農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展分析

潘思辰

摘要：隨著我國農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)水平也逐漸提升。分析農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，展望其發(fā)展前景，以期為充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)作用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；制造技術(shù)；自動(dòng)化技術(shù)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：S23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2016）04-0045-02

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，即在農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置工作過程中，不依靠人為操作自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不僅能大幅度減少農(nóng)民工作量，提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率和舒適性，節(jié)約生產(chǎn)成本，還能有效改善農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量以及農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)要求越來越高，因此，應(yīng)不斷探索和研究農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、質(zhì)量及舒適性，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)步入高效率、高質(zhì)量和高精度的發(fā)展軌道。

1 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用情況

1.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

1） 常見農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。主要有自動(dòng)收割機(jī)、旋耕機(jī)、農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)等。以農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)來說，主要使用機(jī)械油壓式三點(diǎn)聯(lián)結(jié)的位調(diào)節(jié)與力調(diào)節(jié)系統(tǒng)裝置。2000年農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)剛剛開始運(yùn)用，可謂風(fēng)靡一時(shí)。之后隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，又對(duì)農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)的系統(tǒng)做了改進(jìn)和完善，如農(nóng)業(yè)播種機(jī)通過檢測到的產(chǎn)量決定行駛速度，保證高產(chǎn)的同時(shí)又不浪費(fèi)；又如谷物干燥機(jī)自身溫度的自動(dòng)化調(diào)節(jié)，在溫度較高的時(shí)候會(huì)自動(dòng)斷開電源等裝置。

2） 自動(dòng)化灌溉技術(shù)的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)澇災(zāi)、旱災(zāi)等不斷，為預(yù)防這些自然災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響，國家自2010年開始將農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)列為研究項(xiàng)目，2010年下半年就展開了灌溉技術(shù)的分批試點(diǎn)，獲得了較好成效。此后，自動(dòng)化灌溉技術(shù)為農(nóng)業(yè)發(fā)展開辟了高效之路。此外，自動(dòng)化灌溉技術(shù)的改進(jìn)也并未停止，先后采用了孔口滴頭、微噴灌溉設(shè)備、流量滴灌設(shè)備等多種先進(jìn)設(shè)備與自動(dòng)化灌溉技術(shù)融合，創(chuàng)建了新型試驗(yàn)示范基地。

1.2 制約因素

1） 落后的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備。相較于美國、以色列等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備還不夠先進(jìn)，難以肩負(fù)起現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。在美國，很多農(nóng)場都是農(nóng)業(yè)機(jī)械化操作，而國內(nèi)很多地區(qū)因?yàn)榈匦卧颍茈y實(shí)現(xiàn)全面性的機(jī)械化操作，仍以人力和畜力為主要依靠。在以色列，農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)備受重視，而國內(nèi)灌溉技術(shù)主要是灑水灌溉和噴灌，難以充分滿足農(nóng)作物對(duì)水分的需求，同時(shí)還會(huì)造成水資源的不必要浪費(fèi)，面對(duì)水資源短缺的現(xiàn)狀，這一問題亟待解決。

2） 科學(xué)技術(shù)含量不高。相較于改革開放前，國內(nèi)科技發(fā)展腳步無疑是驚人的，信息技術(shù)的發(fā)展也令世界矚目。但回到農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并未實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的完美銜接，按國際標(biāo)準(zhǔn)衡量，仍然處于初級(jí)發(fā)展階段。此外，縱觀國內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，很多都是借鑒或模仿外國的，并未完全立足于我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況與需求，這也制約了國內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

3） 地區(qū)發(fā)展參差不齊。我國很多地區(qū)的地形條件都很復(fù)雜，盆地、高原、山地等地形錯(cuò)綜復(fù)雜，各地區(qū)水源、氣候、農(nóng)業(yè)技術(shù)、交通、經(jīng)濟(jì)等也不盡相同，甚至部分地區(qū)差距很大，這就使得農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在應(yīng)用過程中逐漸形成參差不齊的現(xiàn)象。此外，地區(qū)、環(huán)境、生產(chǎn)條件以及經(jīng)濟(jì)條件的不同，在種植農(nóng)作物時(shí)也會(huì)產(chǎn)生差異，這又進(jìn)一步拉開了國內(nèi)各地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的差距。

2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

2.1 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)是新時(shí)期重點(diǎn)發(fā)展和應(yīng)用的新技術(shù)之一，國外很多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)全面展開了對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在鑒定農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、管理農(nóng)業(yè)種植資源、記錄農(nóng)作物生產(chǎn)信息、自動(dòng)收貨等[1]。如英國利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)制造了專業(yè)采蘑菇機(jī)器人，主要利用此項(xiàng)技術(shù)的圖像處理功能與視覺處理功能，確保機(jī)器人在采蘑菇時(shí)定位測量準(zhǔn)確。目前，國內(nèi)已經(jīng)嘗試在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，但由于設(shè)施農(nóng)業(yè)以及虛擬農(nóng)業(yè)的發(fā)展還不夠成熟穩(wěn)定，故對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用還有待進(jìn)一步加深。

2.2 實(shí)現(xiàn)固有農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置的自動(dòng)化控制

運(yùn)用自動(dòng)化技術(shù)，能使農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置的作業(yè)性能以及操作性能得到有效提升。如在茶葉機(jī)械中融入自動(dòng)化技術(shù)，研發(fā)出通過計(jì)算機(jī)控制電功的加壓茶葉揉捻機(jī)，能結(jié)合不同茶葉編制配套的揉捻程序，使得茶葉揉捻過程得到最好的控制。不斷改進(jìn)固有農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置，充分發(fā)揮不同裝置的價(jià)值與作用，并且及時(shí)更新并完善固有農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置設(shè)備，嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的操作，更好地迎合農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。還可以將固有農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置及其自動(dòng)化系統(tǒng)統(tǒng)一起來，實(shí)施聯(lián)網(wǎng)交換，全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械一體化操作發(fā)展。

2.3 實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品檢測及包裝的自動(dòng)化控制

就當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品的檢測及包裝效率來看，此項(xiàng)工作可以劃分為密集勞動(dòng)范疇。要提升此項(xiàng)工作的效率，可采用自動(dòng)檢測包裝機(jī)，其主要是通過攝像機(jī)及X射線探測農(nóng)產(chǎn)品的病害程度及損傷情況，將完好的農(nóng)產(chǎn)品挑選出來，并計(jì)算農(nóng)產(chǎn)品的體積和數(shù)量，再利用包裝機(jī)按不同質(zhì)量等級(jí)或體積把農(nóng)產(chǎn)品包裝好。一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)。隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)用地逐漸集中于種田能手，加之農(nóng)民文化程度不斷提升、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)型為集約化[2]，未來農(nóng)產(chǎn)品自動(dòng)檢測及包裝技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展和更加廣泛的應(yīng)用。

2.4 實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)施肥及灌溉的自動(dòng)化控制

水資源緊缺是當(dāng)前所有國家和地區(qū)都必須面對(duì)和重視的問題，已經(jīng)成為一個(gè)不爭的事實(shí)。要發(fā)展農(nóng)業(yè)，大量水資源是必需的，如何既保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求、又節(jié)省水資源，是當(dāng)前亟待解決的重要問題。農(nóng)業(yè)自動(dòng)化灌溉技術(shù)，即把傳感器與電子計(jì)算機(jī)有效融合，把農(nóng)作物生長過程中對(duì)環(huán)境的要求以及各個(gè)生長時(shí)期和形態(tài)的需求等均以軟件形式呈現(xiàn)出來；同時(shí)利用傳感器對(duì)土壤濕度進(jìn)行檢測，再經(jīng)由傳感器將檢測到的信息反饋到計(jì)算機(jī)；最后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析，決定是否需要灌溉[3]。農(nóng)作物施肥也是同理實(shí)現(xiàn)，結(jié)合農(nóng)作物的需求及土壤情況決定是否施肥以及確定施肥量。

2.5 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的精準(zhǔn)化發(fā)展

所謂精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，即傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)與高新科技有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技化管理。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的主流。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化主要以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、被控設(shè)備、控制器等為基礎(chǔ)。對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究，國內(nèi)已小有成就，如河南省首臺(tái)觀測農(nóng)業(yè)氣象的自動(dòng)化儀器，在鄭州農(nóng)業(yè)氣象站實(shí)施安裝調(diào)試，已經(jīng)投入使用[4]。農(nóng)業(yè)氣象自動(dòng)化觀測儀器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)田土壤情況和小氣候情況，還能得到夏季玉米以及冬季小麥各個(gè)生長階段的圖像信息，通過網(wǎng)絡(luò)把觀測到的信息反饋到服務(wù)器，為自動(dòng)化設(shè)備的安裝和運(yùn)用提供支撐。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)及信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了很好的運(yùn)用。但受我國地形復(fù)雜、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備落后等因素的影響，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展受到制約，這是我國必須正視和解決的問題。縱觀全貌，要進(jìn)一步推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，除了要解決各種制約問題外，還需要緊密結(jié)合我國農(nóng)業(yè)實(shí)際情況，深入研究農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，充分發(fā)揮機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的價(jià)值。只有多管齊下，才能真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的全面、有效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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