淺談農業機械創新與發展及智能化推進

曹 利 溫少波 馮曉奇

現階段，在我國大力發展現代化農業產業時需明確認識到農業機械化是其發展的主要物質基礎與支撐條件，也是實現現代化農業產業發展的標志與內容。國家一號文件要求，當地需對農業機械設備進行全方位的綜合整治，加大農業機械設備的技術創新和應用力度，需做好技術攻關、管理協調等工作，并加快大馬力機械，并將其列入國家重點研發項目中，給予長期的、穩定的支撐，由此提高我國農業機械化發展水平，這既是我國現代化農業發展的需要，也是我國經濟社會穩定的根本問題。對此，河北地區應積極落實農業機械化和農機裝備產業轉型升級實施工作，并積極制定針對性政策以促進農業農村的現代化發展，從而加快農業改造，以實現社會主義農村的振興目標，加快推動農業農村現代化發展。本文提出了農業機械的創新要點，其中包括農業機械自動化；農機裝備智能化設計與驗證關鍵技術；農機作業信息感知與精細生產管控應用基礎技術等，最后探究出了農業機械的創新發展途徑，如推進農業機械智能化；實現農業農村現代化，促進農機與農藝結合路徑，以供參考。

一、河北省“十四五”農業機械化發展規劃分析

1、發展成效

自“十三五”以來，在全省農業農村工作中認真貫徹中央和省委、省政府的部署，積極主動地適應新形勢、新農村建設的新要求，實現了農業機械化的快速發展。

一是穩步推進全過程機械化。“十三五”前期，全省耕地綜合機械化率為74%，提高到83%，高于全國平均水平12 個百分點。

二是建立省級農機智能決策管理系統，實現農機統計、農機購置補貼、深松作業、秸稈綜合利用等功能；安全監管等領域的信息收集與分析，實現智能化、互聯互通；目前，我省智能農機設備已達到近20,000 臺，居全國先進水平。

三是在我省大力推動農業機械化時代發展時，農業機械社會化、農業安全監督管理水平不斷提高。目前，全省共有39,000個農機大戶，1987 個大型農機服務機構和2899 個農機合作社。農機服務組織、合作社在重要農時、農機化生產中，占比65%。創建國家“平安農機”示范市1 個、32 個示范縣；對119 個鄉鎮實行了政策性農業機械保險，共投保了49676 臺農機。與“十三五”前期相比，全省農業機械事故起數、傷亡人數等不安全指標均有明顯下降。

2、面臨挑戰

一是目前還沒有建立完善的農業機械化政策支撐制度。對于農業機械化推廣與研發、場地建設與服務體系方面均缺乏有效的政策制度；農業機械的生產、科研、教育、推廣等協同創新機制尚未建立，農業機械企業的科技創新動力還很弱，農機企業在技術創新方面仍然缺乏活力；科技創新動力不足、企業的科研投資、后備人才供給不足。

二是農機與農藝農田協同配套結合力度有待提升。農業機械化與農業制度、種養方式、作物品種和產后加工不相適應，農機農藝結合不緊密；農業機械作業、機械存放等基本設施的建設不夠完善，技術支撐體系較為落后，下田、作業、存放困難等問題仍然突出，可以說農業機械設備在某種程度上會影響其工作效率和使用壽命。

三是農業機械化發展不均衡，區域出現不平衡的發展業態。其中，主要糧食的農機自動化水平良好且使用效率較高；主要是棉花、果菜等經濟作物的生產，其中也包括畜牧業、漁業等行業機械化程度不高。

四是缺乏對農業機械化技術的推廣。農業種植技術與農業機械化是一種新型的農村生態技術，但由于缺乏對新技術、新理念的推廣宣傳意識，使得農業機械化生產發展緩慢，同時該問題也對農村生態的可持續發展產生了較為嚴重的制約性問題。調查顯示，傳統的農業機械化推廣工作，通常都是由地方基層部門來主導推廣，以資源、物資、技術、科研人員進行統一化的管理，并以當地重點技術為主要內容，這種傳統的推廣制度雖然可以發揮一定的推廣效益，但因推廣方式不符合實際情況且推廣模式單一、片面，從而導致當地農民對農機化技術的認識不足，使得農機化的研究與開發工作無法順利進行。

3、發展機遇

首先，需加快農業機械產業發展，要把農業機械的薄弱環節與所存在的短板問題補強，并持續強化十四五時期我省農機裝備支撐力度。從中央和省委、省政府的部署來看，國家對農業機械化、農機裝備工業的發展給予了高度重視。從2016 年開始，我國出臺了有關加快推進農機升級與提升裝備水平的部署安排，并制定一套促進措施。其中，我國在2021 年關于全面推進鄉村振興加快農村現代化發展文件規劃中特別提出，“要加強農機裝備的自主研發能力，促進農業農村現代化發展；支持高智能、丘陵山區農機設備的研究和生產，增加購置補貼”等基本規劃要求。這些決策和部署充分肯定了農機化在推動農村經濟發展、加快我國農業發展現代化進程方面的主要作用與實際優勢，且“十四五”農業機械發展的目標與任務，是農業機械發展的重要內容。在分析我國農業和農村近代化發展過程中發現，現代農業機械設備已經不再只是一種生產工具，該機械的發展水平正日益直接地影響著農業生產成本和農民耕作意愿，其中也是影響先進農業技術標準與生產經營變革的關鍵所在，且有利于提高農業投入品的利用率和廢物地再利用。

其次，從當地農業機械化需求來看，在糧食、生豬、奶業等生產以及菜籃子等農產品保障體系中，還需積極發揮農機利用化優勢，使其達到裝備支撐與扶持效果。并且需在特色、優勢產業方面盡快完善新技術、新理念，并打造出新人才隊伍、新裝備體系，由此解決以往存在的卡脖子難題。

最后，在鞏固與發展扶貧開發與鄉村振興銜接與結合方面，還需加快河北邯鄲地區農機化發展。要實現小農戶和現代農業的有機結合，必須充分發揮農機社會化服務在實際生產服務中的引擎作用與優勢，并由此引導傳統分散式管理向集約經營管理方面進行發展。

二、農業機械的創新要點

1、農業機械自動化

我國廣大的農村地區擁有豐富的農業資源，是實現農機機械化發展的必要條件。地方應該把重點放在農村的生態建設上，要大力推進農業機械的應用效率，由此將糧食安全和農村經濟的發展結合起來。

例如，在農產品自動處理方面，可以采用全自動化農機，來提高農產品生產效率與加工質量。

比如，采用聯合收割機，該設備可以實現小麥、水稻、油菜等多種作物的機械化收獲。農業生產的快速發展，不僅提高了農業的生產力，還解放了勞動力，從而促進了農業農民增產增收的效果。

2、農機裝備智能化設計與驗證關鍵技術

在農機裝備方面，如拖拉機、聯合收割機等基礎設施，應通過農機裝備智能化設計與驗證技術達到對農機裝備的質量檢驗與監測，并依托該技術開發出關鍵零件以及整體的數字化建模平臺，其中還包括關鍵零件的標準、工藝的系列化等。

同時，通過對關鍵技術研制力度的加大，還形成了一系列的技術與系統，并組合成了零件設計模型，其中包括初級農機裝備智能化平臺、拖拉機、聯合收獲機的檢測系統等，與以前相比，主要部件的設計效率提高了33%左右。

3、農機作業信息感知與精細生產管控應用基礎技術

首先，在農機作業信息感知技術的利用過程中，可有效滿足農業精細生產對其的基本要求，在此過程中，農業部門可開發土壤水分、溫度、成分等信息，同時，還可以利用傳感器來監控播種、施肥等具體的精細信息，建立精細的農業生產監控系統，在此可調節的主要指標超過70%。

其次，再發展可按照標準化作業模式，以及播種操作的基本思想，使其可基于傳感器新機制，在此作用效果可提升12%左右。此外，還對現場環境監測、動態載荷等機械特性進行了研究，并對作業狀態監測，如種子的流傳數量、播種深度等技術進行了研發，其開發了一種專用的傳感器及系統，該系統可將檢測精度控制在0.02 以下。

三、農業機械的創新發展途徑

1、推進農業機械智能化

①人機交互

在推進農業機械智能化發展過程中，需基于人機交互設置需求，明確自動化操作流程，其中電子監控設備需準確地安裝到農業機械設備中，在此可使操作人員在特定的應用中，更加容易地看到顯示器上的標準數據，并隨時調整工作量的大小，加快工作速度，使分配的任務順利完成。并且在人機交互技術與農業機械設備結合后，操作人員還可根據顯示儀器上的數據，掌握該農業機械設備的使用情況，若機械設備出現故障問題，以便工作人員可以在最短的時間內解決有關的問題，確保機械設備可達到正常運轉效果。

②精準農業

在農業機械化智能化發展中，可及時掌握作物的生長狀況和所需水分和營養，在此過程中，可根據作物在各個時期的生長狀況，制定出用水與施肥標準，并由此完成精準營養供給效果，而這一技術優勢無法被其他技術替代。在實際使用過程中，還可通過對模型數據進行分析，由此預測農業生產中可能會發生的問題，從而避免隱患問題，而有效減少時間與生產成本，還可間接提升土地使用效率。當下，現代智能化應用必須建立在高科技的基礎上。因此，當地在大力推進農業機械化創新發展時，還需加大對技術與人才的投入力度，由此實現精準農業工作，確保可推動我國農機裝備智能化、計算機網絡技術信息化的應用效果，而這也是實現我國現代化進程的必然條件。

2、實現農業農村現代化，促進農機與農藝結合路徑

首先，當地要抓住全國“智慧農業”試點的機遇，緊緊抓住全省農機“兩大行動”，大力推動農業機械化和智能化農業的發展，促進農業機械化、綠色化、智能化的發展格局，并完善有關的推廣工作，由此確保農機裝備可與智慧農藝達到結合、融合、促進的效果，并加速推動智能綠色農機裝備與技術在當地的推廣應用。例如，當地可將農機與農藝進行高效融合，融合后，需積極打造智慧園藝、智慧漁場、智慧大棚、智慧牧場等，使當地農機化呈現出向智能化綠色化轉型升級的良好態勢。

例如，地方基層單位要與推廣人員一起，繼續加速農業科技體系的改革，打破深層次的體制和機制障礙。在防止土壤污染、草原退化、土壤侵蝕以及防治農作物病蟲害等方面，需重點推廣防范農業技術。再如，以提升耕地質量為抓手，采取四個替代如有機肥替代化肥、測土配方施肥替代過量施肥、綠色防控替代化學施藥、統防統治替代農戶散治的方式，實現減肥減藥控水節本增效的目標。從而在減少肥料成本的同時提高農產品質量實現農民增收效果，有效帶動當地農業經濟的提升。

其次，當地應圍繞“信息化、智能化、綠色化”的農業機械裝備發展目標，走農藝一體化的道路。如，當地需堅持產學研推用多方聯動，積極探索和應用具有先導性、引領性的農業尖端技術，以便實現農業機械化、綠色化、智能化的發展格局。

例如，以水稻精量穴播示范基地、無人機聯合試驗基地、智能農機裝備示范基地、專業技術示范基地等為主要支撐，積極引進和推廣新技術、新機具，充分發揮示范基地的優勢，組織農業技術培訓。另外，還可舉辦多場春耕、冬種生產現場會，展示現代農業設備在農業生產中的高效、增產、增收的作用，增加農機化人才隊伍對農機新技術的接受力度。最后，還需合理調整農藝與農技的使用途徑，使兩者充分結合起來，在二者的合理使用下，不斷提高農業生產的效率和質量，滿足當地農民增收致富的良好愿景。例如，在進行農業生產時，要避免采用傳統的農藝收割方法，適時采用新型農藝收割技術，由此有效減少了農民工作量，并且在技術的推動下可根據農作物具體生長情況，設定適當的距離，以完成農機收割作用，并確保農機技術可發揮其實際優勢。

3、加大財政投入力度，完善農業機械化發展機制

2004 年，《農業機械化促進法》正式頒布并施行，標志著我國農機事業步入法治軌道。因而，我國農業機械化水平有了明顯提高，特別是在經濟發達地區，農業機械化發展迅速。但對于相對貧困的地區，由于自然環境和地理環境的影響，農機化發展仍然較為落后，因此，地方政府需結合省市縣規定，要求其加大財政投入力度；加大對農機基礎設施的投資，強化對農機的宏觀調控和組織領導，強化執法力度，確保各項制度的有效落實。

4、優化產業創新服務體系，實現自主創新成果

一是，搶抓國家科技成果轉化過程，加速推動示范區建設，在新時期國際農業技術創新格局中，樹立起主導作用。例如，河北宗申戈梅利農業機械制造有限公司主要從事大型高端玉米收割機的研發、生產、銷售（5-12 排、脫穗、收割型）；青貯機器（200馬力至600 馬力）；多功能谷物收獲機（8 千克/秒至16 千克/秒），油菜收獲機等高檔農用設備。該項目開發是宗申工業集團與戈梅利農機公司實施“一帶一路”戰略的一項重大舉措。

二是當地需深入實施高職院校科技人才成果賦權改革試點，并完善有關培養措施，積極總結經驗與可推廣路徑，由此提高“紙變錢”的本領。

三是全面實施“減負行動2.0”，有效建立出農機科研院所與創新成果轉化的盡職免責負面清單制度。

四是持續深化科技創新利益分配改革行動，當地需大力支持、扶持有關的農機裝備產業創新鏈條以及產學研結合合作服務機制。并且，需結合當地實際情況，支持農業科技成果的培育，設立引導基金；加快發展科技服務，由此為農業機械自主創新的知識產權提供了有力保障。

綜上，“十四五”時期是河北省農業機械化發展的重要戰略機遇期，同時，也是河北省由農機大省邁向農機強省的關鍵階段，對此當地需采取有效措施加大對農業機械產業的創新發展，在立足技術創新、人才培育、制度優化的同時，還需正確把握新時期農業機械化發展的歷史方位，持續加快農業農村現代化進程，使其可積極應對各種挑戰，推動全面、高質量的農業機械化發展。