劉 斌

雖然我國很早就提出了到2020年農(nóng)業(yè)機械化水平要達到70%這一戰(zhàn)略目標，但截至目前為止，與發(fā)達國家相比，我國農(nóng)業(yè)機械化水平整體上依然落后20～30a，而且國內(nèi)農(nóng)機企業(yè)的農(nóng)機產(chǎn)品多以中小型低端為主，大型、智能型農(nóng)機產(chǎn)品更多依賴進口。我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中主要存在勞動力生產(chǎn)力低、生產(chǎn)成本高、土地出產(chǎn)率低、農(nóng)產(chǎn)品國際競爭力不強等諸多問題，而要解決上述問題，都依賴于農(nóng)業(yè)機械化。伴隨信息技術(shù)的誕生與發(fā)展，如今已經(jīng)滲透進各個行業(yè)與領(lǐng)域，并在其中發(fā)揮了巨大的促進作用。借助于信息技術(shù)，多個行業(yè)與領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了再次騰飛，社會自此步入信息化時代。為確保我國農(nóng)業(yè)機械化水平能夠持續(xù)提高，以更好地滿足我國農(nóng)業(yè)建設(shè)和發(fā)展需要，因此研究探討如何利用信息技術(shù)來提升農(nóng)業(yè)機械化水平具有尤為重要的意義和作用。

1 信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械化水平的重要性

在黨的十九大報告中明確指出：“發(fā)展是解決我國一切問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，必須繼續(xù)推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，不斷壯大我國經(jīng)濟實力和綜合國力。”而要想繼續(xù)推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，就離不開農(nóng)業(yè)機械化的支持。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)目前的實踐操作過程中，農(nóng)業(yè)機械化與信息技術(shù)兩者之間彼此配合，目前已經(jīng)在農(nóng)業(yè)從業(yè)人員心中形成了一定共識。比如自動化收割機、無人駕駛航空播種機以及土壤維生素觀察機等等，其實這些各種各樣包含著信息技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。伴隨越來越多農(nóng)村青壯年勞動力外出務工，勢必會導致農(nóng)村青壯年勞動力越來越少，那么就更需要信息技術(shù)來提高農(nóng)業(yè)機械化水平，從而彌補因為大量農(nóng)村勞動力流失而可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響。而且也只有借助于信息技術(shù)，才能夠使農(nóng)業(yè)機械化水平得到進一步的提高，從而幫助農(nóng)業(yè)從業(yè)人員實現(xiàn)更加科學地種植，進而實現(xiàn)對土地更好的耕種，以及在收割結(jié)束之后更好地進行土地保護，實現(xiàn)糧食安全生產(chǎn)。

2 利用信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械管理水平

伴隨農(nóng)業(yè)機械保有量的持續(xù)增加，農(nóng)業(yè)機械的管理問題成為了影響農(nóng)業(yè)機械化水平的重要內(nèi)容。目前我國農(nóng)業(yè)機械管理主要存在以下幾個方面的問題：一是多種農(nóng)業(yè)機械共同工作的時候，由于缺乏合理的配置，從而導致彼此協(xié)調(diào)性差，進而影響了工作效率。二是農(nóng)業(yè)機械在工作過程中，缺乏科學的管理與指導，從而導致農(nóng)業(yè)機械很容易出現(xiàn)損壞情況。三是農(nóng)業(yè)機械管理水平落后。由于采用統(tǒng)一的標準來管理和使用農(nóng)業(yè)機械，忽視了農(nóng)業(yè)機械在類型、使用方法等方面存在的差異性，從而導致農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)力一定程度上受到了限制，進而影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，導致農(nóng)業(yè)機械資源的浪費。因此利用信息技術(shù)來提升農(nóng)業(yè)機械管理水平，對于農(nóng)業(yè)機械化水平的提升有著重要的意義。

比如通過建立信息管理系統(tǒng)，對接農(nóng)業(yè)機械管理，當將農(nóng)業(yè)機械的狀態(tài)、使用等相關(guān)信息輸入信息管理系統(tǒng)后，信息管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析，然后將分析結(jié)果清晰地顯示在屏幕上，有助于農(nóng)業(yè)機械管理人員更直觀地掌握農(nóng)業(yè)機械的狀態(tài)與使用情況。此外，信息管理系統(tǒng)還可以與農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫對接，通過對比土壤的水分、肥力等種植環(huán)境信息，從而向管理人員直接推薦最合適的農(nóng)業(yè)機械，從而有效提高農(nóng)業(yè)機械的工作效率。又如借助計算機控制系統(tǒng)來實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械故障的實時檢測，然后將檢測后的故障信息自動反饋給農(nóng)業(yè)機械維修企業(yè)或者生產(chǎn)企業(yè)，從而使得農(nóng)業(yè)機械的故障維修效率得到大大的提升，使得發(fā)生故障的農(nóng)業(yè)機械能夠盡快重新投入使用。

3 利用信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械導航水平

在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)在其中發(fā)揮著重要的作用，直接保障著農(nóng)業(yè)機械在使用過程中的安全性與穩(wěn)定性，而且有助于使得農(nóng)業(yè)機械操作人員的勞動強度得到一定程度上的降低。按導航方式不同，農(nóng)業(yè)機械導航技術(shù)主要可以分為雷達導航、紅外導航、激光導航、超聲波導航、磁感應導航、慣性導航、機器視覺導航、GNSS導航等等，為了確保導航質(zhì)量，進一步提升農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)質(zhì)量與作業(yè)效率，利用信息技術(shù)來提升農(nóng)業(yè)機械導航水平是非常有必要的。

比如我國自主研發(fā)的北斗自動導航駕駛技術(shù)可通過接收高精度的北斗衛(wèi)星定位導航信息來控制拖拉機進行田間作業(yè)，使農(nóng)機按照設(shè)定的路線自動駕駛，可應用于耕整地、起壟、播種、施肥、植保、收獲等多項環(huán)節(jié)。其自動導航精度可以達到±2.5厘米，鄰接行寬誤差在3%以內(nèi)，可以完全滿足生產(chǎn)要求。同時，還能夠?qū)崿F(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè)，不僅提高了作業(yè)效率，還減輕了機手的作業(yè)強度，現(xiàn)在，已經(jīng)在玉米、小麥、胡蘿卜、甘藍等多種作物上進行了自動駕駛技術(shù)的應用，涉及移栽、起壟、播種多個環(huán)節(jié)。這一技術(shù)的投入使用充分展現(xiàn)了農(nóng)機信息化、農(nóng)機智能化的優(yōu)勢，為農(nóng)業(yè)機械標準化種植保駕護航。需要注意的是，為了確保北斗自動導航駕駛技術(shù)的順利應用，還需要安裝固定基站，全面提升北斗定位精度，使農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)精度最高能夠達到2厘米，與移動式基站相比，固定基站更加方便、穩(wěn)定且精度跟高。

4 利用信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械作業(yè)水平

4.1 耕整方面

耕深是否能夠得到精確的測量，直接關(guān)乎到耕作深度的控制和耕作質(zhì)量。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研發(fā)成功農(nóng)機深松作業(yè)監(jiān)管與服務系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了智能傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)和無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)了深松作業(yè)狀態(tài)和作業(yè)面積準確監(jiān)測。主要功能包括衛(wèi)星定位跟蹤、耕深實時檢測、面積自動計量、遠程圖像監(jiān)測和機具自動識別。作業(yè)面積計量誤差小于3%，作業(yè)深度監(jiān)測誤差小于3cm。為解決微耕機在山地、丘陵地區(qū)作業(yè)時工作不平穩(wěn)，難以控制耕深等問題，目前國內(nèi)已有研究人員設(shè)計了一套微耕機耕深自動控制系統(tǒng)，由連桿和角度傳感器測得信號后，系統(tǒng)控制單元會對耕深自動計算，然后通過對阻力棒的入土深度的控制來調(diào)節(jié)耕深。而對于農(nóng)田而言，如果能夠得到精準平整，那么可以實現(xiàn)水、肥、藥的利用率得到顯著的提高。目前華南農(nóng)業(yè)大學成功研發(fā)了一款水田激光平地機，自動調(diào)整平地鏟高度的基準采用旋轉(zhuǎn)的激光平面，然后采用加速度計和微機械陀螺儀對平地鏟的水平傾角進行實時檢測，從而實現(xiàn)了自動調(diào)整平地鏟水平位置，使得平整精度可以達到3cm以內(nèi)。

4.2 種植方面

借助信息技術(shù)來實現(xiàn)變量播種和精量播種是目前農(nóng)業(yè)機械研發(fā)領(lǐng)域重點研究的內(nèi)容。中國農(nóng)機院研制的小麥變量免耕施肥播種機采用肥料質(zhì)量與流量的信息融合技術(shù)及反饋變量施肥播種控制技術(shù)，不需要耕翻土壤，切開根茬或切斷秸桿、開溝、施肥、播種、壓種、覆土、鎮(zhèn)壓等聯(lián)合作業(yè)可實現(xiàn)一次可完成。變量播種技術(shù)可根據(jù)土壤肥力、水分和作物產(chǎn)量潛力等實現(xiàn)對播種量的精準調(diào)節(jié)，提高作物對養(yǎng)分的利用能力。在電驅(qū)式排種器控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，中國農(nóng)業(yè)大學研發(fā)了一套玉米變量播種控制系統(tǒng)，借助GPS該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對播種機所在位置的精準定位，而且能夠借助GIS掌握該位置的水分、土壤、產(chǎn)量能力等信息，從而由控制器實時計算和對播種機的播種量進行實時調(diào)節(jié)。中國農(nóng)業(yè)大學還成功研究了一套電驅(qū)式玉米排種器控制系統(tǒng)，集成了觸摸屏技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)的該系統(tǒng)，較好地解決了傳統(tǒng)驅(qū)動方式存在的鏈條跳動、地輪打滑等問題從而影響排種器的正常工作，最終實現(xiàn)播種機作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)速度大大提高的目的。主要功能包括實時檢測播種機前進速度、實時控制排種器排種速度、實時顯示和設(shè)置播種參數(shù)，作業(yè)質(zhì)量≥97%，作業(yè)速度≤13km/h。

5綜上所述，對于農(nóng)業(yè)機械化而言，信息技術(shù)已經(jīng)成為推動我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化、智能化發(fā)展的核心技術(shù)，是促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設(shè)獲得進一步發(fā)展的動力之源。文章從農(nóng)業(yè)機械管理、農(nóng)業(yè)機械導航、農(nóng)業(yè)機械作業(yè)三個方面，提出了信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械化水平的對策，希望能夠?qū)ξ覈r(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展起到一定促進作用。