郑志安(左一)与山东国丰机械有限公司技术工程师在研讨中药材收获机试制。资料图
当前，随着全民健康意识不断增强，食品、药品安全特别是原料质量保障问题受到全社会高度关注，中药材在中医药事业和健康服务业发展中的基础地位更加突出。据有关调查统计显示，2017年除北京、西藏、台湾和香港、澳门外的29个省(市、自治区)，我国中药材总种植面积已达6799.17万亩。但目前我国中药材种植业从播种到采收仍以传统人工作业方式为主，人工成本高企、雇工困难，农村劳动力老龄化现象较为普遍。这些都迫切需要机械换人、降低成本、提升效率与质量。如果不能尽快发展机械化，将导致中药源头成本特别是人工费用不断升高，中药材生产成本居高不下，成为影响中药产业可持续健康发展和提质增效的不利因素。
近日，由中国农业机械流通协会、河北农业大学机电工程学院、河北省农业机械化研究所等共同主办的中药材生产机械化论坛在山东青岛召开，专家学者与企业代表齐聚一堂，共同为中药材产业机械化难题“问诊把脉”。
采收、加工环节逐个击破
国家中药材产业技术体系曾发布《关于开展全国中药农业机械化技术与装备需求及发展调查的通知》。相关机构结合体系内27个综合试验站、229个示范基地的问卷调查，开展了中药材机械化采收等水平现状的初步分析。结果显示，中药材收获机械化水平为14.6%，有55.2%的调查主体(128份)对收获机械有需求。除了上述现状，中药材的药性、药效主要依赖次生代谢产物，靠逆境条件积累，因此大多数药材适宜种植在具有小气候特征和生物多样性的浅山区、丘陵、林下等区域，而丘陵山区机械恰恰是我国农机化发展的瓶颈，这决定了中药材采收机械应以小型化为主。
国家中药材产业技术体系机械化功能研究室主任、中国农业大学副教授郑志安带领团队针对杭白菊、特殊药材(百号)、麦冬等，开展了药材采收机械化技术研究，并取得一定研究进展。如特殊药材(百号)属于国家控制种植药材，目前收获全部依靠人工采收，采收劳动强度大、效率低、成本高，每亩地人工采收费用为240元左右。不仅如此，百号属于特殊药材，在采收过程中需要管理部门的有效监管，每年每个农场的监管费用就多达几十万元。针对这一难题，国家中药材产业技术体系的专家们研发的链式采收机，在链轮转速为每分钟110转、对辊间隙9毫米和割台倾角5度的条件下，采收损失率仅为1.14%，蒴果破损率为1.02%，留茎长度合格率高达82.45%。
从加工环节来看，中药材属于小众产业，品种多、总体规模偏小、品种间差异大、用药部位各不相同，每种中药材的加工方式与加工工艺、所用的原料、敷料和设备也不相同，且加工设备通用性差。比如枸杞含有较高的糖分和水分，呼吸强度高，不耐储运，脱水制干是其重要的加工方式之一。但使用化学促干剂促干，产品中化学残留高，危害人体健康。使用熏硫处理来护色，产品硫含量超标。加上其表面有蜡质层覆盖、高糖分、易褐变，因此枸杞的干燥问题长期困扰产业发展。
难题亦是机遇。由国家中药材产业技术体系岗位团队研发的枸杞系列真空脉动干燥技术和装备，融合了多元传感器技术(温度、真空度、相对湿度)和智能算法，实现了枸杞干燥过程中参数的自适应调节和精准干燥。常规技术成品率在50%-60%，该设备达85%以上。在宁夏百瑞源、新疆希望田野等企业的示范表明：该装备的干燥时间仅为同等温度条件下，热风对流干燥用时的四分之一。多糖含量是同等温度条件下热风对流干燥的1.5倍，且枸杞色泽保持良好，复水率高。利用真空脉动技术加工的枸杞成为企业的主打产品，深受消费者青睐，促进了枸杞加工技术的升级换代。
五策齐发 事半功倍
郑志安告诉记者：“一方面相对于大农业，中药材产业具有高价值特性，且近年来中药材行业增长率一直保持在20%以上，机械需求旺盛、购买力较强。另一方面，机械制造企业技术储备的转移利用，以及新技术储备的形成与再利用，可以有效降低产品开发成本，并形成差异化竞争优势。”因此，他认为投入这一行业是当前最佳的选择，他也为该产业未来的发展提出了五点建议。
中药材机械化研究要坚守“药”的定位。中药材产业是上联农业、下联医药的特殊产业，商品药材以药性、药效为核心，追求品质、质量与产量的平衡，而药性、药效主要依赖次生代谢产物，一般需要靠逆境或胁迫条件积累。因此，中药材生产机械开发，应密切关注药材品质的形成机理，正确理解与解决机与药的关系。
中药材机械开发需要多学科的有机结合。中药材从野生到人工抚育种植转变的历程较短，在满足道地性、生产环境的条件下，多以能种、有产量为主要目标，机械运用经验缺乏。而推动中药事业的发展，迫切需要协同品种繁育、种植制度、农业机械、药性药理等专业技术力量与种植企业(大户)、制造企业合作开发相关技术与装备。
该产业发展还应以农机农艺融合为基础。但现有的种植制度制约着机械化技术与装备开发，因此需要加强农机农艺融合，在品种繁育、种植制度建立上应考虑装备研制与机械化作业相关因素，为中药材生产机械化奠定基础。
此外，需要探索投入机制。一方面，中药材属于小众产业，品种多、规模小、品种间差异大、用药部位各不相同，这就决定中药材机械无法实现大批量生产，以一品一机及小批量为主要特征，社会投入动力不足。另一方面，与大农业相比，该产业获得来自国家的大规模经费支持比较困难。因此，需动员各方力量，探索建立多元化的投入机制。
最后，郑志安认为，中药材机械化适宜走定制化发展道路。基于某种或某类中药材生产特性，以中药材生产者个性化需求为中心，遵循农机农艺融合和标准化生产的原则。同时通过多学科合作促进，和农业系统工程方法论指导，利用现代农机技术储备和先进的信息技术、设计技术及制造技术，提供定制的机械产品和服务的过程。
据悉，定制化中药材生产机械具有专用性强、技术外溢弱、适用性好、升级换代容易、批量小、价格偏高的特点。但他同样坦言，中药材机械的定制化尚属新生事物，还需在实践中逐渐探讨与完善。