王正寶

（臨夏州職業(yè)技術(shù)學(xué)校，甘肅 臨夏州 731100）

隨著全球人口的持續(xù)增長和食品需求的持續(xù)上升，農(nóng)業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻：氣候變化導(dǎo)致的不穩(wěn)定天氣、土壤退化、水資源短缺、病蟲害的蔓延，以及持續(xù)增加的生產(chǎn)成本都給農(nóng)民帶來了巨大的壓力。這些挑戰(zhàn)迫使農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)向更為現(xiàn)代化、高效和可持續(xù)的方式。此時(shí)，智能化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)的重要性顯得尤為突出。智能化技術(shù)逐漸進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了革命性的變化。例如，通過先進(jìn)的傳感器、自動(dòng)化設(shè)備、數(shù)據(jù)分析和人工智能等技術(shù)，農(nóng)民可以更精確地管理作物，提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，并減少對(duì)環(huán)境的影響。智能化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可缺少的一部分，它不僅有助于解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)面臨的各種問題，還預(yù)示著農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展方向，致力于使農(nóng)業(yè)成為一個(gè)更為高效、可持續(xù)和有益于社會(huì)的產(chǎn)業(yè)[1]。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)概述

1.1 定義及組成

農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)是指通過引入先進(jìn)的信息技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，賦予農(nóng)業(yè)機(jī)械和設(shè)備智能決策、自主操作和自我調(diào)整的能力，從而極大地提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率、質(zhì)量和可持續(xù)性。這種技術(shù)的核心組成包括傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與處理、自主導(dǎo)航系統(tǒng)以及用戶界面等。傳感器技術(shù)可以幫助機(jī)械感知外部環(huán)境，如土壤濕度、作物生長狀況等；數(shù)據(jù)分析與處理則是智能決策的基礎(chǔ)，可以根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供最優(yōu)策略；自主導(dǎo)航系統(tǒng)使農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠在田間自由移動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)；而用戶界面則是農(nóng)民與機(jī)械互動(dòng)的橋梁，能夠確保操作的便利性和準(zhǔn)確性[2]。

1.2 技術(shù)發(fā)展歷程

20 世紀(jì)80 年代至90 年代初，計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)初步應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。進(jìn)入21 世紀(jì)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化程度得到了飛速提高。無人駕駛拖拉機(jī)、智能化種植和灌溉系統(tǒng)以及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)等開始廣泛應(yīng)用于實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在發(fā)達(dá)國家，如美國、日本和歐洲國家，他們?cè)谶@一領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，其研發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也為其他國家提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)借鑒。而在發(fā)展中國家，隨著技術(shù)的日益普及和成本的下降，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械也逐漸進(jìn)入了農(nóng)民的視野，并開始為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來革命性的變化[3]。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)

2.1 無人機(jī)

無人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣泛性和實(shí)效性。它可以進(jìn)行高空拍攝，提供農(nóng)田的實(shí)時(shí)圖像，從而幫助農(nóng)民監(jiān)測農(nóng)作物的生長情況、病蟲害的蔓延以及土壤的濕度變化。通過無人機(jī)的高清航拍，農(nóng)業(yè)專家可以進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測而無需走訪每一片土地，有效地節(jié)約時(shí)間和人力資源。此外，無人機(jī)還可以進(jìn)行施肥、撒藥和播種等作業(yè)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[4]。

2.2 無人駕駛拖拉機(jī)

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，無人駕駛拖拉機(jī)逐漸進(jìn)入農(nóng)民的視野。這些拖拉機(jī)通過先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)和傳感器，可以在農(nóng)田中自主導(dǎo)航，執(zhí)行耕作、播種等任務(wù)。機(jī)械化播種同樣為農(nóng)業(yè)帶來了革命性的變化，它減少了手工播種帶來的高勞動(dòng)強(qiáng)度和不確定性，使播種更為精確和高效。這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，不僅提高了作物的產(chǎn)量，還降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人力成本[5]。

2.3 農(nóng)業(yè)機(jī)器人

近年來，農(nóng)業(yè)機(jī)器人是農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的新亮點(diǎn)。例如，采摘機(jī)器人能夠根據(jù)果實(shí)的成熟度進(jìn)行智能采摘，確保果實(shí)在最佳狀態(tài)下被收獲。施肥機(jī)器人可以對(duì)土壤的肥力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并根據(jù)作物的需要進(jìn)行精準(zhǔn)施肥。此外，除草機(jī)器人能夠識(shí)別農(nóng)田中的雜草，并進(jìn)行高效、環(huán)保的除草作業(yè)。這些機(jī)器人的應(yīng)用無疑為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了更高的精確度和效率。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)

水資源在全球范圍內(nèi)都是非常寶貴的，而農(nóng)業(yè)是水資源的主要消耗者。物聯(lián)網(wǎng)智能灌溉系統(tǒng)是一個(gè)將各種傳感器部署在農(nóng)田中，通過無線通信技術(shù)將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至云端進(jìn)行分析的技術(shù)體系。這些傳感器可以遠(yuǎn)程在線采集土壤墑情、pH 值、氣象信息等，實(shí)現(xiàn)墑情自動(dòng)預(yù)報(bào)、灌溉用水量智能決策、遠(yuǎn)程操控、自動(dòng)控制灌溉設(shè)備等功能。當(dāng)土壤濕度低于某一閾值時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)灌溉系統(tǒng)，確保作物得到恰當(dāng)?shù)乃止┙o。這樣不僅減少了水資源的浪費(fèi)，提高了作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，還為農(nóng)民帶來了更為便捷的農(nóng)田管理方式[6]。

3 應(yīng)用策略

3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，數(shù)據(jù)的重要性日益凸顯。隨著各種傳感器和設(shè)備的廣泛使用，農(nóng)場每天都在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析，從中提煉出有價(jià)值的信息和知識(shí)。云計(jì)算技術(shù)為農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力，使得數(shù)據(jù)處理和分析更加迅速和便捷。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策首先依賴于高質(zhì)量的數(shù)據(jù)收集。通過土壤傳感器、氣候監(jiān)測站和無人機(jī)等，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)場的各種參數(shù)，如土壤濕度、溫度、光照和營養(yǎng)成分等。這些數(shù)據(jù)不僅可以幫助農(nóng)民及時(shí)了解農(nóng)場情況，還可以為后續(xù)的決策提供依據(jù)。收集到數(shù)據(jù)之后，關(guān)鍵是如何利用這些數(shù)據(jù)。利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，找出種植的最佳時(shí)機(jī)、最適宜的施肥量和灌溉頻次等[7]。此外，也可以通過數(shù)據(jù)分析預(yù)測病蟲害的發(fā)生，從而提前采取措施?？傊瑪?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了革命性的變革，它使生產(chǎn)更加精準(zhǔn)、高效，同時(shí)也為農(nóng)民帶來了前所未有的便利。

3.2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)：定制化施肥、播種和灌溉

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，它根據(jù)土壤、氣候和作物的具體情況，為每塊土地提供定制化的種植模式。定制化施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，通過土壤測試確定土壤中的營養(yǎng)成分，根據(jù)作物的需求量進(jìn)行定制化施肥，不僅能提高肥料使用效率，還能減少對(duì)環(huán)境的影響。播種和灌溉也是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容。根據(jù)氣候和土壤的具體情況，選擇最佳的播種時(shí)間和種子種類，同時(shí)根據(jù)土壤濕度實(shí)時(shí)調(diào)整灌溉量和頻次，確保作物獲得最佳的生長條件。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了一種全新的種植模式，它更加科學(xué)、高效，能夠?yàn)檗r(nóng)民帶來更高的經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)也為環(huán)境保護(hù)作出了貢獻(xiàn)[8]。

3.3 與其他技術(shù)的集成

為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效生產(chǎn)，僅僅依賴智能化技術(shù)是不夠的，還需要與其他技術(shù)進(jìn)行深度集成。其中，生物技術(shù)和氣象技術(shù)是兩個(gè)非常重要的領(lǐng)域。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，例如轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯技術(shù)等，這些技術(shù)可以培育出抗蟲、抗病、高產(chǎn)的作物品種，大大提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和穩(wěn)定性。此外，生物技術(shù)還可以解決肥料和農(nóng)藥的使用問題，例如通過微生物固氮、生物制肥等方式，減少對(duì)化學(xué)肥料的依賴。氣象技術(shù)則為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有力的信息支持。通過對(duì)氣象數(shù)據(jù)的分析，可以預(yù)測未來的氣候變化，從而為播種、施肥和灌溉等工作提供依據(jù)。此外，氣象技術(shù)還可以預(yù)測病蟲害的發(fā)生，為防控工作提供重要信息。與其他技術(shù)的集成，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加科學(xué)、高效，同時(shí)也為農(nóng)民帶來了更高的經(jīng)濟(jì)收益。

3.4 智能化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建

要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的智能化生產(chǎn)，僅依賴單一的技術(shù)是不夠的，需要構(gòu)建一個(gè)完整、高效的智能化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。首先，需要構(gòu)建一個(gè)完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過各種傳感器、無人機(jī)和其他設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)場的各種參數(shù)，為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策提供依據(jù)。其次，需要構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)。利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的決策依據(jù)。此外，還需要與其他技術(shù)進(jìn)行深度集成，例如生物技術(shù)、氣象技術(shù)等，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)性和高效性。最后，需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民的培訓(xùn)和指導(dǎo)，使他們能夠熟練掌握這些智能化技術(shù)，確保技術(shù)的廣泛應(yīng)用和深入推廣?？傊?，構(gòu)建一個(gè)完整、高效的智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵，它將開辟一個(gè)全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)代。

4 面臨的挑戰(zhàn)和問題

4.1 技術(shù)的快速更新與持續(xù)的研發(fā)投入

隨著科技的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)也在不斷地迭代與更新。然而，這種迅速的技術(shù)演進(jìn)意味著企業(yè)需要持續(xù)的研發(fā)投入，以保持其在行業(yè)中的競爭力。對(duì)于很多小型農(nóng)業(yè)企業(yè)或農(nóng)戶而言，這種高頻率的技術(shù)更新可能導(dǎo)致他們難以跟上發(fā)展的步伐，因?yàn)樗麄兛赡軟]有足夠的資源或資金進(jìn)行持續(xù)的技術(shù)升級(jí)。此外，這也可能導(dǎo)致一些已經(jīng)投入使用的設(shè)備和技術(shù)在很短的時(shí)間內(nèi)過時(shí)，從而增加了企業(yè)和農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

4.2 農(nóng)民的技能培訓(xùn)和接受度問題

智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用不僅僅是技術(shù)上的轉(zhuǎn)變，還涉及農(nóng)民的工作方式、思維模式的改變。對(duì)于傳統(tǒng)的農(nóng)民來說，新技術(shù)意味著他們需要重新學(xué)習(xí)和適應(yīng)。因此，技能培訓(xùn)和教育成為一個(gè)重要問題，因?yàn)闆]有充分的技能培訓(xùn)，農(nóng)民可能難以有效地使用這些新型機(jī)械設(shè)備。同時(shí)，對(duì)于一些年長的農(nóng)民，他們可能會(huì)對(duì)新技術(shù)持有疑慮或抵觸心態(tài)，認(rèn)為傳統(tǒng)的方式更為可靠。因此，如何提高農(nóng)民的接受度，讓他們認(rèn)識(shí)到智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢，也是一個(gè)亟待解決的問題。

4.3 經(jīng)濟(jì)與政策因素

經(jīng)濟(jì)和政策因素對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的推廣和應(yīng)用產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。例如，政府的補(bǔ)貼政策或稅收減免可能會(huì)激勵(lì)農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)戶采用新技術(shù)。然而，如果沒有相關(guān)的政策支持，尤其是在初期投資較大的情況下，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的推廣可能會(huì)受到阻礙。此外，經(jīng)濟(jì)狀況也是一個(gè)重要的因素。在經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期，農(nóng)戶和企業(yè)可能更愿意進(jìn)行投資，采用新技術(shù)。但在經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期，他們可能會(huì)更加保守，選擇延遲或減少對(duì)新技術(shù)的投資。因此，為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的發(fā)展，需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)與政策的雙重因素，并制定相應(yīng)的策略。

5 相關(guān)建議

對(duì)于農(nóng)業(yè)智能化的投入，建議首先關(guān)注技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。新技術(shù)和方法的研究是推動(dòng)農(nóng)業(yè)智能化的核心動(dòng)力。因此，應(yīng)增加對(duì)相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目的資金支持。其次，為了確保技術(shù)的廣泛應(yīng)用，需要對(duì)農(nóng)民進(jìn)行智能化技術(shù)的培訓(xùn)和教育，幫助他們掌握和應(yīng)用這些先進(jìn)技術(shù)。此外，與高校和研究機(jī)構(gòu)的合作也是推進(jìn)農(nóng)業(yè)智能化的關(guān)鍵。通過產(chǎn)學(xué)研合作，加速技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室到農(nóng)田的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，應(yīng)該鼓勵(lì)企業(yè)參與農(nóng)業(yè)智能化的投資和開發(fā)，尤其是那些具有技術(shù)和資金實(shí)力的大企業(yè)。最后，政府在制定相關(guān)政策時(shí)，應(yīng)充分考慮農(nóng)業(yè)智能化的發(fā)展需要，并為其提供必要的支持和優(yōu)惠，如稅收減免、補(bǔ)貼等[8-10]。

6 結(jié)語

智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)不僅打開了高效、環(huán)保、精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新篇章，也讓人們對(duì)未來的農(nóng)業(yè)充滿期待。然而，任何技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展都離不開人的理解和接受。因此，需要開展更深入的研究、教育和培訓(xùn)，確保所有農(nóng)民都能夠受益于智能化技術(shù)。同時(shí)，各級(jí)政府和決策者也應(yīng)高度重視，為智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造有利的政策和環(huán)境。只有這樣，才能確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加高效、環(huán)境發(fā)展更加可持續(xù)。