弘扬新时代科学家精神——2020第四个全国科技工作者日系列活动
陈学庚,男，中共党员，1947出生，中国工程院院士，石河子大学教授，中国农业工程学会名誉理事长。陈学庚院士扎根边疆基层一线从事农机研究和推广工作53年，主要从事旱田作业机械的研究。为新疆棉花生产全程机械化技术体系的建设和大面积推广应用作出了重大贡献，突破了地膜植棉机械化关键技术，攻克了滴灌技术大规模应用农机装备难题，研发了棉花生产全程机械化关键技术与机具，为促成新疆棉花产量两次飞跃提供了有力的农机装备支撑。扎根新疆，建设创新团队，培养高级科技人才40余名。获省部级以上科技奖励23项，其中：国家科技进步一等奖1项、二等奖2项，省部级一等奖7项；获国家专利120余项，其中发明专利58项，专利技术转化后获国家优秀新产品9项；发表论文100余篇，撰写专著4部。获得全国杰出专业技术人才、中华农业英才奖、改革开放40年中国农业工程杰出贡献奖、中国农业机械化发展60周年杰出人物等荣誉称号16项。
突破了地膜植棉机械化技术关键：上世纪80年代初，迫切需要实现地膜植棉机械化以改变新疆落后的棉花生产水平。为此，通过多项技术创新，创制出2BMS系列棉花铺膜播种机，获全国优秀新产品证书。1984-1994年间，针对区域土壤气候条件不间断研制推广多种新机具，形成系列新产品，满足了新疆地膜植棉大面积推广需求，引领了新疆地膜植棉机械化技术的发展。为兵团皮棉单产由1982年的38.6kg提高到1994年的82kg做出重大贡献，助推新疆棉花生产的第一次提升。该项成果获1995年度国家科技进步一等奖。
攻克了膜下滴灌精量播种技术装备难题：本世纪初，为满足棉花膜下滴灌精量播种和适于机采的新要求，再次通过多项技术创新，创制成功一次作业完成8道工序的膜下滴灌精量播种机，形成11种系列新产品，整体技术水平达到国际先进，并拓展到玉米、甜菜、番茄等多种作物。技术产品新疆市场占有率达到85%，推广至全国多省区及中亚五国。在这一技术装备支撑下，兵团皮棉“平均单产又从1994年的82 kg提高到2014年的155.7kg，助推了新疆棉花生产的第二次提升。该项成果获2008年度国家科技进步二等奖。、
研发了棉花生产全程机械化关键技术与机具：为实现棉花生产全程机械化，研发出从耕整地到棉秆还田系列新机具，并实现大规模产业化，制定了新疆自治区地方标准《棉花生产全程机械化技术规程》，形成了棉花全程机械化技术体系，整体技术水平达到国际领先。2013-2015三年累计推广3829万亩。该项成果获2016年度国家科技进步二等奖。
推动全国棉花全程机械化的发展：针对黄河、长江流域棉花生产成本高，种植面积逐年萎缩、新疆南疆少数民数地区棉花种植效益差的局面，在农业农村部农机技术推广总站支持下，建立了新疆南疆、河北、山东三个棉花全程机械化示范基地，2017年～2019年持续开展棉花生产全程机械化示范工作。取得了突破性进展，事实证明我国黄河、长江传统棉区实现棉花全程机械化可行。人均管理定额大幅增加，种植成本明显降低，增产幅度同比超30%；巴楚县恰库尔恰克乡200亩示范田夺得高产，提升了当地农民脱贫至富的信心。示范工作得到农业农村部领导的充分肯定，2019年农机化司发来了感谢信。
农田残膜污染治理取得重大进展：针对我国残膜污染治理存在 “回收率低、含杂率高、资源化利用困难”的难题，候选人提出了农艺、农机、农膜相结合新理念，探索出残膜机械回收、回收残膜综合利用新途径。科研团队技术水平在国内由跟跑、发展到并跑，现在处于领跑位置。研制的新型残膜回收机已经获国家发明专利16项，示范面积3万多亩，残膜回收率达到90%以上，回收地膜含杂率低，可以进行资源化利用，残膜污染治理有了重大突破。
扎根新疆、坚定信念，建设创新团队：陈学庚在艰苦的基层一线为我国农业机械化事业默默奉献，尊重知识，爱惜人才，甘为人梯，为兵团培养高级科技人才40余名，其中国务院特贴专家4人，百千万人才工程国家级人选2人，国家棉花产业技术体系岗位科学家2人，教育部青年长江学者1人，新疆自治区优秀专家2人。“棉花生产全程机械化技术创新团队”获2017年度“中华农业科技奖创新团队奖”。
1. 主要的科学发现、技术发明或技术创新要点
（1）棉花膜下滴灌精量播种机的研究与推广
①发明了一次作业完成铺滴灌管、铺膜、膜上打孔精量播种等八道作业程序的新机具。并根据不同作物技术特征，研发成功系列新产品，满足了棉花、玉米、番茄、瓜类、甜菜等作物对精量播种的要求，填补了国内外空白。
②深入研究取种盘表面光洁度、正负压、线速度与精量排种的关系，研制成功由负压取种装置、零压强排装置、二次投种机构及鸭嘴式破膜打孔机构组成的气吸式穴播器，实现了下种精密、株距精确、使用可靠的膜上精量点播。
③首创了行距可调至9cm的播种装置，实现了机采棉高产栽培宽窄行距的要求。
④发明了采用机具本身的梁架替代典型吸气管的气路系统，解决了蜘蛛网般的传统吸气管影响铺管铺膜作业的难题，大幅度降低了制造成本。
⑤首次将膜上点播和膜下点播作业模式科学集成，实现双膜覆盖精量播种，增温保墒效果好，提高了出苗率。
（2）棉花生产全程机械化关键技术及装备的研发应用
①突破了农机与农艺融合关键技术，针对机采棉条件下的膜下滴灌精量播种、宽膜覆盖和水肥一体化管理，建立了棉花全程机械化技术体系，实现了大规模推广应用。
②破解了棉花超窄行膜上精量播种技术难题，创制出可实现三角留苗、独立仿形的超窄行穴播器组，提高了机采棉花的采净率，降低了含杂率。
③解决了高密度栽培模式下施药效果差的难题，创新采用顶喷与吊喷相结合的技术方案，解决了棉株上、中、下叶片受药不均匀难题，开发出新型高架吊杆式喷杆喷雾机系列产品。
（3）农田残膜回收技术与装备的研究与应用
①发明了随动式残膜回收机：残膜检拾滚筒随地转动即可完成起膜、上膜、清杂、脱膜等项作业程序；显著特点是可实现地膜180°翻转，残膜与杂质分离简单、高效、可靠。
②发明了秸秆粉碎地膜回收联合作业机：创新的限深辊辅助脱膜，实现了脱膜率达到97%以上；创新的钉齿链板二次捡拾装置，实现了膜杂多次分离，降低了回收地膜的含杂率，为回收地膜资源化利用提供了基础。
③发明了卷膜装置，在国际上属独创，无需人工辅助上膜，从而实现自动卷膜。
2. 在推动学科发展、行业技术进步等方面做出的突出贡献
（1）地膜植棉机械化产品的开发与推广
上世纪80年代前，新疆棉花生产总体水平很低，地膜植棉是改变新疆棉花生产总体水平落后的关键措施，但是人工作业效率低，难以大面积推广，国内外尚无适用技术和机具供选用，研发先进适用的地膜植棉机械成为迫切需求。
针对地膜植棉农艺技术要求，提出了机具联合作业新理念，构建了以“种床整理、机械铺膜、膜上打孔定量穴播、种孔覆土”等为主要内容的铺膜播种机械化技术体系，实现了膜上打孔穴播、种孔覆土、铺膜播种作业机构动态仿形等多项技术创新，1982年研制成功2BMS系列棉花铺膜播种机。其中6行机1983年10月代表兵团送北京参加全国新产品展出，被评为国家优秀新产品，1984年农牧渔业部颁发农业机械推广许可证。1984至1994年间，根据不同区域的土壤气候条件，带领团队不间断研制推广了多种新机具，形成了系列新产品，满足了新疆地膜植棉大面积推广需求。
（2）膜下滴灌精量播种系列产品的开发与推广
上世纪90年代后期，水资源匮乏、劳动力短缺成为新疆棉花生产技术提升的制约因素，兵团提出了基于机采棉条件下，植棉全程水肥调控的，膜下滴灌精量播种栽培新农艺，亟待研发与新农艺相配套的联合作业新机具。
针对先进农艺技术对机具的新要求，构建了适合棉花机械采收的“种床整形、高密度精量播种、膜下滴灌、宽膜覆盖、种孔覆土”等为主要内容的机械化种植技术体系；创制成功一次作业完成8道工序的膜下滴灌精量播种机，形成11种系列新产品，满足了不同土壤气候条件、不同作物对膜铺播种的要求，整体技术水平达到国际先进，该技术形成的产品在新疆的市场占有率超过85%，产品推广到全国14省区、并出口中亚五国。
（3）棉花生产全程机械化关键技术及装备的研发应用
针对棉花生产方式落后、生产效率低和比较效益下降等突出问题，对棉花生产全程机械化关键技术与装备进行了系统研究，以机械化采收为主线，集成众多单项技术，建立棉花生产机械化综合技术体系。研发了多种关键技术与装备，实现了产业化，制定了新疆自治区地方标准《棉花生产全程机械化技术规程》，促成技术体系初步建成，在新疆全面推广。
（4）农田残膜污染治理研究
地膜覆盖栽培为我国农业发展做出重大贡献，但残膜“回收率低、含杂率高、资源化利用困难”的共性问题始终未能突破，地膜残留污染问题日益严重，已成为制约我国现代农业可持续发展的战略问题。
陈学庚先后承担了农业农村部、中国工程院和兵团关于“农田残膜污染防控”的重大项目，联合中国农大、中国农科院及企业等16家单位，开展我国农田残膜污染分级评价、残膜回收技术装备研究示范、降解膜开发试验等工作。
针对新疆棉田残膜污染问题，陈学庚提出了农艺、农机、农膜相结合新理念，探索残膜机械回收、回收残膜综合利用新途径，以随动式和二次检拾为代表的先进适用新机具研发成功，获国家发明专利16项。2018年～2019年技术产品在南北疆累计示范面积超过30000亩，工作性能稳定，结构可靠，残膜回收率达到90%以上，回收地膜含杂率低，可以进行资源化利用，农田残膜污染治理获重大突破。
（5）推动全国棉花全程机械化的发展
充分考虑山东、河北传统棉区土壤气候条件，借鉴新疆棉花生产经验，开展棉花种植全程机械化试验示范。突出整地、精量播种、水肥一体化、精准施药 4 项技术的应用，提出了棉花种植“密度要上去、高度要下来”的植棉新理念，严格实施化控技术措施；针对南疆少数民数地区棉花生产技术落后的特点，重点推广先进棉花种植技术，提升农民的种植效益。
示范基地取得了明显的成效。2018 年，农业农村部组织专家测产，河北省南宫市 200 亩示范基地亩产籽棉 364.8kg，比常规种植增产40%；山东省两个合作社亩产籽棉分别达到 334.5kg和354.1kg，比常规种植增产34%和42%；新疆巴楚县恰库尔恰克乡200亩示范基地产量达到 415.3 公斤/亩，比原来增加了一倍。2019年河北南宫市示范区籽棉达到了382.3kg/亩，并实现了机械采收。
3. 在科技创新、成果转化和高技术产业化中创造的经济效益或者社会效益情况
（1）地膜植棉机械化产品的开发与推广
1982年棉花面积占全国的4.9%，总产占全国的4%，平均单产34.1kg，低于全国平均水平的18%。全面实施铺膜播种机械化，兵团棉花种植人均管理定额由15亩提高到30亩，皮棉平均亩产由1982年的38.6kg提高到1994年的82kg，技术与装备推广到全国多省区。
（2）膜下滴灌精量播种系列产品的开发与推广
膜下滴灌精量播种机在新疆全面推广，并辐射到我国西北、华北、东北等省区，产品出口中亚五国。研制的系列新产品，满足了玉米、番茄、瓜类、甜菜等作物对精量播种和膜下滴灌技术的要求，为我国干旱区全面实施精准农业技术提供了装备支撑。2014年新疆棉区以占全国42.3%的面积，生产了占全国59.7%的棉花总产量，膜下滴灌精量播种机械化促进了新疆农业生产技术跨越式发展。
（3）棉花生产全程机械化关键技术及装备的研发应用
项目成果在新疆全面应用，在山东、河北、湖北、江苏等棉区示范应用，研发的6类30多种新产品在新疆大规模推广应用，人均管理定额达到100亩。2013－2015年新疆棉花全程机械化种植面积3829万亩，实现机械化采收2754万亩，节本增效146.24亿元。
（4）成果转化和高技术产业化
产学研用相结合，先后创建兵团农机推广中心和新疆科神农业装备科技开发有限公司，研究开发出耕整地、精量播种、节水灌溉、中耕施肥、田间植保、棉秆收获等新机具，形成32种新产品，实现了棉花生产全程机械化所需农机具的集成配套，累计推广3万余台，取得显著的经济社会效益。
构建科技创新和成果转化平台。联合共建了农业农村部西北农业装备重点实验室、兵团农机重点实验室等省部级科研平台，并带动相关推广服务体系，为企业提供核心技术，形成产业链，有力促进了新疆农机制造业的发展。
