莫麗萍
(環(huán)江毛南族自治縣思恩鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)管理站,廣西 環(huán)江 547100)
環(huán)江毛南族自治縣(下文簡稱環(huán)江縣)位于廣西西北邊陲、云貴高原南麓,是國家鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)幫扶縣。縣境內(nèi)山地面積占51.9%,丘陵面積占42.11%,水域面積占5.99%,素有“八山一水一分田”之稱,由于地理環(huán)境的限制,難以引進(jìn)大型農(nóng)機(jī)設(shè)備,嚴(yán)重影響該地農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。因此,圍繞著環(huán)江縣的地理情況,對山地農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用特點(diǎn)進(jìn)行探索與分析,可為我國農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展提供一定借鑒與參考。
環(huán)江縣耕作人口多,耕地面積大,但是農(nóng)業(yè)發(fā)展較為落后。根據(jù)環(huán)江縣統(tǒng)計(jì)局頒布的《環(huán)江毛南族自治縣2022 年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報》,在2022年,該縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)值僅為18.76 億元。這是由于環(huán)江縣屬于多丘陵地區(qū),大型農(nóng)業(yè)機(jī)械難以推廣使用,與此同時,專門為山區(qū)生產(chǎn)的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械數(shù)量不但相對較少,且使用體驗(yàn)不佳。因此,圍繞著山地的特殊性,發(fā)展與之契合的農(nóng)業(yè)機(jī)械,對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)具有重要的推動作用。
1)收獲機(jī)械。秋收時,在環(huán)江縣的丘陵地區(qū),難以開展大型機(jī)械化作業(yè),嚴(yán)重影響收獲效率。筆者在此以玉米收獲為例進(jìn)行分析。就目前而言,環(huán)江縣農(nóng)戶采用的收獲機(jī)械主要有兩種——手扶式多行割曬機(jī)與手扶式單行收獲機(jī)。農(nóng)戶在使用單行收獲機(jī)的過程中,每次作業(yè)時,僅能收獲一壟,作業(yè)效率相對較低;割曬機(jī)在運(yùn)行的過程中,僅能割倒放鋪玉米秸稈,不能收獲果穗,且無法開展集糧、剝皮工作,導(dǎo)致此類工作依舊需要人工參與,使收獲效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期水平。
2)播種機(jī)械。在環(huán)江縣,農(nóng)戶所用的播種機(jī)的結(jié)構(gòu)以半自動化手扶式為主,此類設(shè)備通常帶有行進(jìn)輪。此類設(shè)備運(yùn)行的過程中,農(nóng)戶發(fā)動小型柴油機(jī),并通過皮帶(鏈條)為行進(jìn)輪提供動力,為確保工作正常,農(nóng)戶需要對平衡與方向進(jìn)行控制,在播種時,僅能播種1~2 行,效率較低,但其靈活性好,符合環(huán)江縣多丘陵的地理狀況。
3)中耕機(jī)械。正如前文所述,環(huán)江縣屬于多丘陵地區(qū),因此在使用機(jī)械進(jìn)行耕作的過程中,全機(jī)械化的農(nóng)用車的靈活性與行進(jìn)能力大打折扣。因此,環(huán)江縣農(nóng)戶在丘陵地帶進(jìn)行耕地作業(yè)時,所采用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備以兩輪手扶式拖拉機(jī)為主,該設(shè)備屬于半自動化設(shè)備,依舊需要人工參與,耕作效率較低,工作人員體力消耗大,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大影響[1]。
在山地丘陵地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時,經(jīng)常需要轉(zhuǎn)移或是轉(zhuǎn)彎掉頭,大型農(nóng)機(jī)難以滿足實(shí)際生產(chǎn)需求,而中小型農(nóng)機(jī)具有機(jī)動性強(qiáng)的特點(diǎn),可以更加迅速、靈活地完成生產(chǎn)任務(wù)。此外,中小型農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,農(nóng)戶容易掌握其使用方式與故障維修技術(shù)。因此,中小型農(nóng)機(jī)在山地丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有顯著優(yōu)勢,廣受環(huán)江縣農(nóng)戶的青睞與喜愛。相比于小型農(nóng)業(yè)機(jī)械,中型農(nóng)業(yè)機(jī)械適合在坡度相對較緩的耕地使用,具有生產(chǎn)效率高和勞動強(qiáng)度低的特點(diǎn),能夠有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
以背負(fù)式玉米收割機(jī)為例進(jìn)行分析。背負(fù)式玉米收割機(jī)具有較小的體積和重量,使用背負(fù)式玉米收割機(jī),農(nóng)戶可以輕松地穿梭在玉米地中,在復(fù)雜的丘陵地形上進(jìn)行操作。同時,背負(fù)式玉米收割機(jī)采用先進(jìn)的刀具設(shè)計(jì)和收割方式,能夠?qū)⒂衩浊o割斷得更加整齊均勻,減少損失和浪費(fèi)。此外,背負(fù)式玉米收割機(jī)的操作相對簡單,只需一個人背負(fù)設(shè)備進(jìn)行操作即可。操作人員可以通過手柄或按鈕來控制和調(diào)整收割機(jī)的工作狀態(tài),具有較高的操作性和靈活性。但是由于背負(fù)式玉米收割機(jī)的重心相對較高,而且工作部件位于前方,這會導(dǎo)致在坡度較大的地形上容易失去平衡,增加翻車和傾斜的風(fēng)險,不僅可能損壞設(shè)備,還可能造成操作員受傷[2]。
小型農(nóng)業(yè)機(jī)械的主要動力有二,即手扶拖拉機(jī)或小型拖拉機(jī),相比于大中型機(jī)械,小型農(nóng)業(yè)機(jī)械具有功能單一、生產(chǎn)效率低且須人力輔助的缺陷。然而,在具有大坡度的地區(qū),小型農(nóng)業(yè)機(jī)械可以滿足更大坡度的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)需求,并減輕農(nóng)戶的體力消耗,故此依舊具有不可替代的地位[3]。
我國農(nóng)業(yè)機(jī)械研究和發(fā)展的主要目標(biāo)是對大型農(nóng)機(jī)的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。但對山地農(nóng)機(jī)缺乏重視,導(dǎo)致山地農(nóng)機(jī)的發(fā)展無法達(dá)到預(yù)期水平,主要原因有以下兩點(diǎn):第一,山地地區(qū)通常是經(jīng)濟(jì)相對欠發(fā)達(dá)的地區(qū),農(nóng)民購買農(nóng)機(jī)設(shè)備的能力較弱,導(dǎo)致市場規(guī)模偏小,降低了企業(yè)投入研發(fā)和生產(chǎn)的積極性。第二,山地地區(qū)的特殊地理環(huán)境和氣候條件,使得山地地區(qū)農(nóng)機(jī)設(shè)備需要具備更高的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和靈活性[4]。然而,研發(fā)和制造這樣的農(nóng)機(jī)需要克服諸多技術(shù)難題,包括抗震能力、坡地作業(yè)能力、越野能力等。這些技術(shù)難題往往增加了研發(fā)和制造成本,導(dǎo)致企業(yè)不愿投入。
與此同時,適合山地地區(qū)的中小型農(nóng)業(yè)機(jī)械所用結(jié)構(gòu)以背負(fù)式結(jié)構(gòu)為主,即設(shè)計(jì)者將拖拉機(jī)與農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)相結(jié)合。相比于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,此類型農(nóng)業(yè)機(jī)械可以有效滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求,且價格低廉,適合經(jīng)濟(jì)收入不高的農(nóng)戶。但值得重視的是,由于拖拉機(jī)結(jié)構(gòu)的限制,導(dǎo)致以GPS 系統(tǒng)、紅外線傳感器為代表的新興技術(shù)無法在這些機(jī)型上實(shí)現(xiàn),嚴(yán)重影響了農(nóng)機(jī)的發(fā)展。同時,農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在制定發(fā)展策略的時候,通常將主要精力集中到大型農(nóng)機(jī)的研發(fā)工作上,這一現(xiàn)象致使大型農(nóng)機(jī)與中小型農(nóng)機(jī)之間的技術(shù)差距不斷拉大,嚴(yán)重影響了山地地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展[5]。
根據(jù)智研咨詢提供的數(shù)據(jù),農(nóng)村居民家庭戶主文化程度普遍偏低,2019 年,初中學(xué)歷占比達(dá)50.8%,小學(xué)學(xué)歷占比仍有32.5%。但現(xiàn)如今,環(huán)江縣農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所使用的中小型農(nóng)機(jī),操作過于復(fù)雜,導(dǎo)致部分受教育程度偏低的農(nóng)戶極易對山地農(nóng)機(jī)產(chǎn)生畏難心理,這一情況對農(nóng)機(jī)的推廣與發(fā)展極為不利。
正如前文所述,在山地地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時候,農(nóng)業(yè)機(jī)械難以直接應(yīng)用于坡度較大的地區(qū)。為了解決這一問題,我國農(nóng)機(jī)研究機(jī)構(gòu)與農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)提高對山地地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)的重視程度,對其進(jìn)行深入的研究與探索,提升山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的效率與質(zhì)量[6]。在進(jìn)行山地地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)的過程中,應(yīng)對以下幾點(diǎn)進(jìn)行深入分析與探索。
第一,底盤研究。底盤是山地農(nóng)機(jī)不可或缺的重要組成部分,山地農(nóng)機(jī)的底盤需要具備足夠的承載能力,以承受農(nóng)機(jī)自身的重量以及附加負(fù)荷。這樣可以保證農(nóng)機(jī)在山地環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行,避免因?yàn)榈妆P失效而發(fā)生意外。同時,山地地形不平坦,農(nóng)機(jī)在工作過程中會受到顛簸和振動的影響。良好的底盤設(shè)計(jì)可以有效減少振動對農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的破壞,提高機(jī)械的可靠性和使用壽命。此外,山地農(nóng)田地勢變化大,不同作業(yè)場地可能需要不同的底盤高度。因此底盤的高度調(diào)節(jié)能力可以使農(nóng)機(jī)適應(yīng)不同山地地貌,保證作業(yè)質(zhì)量和效率。
第二,結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在環(huán)江縣丘陵地區(qū),其耕地具有坡度較大的特點(diǎn),農(nóng)業(yè)機(jī)械如果想要正常運(yùn)行,其重心應(yīng)降低,從而降低翻車事故發(fā)生的概率。在滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,有關(guān)企業(yè)(機(jī)構(gòu))還應(yīng)對平原作業(yè)與坡地作業(yè)的實(shí)際效果差異進(jìn)行分析,并以此為依據(jù),對農(nóng)機(jī)的工作結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改與調(diào)整。
第三,安全性優(yōu)化。安全是生產(chǎn)的第一要素,但是在山地地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)時,農(nóng)機(jī)易出現(xiàn)安全事故,嚴(yán)重威脅農(nóng)戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此,有關(guān)企業(yè)應(yīng)重視安全措施的設(shè)計(jì)工作,首先,確保農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)牢固可靠,能夠承受復(fù)雜的山地環(huán)境和工作條件。其次,農(nóng)機(jī)在山地工作時需要頻繁剎車,因此制動系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)合理,杜絕制動失效問題。再次,為農(nóng)機(jī)設(shè)置合適的安全護(hù)欄和防護(hù)裝置,以防止工作時發(fā)生意外傷害。例如,安裝護(hù)欄和防護(hù)板來防止物體飛濺傷人、設(shè)置安全開關(guān)以避免誤操作等。最后,在設(shè)計(jì)農(nóng)機(jī)的過程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)添加安全提示標(biāo)志,包括但不限于:1)警示標(biāo)志,用于提醒周圍人員注意農(nóng)機(jī)的現(xiàn)存和潛在危險。例如,黃色三角形標(biāo)志上可能會標(biāo)有“警告”“危險”“注意”等字樣。2)禁止標(biāo)志,用于指示不允許進(jìn)行某些行為或進(jìn)入特定區(qū)域。例如,禁止入內(nèi)、禁止通行、禁止觸摸等。3)規(guī)范標(biāo)志,用于指示正確操作或執(zhí)行特定任務(wù)的方式。例如,標(biāo)明正確的操作步驟、安全距離要求、緊急停止按鈕等。4)提示標(biāo)志,用于提醒農(nóng)機(jī)操作人員應(yīng)注意的事項(xiàng)或特殊情況。例如,低頭禁止、注意行走道、防護(hù)裝置使用等。5)操作警示標(biāo)志,用于提醒操作人員關(guān)注控制臺上的指示燈、按鈕和開關(guān)的位置和功能[7]。
就目前而言,由于背負(fù)式結(jié)構(gòu)對拖拉機(jī)設(shè)備的依賴,環(huán)江縣所使用的中小型農(nóng)業(yè)機(jī)械,普遍存在技術(shù)落后于時代發(fā)展的問題。為了解決這個問題,有關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)擺脫背負(fù)式農(nóng)業(yè)機(jī)械的限制,研發(fā)專門用于山地的小型自走式山地專用農(nóng)機(jī)。相比于背負(fù)式農(nóng)業(yè)機(jī)械,此類新型農(nóng)機(jī)能夠應(yīng)用諸多先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),包括但不限于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、電子控制技術(shù)與液壓控制技術(shù)等,從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量[8]。
例如,通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以實(shí)時監(jiān)控山地農(nóng)機(jī)的運(yùn)行情況和工作狀態(tài);通過傳感器和攝像頭等設(shè)備,可以實(shí)時監(jiān)測農(nóng)機(jī)的油耗、溫度、濕度等參數(shù),并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器上進(jìn)行分析和管理,保證農(nóng)機(jī)能夠正常運(yùn)行;通過GPS 技術(shù),農(nóng)戶可以隨時隨地掌握農(nóng)機(jī)的運(yùn)行軌跡,如果發(fā)現(xiàn)問題,可及時對其進(jìn)行調(diào)整,避免重復(fù)耕作的問題,提高工作效率;應(yīng)用液壓系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)快速、平穩(wěn)的動作調(diào)節(jié),使得農(nóng)機(jī)在復(fù)雜山地地形中行駛得更加穩(wěn)定,減少地形變化對農(nóng)機(jī)的影響。
應(yīng)確保山地農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)簡單易懂,操作簡便,可采用以下方式實(shí)現(xiàn):1)盡量減少農(nóng)機(jī)的零部件數(shù)量,簡化結(jié)構(gòu),降低維修難度和成本,并使用標(biāo)準(zhǔn)化零部件,方便更換和修理;2)向農(nóng)民提供農(nóng)機(jī)使用和維修的培訓(xùn)和教育,幫助其充分了解農(nóng)機(jī)的性能、操作方法和維護(hù)技巧;3)有關(guān)部門在推出農(nóng)機(jī)后,應(yīng)定期或不定期地通過調(diào)查問卷、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查等方式,詢問農(nóng)戶的使用感受,并以此為依據(jù),對現(xiàn)有機(jī)械構(gòu)造進(jìn)行調(diào)整與修改,從而使山地農(nóng)機(jī)能夠更好地滿足農(nóng)戶的實(shí)際生產(chǎn)需求[9-10]。
總而言之,采用山地農(nóng)業(yè)機(jī)械可提高丘陵地區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),從而提高農(nóng)村人口的經(jīng)濟(jì)收益。因此,環(huán)江縣應(yīng)貫徹落實(shí)《“十四五”全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展規(guī)劃》《廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化高質(zhì)量發(fā)展“十四五”規(guī)劃》《廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械化改革發(fā)展實(shí)施方案(2022—2025 年)》等文件精神,認(rèn)真分析本地區(qū)山地農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用特點(diǎn),并以此為依據(jù),制定與之契合的發(fā)展方向,將其真正落實(shí)到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,提高農(nóng)民群體的經(jīng)濟(jì)收益,促進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興。