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【科技英才】尚书旗:让农机助农民“挺直腰杆”
2019-8-30 14:33:38 青岛市科协 叶子  
 


又是一年秋收时。全国8000多万亩花生又到了收获的季节,青岛农业大学机电工程学院院长、博士生导师尚书旗及其团队研发的十几种花生收获装备“威风凛凛”地开始下地收割。


“最开心的事儿是听到老乡说我们研发的机器‘好用’,每当这时就有一种油然而生的成就感、自豪感。”齐鲁最美科技工作者、青岛农业大学机电工程学院院长、博士生导师尚书旗将目光瞄准以花生为代表的根茎类作物,专注根茎类作物机械研发30年,为我国农业机械化发展作出了突出贡献。


227项专利,两项国际发明,已授权发明专利55项,37种新型装备系全球首台,累计产值29.6亿元……尚书旗长期从事根茎类作物机械化关键技术和田间育种机械研究,带领团队创造了我国花生机械领域90%以上的首创装备,包揽了种子繁育技术装备研发领域全部国家级科研项目,攻克了芝麻机械化播种收获难题,是国内根茎类作物生产机械化技术研发的提出者、实施者、推动者。

机械化作业 让花生收种“挺直腰杆”


作为我国重要的经济及油料作物,花生在山东、辽宁、河北、河南等地广泛种植,产量居全球首位。花生播种与收获两大环节的机械化水平,直接影响产业稳定与发展。“在所有作物里,根茎类作物一直被认为是机械化的难题,它们长在土里,看不见、摸不着,不容易实现机械化,而花生,又是难题中的难题。”尚书旗说,“用‘麻屋子,红帐子,里面住着个白胖子’形容花生非常贴切,播种时要把‘麻屋子’去掉,带着红衣,花生的红衣很脆弱,受外力大了,容易破坏胚芽,因此播种机械必须充分考虑其易伤特性。”


一台农机,从研发到面市需要多长时间?“至少需要5年。”尚书旗说,技术理论匮乏、核心技术缺失导致的机具装备发展严重滞后,成为制约我国花生产业发展的主要瓶颈。“欧美农业机械基本都是大型机具,价格相对较高,而且种植模式和国内差别很大。就花生而言,我国的花生是直立式的,籽粒比较大,而美国的花生是爬蔓的,籽粒很小。”他介绍,土壤条件、种植方法不同对农业机械提出了更加多样化的要求。


上世纪90年代初,尚书旗将花生播种和收获机械研发确定为研究目标,向着最难的农机领域进发,夙兴夜寐,加班到深夜对他来说是家常便饭。“当时都是手绘图纸,经常画图到半夜两三点钟,而且农业机械必须在田间试验,需要常常深入田间做调查,怎么种?怎么收?如何使力?都要了然于心。”他说,“我本来就是农民出身,农活都会干。机械试验时,全程都要在地里盯着,现在我也常下地,不下地就发现不了问题。”


为此,业内朋友开玩笑地为尚书旗写了幅对联,上联是:办公室,一桌椅,一沙发,日夜艰苦奋战;下联是:回家中,妻子怨,儿不解,笑问客从何来;横批:还得加班。这是尚书旗工作状态的真实写照。他的日程表中没有节假日,由于忙工作不着家,他没少被夫人唠叨,连夫人唠叨他的话都成为团队的笑谈,“早些年忙工作,家就是旅馆;这几年连旅馆都算不上了,已经升格为钟点房了!”

人生最美好的30年,凭借着咬定青山不放松“钻牛角尖”的韧劲儿,尚书旗带领团队从花生播种机、收获机,到根茎类作物生产机械,再到作物育种机械装备,实现了国内根茎类作物机械化零的突破,研制的花生联合收获机是当前国内第一个进入国家农机推广目录的花生联合收获装备,填补了田间育种机械的空白,开辟了芝麻智能种收的原创,打破了国外技术的封锁和垄断,建立了花生收获机械化技术理论体系。在2017年度国家科学技术奖励大会上,由青岛农业大学作为第一完成单位、尚书旗作为第一完成人主持完成的“花生机械化播种与收获关键技术及装备”项目获国家科技进步二等奖。


做好“领头雁” 高层次研发团队不断创新


做为国家公益性行业(农业)科研专项经费项目首席专家,国家十一五、十二五、十三五科技支撑计划项目主持人,尚书旗先后主持完成了国家科技支撑计划项目、国家“948”项目、国家农业科技成果转化项目、山东省科技攻关项目等国家及省部级课题31项,获得19项科研成果,7项成果总体技术居国际领先水平。申报并获得国家专利133项(其中发明专利65项);发表论文137篇,多被SCI、EI等收录引用,出版教材和专著7部,可谓著作等身。


“我只是荣誉的载体,优异成就的取得,源于我们团队强大的协作能力和高标准、高效率的工作作风。”这是尚书旗面对赞誉经常重复的一句话。他挑头组建的该领域“根茎类作物生产机械化技术”国内高层次研发团队,发明了基于花生物理性状的自重送排种与适于直立生长花生的切挤破土、拉折摘分收获机械作业方法。根据花生种子的物理特性,解析了依托花生自身重力特性非强制充排种与机械结构间的互作关系,发明的花生低损伤精准送排种的理论方法,被国内广泛应用。同时围绕花生秧果与土壤的作用关系,创新了花生分段收获、半喂入与全喂入适应性摘果的工作途径,目前国内90%以上的收获机械采用该方法。


“领头雁”再好,也离不开身后同样坚定、齐心的雁群。尚书旗组建了国内第一个且唯一一个以“作物品种小区精确种植和收获机械化技术”为研究主体的团队,历时19年协同攻关与系统研究,根据国内五大主产区、四种典型种植模式与农艺要求,提出了花生机械化生产的解决方案及其配套机具方法,构建了国内首个花生机械化生产信息查询系统,形成了农业部主推的农业轻简化实用技术和农业部颁布实施的《花生机械化生产技术指导意见》,研制出适应不同种植要求的11种大、中、小型花生联合播种机;创制出适应不同收获要求、不同土壤特点的10种花生分段收获机和8种联合收获机,突破了花生收获系统化作业的技术难题,实现了轻简化分段与多环节联合收获作业,开创了适应中国不同种植模式和特点的花生种收机械化技术应用先河,确立了国产花生机械在国际上的主导地位。


“我们现在最好的花生联合播种机械,可以实现起垄、开沟、喷洒除草剂、铺设滴灌带、播种、施肥、展膜、覆膜、压膜、膜上苗带覆土10道工序一次性完成;最好的花生联合收获机,集花生挖掘、夹持、输送、秧蔓—果根分离、秧蔓装袋(打捆)功能于一体,能够实现花生秧蔓的综合利用价值。”尚书旗说,团队项目总体技术位列国际先进,核心技术达到国际领先水平。

研发之外,尚书旗及团队国际化的脚步从未停歇,目前正向着“田间小区精确种植与收获装备”试验相关课题顺利验收而冲刺。简单说就是为农学家、育种专家们研究装备,从而让他们的工作实现机械化、现代化,这也是国际田间试验机械化协会(IAMFE)的目的。自2008年起,尚书旗担任该协会主席,是首位当选的中国人,并因出色的工作能力获得连任,2012年协会总部也由俄罗斯圣彼得堡迁入青岛农业大学。


产学研合作 走出社会服务创新路


山东源泉机械有限公司创造了世界第一台3垄6行秧果兼收型花生联合收获机;青岛弘盛汽车配件有限公司成为国内第一台花生联合收获机、世界第一台2垄4行花生联合收获机的生产制造企业;青岛明鸿农业机械有限公司成为中国最大的花生有序铺放收获机械企业;青岛洪珠农业机械有限公司成为国内最大的马铃薯机械制造企业;青岛普兰泰特机械有限公司成为国内最大的种业生产装备制造企业……


这些企业的共同点,在于核心技术全部出自尚书旗团队。“我们的农业机械研发,从一开始就是产学研的产物。”尚书旗表示,农业机械研发投入大,学校没有那么多加工能力,必须和企业合作。“学校合作的基本都是中小企业,因为这些企业最了解农民需要什么,也只有这样才能解决生产第一线的问题。”


“科研的最大价值在于能解决人们生产、生活中遇到的实际问题。”在尚书旗看来,不接地气的科研就没有效应。从花生到马铃薯;再到胡萝卜、甜菜、葱、姜、蒜甚至西洋参,尚书旗带领团队成功走出了一条产学研之路,通过与企业合作,开发市场,青岛农业大学俨然成为国内地下农作物机械化设备的研发大王。


研发的机器好不好,最有发言权的莫过于使用者。从2012年起,尚书旗团队着手研究胡萝卜的机械化收获,并在2016年开始与平度市农机局联合开展胡萝卜机械化收获装备研发。“从合作开始,光地里面的试验,就有八九次了,提出、研发并应用了胡萝卜播种采取工厂化作业与种绳播种相结合的轻简化种植技术,突破了胡萝卜种植机械化技术的难题。”尚书旗说,设备研发就是一次次试验,一次次调整,一点点积累,在失败中找经验并立即改进的过程。“机器很好用,我们不用再像以前一样蹲在地里收胡萝卜啦!”胡萝卜机械化收获装备深受农民们欢迎,村民们纷纷竖起了大拇指。


校企合作的产学研模式取得双赢。通过农机研究领域的成果转化,青农大机电工程学院组织建立了32家专家工作站和科研教学实践基地,全面合作的单位实现了多项新的突破;2016和2017年,团队连续获得两届中国产学研合作创新奖;获批山东农机领域唯一一个省主要农作物机械化生产装备协同创新中心,省级科研创新共享平台4个,走出了产学研合作、社会服务的创新之路。


三尺讲台勤耕耘 建起专业人才培养模式


“把最先进的农机技术推广到农村,提高我国广大农村落后的生产力,改变农民‘面朝黄土背朝天’的耕作方式。”是尚书旗孜孜以求的梦想。如何实现这个质朴而伟大的梦想?“多育人、育成材,我的学生们代表了农机事业的前程,引导他们认识、了解,进而爱上这个事业,是我的职责和使命。”


严于己,而后勤于学生。教书育人30载,近万名毕业学生遍及全国各地,他们中有教授专家、行业领军人才、技术精英,几乎全部成为我国农业机械化发展的主力军,尚书旗以多年默默奉献的言传身教,无愧于身为教师的天职。


围绕农机发展需求,尚书旗建立了农学、工学、管理相互融合,课堂、实验、实践相互结合,生产、教学、研究校内外相互联合的农业工程类专业人才培养模式,提高了人才的社会竞争力和适应性,在全国同类院校得到了推广应用,分别荣获山东省高等学校教学成果一、二等奖;他执教的农业机械化及其自动化专业,获批首届山东省高水平专业建设立项,是山东省首批应用型特色名校重点建设专业、山东省高等学科特色专业、山东省高等学校卓越工程师计划试点专业。


在尚书旗的引领下,青岛农业大学农业机械教师团队创建了以赛促教、以赛促学、以赛促创、以赛促改等多动力融合驱动的大学生创新体系,硕果累累:荣获国家级特等奖10项,一等奖15项,二等奖30余项;学生团队获得挑战杯全国大学生课外学术作品大赛特等奖和一、二等奖;创青春全国大学生创业大赛银奖、山东省金奖,连续两届“东方红杯”全国智能农业装备大赛特等奖;智能农机创新团队获得大学生创新的最高荣誉“小平科技创新团队”。


雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。拥有根茎类作物、现代种业两大现代农业生产装备研发核心优势的尚书旗团队,同时拓展出果园、芝麻、中药材机械化生产装备三个延伸特色,在花生、马铃薯、大蒜、胡萝卜、甜菜等根茎类作物生产装备和种业生产装备上仍在寻求新的突破,努力为我国农机事业发展作出新的更大贡献。(联合日报记者 张永莉 通讯员 周维维)



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