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张宗毅等:农田宜机化改造可提升农用柴油技术效率
发布日期:2024-10-08   浏览次数:

近日,由我院副院长张宗毅为第一作者的论文“基于农田宜机化视角的农用柴油技术效率提升路径”在EI收录期刊、中国科技期刊卓越行动计划支持期刊《农业工程学报》2024年40卷第19期发表。本文其他合作研究者有张宗毅教授指导的农业农村部南京农业机械化研究所研究生李玉珠、指导的中组部西部之光学者、重庆市农业机械化技术推广总站专家委员会副主任敖方源,以及农业农村部南京农业机械化研究所研究员张萌。

以化石能源为主的农业机械在保障国家农产品供给安全方面发挥着越来越重要的作用,但这与“双碳”国家战略目标存在冲突,在大规模能源替代发生前,提高农用柴油技术效率对于缓解这一冲突具有重要意义。该研究基于2000—2020年全国内陆31个省份的省级面板数据和DEA-SBM模型、固定效应模型和中介效应模型,实证分析农田宜机化水平对农用柴油技术效率的影响,并从农田宜机化视角探究农用柴油技术效率的提升路径。结果表明:

(1)机理上,农田宜机化水平影响农机在地块内的无效作业时间和田间转移时间,进而影响农用柴油技术效率,同时会通过影响农机装备结构即农机马力配置进而影响农用柴油的技术效率。

图示描述已自动生成

(2)现实表现上农田宜机化水平越高的省份,农业机械化水平越高,全程机械化所需的顷均油耗越低。由于农机的不断换代升级以及高标准农田建设的加速,2000—2020年中国农用柴油技术效率呈现上升趋势,特别是在2017年后快速增长,2017—2020年年均增长8.26%,远高于2000—2016年的1.78%。

图片包含 图表描述已自动生成

(3)农田宜机化水平从0提升至1,会使得每吨柴油可以保障的全程机械化作业面积在原有基础上增加10.06hm2。但由于农田宜机化水平推进了农机装备结构大型化,而农机装备结构大型化增加了农机作业复杂度和农机自重进而会降低农用柴油技术效率,产生一定的遮掩效应,农田宜机化水平对农用柴油技术效率提升的最终总效应下降为6.75hm2/t。

表格描述已自动生成

结合以上研究结论,提出以下政策建议:

(1)积极推进农田宜机化改造。由于农田地块越大、坡度越小、机耕道通达性越高越适宜农机作业,农机在作业和田间转移过程中农用柴油技术效率越高,因此应加大农田宜机化改造力度。当前高标准农田建设更注重“旱涝保收”,忽视了“宜机作业”,因此在高标准农田建设中,应加强“小并大、短并长、坡改平”等土地整理内容,为农机高效作业和通行提供便利条件,进而促进农用柴油技术效率的提升。

(2)发展农机轻量化技术。本文研究表明,农机装备结构大型化对农田宜机化水平提升农用柴油技术效率有遮掩效应,影响了农用柴油技术效率的进一步提升。主要原因在于:虽然大马力农机作业高效,但目前制造材料以钢材为主的大马力农机自重较大,容易增加油耗。宜在保证农机强度、安全性能和作业效果的前提下,尽量降低农机整机质量,以减少燃料消耗,减少碳排放。

(3)持续发展绿色农机装备与技术。应不断加大新能源农机、生物柴油农机等研发投入,推广成熟的绿色农机装备与技术。农机购置补贴政策宜适度向这些装备与技术倾斜,以加快能源替代步伐,逐步从根源上解决农业机械化发展与“双碳”目标冲突问题。

 
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