为准确把握2021年江苏农机科研院所、高校、企业等创新主体技术创新动态，以专利为视角，重点针对耕整地机械化、种植机械化、田间管理机械化、收获机械化、智能农机5个技术领域，分析江苏农机重要创新主体及重要创新团队的年度创新活动，同时比较江苏重要创新主体与国内外优势创新主体在各技术领域专利质量上的优劣势。研究表明，江苏专利结构更趋优化，创新综合实力和活力全国领先，但国际竞争力尚待提升，企业创新主体的地位尚未完全确立。

当前我国甘蓝机械化收获程度低，劳动强度大，甘蓝收获机械化是研究的重点和难点。通过阐述国内外甘蓝收获机械中的主要收获机构与方式，分析归纳近几年意大利、瑞士、比利时等西方发达国家具有代表性的收获机械设备技术特点和性能参数，对我国甘蓝主要采用的种植模式进行介绍并分析不同地域栽培方式对甘蓝收获机械的影响。指出我国目前甘蓝种植和机械化收获存在的问题，提出适于我国甘蓝机械化收获的发展方向:明确甘蓝与收获机构相互作用下损伤的内在关联机制，实现低损高效采收。新的农艺要更好地适应机械化生产标准，推动甘蓝收获机械向信息化、智能化、科技化方向发展。

中药材是甘肃省特色产业之一，近年来随着国家产业政策向特色产业转移，甘肃省中药材面积在逐年增加，种植中药材已成为广大农村和农民脱贫致富的有效途径，中药材生产全程机械化的需求日渐加剧。通过文献查阅与实地调研，结合根茎类中药材关键栽培农艺技术，针对当归、党参和黄芪等道地中药材，从耕种管收等作业环节，概述机械化研究及应用现状。指出机械化生产存在的问题：中药材种植区域多为丘陵山地，种植面积分散且较小；根茎类中药材品种繁多，种植方式和栽培农艺要求较多且复杂，农机农艺难融合；关键环节机具存在作业质量差等现象，中药材机具投入收益率不高，药农购买机具的积极性不高；现有机具技术含量低、创新性不足、易被仿制，企业对中药材机械化研发积极性低。提出中药材产业向规模化发展、种植模式向标准化发展、关键环节机具向高质高效发展、中药材机械生产企业向龙头企业发展的未来趋势，以期为中药材生产装备研发提供参考，助力中药材产业进一步发展。

农田耕整是作物生产的重要环节，作业质量直接影响作物产量。土壤耕整过程也是占用生产全程能源较大比重的环节，其作业过程实际也是克服土壤机械阻力的过程，科学利用耕整能耗能够显著提高种植效益。耕整载荷准确、实时测量是实现作业精准调控的前提。通过列举国内外常用的载荷测试方法，分析优缺点，介绍几种新型测量方法，并研究国内外关于测试系统开发和预测模型的过程。对我国耕整载荷测试方法进行总结，指出存在缺乏专用传感器、耕作阻力模型研究较少以及测试方案落后等问题。最后提出开展多维力传感器在测试方法中的应用研究，开展小尺寸、大量程、高强度的传感元件研究，加强耕作阻力预测模型的研究，加强载荷不变式传递结构的研发等发展建议。

甘蓝是我国蔬菜主要栽培作物，从南到北均有种植。针对甘蓝收获作业人工效率低、成本高、机械化程度低等问题，设计一种适合江苏甘蓝主栽品种以及种植模式的手扶式甘蓝收获机，一次性完成甘蓝的拔取、夹持输送、切根、装箱等作业。在分析甘蓝收获机总体结构的基础上阐述整机的工作原理，并基于甘蓝物理力学特性试验及Ansys模态分析对收获机关键部件进行分析校核后完成样机试制，以收获成品率、有效切根率、机采损伤率为评价指标进行田间试验。试验结果表明，该机工作性能稳定，收获效果良好，甘蓝收获成品率为92.8%，有效切根率为93.5%，机采损伤率为6.6%，机采损失率为4.2%，各项性能指标均达到设计要求和相关标准，研究成果可为甘蓝收获装备开发及结构完善提供参考。

当前我国丘陵山区农业机械化发展缓慢，最主要制约因素就是不利的地形地貌条件。然而同样是丘陵山区为主要地貌的韩国，农业机械化水平却在90年代末就已经基本农业机械化，其重要的经验就是长达数十年的农田宜机化改造。通过对韩国“新村运动”初期农田改造的政策背景、韩国耕地整理的技术标准体系实施内容、农田改造的资金投入力度以及农田改造和农业机械化取得成效进行梳理与总结，得出健全的法律法规政策体系是我国丘陵山区进行宜机化改造的重要先决条件、宜机化改造离不开完备的技术标准体系和农户的高度参与、政府财政的持续投入和高效的工作推进机制是我国丘陵山区改造的重要保障等重要结论与有益借鉴与启示。

近年来全球对中药材的需求日益旺盛，中药材种植面积逐年增加，根茎类中药材收获机的需求也随之增长。目前我国根茎类中药材收获仍以人工收获和中小型挖掘机收获方式为主，机械化水平较低、生产效率低，严重制约中药材产业的发展。从我国中药材种植现状出发，综合分析我国根茎类中药材收获机械化应用和研究现状，重点阐述关键部件挖掘机构、分离机构和输送机构的研究现状，总结归纳制约收获机械化发展的主要问题：农机农艺融合程度不足、联合收获机械的研发积极性不高、收净率和破损率缺乏系统性研究以及收获作业的智能调控技术缺乏研究。提出低耗深挖技术、柔性低损分离输送技术和智能调控技术是我国根茎类中药材收获机械化的未来发展趋势，为我国根茎类中药材收获机的研究提供借鉴和参考，以促进根茎类中药材收获机械化进一步发展。

农业机械的作业路径很大程度上决定作业环节的质量、效率和成本，因此针对小麦收割机复杂边界的作业路径规划问题，建立基于行走方向的收割机调度规划模型，并针对凸、凹多边形边界农田提出具有最少转弯次数的混合求解算法：该算法包含扫描线算法并通过假想区域填补方式求解凸、凹多边形转弯次数，最后利用旋转法求解最少转弯次数对应的最优行走方向，获得收割机的优化路径轨迹。仿真田块区域的求解结果表明，该优化算法能够有效获取转弯次数最少的行走方向及路径轨迹：凸边形农田仿真案例中，最优行走方向与沿长边方向的路径相比优化程度能达到11.32%；凹边形农田仿真案例中，最优行走方向比沿长边行走方向的路径优化程度达到5.66%。基于最少转弯次数的混合求解算法能够为实际复杂边界环境的收割机收获作业提供一定的决策依据。

技术创新与专利存在紧密的内在联系。以专利为视角，从江苏农机制造企业技术发展趋势、技术集中度、重要申请人、核心发明人等维度，对行业专利数据进行挖掘和可视化分析。研究表明，近10年，江苏农机制造企业创新能力显著提升，专利授权量年均增长率达27.60%；创新型农机制造企业加快发展壮大，各板块TOP5申请人专利授权量在专利总量的占比平均达72.27%；细分领域创新活跃度不均，农用动力机械及通用机械等4个领域创新势头强劲；全行业发明专利授权量在专利总量中的占比仅为9.42%，明显偏低，整体创新水平有待提升。相关研究结论有助于全面了解江苏农机制造企业创新活动现状，为科学决策提供情报支撑。

标准化是推进农业机械化高质量发展的内在要求,在农业机械化转型升级的背景下,加快构建科学高效的农业机械化标准体系,推动农业机械化标准实施应用对于提升我国农业机械化质量水平具有重要作用。对现阶段中国和江苏省农业机械化标准发展的总体现状进行梳理总结,重点分析现行农业机械化标准体系和农业机械化标准制修订工作中存在的问题,并提出针对性的意见和建议,以期通过构建完善高效的农业机械化标准体系、制定统筹协作的标准制修订机制、推动标准落地实施应用、加强标准监督检查力度,充分发挥农业机械化标准在农业机械化发展中的基础性、引领性作用,推动江苏省乃至全国农业机械化高质量发展。

5. 中国农业科学院茶叶研究所，北京市，100081； 6. 青岛农业大学，山东青岛，266109)摘要：分区域、分产业、分品种、分环节分析我国棉油糖蔬果茶药等8个主要经济作物生产机械化发展新情况、存在的短板不足，提出当前和今后一段时期的主攻方向和主推技术。结果表明，与2020年相比，预计2021年棉花、油菜、花生、甘蔗、蔬菜、茶叶、中药材综合机械化率分别提高2.7个百分点、3.4个百分点、3.6个百分点、1.9个百分点、4个百分点、1.8个百分点、2.5个百分点，仅有林果提高不到1个百分点。需关注的问题主要有，全国还有超过1 000 khm2的棉花、超过1 000 khm2的甘蔗、超过1 800 khm2的花生未实现机收，超过4 200 khm2的南方冬闲田需要扩种油菜；蔬果茶药生产机械化还处于起步阶段，无机可用、有机不好用的问题还比较突出；南方与丘陵山区农田条件不宜机，传统种植模式不宜机，国产机具作业质量和可靠性有待提升；棉花花生残膜污染严重。提出当前和今后一段时期各经济作物机械化主攻方向和主推技术，如国产采棉机质量提升与残膜高效回收，油菜宜机化品种选育与联合机械作业，夏花生免膜种植与高效清洁收获，甘蔗低含杂收获与制糖工艺改制，典型蔬菜品种标准化种植与高效收获，果园茶园宜机化标准建园和管理，中药材重点品种生产机械定制化研发等。

识别小麦抽穗扬花期抽穗情况,可用于指导后期水肥管理、病害防治和产量预测等。为实现准确、自动地麦穗计数,提出一种基于颜色特征的麦穗计数方法。抽穗扬花期小麦麦穗与叶片、茎秆颜色非常接近,常见颜色特征并不能有效分割麦穗,通过彩色直方图均衡化和红绿归一化差异指数对麦穗进行有效提取。针对图像中麦穗粘连问题,利用改进Harris角点检测算法分别对垂直拍摄和45°夹角拍摄的小麦图像进行验证。通过样本图像进行计数试验,准确率分别为96.06%和94.74%。结果表明,经均衡化处理后麦穗、叶片和茎秆出现明显颜色色差,可以利用颜色特征提取大田环境下抽穗扬花期麦穗图像;麦穗细化后进行骨架交点检测,可用于粘连麦穗的准确计数。

为实现到2025年,全国农作物耕种收综合机械化率达到75%,农机装备品类基本齐全,重点农机产品和关键零部件实现协同发展,产品质量可靠性达到国际先进水平,需要进一步优化科技创新生态,激发农业机械化科技创新潜力。本文从创新生态的视角,概述各创新主体的作用及其特征,分析农业机械化科技创新内外部的制约因素,构建农业机械化科技协同创新模式,提出创建农业机械化工程良好创新生态的建议,探索多方位营造良好科技创新生态,强化农业机械化科技创新能力,推动农业现代化建设。

农业现代化关键在科技进步和创新,为进一步探明农业科技创新发展方向,以南京市现代农业科技发展为例,从支撑绿色发展能力、科技创新体系建设、推广服务能力等3方面总结南京市"十三五"期间取得的成效,分析现代农业科技创新与转化推广存在的问题与不足,提出走高效绿色智能生态、高端农业科产融合、合作共赢协同、人才振兴支撑乡村振兴、科技创新生态硅谷等发展道路,为"十四五"南京市农业农村现代化发展提供政策参考。

蔬菜产业作为我国种植业第二大产业,生产全程机械化已成为我国蔬菜生产的必然趋势。叶类蔬菜是蔬菜产业的重要组成部分,机械化研究起步较晚、发展滞后,通过深入分析不结球和结球类叶类蔬菜的机械化现状、区域特点,阐明当前机械化技术瓶颈和薄弱环节,基于设施种植和露地种植分别构建叶类蔬菜生产全程机械化水平评价模型,包括耕整地、种植、田间管理、采收、产后处理5个二级指标,以及植保、灌溉、施肥、设施环境调控4个三级指标。给出促进叶类蔬菜机械化水平提升的建议措施,为科学评判叶类蔬菜产业机械化所处阶段,促进产业发展相关政策制定和具体实施提供一定的科学指导意义。

为改善甘蓝施药、收获机械视觉导航效果不稳定的现状,提出适应甘蓝施药、收获机械自动导航场景的视觉导航线提取算法,采用过红灰度法(2R-G-B)对图像进行灰度化,大津阈值法对灰度图像进行分割,Hough变换方法确定甘蓝双侧导航线,使用扫描法确定甘蓝导航跟踪中心线;本文试验图像采集自中国农业科学院寿光蔬菜研发中心甘蓝示范基地,分别在甘蓝生产初期和结球采集,应用Matlab计算平台进行算法验证,使用本研究算法平均每张图片的左右导航线与中心导航线的规划时间为分别为0.086 s、0.42 s,角度平均差分别为5.71°、8.30°和3.26°;使用本文方法规划的导航线在精度上优于传统方法。

甘蓝作为我国蔬菜主栽品种之一,其种植面积逐年增大。针对现有甘蓝收获机械存在的切根位置不一致、损伤率高、收获效率低的问题,在甘蓝基础物理性状采集和采收机械力学特性试验研究的基础上,设计一种双行甘蓝收获机。该机采用一次性双行收获方式,配置有专用的手扶式履带动力底盘,收获装置主要包括拔取机构、输送机构、切根机构等,一次下地可完成甘蓝的拔取、输送、切根、装箱等作业。田间试验表明,该收获机割台工作稳定,收获效果良好,切根合格率为95.0%、甘蓝损伤率为6.2%、甘蓝损失率为3.8%,在既定的试验样机田间试验条件的基础上,各项性能指标均达到设计要求和相关标准,可以满足甘蓝的机械化收获要求。研究结果可为甘蓝收获技术及装备的研发提供理论参考和技术支撑。

以国内外施肥机械技术领域专利为研究对象,研究施肥机械专利技术总体发展现状、趋势与技术竞争态势,为本领域相关技术研究人员提供参考。检索1997—2017年间国内外施肥机械技术相关的专利文献,运用文献调研、专利地图、专利引证等方法进行研究。分析施肥机械技术领域专利技术发展现状与趋势、专利技术主题分布情况和技术热点、专利竞争态势及中国所处的位置、重要专利权人及其重点研究方向。结果表明:国内外施肥机械行业正处于快速成长期;中国在该领域专利申请数量占据绝对优势,但原创性技术偏少;中国在气力式辅助输送、水稻插秧同步施肥、有机肥撒施、农机智能化等技术热点方向,需要重点关注,加强研究。