提名奖项及等级

海南省科学技术进步奖一等奖

提名者

中国热带农业科学院

项目简介（1200字以内）

世界木薯种植面积超过4亿亩，是全球第六大粮食作物、10亿人口的主粮。中国木薯种植面积约450万亩，广泛应用于食品、饲料、化工、制药、能源等行业。木薯是我国第三大宗进口农产品，年进口量超过1000万吨，进口依赖度超过87%。海南省是我国传统木薯优势产区，受装备缺乏、机械化程度低、生产成本高等影响，产业竞争力低，种植面积逐年绽缩减。项目围绕木薯生产全程机械化和高效低成本生产，历时10余年攻关，按照“农机农艺融合-关键技术突破-装备研发优化-示范推广应用”的产学研推用协同技术路线，创建了适合90~120马力拖拉机全程机械化作业的“宽行120cm+窄行60cm、垄高25cm”木薯宽窄双行起垄种植的新型宜机化农艺模式，基于该农艺模式，突破了高效精准种植、仿垄形秸秆高质粉碎处理、低阻高效挖掘收获等关键技术，面向不同品种、不同地形的生产场景，创制了配套专用的木薯起垄机、木薯施肥起垄机、实时切种式木薯种植机、预切种式木薯种植机、预切种式木薯全自动种植机、多辊仿垄形木薯杆粉碎还田机、变轴径仿垄形木薯杆粉碎还田机、自走式木薯茎叶青贮饲料收获机、牵引式木薯秸秆粉碎收集机、收集自卸式仿生振土收获机、振动铲式木薯挖掘收获机、拨辊式木薯收获机、振动链式木薯收获机、侧输送式木薯联合收获机、后收集式木薯联合收获机等系列木薯装备15种，研发了木薯种植机排种质量监测与漏播标记系统、木薯杆粉碎还田机粉碎刀片离地间隙智能控制系统、木薯收获机挖掘仿垄形自适应调控系统等智能控制关键技术，集成高效喷药技术与装备，构建了覆盖木薯种植、田间管理、收获及木薯秸秆收集的全程机械化技术与装备体系。实施木薯生产机械化，种植效率是人工的26倍，木薯杆粉碎效率是人工的70倍，木薯收获效率是人工的50倍，全程机械化作业每亩可节省人工费用200元以上，节支增收30%以上。目前，木薯宽窄双行起垄种植模式及配套全程生产机械化技术与装备在海南、广西、广东等国内木薯主产区以及加纳、尼日利亚、塞拉利昂、老挝、柬埔寨等世界木薯生产国推广应用，累计制造销售木薯生产装备4479台套，销售收入1.86亿元，累计推广应用面积超过238万亩，节约生产成本约2.47亿元，带动用户实现木薯收入16.99亿元以上，取得良好的经济和社会效益。该技术成果入选农业农村部2021年农业主推技术、2023年十大热带作物重大技术，2024年全球热带农业创新大会推荐成果，获授权国家发明专利17项、实用新型专利16项、计算机软件著作权1项，发表学术论文35篇。该成果推广应用，为推动我国木薯生产实现由人畜作业为主向机械作业为主的生产方式根本转变，促进我国及世界木薯产业提质增效和转型升级发挥重要的技术和物质装备支撑作用。

提名书

相关内容

1. 代表性论文专著目录（12篇）

(1) 邓干然，黄 洁，黄应强，郑 爽，李国杰，崔振德，李 玲，郁昌的.木薯宽窄行种植及配套机械化技术研究.

(2) 邓干然，何晓明，吕以志，郑 爽，崔振德，覃双眉，何冯光.木薯宽窄双行起垄栽培模式及机械化种植技术研究.

(3) 崔振德，邓干然，李国杰，刘智强，郑爽，李玲.木薯种植机种茎切断装置的设计.

(4) Fengguang He, Ganran Deng, Zhende Cui, Ling Li, Guojie Li.DEVOLPMENT OF A ROTARY DIBBLE-TYPE CASSAVA PLANTER.

(5) 张俊，何辉波，邓干然，李华英，崔振德，郑爽，谭梁，苟于江.木薯种茎整理排序装置设计与优化.

(6) Bin Yan, Zhende Cui, Ganran Deng, Guojie Li,Shuang Zheng, Fengguang He, Ling Li, Pinlan Chen,Xilin Wang, Sili Zhou, Ye Dai, Shuangmei Qin, Zehua Liu.Design and validation of a real-time cassava planter seed quality monitoring system based on optical fiber sensors and rotary encoders.

(7) 郑爽，邓干然，崔振德，李国杰，李玲，何冯光.多辊式仿垄形木薯秸秆粉碎还田机设计与试验.

(8) 何冯光，邓干然，崔振德，郑爽，李国杰，李玲，覃双眉.自走式木薯茎叶青贮饲料收获机作业性能研究.

(9) 益爱丽，廖宇兰，吕凯英，熊佳.一种木薯收获机仿生挖掘铲的设计方法.

(10) 李国杰，邓干然，吴洪珠，崔振德，李玲，黄洁.4UML-130型振动链式木薯收获机的设计与试验.

(11) 覃双眉，黄洁，郁昌的，吕以志，崔振德，李国杰，郑爽，李玲，何冯光，邓干然.垄作式木薯种植机作业质量评价方法.

(12) 覃双眉，吕以志，李国杰，李 玲，邓干然，何冯光.木薯收获机作业质量评价方法探析.

2. 主要知识产权和标准规范目录（10项）

(1) 国家发明专利：中国热带农业科学院农业机械研究所.崔振德，邓干然，郑爽，李国杰，李玲，何冯光，覃双眉.一种宽窄双行起垄式木薯种植机.CN117957949B

(2) 国家发明专利：中国热带农业科学院农业机械研究所，西南大学.邓干然，何辉波，李华英，张俊，谭良，崔振德，李玲，覃双眉，何冯光，郑爽，李国杰.一种新型木薯种茎整理排序装置.CN110972643B

(3) 国家发明专利：西南大学.何辉波，许国淼，张俊，李华英，周靖磊，朱祥武.一种新型木薯播种装置.CN113545204B

(4) 国家发明专利：中国热带农业科学院农业机械研究所，石家庄市中州机械制造有限公司.郑爽，邓干然，崔振德，李国杰，李玲，李玉林，常志国，王进朝.多辊式仿垄形木薯杆粉碎还田机.CN108566821B

(5) 国家发明专利：海南大学.廖宇兰，余瑞明，刘世豪，袁成宇，马庆芬.木薯收获机组合仿生挖掘铲.CN201510393649.9

(6) 国家发明专利：海南大学.廖宇兰，王高远，益爱丽，袁成宇，王高平.一种木薯仿生收获机.CN110024545B

(7) 国家发明专利：青岛洪珠农业机械有限公司，中国热带农业科学院农业机械研究所.吴洪珠，邓干然，李国杰，周围，郑爽，崔振德，李玲，何冯光.一种木薯收获机传动机构. CN109429669B

(8) 国家发明专利：中国农业大学.宋建农，徐光浩，王继承，李永磊，董向前，张超，韩瑞球，徐泽昕，贾旋，赵虎.一种并行振动式木薯收获机.CN112970409B

(9) 国家发明专利：中国热带农业科学院农业机械研究所，青岛洪珠农业机械有限公司.李国杰，邓干然，吴洪珠，郑爽，崔振德，李玲，何冯光，周围.一种木薯联合收获机.CN109661889B

(10) 国家发明专利：中国热带农业科学院农业机械研究所，中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所.李国杰，邓干然，魏云霞，郑爽，崔振德，李玲，何冯光.一种木薯收获机的挖掘深度自动控制装置及控制方法.CN115191212B

主要完成人

（排序、工作单位和贡献）

1. 邓干然，中国热带农业科学院农业机械研究所，主持农业农村部国家木薯产业技术体系生产管理机械化岗位项目、广东省省级科技计划项目等，研究确定木薯宽窄双行起垄种植模式、制定木薯生产全程机械化总体技术路线、各作业机具的总体设计方案，组织各项技术装备试验研究和推广应用。获授权国家发明专利9件，实用新型专利11件，发表论文25篇。

2. 廖宇兰，海南大学，从仿生学、优化设计、控制技术等设计理论提出木薯仿生收获机的整机设计与性能分析、关键部件的优化设计与性能分析，设计出省力高效的木薯收获机组合仿生挖掘铲，创制收集自卸式仿生振土木薯收获机，解决了木薯收获时的挖掘、薯土分离、收集、卸货一系列工艺的集成，大大提高了生产效率和生产质量、降低了劳动强度、节约了生产成本。与中国热带农业科学院农业机械研究所共同完成“基于仿生挖掘及振动排土的宽窄行木薯收获机联合研发”，将本研究成果应用到更加广阔的地方，获授权国家发明专利3件，实用新型专利3件，发表论文9篇。

3. 李国杰，中国热带农业科学院农业机械研究所，基于宜机化的木薯宽窄双行起垄种植农艺模式，针对华南丘陵山区高粘性砖红壤木薯机械化收获存在挖掘深度大、作业阻力大、伤薯率高、明薯率低等问题，解析拨辊、振动链与块根的互作动力学机制，研发振动薯土分离技术，创制拨辊式木薯收获机和振动链式木薯收获机，大幅提升明薯率、降低伤薯率。面向木薯规模化生产需求，采用“振动挖掘-振动薯土分离-链式提升输送-同步收集”协同作业方法，设计低损高效的链排式提升输送机构和收集机构，创制侧输送式、后收集式木薯联合收获机，大幅提升木薯块根收获作业效率，并开展木薯生产全程机械化技术与装备应用推广。获授权国家发明专利8件、实用新型12件，发表论文18篇。

4. 李永磊，中国农业大学，参与十三五国家重点研发计划项目课题实施，研究组合铲栅渐变抛掷振动分离、组间平衡振动挖掘技术，探明单摆铲栅收获装置渐变抛掷特性及驱动转矩特性等，主持开展振动铲式木薯挖掘收获机研发、性能检测及应用推广，获授权国家发明专利1件。

5. 何冯光，中国热带农业科学院农业机械研究所，基于宜机化的木薯宽窄双行起垄种植农艺模式，主持开展预切种式木薯种植机、自走式木薯茎叶青贮饲料收获机关键技术研究与机具研制，参与木薯生产全程机械化关键技术与装备研究以及应用推广，获授权国家发明专利8件、实用新型专利12件，发表论文15篇（SCI收录2篇）。

6. 何辉波，西南大学，与中国热带农业科学院农业机械研究所共同开展木薯自动种植技术攻关，研究堆叠木薯种茎的分散运动规律，提出“分种-整理-排列-取种”四阶排种方法，设计水浮式分种机构、斜槽式整理排列机构和并管式取种机构，集成创制预切种式木薯全自动种植机，突破无序木薯种茎高效自动充种技术瓶颈，为木薯生产全程机械化提供了重要的技术和装备支撑，与第一完成单位在西南地区开展木薯生产全程机械化技术与装备应用推广工作。获授权国家发明专利4件，发表论文1篇。

7. 郑爽，中国热带农业科学院农业机械研究所，基于木薯宽窄双行起垄种植农艺模式，针对传统秸秆粉碎还田机的水平排列粉碎刀存在垄沟粉碎盲区、地形适应差等问题，基于垄体拓扑特征，研究多辊、变轴径的仿垄形粉碎方法，创制多辊仿垄形木薯杆粉碎还田机和变轴径仿垄形木薯杆粉碎还田机，填补国内垄作木薯秸秆粉碎装备空白。根据木薯秸秆基料化收集利用需求，研发“锤击粉碎-螺旋推送-机械抛送-自卸收集”协同作业系统，集成创制牵引式木薯杆粉碎收集机，满足成熟期木薯茎叶粉碎收集需要。参与木薯生产全程机械化关键技术与装备研究、应用推广等工作，获授权国家发明专利7件、实用新型专利12件、计算机软件著作权1项，发表论文19篇。

8. 宋建农，中国农业大学，主持十三五国家重点研发计划项目课题“木薯秸秆处理及低损收获技术与装备研发”，组织构建木薯宜机化种植模式，研发木薯低阻挖掘及高效薯土分离关键技术及高性能部件，创新研制4MSZ-140型木薯收获机并推广应用，获授权国家发明专利3件。

9. 吴洪珠，青岛洪珠农业机械有限公司，与中国热带农业科学院农业机械研究所联合开展木薯种植机和木薯收获机产品化制造和市场推广等工作，获授权国家发明专利2件、实用新型专利3件，发表论文3篇。截至2023年，合计制造销售木薯生产装备2507台套，新增销售收入9505.35万元，新增税收855.48万元，实现利润4148.52万元。

10. 常国志，石家庄市中州机械制造有限公司，按照中国热带农业科学院农业机械研究所技术团队提供的技术方案，负责组织公司技术力量开展仿垄形秸秆粉碎还田机等粉碎机的制造工艺、制造过程和质量检验，组织产品销售和售后服务，获授权国家发明专利1件、实用新型专利1件。截至2023年，累计销售仿垄形木薯秸秆粉碎还田机1292台套，新增销售收入4974.20万元，新增税收447.68万元，实现利润2071.72万元。

主要完成单位

（排序和贡献）

1. 中国热带农业科学院农业机械研究所，依托国家木薯产业技术体系生产管理机械化岗位、国家重点研发计划课题、海南省自然科学基金项目、广东省省级科技计划项目等，系统开展木薯宽窄双行起垄种植模式及配套全程机械化技术与装备研究，突破了高效精准种植、仿垄形秸秆高质粉碎处理、低阻高效挖掘收获等关键技术，面向不同品种、不同地形的生产场景，研制木薯耕种管收配套专用生产装备12种，集成构建了覆盖木薯种植、田间管理、收获及木薯秸秆收集的全程机械化技术与装备体系，实现木薯生产全程机械化作业每亩可节省人工费用200元以上，节支增收30%以上。技术成果入选农业农村部2021年农业主推技术、2023年十大热带作物重大技术，2024年全球热带农业创新大会推荐成果，获授权国家发明专利9件、实用新型专利12件，发表学术论文24篇，在海南、广西、广东等国内木薯主产区以及加纳、尼日利亚、塞拉利昂、老挝、柬埔寨等世界木薯生产国推广应用，累计超过238万亩。

2. 海南大学，从仿生学、优化设计、控制技术等设计理论提出木薯仿生收获机的整机设计与性能分析、关键部件的优化设计与性能分析，设计出省力高效的木薯收获机组合仿生挖掘铲，创制收集自卸式仿生振土木薯收获机，解决了木薯收获时的挖掘、薯土分离、收集、卸货一系列工艺的集成，大大提高了生产效率和生产质量、降低了劳动强度、节约了生产成本。在这个基础上，海南大学与中国热带农业科学院农业机械研究所共同完成了“基于仿生挖掘及振动排土的宽窄行木薯收获机联合研发”，将本研究成果应用到更加广阔的地方，获国家授权发明专利3件，实用新型专利3件，发表论文9篇。

3. 中国农业大学，主持十三五国家重点研发计划课题“木薯秸秆处理及低损收获技术与装备研发”，与中国热带农业科学院农业机械研究所共同构建并优化了宜机化宽窄双行木薯垄作种植模式及全程机械化生产技术方案，研发了组合铲栅渐变抛掷振动分离、组间平衡振动挖掘等关键技术，解决传统固定铲式木薯收获机阻力大、能耗高的问题，研制了振动铲式木薯挖掘收获机（4MSZ-140型木薯收获机），并进行了示范推广应用。获授权国家发明专利3件。

4. 西南大学，与第一完成单位中国热带农业科学院农业机械研究所合作，共同开展木薯自动种植技术攻关，研究堆叠木薯种茎的分散运动规律，提出“分种-整理-排列-取种”四阶排种方法，设计水浮式分种机构、斜槽式整理排列机构和并管式取种机构，集成创制预切种式木薯全自动种植机，突破无序木薯种茎高效自动充种技术瓶颈，为木薯生产全程机械化提供了重要的技术和装备支撑，与第一完成单位在西南地区开展木薯生产全程机械化技术与装备应用推广工作。获授权国家发明专利4件，发表研究论文1篇。

5. 青岛洪珠农业机械有限公司，从2018年开始，与中国热带农业科学院农业机械研究所实施木薯机械化技术战略合作，联合开展木薯种植机和木薯收获机产品化制造和市场推广等工作。截至2023年，合计制造销售木薯生产装备2507台套，新增销售收入9505.35万元，新增税收855.48万元，实现利润4148.52万元。

6. 石家庄市中州机械制造有限公司，自2018年开始，按照中国热带农业科学院农业机械研究所技术团队提供的技术方案，组织公司技术力量开展仿垄形木薯秸秆粉碎还田机等粉碎机的制造工艺、制造过程和质量检验，组织产品销售和售后服务。对本成果的贡献在于主要木薯秸秆粉碎还田装备技术的物化和设备产业化，截至2023年，累计销售仿垄形木薯秸秆粉碎还田机1292台套，新增销售收入4974.20万元，新增税收447.68万元，实现利润2071.72万元。