農機裝備在農業生產中的應用與作業效率提升

李亞強

(蘭州職業技術學院,蘭州 730070)

0 引言

農業現代化是當前全球農業發展的重要趨勢,機械化作業作為其中的重要組成部分,已經在全球范圍內得到廣泛應用。相比于傳統的人工勞動,機械化作業具有高效、質量好、節約人力、減少勞動強度等顯著優點,能夠有效提高農業生產力和農民收益[1-3]。隨著科技的不斷進步,農機裝備的功能不斷得到拓展和升級,可以適用于不同的農業環境和作物,如水稻、小麥、玉米等。

農機裝備在機械化作業中的應用和作業效率提升,對于推動農業現代化、提高糧食產量和質量、降低生產成本和勞動強度具有重要的現實意義和廣闊的發展前景[4-5]。本文從不同種類農機裝備的應用和作業效率提升等方面進行探討,為推進農業現代化提供參考和借鑒。

1 農機裝備在機械化種植中的應用

農機裝備是指在農業生產中使用的各種機械設備,包括拖拉機、播種機、噴霧機、收割機等。在機械化作業中,農機裝備作為重要組成部分,可以實現對種植作業全過程的自動化和機械化,從而提高作業效率和質量,減少人力勞動和降低生產成本。

1.1 播種機

播種機用于實現種子精準、快速播種。播種機通常由播種部分、開溝部分、施肥部分和傳動部分等組成(圖1)[6]。播種機的作業過程通常分為喂種、分配、播種和覆土四個步驟[7],通過控制器調整播種機的工作深度、行距和種子密度等參數,以實現不同作物的播種需求。

圖1 精量播種機基本結構

播種機的應用可以大幅度提高種植作業的效率和質量。與手工播種相比,播種機可以實現精準的種子定位和密度控制,減少了種子浪費和播種不一致性。此外,播種機的作業速度也更快,可以減少作業時間和人工成本。在大規模種植中,播種機的應用可以大幅度提高種植作業的效率和生產力。

1.2 噴霧機

噴霧機用于農田的農藥噴灑、病蟲害的防治和農作物的施肥等作業。噴霧機通常由液體箱、泵、噴槍等部分組成,操作人員可以通過控制器控制泵的壓力和流量,調節噴霧的范圍和噴霧量。

與傳統的手工噴灑相比,噴霧機具有高效、精確、節約用藥等優點。噴霧機可以在較短的時間內對大面積農田進行噴灑,保證了噴灑的均勻性和效果[8];操作者可以根據作物需求和環境因素,對藥劑濃度、噴灑范圍、噴灑方式等進行調整,提高了作業精確度和效率。此外,由于噴霧機可以減少藥劑的使用量,降低了農藥成本和對環境的影響,實現了綠色、環保的農業生產方式。

盡管噴霧機具有高效、精確的特點,但其操作需要一定的技術和安全意識。操作人員需要掌握噴霧機的使用方法和注意事項,避免對環境和人身造成危害。因此,在使用噴霧機時需要注意安全、合理使用藥劑、防止污染等問題,以保證農業生產的安全和可持續性。

1.3 收獲機

收獲機用于農作物收割,包括小麥、大豆、玉米、棉花等。收獲機通常由割臺、輸送裝置、清選裝置等部分組成(圖2),收獲機工作過程中,割臺部分使用旋轉刀片或刀軸來割斷植株的地上部分,然后輸送裝置將這些割下的植株輸送到機內,通過清選裝置對植株進行清理、分離和分類,去除雜質和不需要的部分,最終獲得純凈谷物。收獲機的作業效率較高,操作相對簡單,可以節約大量的人力和時間成本。同時,由于收獲機的操作精度高,可以避免人工收割中因操作不當而造成的損失和浪費,提高了作物的收獲率和品質。

1.割臺;2.輸送裝置;3.卸糧器;4.脫粒裝置;5.清選裝置圖2 全喂入式谷物聯合收獲機

2 農機裝備對作業效率的影響

2.1 提升作業速度

在傳統的手工作業中,由于人工勞動的限制,作業速度較慢,無法滿足大規模種植的需求。而農機裝備的應用可以實現對種植作業的自動化和機械化,大幅度提高作業速度,提高生產效率。表1為常見農機裝備在種植作業中的速度數據,可以看到,使用農機裝備進行種植作業,作業速度可以達到手工作業的幾倍甚至十倍以上,可以大幅度提高作業效率和生產能力。同時,農機裝備的應用還可以降低作業成本、減少勞動力需求、改善作業質量和安全等方面帶來諸多優勢,這也是農機裝備在現代農業中得到廣泛應用的重要原因之一。

表1 農機裝備在種植作業中作業效率統計 單位:hm2/h

2.2 提高作業質量

農機裝備的應用可以大幅度提高作業質量和穩定性。通過對播種、施肥、噴藥等作業過程進行自動化控制和監測,可以減少誤操作和漏施現象,從而提高作業質量和穩定性。同時,由于農機裝備的操作精度和穩定性較高,可以有效減少作物的損失和浪費,提高作物的收獲率和品質。

2.3 減少勞動力成本

在傳統的手工作業中,由于需要大量的人工勞動,勞動力成本較高,限制了農業生產的發展。而農機裝備的應用可以大幅度減少人工勞動的需求,從而降低生產成本,提高生產效益。例如,在使用播種機進行種植作業時,只需要一名操作員就可以完成大規模的種植作業,可以大幅度降低人工成本。

2.4 提高生產規模

農機裝備的應用可以大幅度提高農業生產的規模和效益。通過機械化種植,可以實現對大規模農業生產的需求,提高生產效率和產量。同時,由于農機裝備可以減少人力勞動和提高作業效率,可以降低生產成本,提高生產效益,從而促進農業產業的發展。

3 農機裝備在機械化種植中的發展趨勢

隨著農業現代化進程的不斷推進,農機裝備在機械化種植中的應用也在不斷發展。主要發展方向與內容包括以下幾個方面。

3.1 智能化和自動化

隨著人工智能、機器學習等技術的不斷發展,農機裝備將逐漸實現智能化和自動化。通過對作業過程進行實時監測和控制,可以提高作業精度和效率,降低作業成本和風險。例如,目前已經出現了具有自動導航和自動控制功能的農用無人機和播種機等設備,可以實現對作業過程的自動化控制。

3.2 精準化和可持續化

精準化和可持續化成為了農機裝備發展的重要方向。通過對土壤、氣候、作物等因素進行精準監測和分析,可以實現對種植作業的精準控制和管理,從而提高作業效率和品質。同時,農機裝備的可持續化發展也得到了越來越多的重視,例如使用太陽能、風能等可再生能源驅動農機裝備,可以實現對環境的友好保護和可持續發展。

3.3 多功能化和定制化

為了適應不同農業生產的需求,農機裝備也將逐漸實現多功能化和定制化。對于不同作物的種植作業,需要使用不同類型和規格的農機裝備;同時,針對不同的農業生產需求,也需要具有不同的功能和性能的農機裝備。因此,農機裝備的多功能化和定制化將成為其未來的發展趨勢。

3.4 網絡化和數字化

隨著物聯網、云計算在農業機械生產中的不斷發展與應用,農機裝備將逐漸實現網絡化和數字化。通過與云平臺、物聯網等技術進行連接,可以實現對農機裝備的遠程監測和控制,從而提高農機裝備的管理和維護效率。同時,也可以實現對種植作業過程的數字化記錄和分析,為農業生產提供更多的數據支持和決策參考。

3.5 綠色環保

1)采用先進的農業機械植保技術與無人駕駛飛機,在不打亂植物種植行距和壟距的基礎上,實現大面積的農藥噴灑,減少農藥使用量,降低對環境的污染。

2)在機械化種植中采用環保型肥料,如有機肥、生物肥等,這些肥料能夠提高土壤肥力,促進作物生長,不會造成土壤污染和地下水污染。

3)農業廢棄物的資源化利用。在機械化種植過程中,會產生大量的農業廢棄物,如秸稈、果蔬皮等,廢棄物可以經過處理后,轉化為有機肥或生物質能源,實現廢棄物的資源化利用,降低環境污染。

4 結論

隨著農業現代化進程的不斷推進,農機裝備在機械化種植中的應用也在不斷發展。本文從農機裝備在機械化種植中的應用和作業效率提升研究出發,總結了農機裝備在機械化種植中的應用現狀、作業效率提升研究和未來發展趨勢。

從應用現狀來看,目前農機裝備在機械化種植中已經廣泛應用,可以實現種植、收割、翻耕、施肥等多種農業作業。從作業效率提升研究來看,農機裝備的應用可以提高作業效率、降低作業成本、減少勞動力需求、改善作業質量和安全等方面帶來諸多優勢。

未來發展趨勢方面,農機裝備將逐漸實現智能化和自動化、精準化和可持續化、多功能化和定制化、網絡化和數字化等方面的發展。這些趨勢將進一步提高農機裝備的作業效率和品質,為農業現代化進程提供更加堅實的支持。