張吉虎　周　文　方志軍

設施農業(yè)裝備技術發(fā)展探究

張吉虎周文方志軍

（荊楚理工學院湖北荊門448000）

隨著設施農業(yè)的不斷發(fā)展，對其裝備的機械化乃至智能化水平的要求不斷提升。文章分析了設施農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，從耕地裝備、施肥裝備、土壤改良裝備、收割裝備等四個方面介紹了我國設施農業(yè)裝備的應用，并從需求量和水平要求兩個方向介紹了我國設施農業(yè)裝備技術的發(fā)展趨勢。

設施農業(yè)；裝備；智能化

農業(yè)生產和生活過程中，農機裝備的作用巨大。農機裝備不僅可以減少人工勞動量，還能夠提高勞動生產效率，進而推動農業(yè)生產過程的標準化[1]。提高農機裝備的整體水平可以促進農業(yè)機械和信息化的融合。隨著農業(yè)水平的不斷發(fā)展，盡管農業(yè)生產的規(guī)模在不斷擴大，但在生產過程中的機械化水平仍然較低，生產過程中大多以手工作業(yè)為主，生產效率的提高緩慢。隨著人口的不斷增長，對農業(yè)產品的需求量也在與日俱增，因此，不斷擴大農業(yè)種植面積，推進農機裝備的規(guī)模擴大，降低勞動成本，提升勞動生產率勢在必行。[2]鑒于此，本文對設施農業(yè)裝備技術的發(fā)展現(xiàn)狀及實踐策略進行研究，以期為我國農業(yè)水平的發(fā)展建言獻策。

1 設施農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

認清我國設施農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是保障設施農業(yè)裝備技術發(fā)展的重要條件之一。進入21世紀以來，隨著國家對農業(yè)供給側改革的逐步推進，以及綠色農業(yè)發(fā)展理念的逐步落地，設施農業(yè)裝備得到較大規(guī)模的應用，尤其在一些平原地區(qū)，設施農業(yè)的發(fā)展步伐比較快，取得的成績也比較矚目[3]。截至2020年，設施農業(yè)的整體發(fā)展水平接近35%，在眾多環(huán)節(jié)中耕地、灌溉環(huán)節(jié)的機械化水平最高，分別達到71%和55%，其次是環(huán)境控制（24.6%）和栽種環(huán)節(jié)（15.3%），最后是采購和運輸環(huán)節(jié)僅為7.8%。由此可見，我國農業(yè)設施裝備整體機械化水平比較低，并且各環(huán)節(jié)之間的發(fā)展存在不一致的現(xiàn)象，耕地和灌溉的高度自動化水平和采購運輸、栽種環(huán)節(jié)的機械化水平嚴重不匹配[4]。以上問題都嚴重限制了我國農業(yè)的機械化水平的整體提高，尤其在相對落后的幾個環(huán)節(jié)，與國外發(fā)達國家的差距比較明顯，裝備技術水平落后于國外先進水平。綜上所述，我國必須把提高設施農業(yè)裝備技術發(fā)展作為提高我國農業(yè)機械化整體水平的重要落腳點之一。

我國的設施農業(yè)裝備技術與國外發(fā)達國家相比起步比較晚，由于起步階段經濟水平的落后，也在某種程度上限制了我國設施農業(yè)裝備技術的發(fā)展，在初期階段乃至現(xiàn)階段，仍然以塑料大棚和溫室栽培等模式為主。所以，發(fā)展適合國內基本情況的設施農業(yè)方式的耕地、灌溉、運輸和采購、栽種、育苗、收割、環(huán)境控制等裝備技術，應該作為我國未來設施農業(yè)裝備技術發(fā)展的主要方向。

綜上所述，機械化是未來設施農業(yè)裝備技術發(fā)展的主要方向，在此方向下，根據(jù)國內的基本國情和現(xiàn)狀，發(fā)展適合自身的耕地、灌溉、運輸和采購、栽種、育苗、收割、環(huán)境控制等裝備技術是主要方向[5]。鑒于此，本文將以上各個方面作為切入點，研究推進我國設施農業(yè)裝備技術發(fā)展的主要實踐策略。

2 設施農業(yè)裝備應用

2.1 耕地裝備

耕地裝備主要是負責對土地的犁耕、開溝、起壟和除草等。其主要是實現(xiàn)對土地的耕翻，將底層土地和上層土地進行互換，完成對土壤結構的調整，提升土壤的營養(yǎng)元素分配，最終實現(xiàn)對土壤的疏松，促進植物根系在生長過程中不受障礙的影響，促進水和肥料的運轉，提高土壤的整體水平。以蔬菜生長為例，其對土壤的要求較高，只有對土壤進行耕作，才可以為蔬菜的種植創(chuàng)造條件，精整機可以根據(jù)蔬菜的生長需求，在一次耕地的情況下便可完成對土壤的松土、整平等作業(yè)。在蔬菜耕地過程中，還需要配合起壟機，一般使用自走式起壟機，其結構簡單，操作比較簡便，可以很好地適應蔬菜等耕作環(huán)境。

2.2 施肥裝備

在進行農作物種植的過程中，施肥是必不可少的環(huán)節(jié)。施肥能夠最大限度地增強土壤的肥力，提高土壤的理化水平?，F(xiàn)如今，溫室大棚中基本上采用人工撒肥的作業(yè)方式進行作物的施肥工作，勞動強度比較大，人體皮膚如果在施肥過程中長期和肥料接觸，會造成燒傷。同時由于農民大多數(shù)是依靠經驗完成撒肥作業(yè)，在撒肥過程中對撒肥的均勻性把控比較差，存在對肥料的浪費等情況，撒肥作業(yè)的工作質量較低。為了解決這一問題，在撒肥作業(yè)過程中，可使用撒肥機進行作業(yè)。撒肥機是在整地作業(yè)前，將固定的肥料均勻地撒到土壤中的機器。在眾多撒肥機中，應用最廣泛的是離心式撒肥機，其結構比較簡單，并且重量輕、撒肥的幅度比較大、工作效率比較高，因此被大多數(shù)發(fā)達國家和地區(qū)應用。此種撒肥機大多采用懸掛式或者自走式作為動力系統(tǒng)的主要形式，其動力借助軸和皮帶的旋轉，完成撒肥作業(yè)。撒肥過程中，根據(jù)作業(yè)形式的不同，可以實現(xiàn)單邊或者雙邊撒肥。

2.3 土壤改良裝備

如果土壤經過多年的連續(xù)種植，其土壤的性能會降低，土壤中的營養(yǎng)均衡程度會比較差。在經過大量的農藥或者其他肥料的使用后，土壤容易發(fā)生板結、理化性能失調等問題。土壤是保證農作物正常生長的主要條件之一，因此對土壤進行改良，提升土壤的性能對于農作物的生長非常重要。在日常農業(yè)生產和生活中，對土壤進行殺毒是保證土壤性能的主要方法，最常用的土壤殺菌法是高溫蒸汽消毒法。其主要原理是將高溫蒸汽通入土壤中，用蒸汽殺滅其中的細菌等。因為高溫蒸汽不會形成藥物殘留，也不會使得土壤中的病蟲產生耐藥性，還能夠避免或者改善土壤的板結等情況，所以在日常土壤改良過程中，常使用此種方法。高溫蒸汽消毒主要作業(yè)流程：拖拉機帶動旋耕機和消毒機工作，在行進過程中旋耕機道具主要負責土壤的破碎和疏松，與此同時，蒸汽消毒箱帶動軟管前進，蒸汽輸送軟管一端和蒸汽裝置聯(lián)通，最終實現(xiàn)將高溫蒸汽輸送至被改良土壤中。在日常改良過程中，還可以采用自走式精旋土火焰殺蟲設備，完成對土壤中有害細菌的殺滅，此種設備有很好的改良技術支撐。

2.4 收割裝備

蔬菜的收割過程比較復雜，其中勞動強度較大的是葉類蔬菜收割，而在國內，此種收割作業(yè)大多借助人工完成?，F(xiàn)如今，葉類蔬菜收割的各類機械研制工作均已經在各省內通過科研計劃項目有條不紊地進行，多款可對不同葉菜的收割機械在進行田間被試點應用。其中莖葉類蔬菜有序收獲機，主要實現(xiàn)收獲過程有序化，是一種莖葉兼收、電動高效、自走式有序收獲機具。此種機械結構簡單、運輸方便、并且工作效率比較高，有效地提高了蔬菜的收獲效率。另外，針對金花菜等作物，相關科研院所還研制出了改進型的莖葉類蔬菜有序收獲機。此種機械的工作效率已經達到每小時完成3 600 m2的金花菜收割。另外，科研機構還研制了如菠菜、韭菜等不同類型的作物的收割設備，大幅提高了園藝類作物的收割機械化水平。

3 設施農業(yè)裝備技術發(fā)展趨勢

3.1 發(fā)展需求旺盛

綜上所述，設施農業(yè)的發(fā)展正朝著多樣化、標準化的方向發(fā)展，這為我國設施農業(yè)技術的發(fā)展提供了動力。如果設施農業(yè)能夠達到標準化生產的條件，其生產線和生產作業(yè)流程便可以固化，其生產成本和效率將會大大降低，可以達到工廠化生產的條件，對我國農業(yè)裝備的機械化有著深遠的影響意義。另外，國內農業(yè)正由粗放型生產向精細化生產的方向發(fā)展，此種生產方式僅僅依靠手工作業(yè)難以實現(xiàn)，對設施農業(yè)裝備的依賴性將會更大。隨著農村人口近些年來向城市的不斷轉移，農村人口數(shù)量銳減，勞動力的需求比較旺盛。和發(fā)達國家相比，我國的自動化程度還不高，在銳減的勞動力和日益增長的農作物需求方面，如何做好平衡非常重要。由此可見，設施農業(yè)裝備技術發(fā)展需求是非常旺盛的，這也意味著設施農業(yè)裝備技術擁有著廣闊的市場前景。

3.2 智能化水平要求不斷提升

近年來，隨著智能化水平的不斷發(fā)展，農業(yè)裝備的發(fā)展發(fā)生了變革，也對農業(yè)機械的發(fā)展產生了深遠的影響。機械化和自動化是實現(xiàn)農業(yè)裝備智能化的必經之路。一旦實現(xiàn)智能化，其生產效率也會成倍提高，可以實現(xiàn)從整地到收割全過程的管理，不僅可以實現(xiàn)設施農業(yè)向高產出、安全優(yōu)質、綠色方向發(fā)展，還能夠提高我國設施農業(yè)的整體發(fā)展水平，提升我國的核心競爭力。

4 結論

綜上所述，設施農業(yè)裝備技術在國內經過了比較漫長的發(fā)展周期，雖然已經在某些領域取得了一些成果，但總體來看，在設施農業(yè)全壽命周期管理方面，還遠未達到發(fā)達國家的發(fā)展水平，在未來仍然有著非常遠的路要走。隨著日益減少的農村勞動力以及農作物需求的不斷增長，如何實現(xiàn)設施農業(yè)裝備的智能化，解決環(huán)境監(jiān)測、運輸和采購等薄弱環(huán)節(jié)的機械化或自動化問題，仍然是未來設施農業(yè)裝備技術的主要研究課題之一。

[1]段振偉,富豐澤,何金芬.淺議現(xiàn)代設施農業(yè)保溫栽培技術的應用及發(fā)展意義[J].農業(yè)開發(fā)與裝備,2020(3):65-66.

[2]雷維,王川,劉杰.農業(yè)植保機械技術應用策略探究[J].廣東蠶業(yè),2020,54(11):97-98.

[3]陳冠昊.RTKGPS系統(tǒng)在智能化農業(yè)機械裝備中的應用[J].廣東蠶業(yè),2020,54(8):69-70.

[4]吳曉燕,唐衛(wèi)群.提升科技服務能力促進現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展——黃陂區(qū)以科技支撐發(fā)展現(xiàn)代都市農業(yè)的實踐與探索[J].湖北農機化,2020(3):17-18.

[5]王來成,唐尚梅.淺析臨夏縣設施農業(yè)生產現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].農家參謀,2020(6):73.

張吉虎（1998- ），男，漢族，山西運城人，本科在讀，研究方向：機械設計制造及其自動化。

S6

A

2095-1205(2021)02-80-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.02.39