智慧农业 低成本种植 省力化机械是日本农业应对老龄社会的法宝

智慧农业 低成本种植 省力化机械

是日本农业应对老龄社会的三大法宝!

日本社会的老龄化、少子化，特别是日本农业从业人口的老龄化，比中国要提早十年，日本农业如何应对老龄化社会？我们在日本北海道农机展览期间，通过对农机产品、农业技术以及农机制造企业的观察，得出一些初步的结论。智慧农业、低成本种植农艺和省力化农业机械，是其应对老龄化社会的三大法宝。

智慧农业是采用机器人技术和IT实现超省力、高质量生产的新型农业

对于智慧农业、智能农机的推广，日本政府农业部门可以说是不遗余力，我们注意到日本的官方机构每年2次修订公布智慧农业、智能农机典型应用案例和技术并进行推荐。

案例推荐的企业有不少参加了北海道农机展。技术遍布生产经营软件、智能拖拉机、智能插秧机、割草机械、无人机、自动驾驶、设施园艺、水管理系统等多个领域。

从机场到北海道农机展展馆的路上，我们看到，无论是种植的牧草，还是其他的一些大田种物，生长特点都非常的明显。首先是田间非常的干净，其次，作物种植非常整齐，非常明显是采用了导航辅助行走的拖拉机；基于导航的自动驾驶的应用应该已经非常普及，至少在北海道地区是基本普及，在洋马公司北海道营业所参观期间，我们也专门咨询了公司的技术人员，像洋马、久保田等传统的大型农机企业，基本上是有固定合作（提携）的新一代信息技术企业为他们提供一些算法或者是信息技术方面的一些支持，保证他们的产品能够适应市场的需要，适应技术发展的趋势，并且还处于领先的地位。

以水稻的施肥为例，井关公司和久保田公司的变量施肥技术采取了不同的技术路线，例如井关采取的是实时检测，通过检测土壤（水田）的导电率实时推导出土壤的肥力来控制其施肥量，而久保田公司更多的采用的是大数据技术，根据采集到的土壤数据编制的处方图来实时调整其施肥量。

在日本农研机构参观

日本农研机构是日本国立农业科研机构，在与日本农研机构农业机械化部门的专家进行交流期间，他们也承认像变量施肥这样一些技术，实际上在整个日本仍然处于一个探索阶段，可能还没有完全为农业生产接受，但是他们一直在探索智慧农业的一些应用的场景，展览会期间我们看到有很多的专业的小公司可以提供很多实时检测或者是提供一些信息技术的一些技术支持，包括一些农用的传感器、智慧农业专用分析软件等等，由于语言方面的原因，没办法进行深入的交流。

日本久保田插秧机配置的分层施肥装置

井关公司北海道地区代理商展示的PRJ8DR智能插秧机代表了水稻种植机械的新高度，配置24.5PS发动机，8行同时作业，基于GNSS系统无人驾驶，可以实现变量施肥。最新的久保田插秧机配置的是分层施肥的侧深施肥技术装置。

降低种植成本，日本的农业部门已经做了很多年的研究与探索

安倍政府期间，日本提出了农业人口收入的倍增计划，由于农产品价格天花板的存在，日本农业经济学家和农业工程师们主要的方法是降低种植成本，推行低成本农业，提高农业从业人口的收入；在水稻种植领域尤其明显。众所周知，日本的水稻价格在全世界来说一直是比较高的，日本政府为了确保其稻米的“安定供给”，对进口大米一直是限制的，以保护国内大米产业，在具体的农业技术方面，主要采取了以下具体措施。

首先，日本广泛采用了“密苗种植”技术，提高农业从业人员的收入，降低水稻种植成本；密苗技术在中国被称为“密播稀植”技术，其核心思路是在水稻种植的育秧阶段，增加播种量（密播），在水稻的栽植环节减少基本苗（稀植）；目前，久保田、洋马、井关都推出了密苗专用的水稻插秧机，其主要特点是每亩的种植基本苗大约在一万株左右，甚至于更少，日本农林水产省公布的数据显示，通过密苗栽插可以有效的减少水稻种植的成本与劳动用工。

在中国，华南农业大学马旭教授、上海市农机推广站都开展了密播稀植的技术试验，的确实现了水稻种植成本的降低！

图片：北海道农机展洋马的代理商正在展示密苗技术

在北海道期间，我们看到了当地洋马的代理商正在大力的介绍密苗种植专用的插秧机和密苗种植技术，在洋马北海道营业所参观期间，我们也咨询了洋马的技术负责人，根据她的介绍，日本在北海道地区的水稻密苗种植的比例并不是特别高，但是洋马公司在全日本的其他地区正按照他们预定的计划大力推进密苗种植技术。

基于铁粉包衣的水稻直播技术是水稻低成本种植的第二项措施，对于水稻的直播，由于其不可控的一些风险，中国政府一直采取的是比较谨慎的态度，政府更热衷于推广水稻机械化育插秧技术，相比而言，水稻直播技术的最大优势是种植成本比较低，省去了费工费力的育苗环节，实际上日本的主要的水稻插秧机企业都有其专有的水稻直播技术，主要的技术特点是采用基于水稻种子“铁粉包衣”技术的水直播和旱直播技术来实现水稻的低成本种植；在日本期间，我们与来自苏州的水稻插秧机经销商一直在探讨中国未来水稻种植机械化的走势，对于水稻的机械化直播，中国工程院院士张洪程教授有一个经典的研究《关于水稻直播的科学问题》，其核心思想就是根据气候以及地理位置的不同，水稻种植的区域可以分为适宜直播地区、可直播地区以及不宜直播的地区；主要由区域的气候条件决定，而气候的变化有一定的不确定性，因此，未来我们对于水稻直播技术的推广，一定是非常谨慎的态度；但是这个并不妨碍我们在水稻直播技术方面的进一步探索，寻找一些能够可以降低风险，控制风险、提高产量而继续保持其低成本种植优势的技术，“铁粉包衣”的优势是以精选水稻种为载体，在种子外面包裹一层铁粉“外衣”，由此在种子外围形成一道屏障，为后续的种子发芽和幼苗生长提供保障，具有方便播种、富含矿物营养、防治病虫害、减少环境面源污染等优点。在播种过程中，因为种子被铁粉包住后更重了，会直接沉到更深的土层。被水冲走或者鸟食的可能性降低。种子快速在田地扎根，铁粉和碳化钙结合遇水后会轻微发热，发芽比普通稻种更快，生长速度快于杂草，可以抑制草类生长，且不需要催芽这个环节秧苗就可以直接立起来，最后收获的稻米富含铁离子而质量更佳。

省力化农机的命题在日本已流行了很多年

大约15年以前，我第一次去日本参观农业机械展览，就省力化农机问题，向时任日本新农林社社长岸田義典先生请教；先生随机的指着边上的插秧机和我们讲，例如我们现在插秧机的面板上的字体很大，这就是为了适应老龄化的需要，同时，日本的高速插秧机，广泛采用HST也也是由于同样原因，水稻高速插秧机的操控方面，广泛采取了一杆操作技术，类似于我们汽车的“自动档驾驶”，采用这样的技术，主要原因也是为了适应我们社会老龄化，无论多么复杂的农业机械应通过省力化的操作提高机手操作的便捷性。

岸田義典在北海道农机展

打开任何一部农业机械或者农业技术方面的日本教科书，一般都有省力、省力化的字样。省力也成为农业机械的应有之义。在我们水稻育苗种植的搬运环节、在我们果树的采摘以及很多的作业环节都需要使用人力进行搬运、举过头顶的灾摘取等一些动作，而这样一些动作会大量的消耗体量，对于老年人来说，操作时间一长，就会有很大的困难，因此，在多年以前，日本企业就推出了农用辅助服，而在北海道农机展览会期间，我们就看到了两家企业展示了其农用辅助服。日本农林水产省公布的数据显示，至少7家企业从事不同类型的农用辅助服的生产制造。农业辅助服属于穿戴式机器人，不仅在农业领域，在工业、物流等许多领域都有广泛应用。

水田的给排水是水稻种植一个很重要的一个环节，说到这个话题，我就想起小时候在农村看到的场景，赤日炎炎，一个赤脚的农民拿着锄头在田间挖排水口；目前为止，在中国南方的绝大多数地区还是采用了人工在水渠给排水的操作，实际上是一个非常的费工费力还费时的工作，放水排水是水稻“烤搁田”的重要环节，一旦没有控制好，会对水稻的生长与产量和造成比较大的影响。在这方面呢，我们看到日本企业采用了电控技术，非常简单、巧妙、省力的解决了水稻种植给排水的问题。

图片：日本的水稻田间水控制系统

图片 日本Takakita公司除草剂撒布机，

日本农机制造商的除草机械充分体现省力化除草的理念！日本连续两届的北海道农机展都有企业展示了其水田与旱地作物的除草机械。水稻田除草，日本广泛使用除草剂撒布机，以往的撒布机械主要是与高速插秧机配套，挂在高速插秧机的后面，今年日本Takakita推出的电动遥控撒布机比以往的产品更省力，行走部件是船体，通过遥控器可以控制其移动，轻松实现水稻田的除草剂撒布，从而实现除草。

图片： 日本水稻抑草机

水田除草的天花板可能是井关公司推出的自动除草机器人。完全颠覆以往的除草机械，可以称得上是超省力的农业机械。机器人在耙地后的水田中自主航行，通过搅拌水层并卷起泥土来遮挡光线并形成新土层，抑制水面下杂草的生长。由此，即使不使用除草剂杂草难也以生长，自动化的抑草机器人可以大幅削减除草所花费的劳力。据介绍目前已经在34个都道府组织试验。

日本旱地除草机械

在旱地除草领域日农机株式会社的产品有一定代表性，没有类似智能化除草、基于视觉识别的激光除草等产品，展示的主要是机械化除草技术。

展览会展示的旱地除草机械，主要是采用拖拉机、田园管理机和插秧机作为其动力。

除草机械结构方面，主要是以三点悬挂或者是其他的方式与动力机械进行连接，依靠拖拉机或者是其他动力机械（例如插秧机、田园管理机械）的动力进行行驶。

除草的执行装置是没有动力的被动装置，据现场的日本技术人员介绍，这样的设计主要是由于作物除草过程中采用被动运动的方式对于作物的损坏会相对来说比较小；机器行走停止，除草部件的工作也就会立刻停止，不会有任何其他方面的作物损坏或者是误伤。

除草机械的制造商大多数配置了多种多样的行间和株间除草部件，供不同的作物、不同的种植模式进行除草作业。

行间除草方面有单刃除草刀，双刃除草刀、除草耙、碎土轮等多种选择，通过多重搭配选择来解决除草问题。

株间除草是除草机械的难题，通常采用B型碎土除草轮搭配由钢丝材料制造的除草耙。通过碎土轮松土，后续通过的除草钢丝耙把杂草清理。

配套高度调整装置，实现除草装置的高度调整，可以实现在垄作作物间的机械化除草。

整机框架结构方面，结合种植作物、种植面积、土壤粘性等特点，有多种不同的框架结构选择；总体而言，北海道地区，制造商一般会有一款专门的定制款。

日本1999年修订的《粮食‧农业‧农村基本法》确定了日本现代农业的4个基本理念，确保粮食安全稳定供给、充分发挥农业的多元化功能、确保农业永续发展、发展农村事业。围绕这些基本方针，制订了一系列目标，并每隔数年组织一次评审。持续改进的目标体系促使国有的科技机构、农机企业、地方政府等围绕总体目标研发、制造、推广适用的农业机械，完善种植农艺，逐步实现新型现代化农业体系。