冷 睿

（阜南縣農(nóng)機化技術(shù)學校，安徽 阜陽 236300）

隨著居民生活水平的提高以及城市化發(fā)展進程的加快，越來越多的農(nóng)村青年涌向城市，大量勞動力從農(nóng)村流出，導致農(nóng)村青壯年勞動力稀缺，城鄉(xiāng)之間的人口結(jié)構(gòu)不平衡。因勞動力缺乏，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提高了對農(nóng)機的需求程度，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化也成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。農(nóng)業(yè)機械自動化不僅降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本和勞動強度，而且顯著提升了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 農(nóng)業(yè)機械自動化分類

我國作為農(nóng)業(yè)大國，為了更好地實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化戰(zhàn)略發(fā)展目標，提高農(nóng)機自動化程度，提高農(nóng)作物生產(chǎn)品質(zhì)，從而形成規(guī)?；r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必經(jīng)之路。因此，有必要對農(nóng)業(yè)機械自動化進行分類?，F(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)機械自動化主要包含以下三個方面：1）部分農(nóng)機控制與裝置實現(xiàn)自動化，這是農(nóng)業(yè)機械自動化初級階段，人們可依靠設(shè)備已有的操作性能，對個別構(gòu)件進行改造，降低設(shè)備操作難度，同時提高設(shè)備運行效率，做好農(nóng)藥與種子的有效控制。2）已有機械自動化控制，這是農(nóng)業(yè)發(fā)展的中級階段。對部分操作簡單且重復的設(shè)備進行改造，降低設(shè)備運行的危險性，解放勞動力。應用計算機與遠程操作程序，調(diào)控設(shè)備耕作行距與深度，提高播種效率，完成對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作的實時調(diào)控和設(shè)備的自動化監(jiān)測。3）農(nóng)業(yè)機器人的自動化，這是農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段。這一情況類似于工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，通過對農(nóng)業(yè)操作程序的優(yōu)化設(shè)計，依據(jù)提前設(shè)計的程序控制機器人，使其可以契合農(nóng)機工具的使用要求，這將是全球范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展的終極追求[1]。

1.2 現(xiàn)狀分析

1.2.1 農(nóng)業(yè)機械制造水平較低

與西方發(fā)達國家相比，我國農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)的起步較晚，很多現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機械都是模仿發(fā)達國家的先進設(shè)備制造與生產(chǎn)的，設(shè)備應用缺乏核心生產(chǎn)技術(shù)，在機械性能方面也存在較大的差距。但是，發(fā)達國家農(nóng)機自動化發(fā)展目標，與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況、地理地勢條件不相符，產(chǎn)生了“水土不服”的現(xiàn)象，許多農(nóng)業(yè)機械在應用時必須對部分設(shè)備進行改進，或者對設(shè)備性能進行調(diào)整，但這樣會使農(nóng)機操作變得更加復雜，提升了農(nóng)業(yè)機械的使用成本，設(shè)備的后期維護與保養(yǎng)也面臨著一定困難[2]。

1.2.2 農(nóng)業(yè)設(shè)備較為落后

受到地區(qū)條件的限制，各區(qū)域之間地理環(huán)境、人力資源條件以及社會經(jīng)濟發(fā)展水平不同，部分地區(qū)沒有形成合理化的農(nóng)業(yè)種植面積布局，人們只能采用傳統(tǒng)的畜牧力結(jié)合人力播種灌溉作業(yè)方式，難以形成大規(guī)模機械化作業(yè)，導致許多先進設(shè)備無法被應用。比如，以色列節(jié)水灌溉技術(shù)不能應用于我國所有區(qū)域，且無法滿足灌溉技術(shù)應用下的用水需求，這類農(nóng)機自動化技術(shù)無法在我國大面積推廣應用。

1.2.3 精準農(nóng)業(yè)發(fā)展不夠成熟

農(nóng)機自動化進程中，精準農(nóng)業(yè)發(fā)展模式在我國尚處于初級階段，許多高新技術(shù)沒有被高效應用于生產(chǎn)過程中，無論是GPS定位系統(tǒng)還是傳感器系統(tǒng)，其技術(shù)應用效果達不到預期目標。不僅如此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的應用程度比較低，設(shè)備推進速度比較慢，農(nóng)機應用的準確性無法提高，且我國精準農(nóng)業(yè)發(fā)展還不夠成熟。

1.2.4 區(qū)域發(fā)展不平衡

我國是農(nóng)業(yè)大國，區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展存在著顯著的不平衡情況。各區(qū)域氣候條件、地形條件差異明顯，且農(nóng)業(yè)發(fā)展容易受到環(huán)境因素的影響，制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高。部分地區(qū)雖然可以憑借著優(yōu)越的地理條件，提高農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，但有的地區(qū)地形條件復雜，不適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)，大量的土地被過度開發(fā)。不僅如此，受地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的限制，各區(qū)域的農(nóng)業(yè)投入力度不同，偏遠地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展落后于沿海發(fā)達地區(qū)，導致區(qū)域間農(nóng)業(yè)發(fā)展不平衡。比如，經(jīng)濟實力較強的農(nóng)業(yè)機構(gòu)與合作社會優(yōu)先購入先進農(nóng)機設(shè)備，而經(jīng)濟落后或地理環(huán)境比較惡劣的區(qū)域難以實現(xiàn)機械化生產(chǎn)，只能繼續(xù)采用人力與畜牧力相結(jié)合的生產(chǎn)模式，生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)質(zhì)量無法得到保障。

1.2.5 缺乏專業(yè)人才

一直以來，我國缺乏專業(yè)化農(nóng)機研究人才，潛移默化地影響了農(nóng)機自動化研究進程，阻礙了農(nóng)業(yè)機械的自動化發(fā)展。高校在培育農(nóng)機專業(yè)人才時過于注重理論教學，忽略了農(nóng)業(yè)機械的實踐操作，很多專業(yè)人才普遍缺乏實際操作經(jīng)驗，種植人員掌握的專業(yè)知識不足，且操作技能水平達不到要求。產(chǎn)業(yè)發(fā)展中沒有對專業(yè)人員進行指導培訓，最終影響農(nóng)業(yè)機械自動化推進模式的轉(zhuǎn)變與創(chuàng)新[2]。

2 農(nóng)業(yè)機械自動化的技術(shù)優(yōu)勢

2.1 提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量

傳統(tǒng)農(nóng)機設(shè)備對人工操作存在著較大的依賴性，科技的發(fā)展使企業(yè)從勞動密集型轉(zhuǎn)為技術(shù)密集型，機械領(lǐng)域以提高設(shè)備的精密程度為重點。自動化技術(shù)的應用在推動農(nóng)業(yè)技術(shù)升級的同時，也促進了產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。農(nóng)業(yè)機械的應用與維修養(yǎng)護變得更加便捷，農(nóng)民在作業(yè)期間應用自動化設(shè)備進行節(jié)水灌溉、環(huán)境監(jiān)測以及病蟲害防治工作，從而轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，保證農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量[3]。

2.2 提高作業(yè)精度

農(nóng)業(yè)機械設(shè)計制造領(lǐng)域內(nèi)應用自動化技術(shù)，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，保證機械生產(chǎn)質(zhì)量，提高企業(yè)市場競爭力。位置傳感器與光電傳感器是設(shè)備內(nèi)部常用的裝置，依靠傳感器可以更有效地獲取機械作業(yè)執(zhí)行情況，準確獲取作業(yè)位置信息，調(diào)整作業(yè)位置，保證農(nóng)機作業(yè)精確度穩(wěn)步提升。不僅如此，集成控制模塊還可以提升各個部件響應速度，比如播種機作業(yè)中應用自動化技術(shù)，從而對排種器轉(zhuǎn)速與補種裝置精確控制，防止播種時出現(xiàn)漏種或者重播的問題。

2.3 保證農(nóng)機作業(yè)可靠性

設(shè)備運行期間的檢測元件比較多，應用檢測系統(tǒng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對元件的控制處理。速度傳感器與溫度傳感器作為檢測元件的重要組成部分，可以準確獲取農(nóng)機位置與運行狀態(tài)，通過處理器分析數(shù)據(jù)，以便調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)，提高設(shè)備作業(yè)的可靠性。

2.4 實現(xiàn)節(jié)本增效

在普及自動化技術(shù)之前，粗放型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式會產(chǎn)生嚴重的資源浪費問題。自動化技術(shù)的推廣能夠精確控制機械設(shè)計與制造工作，解決以往機械制造成本較高的問題。應用自動化技術(shù)后，農(nóng)業(yè)機械化設(shè)備可以自動化播種與植保。此外，農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)可以降低農(nóng)機事故發(fā)生率，減少了設(shè)備維修與養(yǎng)護的費用，在節(jié)約維修時間成本的同時提高農(nóng)機在農(nóng)忙季節(jié)的使用效率。

3 農(nóng)業(yè)機械自動化的具體應用

3.1 加大扶持力度

農(nóng)機自動化推進離不開政府的調(diào)控與指導，各地政府應加大支持力度，結(jié)合當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展條件與自然環(huán)境，按照農(nóng)作物品種和農(nóng)民勞作方式，明確不同方式之間的差異性，制定適合當?shù)氐霓r(nóng)機發(fā)展政策，創(chuàng)新農(nóng)機服務措施。及時頒布補貼優(yōu)惠政策，農(nóng)民購買農(nóng)機之后可以獲得補貼；出臺減稅簡政政策，扶持農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)提高生產(chǎn)能力；設(shè)立科技創(chuàng)新獎，鼓勵科研部門與生產(chǎn)企業(yè)提高創(chuàng)新能力，研發(fā)出高精尖智能化農(nóng)機設(shè)備，確保農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)。加大農(nóng)機社會服務與示范推廣力度，加強農(nóng)機生產(chǎn)質(zhì)量與安全管理，促進先進技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，用于基層農(nóng)業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展[4]。

3.2 重視先進技術(shù)應用

3.2.1 在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域內(nèi)的自動化技術(shù)

現(xiàn)階段，應用于農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的自動化技術(shù)主要包含以下5個方面：1）集成化技術(shù)。隨著農(nóng)機設(shè)計與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)要求的不斷提升，傳統(tǒng)控制技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。為了提高自動化技術(shù)在農(nóng)機中的應用效果，企業(yè)需要將自動化控制技術(shù)用于其中，發(fā)揮集成化技術(shù)的作用，加大農(nóng)機生產(chǎn)協(xié)調(diào)力度，提高農(nóng)機生產(chǎn)制造效率。2）柔性技術(shù)。以往的農(nóng)機設(shè)備在應用中存在著應變效果不理想的問題，這是因為設(shè)備管理方式有一定缺陷，制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升。柔性技術(shù)的應用為設(shè)備應變效果帶來了技術(shù)支持，企業(yè)將智能化與自動化技術(shù)相融合，使農(nóng)機設(shè)備制造環(huán)節(jié)更加順利，提高了自動化技術(shù)的應用價值。3）虛擬技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)在農(nóng)機中的推廣，結(jié)合自動化控制系統(tǒng)反映的問題作出優(yōu)化調(diào)整。4）智能化技術(shù)。社會的發(fā)展與智能化技術(shù)應用范圍的擴大，為農(nóng)業(yè)機械制造提供了技術(shù)保障。機器人的應用取代了人工生產(chǎn)制造方式，降低了農(nóng)業(yè)機械制造成本。智能化技術(shù)應用下，傳感器與機械裝置用于農(nóng)機設(shè)備中，并以電子形式為主控制發(fā)出設(shè)備運行指令，提高了設(shè)備制造自動化水平。5）計算機視覺技術(shù)。該技術(shù)在農(nóng)機設(shè)備中應用可以記錄產(chǎn)品生產(chǎn)信息，完成產(chǎn)品自動化收割和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量鑒定。比如在蘑菇采摘作業(yè)中，應用機器人與計算機視覺技術(shù)，對蘑菇采摘地點定位測量，發(fā)揮視覺技術(shù)圖像處理功能[5]。

3.2.2 在農(nóng)業(yè)種植和收獲環(huán)節(jié)的具體應用

1）在農(nóng)業(yè)智能化種植方面應用農(nóng)機自動化技術(shù)。早期拖拉機與耕作機屬于半自動化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，雖然減少了勞動力的投入，但很多細微部分還是需要人工完成?？萍嫉陌l(fā)展使網(wǎng)絡技術(shù)與智能傳感技術(shù)被用于農(nóng)機設(shè)備中，在提升農(nóng)機自動化技術(shù)水平的同時，也為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供技術(shù)支持。

2）在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與收割中應用農(nóng)機自動化技術(shù)。比如在幼苗種植期間，人們可以采用集成化管理技術(shù)，將農(nóng)機設(shè)備運行信息整合起來，不僅實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)種植流程的全方位監(jiān)管，也有效劃分了種植品質(zhì)，保證生產(chǎn)效率的提升。在農(nóng)產(chǎn)品收獲過程中通過農(nóng)作物收存一體化管理方式，提高收割機械的應用效率，促進農(nóng)作物收割的機械化與智能化管理。比如在玉米收割機中應用自動化技術(shù)，依靠設(shè)備的烘干與粉碎功能進行玉米的收割與存儲，同時還可以完成秸稈粉碎工作，提高收割工作效率。

3）在農(nóng)業(yè)施肥與灌溉自動化控制中應用農(nóng)機自動化技術(shù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中會耗費大量水資源，但是淡水資源面臨著不可再生資源日益緊張的局面，只有提高水資源利用率才能保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)灌溉中可以應用傳感器與電子計算機灌溉植物，或者依據(jù)傳感器傳回的信號了解農(nóng)作物生長情況，確定土壤干濕度，通過對各項參數(shù)的分析，確定當前農(nóng)作物生長是否需要灌溉，所需的水分與肥料量是多少，以此完成自動施肥與灌溉作業(yè)。此外，節(jié)水灌溉自動化監(jiān)控設(shè)備的應用，依靠智能控制系統(tǒng)完成農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉，應用傳感器技術(shù)自動化監(jiān)測土壤的溫度與濕度條件、氣候環(huán)境，創(chuàng)建專家?guī)齑_定不同時期和不同區(qū)域農(nóng)作物需水量與灌溉量。比如種植水稻過程中，采用自動化節(jié)水設(shè)備計算稻田含水量，下達灌溉指令，防止水資源浪費[6]。

3.3 優(yōu)化農(nóng)機自動化進程，提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)精細化水平

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)機自動化的應用需要不斷創(chuàng)新自動化技術(shù)，推進自動化發(fā)展進程。將農(nóng)機自動化技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動融合在一起，依據(jù)地區(qū)實際發(fā)展情況，結(jié)合生產(chǎn)需求研制出智能化機械設(shè)備。堅持以市場為導向，促進產(chǎn)學研一體化，多渠道研發(fā)農(nóng)機自動化技術(shù)。想要在農(nóng)機管理中實現(xiàn)科技化發(fā)展，就要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精細化發(fā)展，通過控制器、網(wǎng)絡技術(shù)的應用提升農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，提升產(chǎn)品競爭優(yōu)勢[7-8]。

3.4 提升機械維保意識，保證農(nóng)機耐用性

農(nóng)機自動化的應用不僅要對農(nóng)民正確使用設(shè)備進行指導，還需要培養(yǎng)農(nóng)民的維保意識，定期做好設(shè)備檢測工作，了解設(shè)備中各部分零件的運轉(zhuǎn)情況，做好農(nóng)機的維護保養(yǎng)。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境特殊，設(shè)備應用容易產(chǎn)生故障問題，所以需要經(jīng)常對設(shè)備進行養(yǎng)護。隨著農(nóng)機自動化水平的提高，設(shè)備組成結(jié)構(gòu)更復雜，半導體集成電路與微處理器的應用提高了機械成本，增加了設(shè)備維修養(yǎng)護難度，也使設(shè)備更加可靠耐用[9-10]。

3.5 加大專業(yè)人才培養(yǎng)力度

面對我國農(nóng)業(yè)機械自動化生產(chǎn)缺乏專業(yè)性人才的情況，有必要明確自動化發(fā)展方向，進一步優(yōu)化人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，加強校企合作，創(chuàng)造校企一體化教育平臺，為人才提供實踐機會，重點培養(yǎng)高端技術(shù)人才，加大人才培養(yǎng)力度。有關(guān)部門應加強示范引導，定期開展培訓活動，幫助農(nóng)民樹立正確的農(nóng)機設(shè)備自動化生產(chǎn)理念，通過先進農(nóng)機與生產(chǎn)方式的融合，實現(xiàn)土地資源利用的最大化。

4 總結(jié)

綜上所述，農(nóng)業(yè)機械自動化作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，對農(nóng)業(yè)發(fā)展進程有著重要意義，在合理調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)的同時，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。通過集成化技術(shù)、柔性技術(shù)、智能化技術(shù)、計算機視覺技術(shù)的應用，使農(nóng)業(yè)機械自動化在智能化種植、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)與收割、施肥與灌溉自動化控制中發(fā)揮作用，助推美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。