制糖，還可用于生產乙醇、紙張、飼料……這種典型的熱帶作物，一直是湛江市重要經濟作物。據統(tǒng)計，2024年全市甘蔗種植面積165.74萬畝，產量994.92萬噸。
每到榨季，甘蔗從種植到收割、鋪放，再到轉運、剝葉、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。
“農機所已經成功研發(fā)出一套甘蔗剝葉、割鋪、收集、除雜、轉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。
試驗現場，在機械設備的助力下，收割、剝葉、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。
據悉，農機所還研發(fā)了“互聯網+”深松深耕、甘蔗葉粉碎還田、甘蔗智能切種、甘蔗聯合種植、甘蔗深施肥、分步式收獲等10大系列技術設備，其中有6項技術和裝備通過技術成果鑒定或評價，甘蔗保護性耕作、高效栽植、智能化精準深施肥技術和裝備達國際先進水平；相關裝備在國內及共建“一帶一路”國家累計推廣1800多臺（套），其中出口200多臺；獲授權國家專利40余件，包括14件發(fā)明專利。
