劉　磊　王　銳　李　航

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)發(fā)展探究

劉磊王銳李航

（荊楚理工學(xué)院機械工程學(xué)院湖北荊門448000）

我國幅員廣闊，氣候環(huán)境復(fù)雜，不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平存在一定差異，這主要體現(xiàn)在機械化水平方面。文章圍繞我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題進行研究，對未來我國的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展趨勢作出分析。

農(nóng)業(yè)機械化；發(fā)展趨勢；技術(shù)發(fā)展

我國農(nóng)業(yè)機械化水平迅速提高，雖然與發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)機械化水平仍存在一定差距，但是差距正在逐漸縮小。在農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展過程中，暴露了許多問題，這些客觀存在的問題極大地阻礙了我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，針對這些問題需要制定合理有效的解決方案，以確保農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展有足夠的推動力。機械自動化和機械智能化是未來主要的發(fā)展方向，通過與高新技術(shù)相結(jié)合，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)將不斷提升。

1 我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展現(xiàn)狀

我國的農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展整體平穩(wěn)，從農(nóng)業(yè)機械的研發(fā)、銷售到售后服務(wù)，都已經(jīng)初步形成了較為完善的體系。信息技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展使我國農(nóng)業(yè)機械的質(zhì)量和智能化水平得到了很大程度的提高。如今農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)覆蓋了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整個過程，從農(nóng)作物的種植一直到收獲都可以通過農(nóng)業(yè)機械完成。

我國農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品種類日益豐富，所提供的巨大生產(chǎn)能力越發(fā)明顯，目前已經(jīng)完全可以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)有幾個主要的特點：一是規(guī)?；?，較大規(guī)模的農(nóng)田使大型機械的作業(yè)更加高效；二是機械智能化和管理自動化，通過使用農(nóng)業(yè)機械，使農(nóng)作物的種植不再全部依賴人工；三是通過機械取代的方式實現(xiàn)農(nóng)作物種植的自動化管理，我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展所取得的成果最重要的一個表現(xiàn)是生產(chǎn)能力的提高。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)模式中，農(nóng)作物的種植過度依賴人工，生產(chǎn)效率低下，農(nóng)民從農(nóng)作物種植中獲取的利潤也有限。提高農(nóng)業(yè)機械化水平后，這種情況得到了明顯改善，并且在農(nóng)業(yè)機械的不斷發(fā)展和研究過程中，新技術(shù)的引入使農(nóng)業(yè)機械發(fā)揮出了更大的作用。

2 我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展存在的問題

盡管我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展取得了不錯的成效，但是我們要清晰地認識到其中仍然存在很多問題。

2.1 不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)機械化水平差異明顯

我國國土面積較大，不同地區(qū)的環(huán)境和文化存在差異，農(nóng)業(yè)機械化水平也存在較大差異。平原地帶相較丘陵地帶農(nóng)業(yè)機械化水平明顯更高，其原因是平原地帶地勢平緩，更加有利于大型機械作業(yè)；而在丘陵地帶，農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)環(huán)境更加復(fù)雜，機械的可靠性會明顯降低，很多工作將不得不依賴人工進行，導(dǎo)致機械化發(fā)展緩慢。

2.2 不同農(nóng)作物種植的機械化水平差距較大

這一問題主要集中于農(nóng)業(yè)機械類別不均，比如有些作物的種植已經(jīng)完全實現(xiàn)了機械化，而有些作物的種植則仍然需要過度地依賴人工。比如小麥的種植目前已經(jīng)基本實現(xiàn)了全面機械化，從播種到收割、脫粒，各種類型的農(nóng)業(yè)機械都可以滿足需要，但是棉花的種植仍然依賴于人工。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是不同農(nóng)作物具有不同的生長特性，部分農(nóng)作物的播種、收獲過程較為簡單，有利于研制適用的農(nóng)業(yè)機械，而部分農(nóng)作物的種植過程十分復(fù)雜，以目前的技術(shù)仍然難以實現(xiàn)機械化生產(chǎn)。

2.3 農(nóng)業(yè)機械價格過高

雖然農(nóng)業(yè)機械使用壽命較長，通常購買后可以長時間使用，同時可以達到省時省力的效果，但是由于農(nóng)業(yè)機械的生產(chǎn)成本較高導(dǎo)致價格偏高，在經(jīng)濟條件的制約下，很多農(nóng)民沒有能力或者不愿意購買農(nóng)業(yè)機械。

3 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)

3.1 通信技術(shù)的應(yīng)用

大多數(shù)農(nóng)民都是根據(jù)當?shù)赝寥狼闆r和環(huán)境特點長期種植某一種或幾種農(nóng)作物，既可以是經(jīng)濟作物，也可以是糧食作物。然而由于市場在不斷變化，作物的價格浮動也較大。利用信息技術(shù)可以掌握市場行情，及時推薦農(nóng)民選擇合適的作物種植；通過信息技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)分析哪一種作物可以取得更多的收益。除此之外，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的管理成本，以往需要人工看護的農(nóng)作物現(xiàn)在只需要安裝網(wǎng)絡(luò)攝像頭便可以達到安全管理目的。當互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展水平較低時，想要利用攝像設(shè)備對農(nóng)田進行全面監(jiān)控需要鋪設(shè)大量的通信電纜，不僅造價高而且十分不方便。云計算技術(shù)成熟之后，網(wǎng)絡(luò)攝像頭逐漸普及，在家中遠程監(jiān)控農(nóng)作物生長狀態(tài)也變成了現(xiàn)實。

3.2 傳感器技術(shù)的應(yīng)用

想要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的自動化管理，傳感器技術(shù)必不可少。通過專用傳感器不僅可以實時監(jiān)測土壤情況和農(nóng)作物生長狀態(tài)，還可以實時監(jiān)測農(nóng)業(yè)機械的工作狀態(tài)。當農(nóng)業(yè)機械在運行過程中發(fā)生故障時，操作人員可以及時發(fā)現(xiàn)并處理故障，所以引進先進的傳感器技術(shù)就顯得尤為重要。目前我國對于專業(yè)傳感器技術(shù)的研究取得了長足進步。比如使用溫度傳感器實時測量農(nóng)作物的生長環(huán)境溫度結(jié)合計算機系統(tǒng)實時評估當前溫度對農(nóng)作物生長的影響程度，并且根據(jù)評估結(jié)果自動控制環(huán)境溫度。特別是在溫室大棚的應(yīng)用中，溫度傳感器是核心技術(shù)之一。除此之外，溫度傳感器在谷物存放中也發(fā)揮了巨大作用，使用溫度傳感器可以實時監(jiān)測谷物存放環(huán)境的溫度，當溫度不利于谷物存放時會發(fā)出預(yù)警，及時提醒管理人員采取合理的措施。

3.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展與計算機技術(shù)的發(fā)展密不可分，通過引入電子計算機技術(shù)將更有利于農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展。電子計算機技術(shù)的發(fā)展使電子芯片的集成化程度更高，農(nóng)業(yè)機械可以安裝微型或者小型的芯片產(chǎn)品來實現(xiàn)機械與互聯(lián)網(wǎng)的連接。比如在農(nóng)業(yè)機械自動化設(shè)計中，通過將圖像采集設(shè)備、計算機控制中心以及農(nóng)業(yè)機械相連接，通過圖像采集設(shè)備采集農(nóng)作物生長環(huán)境的實時數(shù)據(jù)，再交由計算機控制中心處理這些數(shù)據(jù)，最后向農(nóng)用機械發(fā)出控制指令實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械智能化和自動化運行。并且隨著技術(shù)水平的提升，這些電子設(shè)備的性能和質(zhì)量都會越來越可靠。

3.4 機器人技術(shù)的應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)中，機器人技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用。在一些較為危險的工作環(huán)境中，使用機器人代替人工不僅可以提高作業(yè)安全性，還可以降低人工成本，提升工作效率。在農(nóng)業(yè)中，機器人同樣可以發(fā)揮重要的作用。隨著農(nóng)業(yè)機械智能化的發(fā)展，農(nóng)用機器人是機體一體化走向?qū)嵺`的探索，農(nóng)用機器人結(jié)合了人工智能自動控制等多項新型技術(shù)，能適應(yīng)復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。雖然目前機器人技術(shù)還不夠成熟，但是相信在不久的將來，農(nóng)業(yè)機器人將會在很多方面取代人工進行農(nóng)作物的種植。

3.5 精準化農(nóng)業(yè)體系的構(gòu)建

精準化農(nóng)業(yè)體系是一個綜合的概念，是各種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。利用精準化農(nóng)業(yè)體系可以及時獲取農(nóng)產(chǎn)品的生長特性，通過分析各項數(shù)據(jù)找出影響農(nóng)作物生長的關(guān)鍵因素，并結(jié)合這些因素智能化地給出種植建議。精準化農(nóng)業(yè)體系的搭建離不開互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在我國很多地區(qū)，農(nóng)作物的種植都是依靠農(nóng)民的種植經(jīng)驗，缺乏科學(xué)依據(jù)，很多農(nóng)作物的種植都存在誤區(qū)。精準化農(nóng)業(yè)體系則主要解決這些問題。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)，農(nóng)民可以及時獲取農(nóng)產(chǎn)品的各項生產(chǎn)特性和影響農(nóng)作物生長的環(huán)境因素，從而全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)農(nóng)作物種植知識。精準化農(nóng)業(yè)體系也著重解決農(nóng)民對農(nóng)業(yè)機械的操作學(xué)習(xí)問題。目前我國大型的農(nóng)業(yè)機械都是由專人操作的，普通農(nóng)民采用租賃的方式，這種合作模式在一定程度上阻礙了我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展。由于農(nóng)民缺乏大型機械的操作技能，對于農(nóng)業(yè)機械的依賴程度較低，往往一個村莊或者一個城鎮(zhèn)只有幾臺可以正常作業(yè)的大型農(nóng)業(yè)機械，在農(nóng)忙時節(jié)可以根據(jù)農(nóng)民的租賃情況利用這些大型農(nóng)業(yè)機械進行集中化作業(yè)。

4 未來農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著我國工業(yè)化水平的提升，未來農(nóng)業(yè)機械化程度會越來越高，并且向著智能化和自動化的大方向發(fā)展，同時節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展也是重要發(fā)展方向。

針對我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，今后農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展首先要注重與高科技結(jié)合，全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的信息化、智能化、自動化。其次需要調(diào)整我國農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，通過新材料和新工藝的應(yīng)用有效降低農(nóng)業(yè)機械的價格，讓農(nóng)業(yè)機械走進每家每戶，讓價格不再成為阻礙農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的因素。結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際特點，我國應(yīng)當研發(fā)和生產(chǎn)與之相匹配的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備。比如我國有大面積的丘陵農(nóng)田，所以用于這類農(nóng)業(yè)環(huán)境的農(nóng)業(yè)機械應(yīng)該有更加出色的越野能力和驅(qū)動力。最后要進一步提高農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的質(zhì)量，提升市場競爭力，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)上制定統(tǒng)一標準，形成完整的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在保證質(zhì)量的同時降低生產(chǎn)成本，從而壓低農(nóng)業(yè)機械的價格。除此之外，要進一步提升農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的安全性和可操作性，農(nóng)業(yè)機械的操作安全性十分重要，在未來的發(fā)展中如何進一步提高農(nóng)業(yè)機械的操作安全性是首要考慮的問題。安全性得到保障后，再進一步提高農(nóng)業(yè)機械的舒適性。

5 小結(jié)

我國的農(nóng)業(yè)企業(yè)化水平不斷提升，農(nóng)機產(chǎn)品趨向于多元化和全功能化，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域隨處都可以看到農(nóng)業(yè)機械的影子。但是目前很多農(nóng)作物種植并不能實現(xiàn)全面的機械化，所以要從技術(shù)層面突破農(nóng)機產(chǎn)品功能。相關(guān)部門要清晰認識到仍然存在的問題，不斷地吸取經(jīng)驗和探索改進，注重農(nóng)業(yè)機械與高科技的結(jié)合，實現(xiàn)機電一體化。除此之外，還要結(jié)合我國的實際情況配套研發(fā)相關(guān)農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品，進一步提高農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性、可操作性。圍繞這幾個主要目標持續(xù)發(fā)展，在未來農(nóng)業(yè)機械將更加智能化和自動化，不僅可以極大地提高生產(chǎn)效率，還能達到節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)的目的。

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劉磊（1999- ），男，漢族，湖北武漢人，本科在讀，研究方向：機械電子工程。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.11.41

S23-01

A

2095-1205(2020)11-85-02