精確農(nóng)業(yè)背景下的農(nóng)業(yè)機械發(fā)展新趨勢

王曉英

摘 要：精確農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向，精確農(nóng)業(yè)的推廣與實施能夠有效緩解農(nóng)業(yè)資源不足造成的不良影響和環(huán)境問題，有利于農(nóng)業(yè)的長久發(fā)展?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械受到精確農(nóng)業(yè)思想的影響，已經(jīng)在作業(yè)方式和理念上有了很大的進步，農(nóng)業(yè)機械也正以精確農(nóng)業(yè)思想為基礎，向著更加合理和精細化的方向發(fā)展。

關鍵詞：精確農(nóng)業(yè);農(nóng)業(yè)機械;發(fā)展;趨勢

中圖分類號：F323.3 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.065

隨著社會科技和經(jīng)濟水平的不斷進步，人們的生活水平不斷提升，對物質(zhì)的需求量也不斷增長，但與此同時，農(nóng)業(yè)的可用耕地在質(zhì)量和面積上都在不斷退化，通過更少的土地來滿足日益增長的糧食需求已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)工作者面臨的新難題。為緩解土地退化與人口增長的矛盾，精確農(nóng)業(yè)的概念被廣泛提及并得到了全社會的高度重視。精確農(nóng)業(yè)的核心理念是利用現(xiàn)代化的科學技術，合理使用土地資源，從而達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的，精確農(nóng)業(yè)的實施對于保護環(huán)境、優(yōu)化耕地土壤結(jié)構(gòu)、節(jié)約農(nóng)業(yè)使用資源等方面也具有重要的作用。在當前的農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境大背景下，精確農(nóng)業(yè)已成為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

1 精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展及理念

為提高糧食產(chǎn)量和減少病蟲害的發(fā)生，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必需要使用大量的農(nóng)藥和化肥，盡管有效地保證了糧食的產(chǎn)量，但化學產(chǎn)品的大量使用，也導致了化肥農(nóng)藥在土壤中的大量聚集，造成了土壤和地下水資源的富營養(yǎng)化和藥化，更容易出現(xiàn)土壤的板結(jié)與水土流失問題。土壤品質(zhì)的不斷下降顯著影響了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，導致了另類的糧食短缺問題與食品安全問題。在此背景下，急需要將糧食問題、環(huán)境問題以及食品安全問題進行統(tǒng)一解決，這也是精確農(nóng)業(yè)的主要目的。

精確農(nóng)業(yè)利用了先進的信息和管理系統(tǒng)來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源分配與控制，包括了種子工程技術、變量施肥技術、免耕播種技術、新型灌溉技術、自動測試監(jiān)控技術、機電技術等多種有利于農(nóng)業(yè)和環(huán)境同步發(fā)展的新技術，且其包含的技術內(nèi)容還在不斷的豐富與擴展中。這些技術的存在有力地支撐了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的理論體系，滿足了低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保新要求，同時能夠顯著降低農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的勞動力消耗，精確農(nóng)業(yè)實施內(nèi)容如圖1所示。精確農(nóng)業(yè)通過改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式，與先進的農(nóng)業(yè)機械化技術相結(jié)合，有效實現(xiàn)了農(nóng)藝理念與農(nóng)機技術的融合，不僅有利于提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，還能促進產(chǎn)品質(zhì)量的提升。因此，我國在“九五”期間開始研究開發(fā)精確農(nóng)業(yè)相關技術，并開始向國際化的先進技術和理念學習，經(jīng)過近十年的不懈努力，在國家“十五”農(nóng)業(yè)科技計劃和 863 農(nóng)業(yè)高新技術研究計劃的實施過程中，我國的精確農(nóng)業(yè)相關技術研究與推廣都取得了顯著的進步。

2 精確農(nóng)業(yè)對農(nóng)機產(chǎn)生的影響

2.1 農(nóng)業(yè)機械的變化

隨著精確農(nóng)業(yè)的思想越來越被社會所接受，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受其影響也趨向于精細化發(fā)展，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以利用地理信息系統(tǒng)和GPS技術實現(xiàn)快捷的信息采集和空間上的分析預測與數(shù)據(jù)記錄，方便了農(nóng)業(yè)發(fā)展向科學的方向規(guī)劃。受到精確農(nóng)業(yè)思想的影響，農(nóng)業(yè)機械的相關技術也開始向著精細化和智能化方向發(fā)展。

近30年來，我國的耕種收綜合機械化水平得到了快速提升，截至2017年，我國主要農(nóng)作物綜合機械化作業(yè)率超過了80%以上，關于精確農(nóng)業(yè)方面的機械化新技術，我國政府和相關科研機構(gòu)也加大了技術的研發(fā)力度，精確農(nóng)業(yè)要求農(nóng)業(yè)機械具備精確施肥、精確播種、節(jié)水灌溉、土壤優(yōu)化、秸稈利用等多種現(xiàn)代化功能，現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)機械成為了精確農(nóng)業(yè)實施最重要的保證。同時農(nóng)業(yè)機械的相關功能向著精確化方向發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造了更好的基礎條件，促使農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和農(nóng)業(yè)資源的利用率進一步提高。

農(nóng)業(yè)機械功能精細化的要求離不開智能化與自動化技術的應用，計算機技術、傳感器技術、單片機技術得到廣泛應用，農(nóng)業(yè)機械能夠?qū)崿F(xiàn)控制和生產(chǎn)效率的大幅提升，由于體力勞動逐漸被排除，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正變得越來越輕松。

2.2 農(nóng)機技術普及的阻礙因素

（1）農(nóng)民對精確農(nóng)業(yè)和先進農(nóng)機的認識仍有待提高。由于我國農(nóng)村地區(qū)的人口老齡化問題嚴重，35歲以下的青壯年人群大量進城務工，實際參與生產(chǎn)的農(nóng)民中年以上人群占了很大比例，受限于多年的勞動生產(chǎn)慣性思維，其對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的認可十分牢固，導致對精確農(nóng)業(yè)和先進農(nóng)機技術的認可和接受過程十分緩慢。

（2）農(nóng)村地區(qū)的土地經(jīng)營模式亟待改進。我國農(nóng)村地區(qū)的土地分割問題比較嚴重，導致出現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)土地不連片的問題。這不利于大型的先進農(nóng)機進行耕作和收獲，使很多先進的思想和技術的實施只局限于農(nóng)機合作社及農(nóng)場化經(jīng)營的大面積農(nóng)田，普及率提升緩慢。

（3）相關政策和支持力度仍需加大。盡管近年來國家對精確農(nóng)業(yè)和綠色農(nóng)業(yè)相關的生產(chǎn)勞動給予了一定的政策傾斜，深松作業(yè)及免耕播種等作業(yè)在一定程度上得到了作業(yè)補貼的支持。但相對于廣泛的精確農(nóng)業(yè)內(nèi)涵和眾多的農(nóng)業(yè)機型，采用精確農(nóng)業(yè)技術的農(nóng)機與普通農(nóng)機在購置補貼和作業(yè)過程方面相比，獲得的政策幫助仍不明顯，不利于精確農(nóng)業(yè)技術的推廣與普及。

（4）綜合性高素質(zhì)研發(fā)人員短缺。與國外同類機型相比，我國的農(nóng)業(yè)機械在技術先進程度上還十分落后，由于國外先進機型對關鍵技術采取了嚴格的保密措施，我國農(nóng)機技術想要快速發(fā)展必須依賴于自主研發(fā)，但相關綜合性高技術人才仍相對緊缺。

3 新型農(nóng)機的發(fā)展趨勢

（1）農(nóng)業(yè)機械的研發(fā)更加貼合本國國情。我國現(xiàn)階段使用的很多農(nóng)業(yè)機械都是參照國外的成熟機型仿制生產(chǎn)的，盡管在技術研發(fā)的過程中省去了很多工作，但在實際作業(yè)中卻常常出現(xiàn)水土不服的問題。隨著農(nóng)業(yè)機械受精確農(nóng)業(yè)思想的影響，新型高技術農(nóng)機具的研發(fā)速度正在加快，由于我國具體情況與國外農(nóng)業(yè)發(fā)達區(qū)域存在很大不同，因此，在參照國外先進技術的同時，必須結(jié)合我國自身特點，因地制宜的合理開發(fā)，才能保證新型農(nóng)機真正達到精確農(nóng)業(yè)的實際要求。

（2）農(nóng)業(yè)機械的品種更加豐富，適用范圍更大。現(xiàn)階段我國使用的指定功能農(nóng)業(yè)機械結(jié)構(gòu)和特點類似，品種較為單一，不能完全滿足不同地區(qū)、不同品種農(nóng)作物的使用要求。同時，農(nóng)業(yè)機械化的普及和精確農(nóng)業(yè)的推廣，難點并不在于集中經(jīng)營和農(nóng)場化經(jīng)營這些大規(guī)模經(jīng)營情況，面對經(jīng)濟條件不佳、小規(guī)模經(jīng)營的農(nóng)民，通過農(nóng)業(yè)機械的品種細化和有針對性的設計，也能夠促進精確農(nóng)業(yè)和先進農(nóng)機更廣泛的使用和普及。

（3）先進技術的合理使用得到加強?，F(xiàn)階段使用的農(nóng)業(yè)機械在功能上基本上能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的使用要求，但我國生產(chǎn)和制造的農(nóng)業(yè)機械總體上偏向粗放。往往只重視機械方面的設計和優(yōu)化，對于操作便捷性、人機工程學，以及通過先進的液壓、控制、定位、監(jiān)測等技術來提高農(nóng)機整體的作業(yè)質(zhì)量和駕駛員舒適性等方面仍缺乏重視。隨著精確農(nóng)業(yè)的普及，農(nóng)業(yè)機械的設計應向著高技術和高精確性方向發(fā)展，農(nóng)機廠家也應該在原有的機械和電子研究人員基礎上，增加適當其他先進學科和技術方面的專業(yè)研發(fā)人員，以滿足精確農(nóng)業(yè)對農(nóng)機的相關要求。

（4）重視資源的有效利用與節(jié)約。在我國長久的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對于水、土壤、燃料等資源的有效利用并不重視，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)只關注作物本身的收成。在精確農(nóng)業(yè)的影響下，農(nóng)業(yè)機械在作業(yè)方式規(guī)劃方面的科學性有了顯著的提升，這會促進多項資源的有效節(jié)約與利用。以大型植保機械為例，通過科學的規(guī)劃作業(yè)路線顯著提升了噴藥機的工作效率，噴藥機按照合理的方式勻速行駛，既有利于燃油的節(jié)約，還能提高噴藥的均勻程度，加之變量噴藥技術和高霧化噴頭技術的使用，使農(nóng)藥的使用達到高效精準的程度，降低了農(nóng)藥使用中的浪費問題，同時保證了農(nóng)產(chǎn)品的安全。

（5）向環(huán)境保護和綠色農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。化肥是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要污染源，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥使用量長期處于嚴重超量狀態(tài)，這主要是由于粗放型的施肥方式導致的?，F(xiàn)階段的很多施肥過程無法對化肥進行有效的覆蓋，也無法保證施肥位置和使用量的精確性，導致化肥在施肥后很大一部分比例被降水沖走或被日曬揮發(fā)，加之施肥位置的不精確，導致利用率也被降低。精確農(nóng)業(yè)下的施肥作業(yè)，不僅會提高排肥裝置和排肥量控制的精確程度，而且會加強推廣化肥深施、液態(tài)肥施加等農(nóng)藝技術，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更為綠色環(huán)保。

4 結(jié)語

近年來，精確農(nóng)業(yè)思想普及速度在加快，與之符合的新型農(nóng)業(yè)機械研發(fā)力度在加大，在受到農(nóng)民和農(nóng)機研究人員的廣泛認可的同時，如何利用現(xiàn)有的科學技術使精確農(nóng)業(yè)背景下的的農(nóng)機技術和農(nóng)機適應能力得到更顯著的提升，是農(nóng)機發(fā)展必須要面對的問題。

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