徐曉瑩,李艷玉

(榆樹市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊(duì),吉林 榆樹 130400)

0 引言

現(xiàn)階段,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式正由傳統(tǒng)單一農(nóng)機(jī)作業(yè)逐步向全程機(jī)械化轉(zhuǎn)型,農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的組成部分,應(yīng)用農(nóng)機(jī)產(chǎn)品可顯著提高工作效率和作業(yè)規(guī)范性,降低生產(chǎn)過程對人力資源的過度依賴,有利于形成規(guī)范且高效的生產(chǎn)模式。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過程中,受機(jī)械性能、操作方式、作業(yè)方案等諸多因素影響,導(dǎo)致生產(chǎn)過程存在能源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題,在一定程度上影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化發(fā)展,通過應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)與綠色環(huán)保作業(yè)模式,改善現(xiàn)有機(jī)械化生產(chǎn)弊端,將有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)現(xiàn)存問題

1.1 機(jī)械性能

農(nóng)業(yè)機(jī)械性能在一定程度上會影響能源利用率,如部分農(nóng)業(yè)機(jī)械動力小、作業(yè)效率低、技術(shù)落后,導(dǎo)致生產(chǎn)過程不能充分利用燃油提供高效率的優(yōu)質(zhì)作業(yè),頻繁出現(xiàn)故障等,造成燃油消耗量增加。同時(shí),部分農(nóng)村地區(qū)存在老舊農(nóng)機(jī)占比高,部分農(nóng)機(jī)接近或已經(jīng)達(dá)到報(bào)廢年限,但仍投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用,致使出現(xiàn)油耗高、功效低的問題。此外,老舊農(nóng)機(jī)可靠性明顯降低,部分機(jī)具甚至存在滴油、漏油的現(xiàn)象,產(chǎn)生能源損耗和農(nóng)田污染等問題[1]。

1.2 經(jīng)營模式

對于不同條件的耕地,選擇不同的農(nóng)機(jī)類型也會使能源的利用率有所不同。對于經(jīng)營面積小的耕地,選擇中大型農(nóng)機(jī)作業(yè)會造成機(jī)具作業(yè)范圍受限,頻繁調(diào)頭、轉(zhuǎn)彎等操作浪費(fèi)作業(yè)時(shí)間,加之大排量農(nóng)機(jī)單位時(shí)間燃油消耗率更高,因此在小塊耕地應(yīng)用會造成能源浪費(fèi);對于大面積的連片耕地,若應(yīng)用落后的小型農(nóng)機(jī)也會因?yàn)榈托?dǎo)致能源浪費(fèi)[2]。

1.3 操作技能

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中存在一部分駕駛員駕駛專業(yè)性不足,很多農(nóng)機(jī)設(shè)備由農(nóng)民自己駕駛,只經(jīng)過簡單培訓(xùn)或自己簡單摸索就操作使用,操作方式不熟練、不規(guī)范,導(dǎo)致能源利用率低。部分從事農(nóng)機(jī)服務(wù)的駕駛員,盲目追求工作效率,忽視對農(nóng)業(yè)機(jī)械的規(guī)范駕駛與維護(hù)保養(yǎng),導(dǎo)致農(nóng)機(jī)在高負(fù)荷及不良工況下長期工作,使機(jī)具加速老化,引起能耗顯著增加。

2 農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)節(jié)能減排的必要性

能源問題與碳排放問題是現(xiàn)代社會廣泛關(guān)注的熱點(diǎn),環(huán)境污染與生態(tài)破壞逐漸成為農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的“后遺癥”,在一定程度上制約著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。在國家環(huán)保政策和排放政策日益嚴(yán)格的影響下,農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)也正向著更節(jié)能、更環(huán)保的方向發(fā)展,不僅要全面應(yīng)對化石能源短缺導(dǎo)致的系列問題,還要通過優(yōu)化發(fā)動機(jī)技術(shù)與農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu),改善排放和污染等問題。因此,農(nóng)機(jī)節(jié)能減排符合社會需求與環(huán)境需求,更有利于促進(jìn)綠色環(huán)保農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新理念的普及,減少不當(dāng)作業(yè)造成的環(huán)境與能源威脅,幫助農(nóng)民提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益,促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展[3]。

3 農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)節(jié)能減排模式

農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的節(jié)能減排是時(shí)代發(fā)展的必然需求,現(xiàn)階段可供應(yīng)用的節(jié)能減排技術(shù)呈現(xiàn)多樣化發(fā)展特征,從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐角度出發(fā),采用下列方式組合實(shí)施。

3.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械性能升級

農(nóng)業(yè)機(jī)械性能是影響能耗的關(guān)鍵因素,農(nóng)業(yè)機(jī)械性能升級的方向包括:1)選用高效能發(fā)動機(jī)或配套能源利用技術(shù)。通過農(nóng)業(yè)機(jī)械適配節(jié)能型柴油機(jī),或應(yīng)用尾氣增壓技術(shù),能明顯降低能源浪費(fèi),提高農(nóng)機(jī)動力性能;2)應(yīng)用智能控制技術(shù)。通過應(yīng)用智能控制技術(shù),能夠更合理地控制農(nóng)業(yè)機(jī)械執(zhí)行相應(yīng)功能,并逐漸實(shí)現(xiàn)精細(xì)化作業(yè),使農(nóng)業(yè)機(jī)械在不同作業(yè)模式下始終保持最佳擋位與速度的配合關(guān)系,優(yōu)化在負(fù)載、牽引、播種、植保、收獲等不同工況下柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和功率輸出條件,避免能耗浪費(fèi);3)提升農(nóng)機(jī)功能。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和電控技術(shù)應(yīng)用,提高農(nóng)機(jī)的作業(yè)性能。例如,通過改良耕整地機(jī)械技術(shù)、排種器技術(shù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)速度,減少低速高功耗作業(yè)時(shí)間,也能顯著降低農(nóng)機(jī)燃油消耗率。

3.2 合理應(yīng)用新能源技術(shù)

隨著新能源技術(shù)受到社會廣泛關(guān)注,新能源農(nóng)機(jī)產(chǎn)品在國內(nèi)外的研發(fā)率和應(yīng)用率逐漸提升,盡管現(xiàn)階段新能源農(nóng)機(jī)存在數(shù)量少、造價(jià)高、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高等弊端,但其在節(jié)能減排方面的表現(xiàn)也十分突出。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用的途徑包括以下3點(diǎn):1)合理應(yīng)用驅(qū)動模式。行進(jìn)式農(nóng)機(jī)的純電驅(qū)動或混合動力驅(qū)動,將傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)燃油驅(qū)動模式改為電機(jī)、傳動系統(tǒng)、電池組驅(qū)動和功能模式,有利于更好降低能源消耗率,并減少排放污染,在低速、低負(fù)載情況下應(yīng)用電驅(qū)動,在高負(fù)載、大牽引力的工況下應(yīng)用燃油發(fā)動機(jī)驅(qū)動,均能顯著提高能源利用率;2)合理應(yīng)用太陽能技術(shù)。傳統(tǒng)農(nóng)田生產(chǎn),因田間供電難的問題,常利用柴油發(fā)動機(jī)驅(qū)動灌溉設(shè)備,應(yīng)用太陽能水泵替代傳統(tǒng)模式,能夠長時(shí)間以最低成本、最低能耗為農(nóng)田供應(yīng)灌溉用水,顯著降低能耗;3)應(yīng)用生物質(zhì)能技術(shù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境很容易獲取秸稈、牲畜糞便等生物質(zhì)原材料,通過建立中小型生物質(zhì)能供電站,利用生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)轉(zhuǎn)化電能,供農(nóng)業(yè)機(jī)械驅(qū)動和生產(chǎn)使用,優(yōu)化能源利用率[4-5]。

3.3 規(guī)范使用與維護(hù)農(nóng)機(jī)

規(guī)范駕駛農(nóng)機(jī)對節(jié)能減排意義重大,通過定期組織農(nóng)機(jī)培訓(xùn)、靈活開展網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等方式,提高農(nóng)民駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的能力;通過養(yǎng)成規(guī)范駕駛的習(xí)慣,減少生產(chǎn)過程因超速、超載、擋位匹配不合理等因素造成的能耗增加,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)達(dá)到更好的作業(yè)效果;通過定期做好農(nóng)業(yè)機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)工作,使農(nóng)機(jī)處于最佳工況,是節(jié)能減排的一項(xiàng)關(guān)鍵工作,例如,定期做好噴油泵調(diào)試,在滿足機(jī)械動力的同時(shí)保證燃料得到更充分的燃燒,提高燃油的利用率;通過良好的潤滑保養(yǎng)技術(shù),減低農(nóng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力,使大型農(nóng)機(jī)節(jié)能減排效果更好。此外,對于一些使用時(shí)間較長的農(nóng)機(jī),保養(yǎng)過程還能有效檢測供油系統(tǒng)密封件老化,及時(shí)解決燃油滴漏等問題。

3.4 農(nóng)機(jī)布局與優(yōu)化配備

從農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)與布局優(yōu)化的角度進(jìn)行產(chǎn)品改良,也能有效降低農(nóng)機(jī)能耗。1)優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從改進(jìn)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度出發(fā),可通過空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)、零件輕量化設(shè)計(jì)等途徑降低農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的重量,如利用ANSYS軟件進(jìn)行仿真分析,通過明確各個(gè)零部件的受力和強(qiáng)度關(guān)系后,再進(jìn)行零件外形簡化、局部鏤空等設(shè)計(jì),降低農(nóng)機(jī)材料使用量;2)應(yīng)用新型材料。通過采用高強(qiáng)度鋼、鋁合金等輕質(zhì)高強(qiáng)度材料,能夠顯著降低農(nóng)機(jī)重量,改善農(nóng)機(jī)性能;3)應(yīng)用電驅(qū)動、液壓驅(qū)動技術(shù)。利用電驅(qū)動、液壓驅(qū)動替代傳統(tǒng)的復(fù)雜機(jī)械傳動結(jié)構(gòu),能實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)結(jié)構(gòu)的有效簡化,并提高機(jī)具的可靠性,降低農(nóng)機(jī)驅(qū)動力損耗,減少對發(fā)動機(jī)的性能依賴,提高能源利用效率。

4 農(nóng)機(jī)綠色環(huán)保作業(yè)模式設(shè)計(jì)

4.1 農(nóng)機(jī)種類優(yōu)選

農(nóng)業(yè)機(jī)械的性能特征直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的環(huán)保性能,因此,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注農(nóng)業(yè)機(jī)械的優(yōu)選。為達(dá)到綠色環(huán)保的作業(yè)要求,農(nóng)業(yè)機(jī)械的選擇首先要保證功能匹配,盡量保證農(nóng)業(yè)機(jī)械具有一機(jī)多能的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)過程工序的簡化和生產(chǎn)過程用機(jī)數(shù)量的縮減,達(dá)到作業(yè)功能和高效率要求;其次,要盡量選擇環(huán)保節(jié)油的機(jī)型種類,分辨柴油機(jī)的性能特征,保證柴油機(jī)具有先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和高效特征,以及合理的尾氣處理能力;最后,選擇具有環(huán)保特征的農(nóng)業(yè)機(jī)械類型,例如,免耕播種機(jī)、殘膜回收機(jī)、秸稈回收機(jī)械等[6]。

4.2 管理方式改進(jìn)

加強(qiáng)對生產(chǎn)過程的監(jiān)督管理,重視農(nóng)業(yè)機(jī)械的定期保養(yǎng)和故障維護(hù),保障農(nóng)業(yè)機(jī)械在良好的工況下工作,避免出現(xiàn)過度磨損、燃油泄漏、農(nóng)藥化肥泄漏等問題,提高農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的規(guī)范性。同時(shí)加強(qiáng)對灌溉、施肥、植保的時(shí)機(jī)把控,提高作業(yè)精準(zhǔn)性,避免出現(xiàn)因農(nóng)藥化肥過量使用、大水漫灌等浪費(fèi)資源,造成污染及水土流失等問題。此外,應(yīng)重視管理效率的提升,通過信息化手段,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理,將農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)狀態(tài)與信息化平臺相關(guān)聯(lián),以此指導(dǎo)生產(chǎn)過程的改進(jìn)[7]。

4.3 農(nóng)藝技術(shù)應(yīng)用

農(nóng)藝技術(shù)的選用與農(nóng)機(jī)技術(shù)的適配是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。為實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo),應(yīng)從以下3方面改進(jìn)農(nóng)藝技術(shù)思路:1)品種選擇上,應(yīng)優(yōu)先選擇抗病、抗蟲、抗逆性強(qiáng)的作物品種,提高作物適應(yīng)能力,減少農(nóng)藥、化肥等污染物的使用量;2)選擇綠色植保與施肥農(nóng)藝技術(shù),將傳統(tǒng)的化肥用量進(jìn)一步縮減,利用農(nóng)家肥、秸稈肥等替代化肥,采用綜合防治病蟲害的方式,減少化學(xué)藥劑的噴施量;3)采用新型栽培技術(shù),如水肥一體化、節(jié)水灌溉等,提高農(nóng)作物產(chǎn)量的同時(shí),還能減少對環(huán)境的影響。

4.4 環(huán)保政策支持

要促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色環(huán)保作業(yè)模式的推廣應(yīng)用,農(nóng)業(yè)管理部門應(yīng)當(dāng)結(jié)合綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展特征,加強(qiáng)對綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式、環(huán)保農(nóng)機(jī)設(shè)備的支持力度,加大相關(guān)政策的傾斜力度,大力推廣生物質(zhì)能源利用、加強(qiáng)節(jié)水灌溉等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),利用政策導(dǎo)向引導(dǎo)農(nóng)業(yè)良性發(fā)展。同時(shí),加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)周邊環(huán)境的監(jiān)督管理,建立農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系,及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的嚴(yán)重污染,并能夠第一時(shí)間進(jìn)行處理。

4.5 農(nóng)民理念提升

農(nóng)業(yè)培訓(xùn)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對農(nóng)民綠色環(huán)保生產(chǎn)理念的宣傳引導(dǎo),指導(dǎo)農(nóng)民規(guī)范使用農(nóng)機(jī)、合理應(yīng)用生產(chǎn)技術(shù),增強(qiáng)環(huán)保意識,提高農(nóng)民責(zé)任感,積極推廣綠色生產(chǎn)技術(shù),推薦優(yōu)質(zhì)農(nóng)機(jī)及生物防治、廢棄物資源化利用等技術(shù),使農(nóng)民積極參與到綠色生產(chǎn)實(shí)踐中,建立綠色生產(chǎn)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,帶動更多農(nóng)民參與綠色生產(chǎn)[8-9]。

5 結(jié)語

通過分析農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)過程節(jié)能減排與綠色環(huán)保生產(chǎn)新模式,分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)階段面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn),指明了綠色農(nóng)業(yè)與節(jié)能減排的重要性,為農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)模式提出相關(guān)建議。未來,在綠色農(nóng)業(yè)相關(guān)政策不斷完善和改進(jìn)下,從資源、技術(shù)、工藝、設(shè)備和農(nóng)民理念出發(fā),加強(qiáng)實(shí)踐配合,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在綠色環(huán)保方面實(shí)現(xiàn)長期高質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展。