姚克恒赴墨西哥执行CIMMYT可持续强化项目技术交流访问任务总结报告

来源：作者：时间：2019-09-24

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一、出访人员情况

姚克恒,男,农业农村部南京农业机械化研究所检测中心,副研究员,主要从事旋耕机、旋播机、深松机和施肥播种机等耕整地机械研发和检测技术研究。

二、日程安排

2019年6月10日，北京飞抵墨西哥城德斯科科镇CIMMYT总部

2019年7月1日～31日，在CIMMYT总部墨西哥埃尔巴丹周边农场和用户调研考察；

2019年8月11日～12日，赴CIMMYT特鲁卡试验站基地参观考察；

2019年8月31日，墨西哥埃尔巴丹周边企业和用户调研考察；

2019年9月6日，墨西哥城胡阿雷兹机场返回北京首都机场

三、出访任务执行情况

1、总体任务完成情况

2019年6月10日～9月6日，根据中国农业科学院2019年度国际农业研究磋商组织（CGIAR）培训计划，本人赴国际农业研究磋商组织（CGIAR）下属研究机构墨西哥国际玉米小麦改良中心（以下简称CIMMYT）进行为期三个月短期培训交流。参加可持续集约化计划（SIP）Sustainable Intensification Program项目，并旁听了1.5周的2019基于保护性农业的创新体系培训课程学习（2019 Conservation Agriculture Based Innovation Syestems Course）。整个培训交流过程，既有以专业理论知识组成的各类讲座，也有试验站、基地、农场、企业和用户等实地参观调研活动，对CIMMYT保护性农业创新体系有了较全面的认识，还包括学习了解了墨西哥农业集约化发展策略研究、田间试验仪器设备操作实践、土壤综合性质测定方法、农艺学科研试验平台设计建立和管理、农作物生理学、遥感技术、作物收后处理、欧美育种现状、分子育种存在的潜力、提高作物产量的决定因素和存在的各种困难及应对措施等等。在此期间，重点和导师及课题组合作设计并完成了不同配置的保护性耕作条耕机型田间作业质量、对土壤干扰的程度和作业后种苗成活情况检测以及数据处理分析工作。达到了预期目标，获益匪浅。本人认真遵守外事纪律，严格按培训计划要求完成培训任务，并安全准时返回国内。

2、出访机构情况

国际玉米小麦改良中心CIMMYT（西班牙文Centro Internacional de Mejoramientode Maizy Y Trigo，英文International Maize and Wheat Improvement Center）成立于1966年，是隶属于国际农业研究磋商组织(CGIAR)下属的16个国际农业研究中心之一，是一个非盈利性公益国际农业研究和培训机构，总部设在墨西哥的埃尔﹒巴丹(EI·Batan)，共有高级科学家和管理人员100多人，来自40多个国家和地区，分布在总部和17个驻外机构，每年产生高达40亿美元的收益。CIMMYT宗旨是立足于解决发展中国家的粮食问题，参与发展中国家小麦和玉米品种改良计划，并协助建立玉米和小麦生产的可持续发展体系。除直接向发展中国家提供玉米和小麦新品种、新种质资源外，还通过人员培训及学术交流等方式进行技术转移。诺贝尔和平奖获得者诺曼﹒布劳格先生作为CIMMYT杰出的小麦育种专家，为推动小麦的绿色革命做出的巨大的贡献，解决了数以亿计发展中国家人民的吃饭问题，赢得了农业领域广泛赞誉。从20世纪70年代末开始，中国和CIMMYT即开展了合作研究，尤其是通过种质资源的引进与交换，育成了许多适合国情的优良品种，为中国的小麦育种做出了巨大贡献。

在维持农业生态绿色和谐健康发展领域，CIMMYT始终致力于使用以作物系统建模、GIS、遥感和保护性机械化为基础的创新体系综合方法，提高作物产量，节能降耗，节本增效，保证水和土壤等资源的最大化开发利用，建立抵御极端气候影响机制，促进生态系统的健康恢复和可持续发展。

3.主要交流活动

3.1理论知识学习

基于保护性农业的创新体系培训课程学习中，来自美国、加拿大、墨西哥、比利时等世界各地的专家讲授保护性农业创新体系领域的报告，包括墨西哥农业集约化发展策略研究、田间试验仪器设备操作实践、土壤综合性质测定方法、农艺学科研试验平台设计建立和管理、农作物生理学、遥感技术、作物收后处理、欧美育种现状、分子育种存在的潜力、提高作物产量的决定因素和存在的各种困难及应对措施、实验数据分析处理软件R等。

与此同时，来自CIMMYT的国际专家Dr. Bram Govaerts、Dr. Nele Verhulst、Dr. Sylvanus Odjo、Dr. Nora Honsdorf、Dr. Simon Fonteyne和M.Sc. Marion Buttner等还给我们介绍了他们在各自领域的研究现状与成果。这些专家主要讲述现阶段玉米小麦增产存在的挑战与潜力，怎样通过生理研究、育种改进、分子育种、保护性耕作来提高产量从而应对全球粮食危机等；课程期间还参观了玉米小麦组、生理组、品质组、基因库、保护性耕作组的实验基地，并听取各项目负责人对田间展示的介绍，了解CIMMYT在各实验室和试验站的主要工作。

3.2可持续集约化Sustainable Intensification Program (SIP)项目工作

根据我行前的交流工作安排，我主要在可持续集约化Sustainable Intensification Program (SIP)项目课题组进行学习培训，该课题组长为Dr. Bruno Gerard，我的整个培训计划由Dr. Jelle Van Loon负责，和我一起共事的Jelle课题组团队主要成员有Jesús López和Gabriel Martínez。我们工作地点在CIMMYT总部的试验站，西语名为Estación La Redonda。该试验站的试验田大约占地120公顷，拥有50～120马力的John-Deere、Massey-Fergusonp、Ford等品牌拖拉机10余台，各种手扶拖拉机10余台，配套轮拖的各类免耕施肥播种机、条耕机、谷物收获机和植保机型30余种，和美国华盛顿大学、康内尔大学、比利时Katholieke大学和墨西哥Chapingo大学等高校科研院所都有相关项目合作，研究宗旨为提高劳动力、资金和物料等成本的投入产出率，增加单位土地的产量，促进农田土壤等生态系统的健康运作，提高对极端气候影响的抵御能力。我们的工作主要包括机具选型分析、结构设计、试验改进设计并实施和田间作业性能数据处理等几个部分。

我们课题组所处的试验站位于墨西哥州Estado的ElBatán，地理坐标19°31'N，98°52'W，海拔2249米，土壤性质沙壤土偏黏性。CIMMYT课题组对各种土壤条件的测定十分仔细认真，严格遵循相应的操作规程，不容半点马虎。每项参数都需要大量时间，整个过程工作量巨大，往往都是课题组科研人员和试验站工人通力合作，共同完成。主要流程和方法如下：

土壤特性测定：采用特制取样工具，在试验田采用三点法测定土壤样本，采集深度为30厘米。将土壤样品置于敞口铝容器中并置于75℃的烘箱中至少72小时烘去水分。视容重定义为土壤的干质量除以用于收集样品的仪器的体积。
重量法土壤湿度测定：通过三点法测定重量法土壤湿度，测量深度根据需要可达80cm，收集每个点不同深度的土壤样品，然后比较其湿重和干重进行测量。
土壤坚实度测定：采用特制测定工具，通过三点法测定土壤坚实度，在每个点进行两次重复的土壤抗穿透性测量并取平均值。
土壤残差覆盖率：土壤残差覆盖率也是保护性耕作机型试验必须提前测定的一项数值，因该参数在不同区域差异很大，故须每个试验小区单独完成。使用随机数字表随机选择测试位置，并按两位数计算数字。然后将每小区的残余物收集在纸袋中称重，并置于75℃的烘箱中72小时烘去水分。再次称重以找到干质量。将干质量除以收集残余物的地块面积以找到生物质密度。

3.3保护性耕作条耕机具适应性情况研究工作

本人在CIMMYT期间的研究重点主要集中在检测不同配置的条耕机型作业后，机具的田间作业质量、对土壤干扰的程度和作业后种苗成活情况分析。目前为止，国际上针对该领域研究方法通常都是在室内土槽实验室中进行的，这种方式虽然省时省力，但并不能准确地反映出实际田间作业的各种规律，并且也无法验证耕作后对作物的影响。很少有研究能够分析田间作业对土壤的扰动或建立系统的评估方法。根据我的提议，我们还在查找和对比了中国的部分相关标准之后，把一些重要的机具作业性能参数测试加入到研究内容中。经过筛选对比，我选择的国内参考标准有国家标准GBT 20865-2017 《免(少)耕施肥播种机》和机械工业行业标准JBT 8401.1-2017 《旋耕联合作业机械第1部分：旋耕施肥播种机》，我们选择了动土率，耕深、耕深稳定性，播种深度、播深稳定性，播种均匀性，碎土率，种子破损率，离地间隙，有效度，功率消耗。

（1）各作业性能参数指标对机具的主要评价点和意义如下：

动土率：主要评价机具是否确实为少耕机型，测量在一个幅宽范围内耕作幅宽的占比百分比，从而评价少耕的程度。

——动土率，%；
——每处测定的动土宽度，m；
——工作幅宽，m；

耕深、耕深稳定性：耕作机型基本性能指标，测量机具耕作的深度，并通过比较多个数据分析机具保持耕作深度的能力。测量多个数据并计算标准差和变异系数。
播种深度、播深稳定性：播种机型基本性能指标，测量机具播种的深度，并通过比较多个数据分析机具保持播深的能力。测量多个数据并计算标准差和变异系数。
播种均匀性：评价机具播种作业是否均匀，是否有漏播、重播、断播。测量多个数据并计算标准差和变异系数。
碎土率：评价耕作机械对土壤的打碎效果，测量打碎合格的土壤占比百分比。
种子破损率：检测排种器工作过程中对所播种子的损伤程度，测量排种后损伤的种子占比百分比。
离地间隙：评价机具配套连接拖拉机之后的整体通过性和对不同地表情况的适应性。测量机具整体最低点离地面的距离。
有效度：评价机具使用过程中的可靠度。记录机具可靠性试验期间的总班次工作时间和总故障时间并计算。
功率消耗：评价机具对汽油、柴油等能源的消耗程度和利用效率。根据公式P=T*N/9550（kW），其中T（Nm）为拖拉机动力输出轴转矩，N（r/min）为拖拉机动力输出轴转速，试验需要相应的转矩和转速传感器支撑条件。

（2）幼苗的萌发情况和活力评估方法研究探讨

为了可以找到评判机具耕作和播种作业之后的种子生长情况好坏的指标，我们引入了幼苗的萌发情况和活力评估方法研究探讨。大量文献表明，虽然在土壤表面下不能监测发芽本身情况，但是出苗率，即从地面出苗的百分比是最广泛使用的发芽情况评判指标。因为可能会存在种子完成发芽的代谢过程而没有达到可见发芽的胚根伸长阶段这种情况，所以较科学的检测方式是每天计算从地面出苗的幼苗数量并持续10天，最终汇总计算出幼苗出苗率。

同时我们也尝试探讨通过植物的一些物理特性评估出苗的活力，比如幼苗的形态特征在生物学上可以表征其未来生长情况，这也是在世界范围内广泛用作评估幼苗活力的指标。该指标的测量分破坏性和非破坏性两种方法，我们在本研究中对这两种方法进行了综合使用和比较。具体做法是在种子生长30天后，在田间测量10个随机选择的幼苗的高度和茎直径。然后将幼苗从地上取下并仔细洗涤，对苗根进行称重。

定义幼苗出苗率：

其中S_g E₁₀在10天后出苗率，N_sgE₁₀是10天后出苗的数量，N_SP是种植的种子数。

定义幼苗活力指数：

其中SVI是幼苗活力指数（值越高表示活力越大），H是平均茎高，D是平均茎直径，M是根的平均质量。

最终试验结果显示，条耕播种模式的SVI为98.53%，对比免耕播种模式的89.22%，有力证明条耕播种模式更利于种子的萌发和生长。

4、重点业务收获和体会

通过此次培训交流，深入体会了世界先进的保护性农业科研和生产模式方法，了解到农业机械的发展趋势不仅是大型化、系列化和专业化，更侧重于向环境保护型和资源节约型方向转变；保护性农业体系作为能够在长远时间范围内提高农业生产力和减少环境退化的可持续生产方式，已经在整个墨西哥得到有效推广，该体系主要依赖于不间断的植被覆盖、作物轮作技术和尽可能少的土壤耕作。包括CIMMYT在内的许多研究机构人员已经认识并研究了实践保护性农业的价值。其中，保护性农业的少免耕作要求显得尤其重要，因为事实证明，过度耕作会扰乱土壤并使得土壤发生侵蚀和恶化。所以以免少耕为特征的各种形式保护性耕作显得至关重要，也在整个保护性农业系统中发挥着无可替代的作用。

在CIMMYT的大部分时间里，我的主要工作确定为保护性耕作条耕机具适应性情况研究。前期和Dr. Jelle Van Loon的反复商讨交流，不仅让我详细了解了CIMMYT对整个保护性耕作机具的研究理念和分析流程，也让我认识到我们国内对机具研究的局限性和片面性。比如在国内普遍认同的耕作机具的土壤破碎率这个性能指标上，因为是机具作业性能的代表性指标，我们做样机的检测和试验工作时，都是必须要测的。但至于为什么要测？测该指标的主要意义在哪？是否较高的碎土率就意味着播种后作物长势和活力良好或产量增加？对这些问题，我们一概不去考虑，只是机械性地执行我们的检测工作，并没有把这个工作内容融合到整个农业生产甚至是后期的土壤可持续利用情况上去全盘考虑，具有狭隘性和局限性，通过近一个月的学习，我基本了解并亲身参与到保护性耕作条耕机具适应性情况研究的前期过程。

此外，在墨期间，我还有幸参加了我国科技部和教育部来访CIMMYT的座谈会，通过和国家政府机构领导和专职官员面对面沟通交流，也让我在业务和工作上得到了很多启发和收获。在CIMMYT的科研团队工作和学习过程中，给我印象最深的，莫过于这里所有人乐观向上、团结一致的工作态度、热情和谐融洽的工作氛围和阳光积极的生活理念。三个月的时间虽然短暂，但对我的职业生涯和人生经历而言，意义深远，收获良多。此次培训不仅让我开拓了思路，增长了见识，提升了我独立灵活地处理问题能力，同时也丰富了我的工作经历和人生阅历。

5、到访国家农业装备技术发展情况

墨西哥位于北美洲南部，拉美西北端，是南美洲、北美洲陆路交通的“陆上桥梁”。境内多为高原地形，冬无严寒，夏无酷暑，四季万木常青，故享有“高原明珠”的美称。全国有可耕地3560万hm²。主要农作物有玉米、小麦、高粱、大豆、水稻、棉花、咖啡、可可等。全国牧场占地7900万hm²，主要饲养牛、猪、羊、马、鸡等。

墨西哥的经济在发展中国家中较为发达，农业机械化发展较早。早在上世界20年代开始，墨西哥政府就主要靠学习美国模式和技术,开始着手发展农田作业机械化。到50年代初，墨西哥已成为拉丁美洲农业机械化程度较高的国家。后随着80年代以后的严重经济危机，使农机领域也转入缓慢发展。墨西哥的农机除了一部分靠进口，其他主要是由外贸企业和跨国公司建厂所生产制造，生产的产品技术性能一开始就具有国际水平，技术质量较好，在国际市场上具有较强的市场竞争力。近年来依靠引进国外著名农机制造公司的资金和技术已完全能生产适应国内市场和国际市场所需要的大中小型各类农机。

墨西哥很多大学和农机企业也专门设有农机科研机构，非常重视新技术和产品的研发工作，以及广泛传播先进的农业理念、农机新产品、新机型演示和培训等作用。其中CIMMYT作为地处墨西哥的国际著名研究机构在现代新型农业社会发展效益方面取得的成就众多，主要集中体现在和墨西哥国家政府的农牧渔业、农村发展以及食品秘书处共同创建的传统农业可持续现代化计划项目（MasAgro），经过二十多年的努力，极大促进了墨西哥的保护性农业深入开展。 MasAgro项目旨在提高最终用户和农户的生产力，降低成本和环境影响。该项目在CIMMYT创新中心试点区域和墨西哥中部几个州都取得了巨大成功。但跟我国情况相似的是，由于长期的历史沿革和农耕习惯，土壤耕整地作业作为农业生产的基础措施历时已久，传统农业的农民（特别是小农户）一直进行定期耕种土地，往往很难很快接受完全免耕的保护性耕作方法模式，所以往往是少耕的模式更容易得到接受。我此次主要研究的条状耕作就是少耕模式的一种，这是方法介于完全免耕和传统全面耕作之间，是一种折中的环境保护型耕作方法。

6、与对方下一步合作计划

在墨期间,我一方面就我在CIMMYT期间的重点研究任务不断和导师Dr. Jelle Van Loon及课题组成员沟通交流,对今后如何改进保护性耕作机械的田间作业质量、土壤干扰效果和作业后种苗活力情况的分析检测方案方法探索形成了很多有建设性的想法和共识,并希望进一步开展合作,加以验证;另一方面,在通过与我所在的SIP课题组以及IDP（综合发展项目）、GMP（全球玉米组）、GWP（全球小麦组）等相关人员的沟通，了解到他们很希望与我国研究机构或研发企业就小型保护性耕作机具（尤其是两轮拖拉机驱动机型）和保护性农业相关机械研究进一步合作，或共同申请国际合作研究项目。

7、存在的问题和建议

由于国际性研究机构的人员来自世界各地，英语成为唯一的通用语言，是唯一的沟通工具和桥梁，出国访问学习对英语的要求比较高，如果英语交流存在困难就会对学习与生活造成很大的影响，建议出访学者努力提高英语水平，为出国培训学习做好充分的准备。

我刚到SIP课题组时，就深感在国内的所学很不够用，尤其是专业词汇听说能力不够高，离真正意义上的自由沟通和交换意见还有不少差距，这很大程度上限制了我与相关人员的有效交流。因此，在做好学习工作的同时，我也加强了对专业英语的学习，通过积极抓住每个机会不断与人交流互动，我的英语水平得到明显提升，并与很多国外友人建立的良好友谊，保持邮件或通讯软件的联系。回国之后，虽然用英语交流的机会很少，但我想我也必须一直坚持对英语的学习巩固，保持自己在这项技能上的水平，随时备用。

并且，因为CIMMYT地处墨西哥，该国通用语言为西班牙语，故而CIMMYT内外很多人平时交流和宣传杂志、印刷品上都是西语，若到访人员具有西语基础则会增加很多便利，如有兴趣也建议适当开展西语的学习，会为工作和生活提供更多方便。

在出国交流时间方面，建议适当进行延长，因为科研工作者如想要通过出国培训与国外研究团队或实验室开展交流与合作，短期的交流可能无法全面开展协作，出国时间适当的延长有助于双方开展工作。

最后建议尝试建立特殊情况加快审批机制。此次出国培训交流期间，我顺带参与的基于保护性农业的创新体系培训课程（Conservation Agriculture Based Innovation Syestems Course）开始于5月29日，该课程内容跟我的培训交流课题刚好密切相关，因此CIMMYT中国办事处行政负责人王鑫老师在5月25日左右即通知我尽快办理出国手续事宜，以便赶上本次课程。但因我所出国访问审批流程需要时日，故并未能够赶上大部分课程内容，仅旁听了1.5周，比较遗憾。其实本人公务护照刚好有十年的美国商务签证，赴墨西哥可直接使用，并不需要另外办理该国签证，可节约很多时间和精力，具备直接购买机票即可赴该国的条件，如我所或中国农科院具有一个出国访问特殊情况加急审批的机制，让我可能在28日前出发，即可赶上创新体系培训课程的开班，听取全部课程内容。

因而在经过此次经历后，希望我所或院里建立一个出国访问特殊情况加急审批的机制或通道，则可以为以后碰到我这样的类似情况出国人员提供便利，增加效率，避免遗憾和损失。

2019.9.20