朱文軒

（江蘇安全技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江蘇徐州 221011）

農(nóng)業(yè)機械自動化在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展都有廣闊的空間。通過在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)管理、農(nóng)業(yè)排灌及農(nóng)機改良中應(yīng)用農(nóng)業(yè)機械自動化，為農(nóng)業(yè)的健康穩(wěn)健發(fā)展提供積極的驅(qū)動力。

1 農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用途徑

1.1 農(nóng)機自動化在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.1.1 播種過程的機械自動化

農(nóng)機自動化在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)播種過程中，自動化播種機械可以顯著改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以駕駛播種機實現(xiàn)高效自動播種，在播種效率大大提升的同時，播種質(zhì)量也得到了保證。人工播種時，受播種人員技術(shù)、經(jīng)驗等方面因素的影響，播種的質(zhì)量不盡相同。如播種深度、播種間距等都無法全面統(tǒng)一［1］。在自動化播種機械的輔助下，利用自動化控制系統(tǒng)，設(shè)置好具體的播種參數(shù)，播種機械就能夠嚴(yán)格按照設(shè)定的參數(shù)完成相應(yīng)的作業(yè)，實現(xiàn)精確化播種目標(biāo)。

1.1.2 施肥過程的機械自動化

施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，在農(nóng)作物整個生長期內(nèi)，要根據(jù)農(nóng)作物的種類，生長情況及環(huán)境條件來進行科學(xué)施肥。在施工過程中，采用農(nóng)機自動化方式可以依據(jù)種植面積、農(nóng)作物密度等因素，合理計算出最佳的施肥量和施肥間隔，提高了農(nóng)作物施肥的整體效果。在利用農(nóng)機自動化技術(shù)施肥時，可以高效控制施肥情況，規(guī)避傳統(tǒng)人工施肥對施工量掌握不好而施肥過多或過少的情況。另外，自動化機械施肥可以顯著提高肥料的施用均勻性，保證肥料能覆蓋于整個農(nóng)業(yè)種植區(qū)域［2］。自動化施肥機械目前有操作式和遠程控制式等不同類型。操作式自動化機械在施肥過程中更為靈活，可以根據(jù)農(nóng)作物實際情況進行及時調(diào)整。遠程控制式的自動化施肥方式主要采用自動化無人機，在自動化無人機上搭載自動施肥裝置，通過遠程控制無人機勻速飛過農(nóng)作物種植區(qū)進行自動噴灑，從而完成施肥。

1.1.3 收割過程的機械自動化

農(nóng)作物收割往往采用人工方式，以致農(nóng)業(yè)收割效率難以顯著提升，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者人數(shù)的要求也較高，并且農(nóng)作物收割時期有限，需要快速收割，避免對農(nóng)作物質(zhì)量造成影響。農(nóng)業(yè)機械自動化技術(shù)能很好地解決此問題。自動化收割機械可以基于信息自動化技術(shù)，對待收割的農(nóng)作物區(qū)域進行自動探測，并將探測數(shù)據(jù)通過感應(yīng)裝置反饋給自動化控制系統(tǒng)，系統(tǒng)基于收到的信息數(shù)據(jù)進行分析和處理，最終形成科學(xué)的收割方案［3］。自動化收割機械會按照收割方案進行作業(yè)，對農(nóng)作物區(qū)域進行有序收割。自動化收割過程非常高效，收割機械會沿著收割路線運行，不會遺漏農(nóng)作物區(qū)域。有了自動化收割機械的助力，只需要很少的人力就能快速完成大面積農(nóng)作物的收割工作，大大提高了收割效率。

1.2 農(nóng)機自動化在農(nóng)業(yè)管理中的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)機械自動化在農(nóng)業(yè)管理中也有很大的應(yīng)用價值，農(nóng)業(yè)管理貫穿于整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)周期，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，要想提高農(nóng)作物質(zhì)量或打破自然種植條件的限制，就需要人工控制農(nóng)作物生長的溫度、濕度和光照等，還要對農(nóng)作物生長情況進行全面的監(jiān)測，這些工作都可以依托自動化農(nóng)機裝置來完成。在溫室種植技術(shù)中，自動化機械設(shè)備的應(yīng)用非常廣泛，在溫室中安裝自動化控制和監(jiān)測裝置，能夠幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時準(zhǔn)確地掌握農(nóng)作物情況。通過自動化設(shè)備可以24 h 不間斷采集農(nóng)作物生長和環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在自動化技術(shù)支持下可以有效傳輸反饋到自動化控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析得到農(nóng)作物生長狀況，并與自動化管理系統(tǒng)中的正常數(shù)值進行對比，可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及時掌握農(nóng)作物生長中的偏差和問題，如生長緩慢、病蟲害等，并進行問題原因的查找和分析，通過溫度、光照及農(nóng)藥噴灑等自動化控制方式進行處理［4］。在農(nóng)作物管理時，可以通過設(shè)定執(zhí)行指令和目標(biāo)等，讓自動化裝置在無人狀態(tài)下仍然能夠正常運行。在溫室中，自動傳感裝置若監(jiān)測到土壤和空氣中的水分含量低于正常指標(biāo)，自動化控制系統(tǒng)會調(diào)取澆水指令，裝置接收到這個指令后會自動進行澆水操作，從而使農(nóng)作物管理更加科學(xué)高效。

1.3 農(nóng)機自動化在農(nóng)業(yè)排灌中的應(yīng)用

農(nóng)機自動化在排水和灌溉方面也能產(chǎn)生很好的效果。做好農(nóng)作物的科學(xué)灌溉和有效排水，是保證農(nóng)作物健康生長的基礎(chǔ)。在排水系統(tǒng)方面可以利用自動化機械技術(shù)，在水源和農(nóng)業(yè)區(qū)域之間建立聯(lián)系，基于自動灌溉需要設(shè)定灌溉時間和灌溉量，自動完成具體的灌溉操作。灌溉系統(tǒng)定時自動從水源處進行抽水和輸送，并通過灌溉噴頭向農(nóng)作物進行澆灌。噴頭裝置也可以應(yīng)用自動化技術(shù)對噴灑的覆蓋區(qū)域進行自動調(diào)整。當(dāng)自動化灌溉系統(tǒng)監(jiān)測到灌溉區(qū)域發(fā)生重疊時，便自動進行調(diào)整，既滿足農(nóng)作物的灌溉需求，又能夠?qū)崿F(xiàn)水資源節(jié)約目的［5］。在農(nóng)作物排水系統(tǒng)應(yīng)用方面，農(nóng)機自動化能夠提高排水效率。農(nóng)作物排水需要科學(xué)合理地開展，既保證有足夠的水量滲入土壤被農(nóng)作物根系吸收，又要避免過多的水量積聚，造成農(nóng)作物根系腐爛。排水系統(tǒng)會自動檢測土壤中的水分含量，并由此來確定排水時間。

1.4 農(nóng)機自動化在農(nóng)機一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用

農(nóng)機自動化機械技術(shù)日趨成熟，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用中可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的全面改良。農(nóng)機自動化技術(shù)為農(nóng)機發(fā)展提供了新的思考方向，并將科學(xué)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行了密切的關(guān)聯(lián)。在農(nóng)業(yè)機械研發(fā)方面，可以優(yōu)化和完善思路，對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械作業(yè)模式進行改進。傳統(tǒng)的農(nóng)機作業(yè)中，農(nóng)機功能單一，無法形成較好的一體化作業(yè)模式。在農(nóng)機自動化技術(shù)應(yīng)用中，通過將不同類型的農(nóng)業(yè)機械通過自動化控制系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)，使之成為一個統(tǒng)一的作業(yè)整體，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的一體化水平［6］。一體化自動農(nóng)機可以協(xié)調(diào)好各種具體的作業(yè)內(nèi)容，如自動化翻地機械運行時，自動化播種機械根據(jù)自動化控制系統(tǒng)反饋的信息自動跟隨進行播種作業(yè)。在自動化機械發(fā)展基礎(chǔ)上，使農(nóng)業(yè)機械性能得到極大的提升，對農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展也起到積極的推動作用。

2 農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展前景

2.1 智能自動化機械發(fā)展

農(nóng)業(yè)機械自動化的發(fā)展需要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，將自動化技術(shù)與智能技術(shù)進行結(jié)合?，F(xiàn)有的自動化機械技術(shù)只能按照既定的參數(shù)設(shè)置來完成指定的農(nóng)業(yè)作業(yè)，但是農(nóng)業(yè)作業(yè)中經(jīng)常會遇到一些突發(fā)情況，如在使用自動化無人機進行遠程控制噴灑農(nóng)藥時，遇到不連片的農(nóng)業(yè)種植區(qū)域，或種植區(qū)域按照不同農(nóng)作物分別耕種，區(qū)域出現(xiàn)交叉間隔情況時，就難以利用自動化機械來進行智能判斷和農(nóng)藥噴灑方案的調(diào)整。在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，需要基于農(nóng)機自動化技術(shù)的優(yōu)化，將智能體系與自動化系統(tǒng)結(jié)合［7］。在自動化控制系統(tǒng)中增加智能分析模塊，通過對采集到的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進行分析處理，以智能方式來進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)方面的設(shè)計。當(dāng)面對更為復(fù)雜的農(nóng)作物區(qū)域時，智能模塊會通過智能分析結(jié)果改變自動化系統(tǒng)的作業(yè)指令，基于模擬人類思維方式對于不連片區(qū)域關(guān)閉農(nóng)藥噴灑作業(yè)，到達有農(nóng)作物的區(qū)域后重新開啟農(nóng)藥噴灑裝置等。智能自動化技術(shù)還可以進行無人控制模式下的智能分析，根據(jù)傳感器獲取的農(nóng)作物數(shù)據(jù)判斷農(nóng)作物類型和生長期等要素，進而對農(nóng)藥類型、濃度等進行調(diào)整，保證農(nóng)藥噴灑與農(nóng)作物生產(chǎn)相匹配。

2.2 視覺自動化機械發(fā)展

農(nóng)業(yè)自動化技術(shù)要進行優(yōu)化升級，就要以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向為目標(biāo)，通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的充分研究對現(xiàn)有的自動化機械進行改良。農(nóng)業(yè)視覺技術(shù)是自動化機械發(fā)展的重要趨勢，在視覺技術(shù)應(yīng)用中可以解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的定位、精確化操作、圖像處理等問題。農(nóng)業(yè)自動化機械模式較為成熟，可以應(yīng)用機器人替代人工完成一些具體性、細(xì)節(jié)性的工作，不僅包括傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)作業(yè)，還包括農(nóng)業(yè)管理、監(jiān)控等多個方面。農(nóng)業(yè)機器人要想完成上述任務(wù)，就需要利用計算機視覺技術(shù)構(gòu)建模擬人類視神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，通過視覺技術(shù)進行圖像獲取和分析，對圖像中的異常情況進行自動提取，從而提升整體性的自動化農(nóng)業(yè)實踐水平。

3 結(jié)語

農(nóng)業(yè)機械自動化代表著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中科學(xué)技術(shù)的全面應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機械自動化能突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)依賴人工作業(yè)的局限，讓機械發(fā)揮更大的價值，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升，因此，需要相關(guān)人員進行更深一步的研究，推進我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展進程。