農機化水平提升對農業生產的促進作用

(梨樹縣小城子鎮綜合服務中心,吉林 梨樹 136515)

0 引言

在實施鄉村振興戰略中,農業機械化能促進鄉村經濟發展,提高農業生產力,幫助農民改善生產生活方式,并縮小與城市發展水平的差距。近年來,在我國鄉村振興政策的幫扶下、在農業產業快速轉型升級的激勵下,農業生產模式發生了顯著變化,經營面積擴大和品種統一為農業機械的推廣應用創造了良好條件。目前,農機化技術已經基本替代人力、畜力進行農業生產,并實現了生產技術的改造和生產習慣的優化,促進了農業經濟發展,農業機械化已成為農業現代化的必由之路。

1 農機化發展情況

近年來,我國農業生產水平獲得了持續提升,農業機械設備的應用普及率持續突破,截至2021年,我國農作物耕種收綜合機械化率已經達71.25%,按照農業發展的規劃,據我國農業農村部預測,到2025年,我國農作物耕種收綜合機械化率將達到75%,農業生產中的機耕率、機播率、機收率將進一步突破,且經濟作物、畜牧漁業等產業的機械化程度也將得到持續提升[1]。2022年,我國農業機械總動力達到11.04億kW,實現了連續7年的快速增長和優化調整(圖1)。

圖1 2016—2022年中國農業機械總動力變化情況

目前,拖拉機及配套的免耕播種機、精量播種機、水稻插秧機等機具使用量均實現快速增長,機動植保機械、稻麥聯合收割機、玉米聯合收割機、大豆收獲機等中大型農機設備性能和工作效率不斷提升,植保無人駕駛航空器進一步向著高技術領域發展。農機產品初加工、畜牧漁業機械設備不斷突破技術瓶頸,相關農機產品品類及適用性得到提升。與此同時,與農機技術的快速發展相比,我國部分地區的農機化生產基礎設施仍需提升,農民對于新生產理念、新農機使用方式、農業管理新模式仍需進一步適應[2-3]。

2 農機化的應用價值

農業機械化是實現農業現代化的重要標志,能顯著提高農業生產效率。隨著農業機械化的普及,農業生產模式和經營效果得到改善,農業機械化的普及優勢也進一步凸顯,農機化生產已逐漸成為農業現代化的重要體現之一。

2.1 提高生產效益作用明顯

農機化生產模式與鄉村振興戰略具有良好的契合度,目前,在政府資金支持和農民自身能動性不斷提高的共同驅動下,農機化發展已經形成了良好的基礎。由于農業機械的生產模式改變了傳統生產方式,不僅人力勞動量需求持續減少,而且得益于農機作業自動化、高效化和集約化的優勢,還能顯著降低農業用工成本、生產資源投入成本,并提高農業生產的經濟效益。尤其在農機化新生產模式的驅動下,農業生產資源得到更充分利用,以種植作物為例,植株之間的間距、密度、分布均勻程度等更為合理,田間管理更為便捷,并有易于落實特色生產,拓寬增收渠道,為農作物高產、優產創造有利條件[4]。

2.2 有效提高勞動生產效率

機械化生產與人工生產相比,對于生產效率的提升十分明顯,一方面,中大型機械作業能快速完成大面積耕地的重復性作業,作業速度穩定、作業質量恒定,能保證單位面積耕地按時完成作業任務;另一方面,機械技術在一定程度上能替代傳統人工不易操作的工作,如農藥噴施、溫室自動卷簾、農產品收裝等,有效改善生產條件,并減少類似工作造成的人工負擔。此外,在農機化生產模式下,更易于實現高效率的精細管理,能保證農業生產工作按計劃實施[5]。

2.3 有益于提高生態環境效益

農業機械化生產在減少人工投入的同時,更能有效提高農藥、化肥和水資源的利用率,進而更好維護農業生態環境安全。受傳統生產模式的制約,目前我國在農藥、化肥使用量方面存在嚴重浪費,其中化肥施用量占世界的33.3%左右,但糧食產量僅為世界糧食總產量的6.3%左右,大量使用化肥農藥還會造成嚴重的耕地環境破壞。在農機化生產技術持續升級驅動下,精準灌溉、精確播種、變量施肥和精準植保等技術有益于改善傳統生產的弊端,利用微噴技術、滴灌技術等精確控制土壤溫度、濕度,并科學測量土壤養分,能有效減少生產過程對環境造成的破壞,維護生態安全。

2.4 有益于提高農產品產出品質

農機化生產的模式強調農機農藝技術的深度融合,這在一定程度上促進了生產向合理化進步。在農機化生產的過程中,從耕地處理、播種施肥,到田間管理及農產品收獲,整體的應用模式固定且合理,水稻、小麥等大面積生產的糧食作物產出品質更為統一,有利于提高農產品利用價值和食品供應品質。同時,先進的人工智能技術和現代化機械設備能實現病蟲害防控、氣候監測及濕度和溫度監測等智能化,利用現代化機械灌溉、施肥設備更好保障了農產品的食品安全,促進農產品無公害化發展[6]。

3 農機化的高效率優勢

在科學技術的引領下,農業機械在生產中應用越來越廣泛,且自動化特征優勢進一步顯現,農機化生產對農業生產效率提升具有顯著促進作用,對于農業合理化發展具有生產力保障。

3.1 移動機具具有良好作業速度

移動機具在農業生產中應用廣泛,其中以輪式農機為主,履帶式、船式、飛行設備等農機也占據一定比例,拖拉機、聯合收獲機、植保機等農業機械主要為移動機具。移動機具的特征是配套有發動機和可供行駛的底盤,能實現在高速移動作業的同時,完成運輸、耕整地、播種、植保、施肥、收獲等常規田間作業任務,其優勢在于能以較高的幅寬配合中高速行駛進行高效、優質作業。以最典型的植保噴藥作業為例,機械植保作業的效率可達人工植保的5～20倍,且能避免生產過程中的危險因素。此外,很多移動機具兼具一定的運輸功能,實現一次作業完成多個步驟的傳統工序,能顯著縮短生產工期,例如谷物聯合收獲機,兼具了谷物割斷、收集、脫粒、分離、清選、存儲等功能,具有極高的生產效率。

3.2 田間固定設施能實現高效控制

在進行農機化生產過程中,基礎設施中的農機裝備也起到關鍵性作用,且很多傳統設備實現了遠程控制和自動化控制,能顯著提高環境調控的效率。最典型的就是生產中應用的現代化灌溉設施,能有效縮小我國農業灌溉用水利用率與歐美國家之間的差距,現代化灌溉設施能利用傳感器技術、通訊技術、計算機技術等結合現代化的科學技術手段,結合農業科技特征、GIS信息技術、物聯網技術等,有效替代傳統的人工管理和人工灌溉,能利用田間溫濕度等數據進行按需灌溉,具有自動灌溉、定時灌溉、周期灌溉等多種模式。圖2為我國廈門四信通訊技術有限公司的智慧農業灌溉系統解決方案,能適應不同農業生產的需求,顯著提高水資源利用率和灌溉效率,減少漫灌等傳統方式造成的資源浪費和水土流失。此外,在通訊技術的支持下,我國新建的很多智慧農場的控制功能更加全面,除大田種植外,食品安全溯源、畜牧養殖、水產養殖、食用菌種植、溫室大棚等均依托固定的現代機械設施實現了高效率運轉[7]。

圖2 廈門四信公司智慧農業灌溉系統解決方案

3.3 初加工設備具有簡化流程功效

在農業生產全程機械化理念的推廣和激勵下,農機化的相關設備研發不僅局限于傳統的耕種收及植保、灌溉等領域,并進一步向著初加工及精深加工方向發展。在傳統的生產過程中,產后的初加工過程仍然耗費著大量人力和時間,同時,初加工的不當方式也會導致糧食損失和經濟效益降低。隨著農業生產初加工設備的逐漸豐富,糧食初加工過程中的脫粒、去皮、精選、糧食輸送、烘干、裝箱等自動化設備實現了快速普及,很多現代化設備將多個工序通過機械設計進行集成化,實現了一臺設備通過連續工作就能完成多個工序的初加工任務,有效提高了初加工過程的效率和質量,農機化還可以改善農產品的貯存條件,減少損耗和浪費,提高農產品的價值[8]。

3.4 新模式促進管理效率提升

在農業機械全程機械化的持續發展下,農機裝備作業不僅提升了農業生產過程的效率,也有效改善了農業機械的管理方式,一方面,農業生產經營者能利用計算機設備及智能手機便捷掌握農業機械的作業數據,并利用網絡便捷選擇農機服務,實現農業生產機械設備的預先排產和高效作業,避免農機長期閑置產生資源浪費;另一方面農業管理部門能便捷地對農機設備進行備案,并利用GPS等技術實現對農機作業的監管及數據獲取,有利于管理部門利用農機數據進行資源調配,并精準進行作業補貼核算,使農機化生產向高效管理和精細化管理轉型。

4 結語

綜上所述,農機化應用顯著提高了農業生產效率,體現出了高效、快捷、精確等特點,更貼合于農業密集型經營模式,并顯著降低了農民的體力勞動強度。農業機械化不僅促進了農業勞動力的持續升級,也間接改善著農業的生產方式和管理模式,不僅促進農業向更高質量、現代化方向發展,也有效減少了生產資源浪費、耕地地力下降、環境污染等問題,在一定程度還降低了農業生產成本,提高了經濟效益。總體來說,農機化生產模式已經實現普及并展現出顯著優勢,未來,如何進一步提高農機利用合理性、減少農機資源浪費和使用不當造成的不利影響問題,成為農機化發展轉型升級的重要工作。