設施農業中農業機械的應用實踐

趙柏錕　呂俊煒　劉云凱

設施農業中農業機械的應用實踐

趙柏錕呂俊煒劉云凱

（荊楚理工學院機械工程學院湖北荊門448000）

隨著我國工業與經濟的發展，我國農業化水平也在飛速提升。機械設備在設施農業中的應用十分重要，不僅可以降低農民的勞動強度，還可以提高農作物的質量，對未來設施農業向著現代化方向發展意義重大。文章對我國設施農業生產過程中農業機械的發展現狀和應用現狀進行分析，根據發現的問題做出討論。

設施農業；農業機械；應用現狀

設施農業指在農業生產的過程中通過人為的方式對農作物生長的環境進行干涉。農業機械對設施農業的發展至關重要，想要提高農業化水平就必須以機械設備作為輔助。隨著我國工業化水平的提升，農業機械制造能力顯著提升，同時農業機械的制造成本也在逐漸降低，這就為農業機械在設施農業中的普及提供了基礎條件，雖然我國與發達國家的設施農業機械化水平仍存在差距，但差距正在逐步縮小。發展設施農業機械有著極其重要的意義，不僅有助于提高農產品生產質量，還可以實現設施農業巨大規模化，目前我國設施農業已經開始廣泛地使用農業機械，機械自動化水平也在不斷提升。

1 發展設施農業的重要意義

1.1 有助于提高農產品質量

在設施農業中，可以通過控制和改變農作物生長的環境來獲得跨季農產品。設施農業的最大特點是農作物的生長環境為封閉式的，但是這種封閉的環境也帶來了許多問題，如溫度不適宜和微生物繁殖過快等。如果缺乏必要的機械設施，溫室環境下的農作物會缺乏較強的自我調節能力，從而引發病蟲害。想要保障我國設施農業的生產效率以及農作物產品的質量，提高我國農作物在國際市場上的競爭力，就要借助先進的科學手段來改善設施農業建設，推動我國設施農業的發展。從農業的可持續發展角度來說，想要提高我國的農業化水平，就必須在設施和機械方面不斷地進行技術創新。

1.2 有助于降低農民的勞動強度

設施農業是新型的農業類型，在我國有著顯著的勞動密集型特點。從生產方式上來講，我國設施農業的生產仍然過度依賴人工，這是機械化水平低的表現，還會造成農業生產效率較低，使設施農業發展受到很大的影響。機械化水平不高導致的最直接結果是勞動強度巨大和生產效率偏低，尤其是近些年我國經濟水平的提高，使得大批以農業為生的農民放棄農作物種植轉向以打工為生，從而造成了勞動力短缺的現狀。影響設施農業發展的因素有很多，如勞動力價格上升、農作物種植季節性明顯、結構性短缺等。在“一二·五”發展計劃當中，國家將設施農業機械化水平提升列為重點扶持項目，這說明我國將發展設施農業機械化水平放在了農業發展的第一位。通過普及農業機械在設施農業中的應用，以人工作業為主的設施農業傳統生產模式將獲得轉變，設施農業機械化水平的發展決定了我國設施農業生產效率和生產水平，通過提高設施農業的機械化水平和現代化水平，可以達到提高我國整體農業水平的目的。

2 我國設施農業的發展現狀

自改革開放以來，我國一直對現代農業建設的發展極為重視，也確確實實取得了重大成果。特別是近幾年我國的設施農業已經相對發展成熟，逐漸向著現代化的水平靠近，雖然同發達國家相比仍然存在一定的差距，但是已經初步實現了規模化和現代化。通過與發達國家對比，發現我國的設施農業機械暴露出很多問題，下面將針對這些問題進行詳細的分析。

2.1 整體水平落后

目前我國整體農業化水平不高，與發達國家相比，我國農業機械化特別是設施農業機械的發展起步較晚，發展速度也較為緩慢，整體水平比較落后。想要改變這一現狀，在最短的時間內趕超發達國家設施農業機械現代化水平，就必須將全面提升我國設施農業的機械化水平這一目標列為國家的重要發展戰略。

2.2 生產效率低下

我國設施農業機械在生產效率方面較為落后，雖然我國農業生產發展迅速并且已經初步達到現代化水平，但是整體生產效率仍然不盡如人意。生產效率低下直接導致了設施農業機械不能發揮其提高生產效率的作用。

2.3 精度較低

農業機械的精度低一直是我國農業機械制造業不斷努力解決的問題之一，與發達國家相比，我國農業機械在精度方面存在著明顯的不足，精度低會直接影響農業機械的生產效率和生產質量，如果不能有效改善該問題，將給我國的設施農業發展帶來不小的阻礙。

2.4 新技術研發與應用速度緩慢

創新是技術進步的動力，設施農業機械同樣需要創新。新材料的應用、新工藝的研發以及新技術的應用都可以提升農業機械的生產力，使之更好地服務設施農業。

2.5 信息化程度低

如今是信息化社會，信息化發展已經影響到各行各業，農業生產也不例外。信息化在農業生產中的應用十分廣泛，例如利用信息化手段實現系統化的生產管理等，但是我國設施農業機械在發展的過程中并沒有積極結合信息化手段，無法充分發揮信息化手段在設施農業機械體系中的高效作用。

3 農業機械在設施農業中的應用

想要降低勞動強度和提高農業生產效率，就必須合理利用農業機械。農業機械是設施農業中的主要生產力，使用農業機械不僅可以提高生產效率，還能夠提高農作物的質量。

3.1 自動灌溉技術

自動灌溉技術是農業生產過程中的關鍵技術之一，是機械自動化和機械智能化的表現。通過自動灌溉技術，可以對農作物生長的土壤環境進行實時監測，當發現土壤含水量較低時主控系統便會控制灌溉設備及時澆灌。一方面，自動灌溉技術的應用可以達到節水的效果，從而降低生產成本；另一方面利用自動灌溉技術能夠及時地對農作物進行澆灌，保證農作物生長過程中對水分的需求。在實際的應用中，首先為田地設置分界線，以分界為區域劃分對不同的區域進行智能化灌溉，從而使得土壤的水分可以保持在一個合適的水平，保證農作物不會因為缺水而大量減產。

自動灌溉比人工灌溉更節約水資源，并且可以解放勞動力。在現代化農業生產中，智能化和自動化是兩個十分重要的概念，自動化水平的高低決定了生產效率的高低。想要使設施農業得以迅速發展，就必須提高機械化水平和自動化水平，通過與計算機技術與信息技術相結合大力推進農業發展。機械化和自動化技術的應用特別是對計算機視覺技術的應用是當今世界新型農業生產技術的研究方向之一。

3.2 自動溫度控制系統

前文提到，設施農業指利用機械對農作物生長環境進行人工干預。在跨季作物的種植過程中，溫度控制是十分重要的一環。利用農業機械可以模擬農作物的生長環境對溫度做出自適應調節，并且可以實時監測農作物的生長情況，根據其生長情況自動調節溫度。在美國和以色列等國家，設施農業基本依靠機械化。這些國家十分重視利用雄厚的技術儲備對農業生產進行高效的自動化管理，其設施農業的機械自動化水平比較發達。我國很多農田都處于丘陵地帶，想要大規模實現機械化生產十分困難，并且我國的土地分配模式也決定了機械化生產推廣具有一定的難度。

3.3 機械卷簾

在溫室大棚的農作物種植過程中，機械卷簾代替草簾可以大幅度節省人力。在以往的大棚種植中，溫室大棚在冬季需要頻繁地打開和關閉。使用機械卷簾裝置可以實現機械化作業，降低農民的勞動強度。通過控制設備對機械卷簾進行自動化控制，比如可以設置打開和關閉時間，農民通過圖像收集設備實時觀察機械卷簾的工作情況。目前我國對于機械卷簾的需求較大，但是在使用的過程中仍然存在故障率高、維修困難、零件更換困難等問題，這些問題都需要進一步解決。

3.4 自動培植機械

自動培植機械是農業生產過程中重要的勞動力替代工具。從種植到收獲都可以用現代化機械來代替人工。在設施農業的生產過程中，可以使用播種機來完成農作物的廣泛種植，農作物的收獲也可以使用農業機械來代替。隨著機械自動化水平的提高，農業機械的功能綜合性越來越強，未來可以出現一臺機器完成種植、收獲工作的情況。

4 我國設施農業的發展趨勢

隨著我國農業技術的發展，設施農業的發展需求發生了很大的改變，對信息技術的需求逐漸增加，對硬件設施的數量需求逐漸減少。在設施農業中，農業機械扮演著重要的角色，農業機械技術的發展直接決定了我國設施農業的發展水平。在新型農業面前，設施農業機械更應該向著智能化和信息化的方向發展，通過技術的提升使設施農業機械更加高效和智能。

4.1 機械精度提升

未來，我國的農業機械需要向著精度更高的標準去靠近，通過精密化程度的提高充分發揮出農業機械在設施農業中高效生產的優勢。

4.2 體積減小

在設施農業機械化推廣的過程中，機械的體積大小不同推廣的難易程度有差異。如果設施農業機械的體積過大將會有很多局限性，比如在溫室大棚中難以靈活使用。另外，小體積的機械使用起來更加方便，也便于存放。

4.3 新材料及新工藝的應用

設施農業機械化發展離不開新技術、新工藝的加入。新型材料可以使機械的質量提升，新技術和新工藝可以讓設施農業機械更加理想化。在未來的設施農業機械發展中，新材料、新工藝和新技術的應用會越來越多，我國的農業綜合實力將會明顯提升。

5 結束語

工農業的發展離不開科技的支持，在信息化社會，機械設備是十分重要的生產工具。目前我國設施農業的機械化水平正在不斷提高，但是在發展過程中仍然存在不足之處。因此相關科研人員需要有正確的認識，針對這些局限和不足設定目標，制定發展和改善方案，并付諸實際行動，全面提升我國設施農業機械化發展水平，努力打造一個高度現代化的機械化設施農業生產環境。

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趙柏錕（1998- ），男，漢族，山西運城人，本科在讀，研究方向：機械電子工程。

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.11.43

S233.9

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2095-1205(2020)11-89-02