張吉虎　周　文　方志軍

設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展探究

張吉虎周文方志軍

（荊楚理工學(xué)院湖北荊門448000）

隨著設(shè)施農(nóng)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(shè)施農(nóng)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(shè)施農(nóng)業(yè)裝備的應(yīng)用，并從需求量和水平要求兩個方向介紹了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢。

設(shè)施農(nóng)業(yè)；裝備；智能化

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

1 設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

認(rèn)清我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是保障設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的重要條件之一。進入21世紀(jì)以來，隨著國家對農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的逐步推進，以及綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展理念的逐步落地，設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備得到較大規(guī)模的應(yīng)用，尤其在一些平原地區(qū)，設(shè)施農(nóng)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(shè)施農(nóng)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(dá)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(nóng)業(yè)設(shè)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(yán)重不匹配[4]。以上問題都嚴(yán)重限制了我國農(nóng)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(dá)國家的差距比較明顯，裝備技術(shù)水平落后于國外先進水平。綜上所述，我國必須把提高設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展作為提高我國農(nóng)業(yè)機械化整體水平的重要落腳點之一。

我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)與國外發(fā)達(dá)國家相比起步比較晚，由于起步階段經(jīng)濟水平的落后，也在某種程度上限制了我國設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)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(nèi)基本情況的設(shè)施農(nóng)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(shù)，應(yīng)該作為我國未來設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的主要方向。

綜上所述，機械化是未來設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的主要方向，在此方向下，根據(jù)國內(nèi)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(shù)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(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的主要實踐策略。

2 設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)用

2.1 耕地裝備

耕地裝備主要是負(fù)責(zé)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(jié)構(gòu)的調(diào)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(zhuǎn)，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(jié)構(gòu)簡單，操作比較簡便，可以很好地適應(yīng)蔬菜等耕作環(huán)境。

2.2 施肥裝備

在進行農(nóng)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(nóng)民大多數(shù)是依靠經(jīng)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(zhì)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(yīng)用最廣泛的是離心式撒肥機，其結(jié)構(gòu)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(dá)國家和地區(qū)應(yīng)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(zhuǎn)，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(jīng)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(jīng)過大量的農(nóng)藥或者其他肥料的使用后，土壤容易發(fā)生板結(jié)、理化性能失調(diào)等問題。土壤是保證農(nóng)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(nóng)作物的生長非常重要。在日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(xì)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(chǎn)生耐藥性，還能夠避免或者改善土壤的板結(jié)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(fù)責(zé)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(shè)備，完成對土壤中有害細(xì)菌的殺滅，此種設(shè)備有很好的改良技術(shù)支撐。

2.4 收割裝備

蔬菜的收割過程比較復(fù)雜，其中勞動強度較大的是葉類蔬菜收割，而在國內(nèi)，此種收割作業(yè)大多借助人工完成。現(xiàn)如今，葉類蔬菜收割的各類機械研制工作均已經(jīng)在各省內(nèi)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(guān)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(jīng)達(dá)到每小時完成3 600 m2的金花菜收割。另外，科研機構(gòu)還研制了如菠菜、韭菜等不同類型的作物的收割設(shè)備，大幅提高了園藝類作物的收割機械化水平。

3 設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 發(fā)展需求旺盛

綜上所述，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展正朝著多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，這為我國設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展提供了動力。如果設(shè)施農(nóng)業(yè)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的條件，其生產(chǎn)線和生產(chǎn)作業(yè)流程便可以固化，其生產(chǎn)成本和效率將會大大降低，可以達(dá)到工廠化生產(chǎn)的條件，對我國農(nóng)業(yè)裝備的機械化有著深遠(yuǎn)的影響意義。另外，國內(nèi)農(nóng)業(yè)正由粗放型生產(chǎn)向精細(xì)化生產(chǎn)的方向發(fā)展，此種生產(chǎn)方式僅僅依靠手工作業(yè)難以實現(xiàn)，對設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備的依賴性將會更大。隨著農(nóng)村人口近些年來向城市的不斷轉(zhuǎn)移，農(nóng)村人口數(shù)量銳減，勞動力的需求比較旺盛。和發(fā)達(dá)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(nóng)作物需求方面，如何做好平衡非常重要。由此可見，設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展需求是非常旺盛的，這也意味著設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)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(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展發(fā)生了變革，也對農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。機械化和自動化是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)裝備智能化的必經(jīng)之路。一旦實現(xiàn)智能化，其生產(chǎn)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(shè)施農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)出、安全優(yōu)質(zhì)、綠色方向發(fā)展，還能夠提高我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展水平，提升我國的核心競爭力。

4 結(jié)論

綜上所述，設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)在國內(nèi)經(jīng)過了比較漫長的發(fā)展周期，雖然已經(jīng)在某些領(lǐng)域取得了一些成果，但總體來看，在設(shè)施農(nóng)業(yè)全壽命周期管理方面，還遠(yuǎn)未達(dá)到發(fā)達(dá)國家的發(fā)展水平，在未來仍然有著非常遠(yuǎn)的路要走。隨著日益減少的農(nóng)村勞動力以及農(nóng)作物需求的不斷增長，如何實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)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(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)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(shè)施農(nóng)業(yè)保溫栽培技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展意義[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,2020(3):65-66.

[2]雷維,王川,劉杰.農(nóng)業(yè)植保機械技術(shù)應(yīng)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(nóng)業(yè)機械裝備中的應(yīng)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(wù)能力促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展——黃陂區(qū)以科技支撐發(fā)展現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)的實踐與探索[J].湖北農(nóng)機化,2020(3):17-18.

[5]王來成,唐尚梅.淺析臨夏縣設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].農(nóng)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(shè)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