趙柏錕　呂俊煒　劉云凱

設(shè)施農(nóng)業(yè)中農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用實(shí)踐

趙柏錕呂俊煒劉云凱

（荊楚理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院湖北荊門448000）

隨著我國工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)化水平也在飛速提升。機(jī)械設(shè)備在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用十分重要，不僅可以降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以提高農(nóng)作物的質(zhì)量，對未來設(shè)施農(nóng)業(yè)向著現(xiàn)代化方向發(fā)展意義重大。文章對我國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題做出討論。

設(shè)施農(nóng)業(yè)；農(nóng)業(yè)機(jī)械；應(yīng)用現(xiàn)狀

設(shè)施農(nóng)業(yè)指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中通過人為的方式對農(nóng)作物生長的環(huán)境進(jìn)行干涉。農(nóng)業(yè)機(jī)械對設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，想要提高農(nóng)業(yè)化水平就必須以機(jī)械設(shè)備作為輔助。隨著我國工業(yè)化水平的提升，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造能力顯著提升，同時(shí)農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造成本也在逐漸降低，這就為農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的普及提供了基礎(chǔ)條件，雖然我國與發(fā)達(dá)國家的設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平仍存在差距，但差距正在逐步縮小。發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械有著極其重要的意義，不僅有助于提高農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)巨大規(guī)?；壳拔覈O(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)開始廣泛地使用農(nóng)業(yè)機(jī)械，機(jī)械自動(dòng)化水平也在不斷提升。

1 發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的重要意義

1.1 有助于提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量

在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，可以通過控制和改變農(nóng)作物生長的環(huán)境來獲得跨季農(nóng)產(chǎn)品。設(shè)施農(nóng)業(yè)的最大特點(diǎn)是農(nóng)作物的生長環(huán)境為封閉式的，但是這種封閉的環(huán)境也帶來了許多問題，如溫度不適宜和微生物繁殖過快等。如果缺乏必要的機(jī)械設(shè)施，溫室環(huán)境下的農(nóng)作物會(huì)缺乏較強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力，從而引發(fā)病蟲害。想要保障我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率以及農(nóng)作物產(chǎn)品的質(zhì)量，提高我國農(nóng)作物在國際市場上的競爭力，就要借助先進(jìn)的科學(xué)手段來改善設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)，推動(dòng)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。從農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展角度來說，想要提高我國的農(nóng)業(yè)化水平，就必須在設(shè)施和機(jī)械方面不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。

1.2 有助于降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度

設(shè)施農(nóng)業(yè)是新型的農(nóng)業(yè)類型，在我國有著顯著的勞動(dòng)密集型特點(diǎn)。從生產(chǎn)方式上來講，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)仍然過度依賴人工，這是機(jī)械化水平低的表現(xiàn)，還會(huì)造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率較低，使設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展受到很大的影響。機(jī)械化水平不高導(dǎo)致的最直接結(jié)果是勞動(dòng)強(qiáng)度巨大和生產(chǎn)效率偏低，尤其是近些年我國經(jīng)濟(jì)水平的提高，使得大批以農(nóng)業(yè)為生的農(nóng)民放棄農(nóng)作物種植轉(zhuǎn)向以打工為生，從而造成了勞動(dòng)力短缺的現(xiàn)狀。影響設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的因素有很多，如勞動(dòng)力價(jià)格上升、農(nóng)作物種植季節(jié)性明顯、結(jié)構(gòu)性短缺等。在“一二·五”發(fā)展計(jì)劃當(dāng)中，國家將設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平提升列為重點(diǎn)扶持項(xiàng)目，這說明我國將發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平放在了農(nóng)業(yè)發(fā)展的第一位。通過普及農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，以人工作業(yè)為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式將獲得轉(zhuǎn)變，設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的發(fā)展決定了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平，通過提高設(shè)施農(nóng)業(yè)的機(jī)械化水平和現(xiàn)代化水平，可以達(dá)到提高我國整體農(nóng)業(yè)水平的目的。

2 我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

自改革開放以來，我國一直對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的發(fā)展極為重視，也確確實(shí)實(shí)取得了重大成果。特別是近幾年我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)相對發(fā)展成熟，逐漸向著現(xiàn)代化的水平靠近，雖然同發(fā)達(dá)國家相比仍然存在一定的差距，但是已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；同F(xiàn)代化。通過與發(fā)達(dá)國家對比，發(fā)現(xiàn)我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械暴露出很多問題，下面將針對這些問題進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1 整體水平落后

目前我國整體農(nóng)業(yè)化水平不高，與發(fā)達(dá)國家相比，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化特別是設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展起步較晚，發(fā)展速度也較為緩慢，整體水平比較落后。想要改變這一現(xiàn)狀，在最短的時(shí)間內(nèi)趕超發(fā)達(dá)國家設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化水平，就必須將全面提升我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的機(jī)械化水平這一目標(biāo)列為國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略。

2.2 生產(chǎn)效率低下

我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械在生產(chǎn)效率方面較為落后，雖然我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅速并且已經(jīng)初步達(dá)到現(xiàn)代化水平，但是整體生產(chǎn)效率仍然不盡如人意。生產(chǎn)效率低下直接導(dǎo)致了設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械不能發(fā)揮其提高生產(chǎn)效率的作用。

2.3 精度較低

農(nóng)業(yè)機(jī)械的精度低一直是我國農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)不斷努力解決的問題之一，與發(fā)達(dá)國家相比，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械在精度方面存在著明顯的不足，精度低會(huì)直接影響農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，如果不能有效改善該問題，將給我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來不小的阻礙。

2.4 新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用速度緩慢

創(chuàng)新是技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力，設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械同樣需要?jiǎng)?chuàng)新。新材料的應(yīng)用、新工藝的研發(fā)以及新技術(shù)的應(yīng)用都可以提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)力，使之更好地服務(wù)設(shè)施農(nóng)業(yè)。

2.5 信息化程度低

如今是信息化社會(huì)，信息化發(fā)展已經(jīng)影響到各行各業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也不例外。信息化在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛，例如利用信息化手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的生產(chǎn)管理等，但是我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械在發(fā)展的過程中并沒有積極結(jié)合信息化手段，無法充分發(fā)揮信息化手段在設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械體系中的高效作用。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

想要降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，就必須合理利用農(nóng)業(yè)機(jī)械。農(nóng)業(yè)機(jī)械是設(shè)施農(nóng)業(yè)中的主要生產(chǎn)力，使用農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能夠提高農(nóng)作物的質(zhì)量。

3.1 自動(dòng)灌溉技術(shù)

自動(dòng)灌溉技術(shù)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是機(jī)械自動(dòng)化和機(jī)械智能化的表現(xiàn)。通過自動(dòng)灌溉技術(shù)，可以對農(nóng)作物生長的土壤環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)土壤含水量較低時(shí)主控系統(tǒng)便會(huì)控制灌溉設(shè)備及時(shí)澆灌。一方面，自動(dòng)灌溉技術(shù)的應(yīng)用可以達(dá)到節(jié)水的效果，從而降低生產(chǎn)成本；另一方面利用自動(dòng)灌溉技術(shù)能夠及時(shí)地對農(nóng)作物進(jìn)行澆灌，保證農(nóng)作物生長過程中對水分的需求。在實(shí)際的應(yīng)用中，首先為田地設(shè)置分界線，以分界為區(qū)域劃分對不同的區(qū)域進(jìn)行智能化灌溉，從而使得土壤的水分可以保持在一個(gè)合適的水平，保證農(nóng)作物不會(huì)因?yàn)槿彼罅繙p產(chǎn)。

自動(dòng)灌溉比人工灌溉更節(jié)約水資源，并且可以解放勞動(dòng)力。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，智能化和自動(dòng)化是兩個(gè)十分重要的概念，自動(dòng)化水平的高低決定了生產(chǎn)效率的高低。想要使設(shè)施農(nóng)業(yè)得以迅速發(fā)展，就必須提高機(jī)械化水平和自動(dòng)化水平，通過與計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。機(jī)械化和自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用特別是對計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)今世界新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研究方向之一。

3.2 自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)

前文提到，設(shè)施農(nóng)業(yè)指利用機(jī)械對農(nóng)作物生長環(huán)境進(jìn)行人工干預(yù)。在跨季作物的種植過程中，溫度控制是十分重要的一環(huán)。利用農(nóng)業(yè)機(jī)械可以模擬農(nóng)作物的生長環(huán)境對溫度做出自適應(yīng)調(diào)節(jié)，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況，根據(jù)其生長情況自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度。在美國和以色列等國家，設(shè)施農(nóng)業(yè)基本依靠機(jī)械化。這些國家十分重視利用雄厚的技術(shù)儲備對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行高效的自動(dòng)化管理，其設(shè)施農(nóng)業(yè)的機(jī)械自動(dòng)化水平比較發(fā)達(dá)。我國很多農(nóng)田都處于丘陵地帶，想要大規(guī)模實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)十分困難，并且我國的土地分配模式也決定了機(jī)械化生產(chǎn)推廣具有一定的難度。

3.3 機(jī)械卷簾

在溫室大棚的農(nóng)作物種植過程中，機(jī)械卷簾代替草簾可以大幅度節(jié)省人力。在以往的大棚種植中，溫室大棚在冬季需要頻繁地打開和關(guān)閉。使用機(jī)械卷簾裝置可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過控制設(shè)備對機(jī)械卷簾進(jìn)行自動(dòng)化控制，比如可以設(shè)置打開和關(guān)閉時(shí)間，農(nóng)民通過圖像收集設(shè)備實(shí)時(shí)觀察機(jī)械卷簾的工作情況。目前我國對于機(jī)械卷簾的需求較大，但是在使用的過程中仍然存在故障率高、維修困難、零件更換困難等問題，這些問題都需要進(jìn)一步解決。

3.4 自動(dòng)培植機(jī)械

自動(dòng)培植機(jī)械是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中重要的勞動(dòng)力替代工具。從種植到收獲都可以用現(xiàn)代化機(jī)械來代替人工。在設(shè)施農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程中，可以使用播種機(jī)來完成農(nóng)作物的廣泛種植，農(nóng)作物的收獲也可以使用農(nóng)業(yè)機(jī)械來代替。隨著機(jī)械自動(dòng)化水平的提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能綜合性越來越強(qiáng)，未來可以出現(xiàn)一臺機(jī)器完成種植、收獲工作的情況。

4 我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢

隨著我國農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求發(fā)生了很大的改變，對信息技術(shù)的需求逐漸增加，對硬件設(shè)施的數(shù)量需求逐漸減少。在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，農(nóng)業(yè)機(jī)械扮演著重要的角色，農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展直接決定了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平。在新型農(nóng)業(yè)面前，設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械更應(yīng)該向著智能化和信息化的方向發(fā)展，通過技術(shù)的提升使設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械更加高效和智能。

4.1 機(jī)械精度提升

未來，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械需要向著精度更高的標(biāo)準(zhǔn)去靠近，通過精密化程度的提高充分發(fā)揮出農(nóng)業(yè)機(jī)械在設(shè)施農(nóng)業(yè)中高效生產(chǎn)的優(yōu)勢。

4.2 體積減小

在設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化推廣的過程中，機(jī)械的體積大小不同推廣的難易程度有差異。如果設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械的體積過大將會(huì)有很多局限性，比如在溫室大棚中難以靈活使用。另外，小體積的機(jī)械使用起來更加方便，也便于存放。

4.3 新材料及新工藝的應(yīng)用

設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展離不開新技術(shù)、新工藝的加入。新型材料可以使機(jī)械的質(zhì)量提升，新技術(shù)和新工藝可以讓設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械更加理想化。在未來的設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中，新材料、新工藝和新技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越多，我國的農(nóng)業(yè)綜合實(shí)力將會(huì)明顯提升。

5 結(jié)束語

工農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開科技的支持，在信息化社會(huì)，機(jī)械設(shè)備是十分重要的生產(chǎn)工具。目前我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的機(jī)械化水平正在不斷提高，但是在發(fā)展過程中仍然存在不足之處。因此相關(guān)科研人員需要有正確的認(rèn)識，針對這些局限和不足設(shè)定目標(biāo)，制定發(fā)展和改善方案，并付諸實(shí)際行動(dòng)，全面提升我國設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展水平，努力打造一個(gè)高度現(xiàn)代化的機(jī)械化設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

[1]欒慶華.設(shè)施農(nóng)業(yè)工程機(jī)械化技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2020(7):11-12.

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趙柏錕（1998- ），男，漢族，山西運(yùn)城人，本科在讀，研究方向：機(jī)械電子工程。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.11.43

S233.9

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2095-1205(2020)11-89-02