自動化技術在農業機械中的應用特征與發展

隨著科學技術的快速發展，農業機械化生產已經得到了快速普及與應用，在農機購置補貼政策的支持下，農業機械的銷售量不斷提升，農業生產的機械化普及率也進步明顯。在農業機械逐步應用的同時，農機產品的技術先進性、操作便捷性成為社會關注的焦點。自動化技術作為現代科技發展的重要技術，能夠在很大程度上提升農業機械的產品性能，有利于進一步提升農業機械的工作效率、可靠性，進一步降低農業生產過程對人力的依賴，并促進生產方式的科學化轉變。

隨著我國科技水平的大幅度提升，以及現代化進程的逐步完善，我國農業發展迎來機械自動化建設重大契機，農業機械自動化裝備的數量不斷激增以及農業機械自動化裝備逐漸向小型化與多樣化發展。可以說，在農業領域應用機械自動化技術，不僅能夠顯著提升農業生產的效率，而且還能夠大幅度減少勞動力的使用，繼而能夠極大降低人工成本，以及擴大經濟收益。總之，將自動化與機械化相結合有助于減輕農業勞動強度、提高農業生產效率、節約人力，是我國農業機械自動化發展的重要內容與路徑方向。

一、農業機械自動化應用現狀及發展意義

1、應用現狀

傳統的農業生產模式是以人的勞動作業為核心，在這種情況下，一方面人的勞動強度太大，農業生產中的人力成本較高;另一方面，人的作業過程是不穩定、不可控的，這也就導致了傳統生產模式質量的不穩定。在此背景下，自動化農機的優勢便得以體現。近年來，隨著科技水平的不斷提高，農業機械的自動化水平也有了很大提升，各類創新型的自動化農機開始被運用到生產當中，憑借其高效、穩定的性能被廣大農業從業者接受和推崇。當前，農業機械的應用較為普遍，較為常見的包括播種機、旋耕機、收割機、拖拉機等，而在農耕技術和理念的推動下，農機設備在品類數量和技術水平上都得到了提升，不斷向著高自動化、智能化的方向發展。以農業灌溉為例，自2010年我國開始重點研究自動灌溉技術并試點應用，提高了農業灌溉的效率，通過優化自動化灌溉技術，研究出了流量滴灌、微噴灌溉等適用于不同情況的自動化灌溉設備，實現了農業生產中灌溉環節的自動化，降低成本的同時還提升了灌溉質量。很多自動化農業機械的應用和推廣已經較為成熟，符合現代農業發展的理念，能夠有效推動農業現代化發展的進程。

2、自動化技術的發展意義

傳統農業生產主要依靠人力完成作物生產的各個作業環節，勞動強度大。隨著農業機械的逐漸應用與發展，可以解放農戶勞動力，降低勞動強度，與人工生產方式相比，農業機械可以更加快速、高效地完成各項農業生產環節，提升農業生產效率。隨著我國農業向著大型化、集約化方向發展，采用動力配置更高、功能更加先進的農業機械進行農業生產，尤其適用于大面積農田經營及農場生產，實現農業生產的效益最大化。因此，先進的農業機械是提高農業生產效率、轉變農業生產方式、推動農業現代化發展的重要基礎條件，對于保障我國糧食安全及食品安全具有重要意義。目前農業機械化設備及相關技術基本可以覆蓋農業生產全過程，隨著智能化及信息化設備的逐漸發展與應用，農戶可以不進入土地實現遠程監測農作物的長勢及田間環境，進行田間精準作業，可以節省肥料10%～15%左右，節約農藥20%～24%左右，并及時做出相關的農業管理措施，節省了人力投入，僅1～3個勞動力就可以經營管理農田生產，減少農業生產中的人工費用的同時提高農業生產效率，可以增加農戶收入。另一方面，農業機械化技術對于全面推動建設新農村農業發展及農業產業化發展具有重要意義。隨著農業機械化水平的不斷提升，可以推動我國農村農業經濟的快速發展，根據不同農業特色生產區域，對農業生產模式進行創新，解決目前農村、農業、農民之間的發展矛盾，順應時代發展、社會經濟發展的趨勢，可以解決我國當前農業生產中存在的問題，推動我國農村農業生產及經濟的快速發展，實現現代農業的發展。

二、農業機械自動化在現代農業中的具體應用

1、播種過程自動化

農業機械自動化在現代農業中被充分運用于播種過程，以此解決傳統農業播種效率低下的問題。在傳統農業播種過程中，過于依賴人工的播種經驗和播種技術，播種深度、播種間距等無法保證。而在農業機械自動化技術和設備的幫助下，利用農業機械自動化控制系統，播種人員在播種之前設置具體的播種參數，播種設備會嚴格參照播種參數進行作業，減輕了人工播種的壓力，實現了播種精準化作業目標。2021年朝陽市建平縣展示了馬鈴薯自動播種的過程，播種的速度更快，省時省力，一次性完成播種、覆膜等一系列工作。

2、施肥過程自動化

由于不同農作物生長周期不同，所以不同農作物的施肥過程也存在著一定的差異，而且農作物的施肥需要根據當地氣候條件而進行。在傳統的農業施肥過程中，施肥人員需要依據自身的施肥經驗控制施肥量和施肥間距，所以部分農田會出現肥量過多或者肥量不足的情況，從而影響農作物的生長質量。而在現代農業的施肥過程中，利用農業機械自動化技術可以根據農田的面積、農田所在區域的氣候條件、農作物種植密度等合理計算施肥量和施肥間距，以此保證施肥效果。2022年朝陽市在噴灌機上的水肥一體化自動施肥機，能夠同時進行澆地和施肥作業，能夠成功解決浪費人工、肥料利用率不高的問題，能夠在電腦上自主設置每小時的施肥量，精確度能夠達到90%以上，整個施肥作業更加方便。

3、收割過程自動化

在農業機械自動化的幫助下，自動化收割設備以自動化收割技術為依托，通過對收割區域的自動勘測，將勘測數據向自動化設備反饋，進而進行分析和處理，最終得出科學的收割方案，再根據方案開展收割作業。農作物收割過程利用機械自動化技術能夠保證收割機械沿著既定路線開展作業，有效防止遺漏收割區域，在保證農作物收割質量的同時提高了農作物收割效率。比如全自動化西紅柿收割卡車，通過履帶將西紅柿和西紅柿秧子送到后面的機器里，將西紅柿秧子和西紅柿分離開來，整體收割效率非常高。

4、農機一體化系統應用

在現代農業中，農機技術兼具獨立性與統一性，而將農業機械自動化應用于農機一體化系統中能夠實現農業機械的全面改良。在農業機械自動化應用過程中，將不同類型的農機設備進行關聯，使之成為農機一體化系統設備，以此提高農業生產、作業、管理一體化水平。例如自動化翻地機械運行時，自動化播種設備能夠根據農田區域土壤濕度、農作物密度、氣候環境等因素條件合理規劃作業，最大化發揮農業機械性能的同時推動農業領域的發展。

三、農業機械自動化發展的改進措施

1、強化農業機械自動化隊伍建設

為了能夠有效彌補我國農業機械自動化發展的制約因素，首先需要強化農業機械自動化的隊伍建設，即需要向農業生產第一線持續輸入技術人才，保證機械自動化人才走向田間地頭，深入了解農耕者的心理與期望，并以此為切入點展開針對性培訓，使得農民充分認識到機械自動化對于農業生產的重要意義。與此同時，面對互聯網技術向各個領域的滲透，農業機械自動化還需要構建適于當地的信息系統，保證農業生產、收割以及銷售一體化，從而真正實現農業機械自動化的科學持續建設。

2、改變農業從業者的傳統觀念

針對農民根深蒂固的傳統農耕思維，還需要徹底改變農業從業者的落后觀念，使得農民普遍意識到機械自動化對于自身農業建設的必要性。因此，需要當地政府積極展開技術宣傳工作，激發農民對于加強機械自動化的熱情，既讓農民認識到農業機械自動化對于農業收益的巨大推動作用，也要讓農民真正會使用這些機械，提高自身的生產技術水平。即從農業機械的設計、生產及銷售等各個環節充分考慮作為用戶的農業從業者的使用體驗以及感受，從而制造出適合當下我國農業機械自動化發展的產品，不僅在銷路等方面實現飛躍，還要在引進的基礎上實現本土化，在產品質量提升的基礎上實現從業者偏見的消除。

3、大力發展“精準農業”機械自動化建設

除了需要強化農業機械自動化隊伍建設以及改變農業從業者的傳統觀念之外，破除我國農業機械自動化發展的制約因素，還需要大力發展“精準農業”機械自動化建設。即是說，必須加大農業生產機械技術自動化與數字化的研發，并從生產線、機械設備以及工藝流程等各個層面加以改造，實現資源分配的科學布局，繼而保證數字制造車間的科學有效運行。具體層面，需要加大我國農業機械自動化科研投入，實現農業機械裝備努力創新，加強農業機械自動化的積極作用，從而保證農業生產的成本降低。并且需要結合實際的市場調研，打造與市場方向相同的農業機械品牌，以此保證農業的生存與發展。唯有如此，才能不斷提高我國農業機械自動化的良性發展，保證我國農業生產的核心國際競爭力。

4、完善農業自動化機械管理制度

破除我國農業機械自動化發展的制約因素，需要相關農業機械自動化人員充分調研農業市場行情，并將調研數據進行信息化收集，以此展開針對性的市場分析。然后，通過信息管理系統的健全與完善，利用現代技術展開分析并建立多樣化的農業機械類型，以此為我國農業機械自動化發展不斷注入技術活力。與此同時，還需要加大農業機械自動化信息管理系統的監管力度，確保其安全穩定運行。最后，還需要遵循因地制宜原則，平衡不同地域之間的農業機械自動化差異，實現資源優化共享與科學分配，并且根據不同的農業生產條件設計制造可用產品，以此保證農業機械自動化精確性與針對性發展。

5、科學地運用信息化技術

信息化技術現如今在各行業都已經有了比較成熟的運用，在現代農業中也應該積極引進和應用。通過物聯網技術，可以更加精確、及時地獲取農業相關的數據，例如，溫度、濕度、振動等環境數據;通過運用大數據的處理技術，農機可以實現作業方式的調整，保證最佳的作業效果，例如，自動灌溉系統自主調節流量;通過運用機器視覺技術，可以實現復雜信息的智能獲取，可用于作物的采摘設備，對作物進行智能識別并進行采摘操作。

四、農業機械自動化在現代農業中的發展趨勢

1、計算機視覺技術

現代農業是我國農業發展的既定方向，為了朝著這個方向前進，應該注重對現行的農業機械自動化技術進行研究和分析，對優勢進行發揮，對劣勢進行改良。計算機視覺技術作為農業機械自動化的未來發展方向，同樣也是促進現代農業發展的重要趨勢。通過應用計算機視覺技術，能夠解決傳統農業生產中作業定位不準、圖像處理不清晰等問題。所以為了實現計算機視覺技術的應用，在農業機械自動化中可以積極引入人工智能技術、機器人技術等，通過構建虛擬人類視覺神經網絡系統，將人工智能技術所采集的數據信息進行分析處理，實時抓取農耕區域的異常情況。這不僅能夠減輕傳統人工作業壓力，還能夠提高自動化農業實踐水平。

2、智能機械自動化

目前，我國農業機械自動化技術只能通過技術人員所設置的技術參數進行作業，在作業過程中若遇到突發情況，則難以解決。例如在施肥或者噴灑農藥過程中，若遇到不連片的種植區域，或者不同區域種植不同農產品時，農業機械自動化設備難以實現自動調整。因此，為了促進現代農業的發展，農業機械自動化應該注重在結合自動化、機械化的基礎之上，加入智能化功能，將智能體系與機械自動化系統相結合，通過增加智能模型，系統能夠對農作物區域進行分區處理，以此滿足農業生產需求。

3、向精確農業方向發展

總體來講，我國現階段的農業生產還是粗放型為主，其主要原因之一就是農業機械技術的落后，在農機自動化技術應用的過程中，為提高自動控制的合理性，農機設計人員會在傳統農機技術的基礎上進一步結合我國農業生產的實際情況，分析農機控制的實際需求使農機技術的工作行為更加合理。同時，為保證農機控制的有效實施，農業機械在加工制造、細節結構設計、安全性設計等方面會進行全面升級，農民購置的自動化農機產品逐漸具備更精確、更合理的功能和執行能力。

4、向農業全覆蓋方向發展

自動化技術的應用有利于農業機械功能的豐富，很多傳統農機設計難以實現的功能通過自動控制技術快速實現，機械、電子與液壓技術的深度融合突破了傳統機械設計的思維，使農業機械領域逐漸誕生更多的新產品，并覆蓋到農業生產的更多領域。在自動化技術的支持下，農業機械技術的升級將從以產前產中為重點，向產前產中產后和食品深加工方向延伸，還將進一步覆蓋大部分經濟作物、中藥材、大棚生產環境，使農業機械化的綜合實力得到顯著提升。

5、多元化與協調化

農業機械化是我們國家農業發展的重要趨勢，涉及許多學科的內容，比如計算機技術、自動化技術等，在農業機械自動化方面發揮著極其重要的作用，綜合應用各大技術優勢，提升農業機械自動化發展水平。就目前的情況來看，我國農業機械自動化制造企業在產品設計、產品制造以及產品銷售等方面處于一個相互獨立的狀態，這對農業機械設備的設計與創新造成了不利的影響。為了解決這一問題，農業機械自動化應該朝著多元化與協調化的方向發展，將農業機械生產的各個環節聯系起來，從而更好地實現設計創新的目的。

6、向經濟環保方向發展

自動化技術的應用會持續提升農業生產的效率，在農機自動化技術研發與應用的過程中，還應重視利用自動化技術進一步降低故障維修成本、人力雇傭成本、燃油消耗成本、種子及農藥化肥購置成本，從而有效提高農業生產的經濟效益。同時，還要充分考慮傳統農業生產的弊端，研究如何利用自動化技術改善現階段土壤退化、環境污染、水源浪費等問題，促進農業生產與生態環境的和諧發展。

綜上所示，在農業生產過程中，具有自動化技術特點的農業機械具備更強的生產力，不僅能夠更好地節約人力資源，還能有效促進增產增收目標的實現。在自動化農機裝備的研發過程中，還應重視農機功能與我國農業生產需求的更好結合，提高農機產品的適用性。與此同時還應加強對于先進農機裝備的技術宣傳與應用普及力度，使農民在思想上接受自動化農機的優勢，并提升對于先進農機的使用能力，確保農機自動化技術更好地為農業生產服務。

（作者單位： 122000遼寧省朝陽市農業綜合行政執法隊）