精確農業背景下的復合農機研究與技術發展趨勢

張金偉

摘 要：精確農業是我國農業生產向合理化發展的新趨勢，能夠有效避免生產過程中的資源浪費與環境污染，精確農業思想的普及影響了農業機械的發展特點，也暴露了現階段農機使用的一些弊端，通過強調農業機械必須向功能集成化發展的新趨勢，說明了農業機械發展的新途徑。

關鍵詞：精確農業;復合農機;技術;發展;趨勢

中圖分類號：F323.3 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.011

隨著我國農村地區經濟條件的不斷提高，農業的生產方式有了很大的轉變，農業機械化的普及顯著節約了農業的生產成本，并保證了農業作業方式的進步。在農業機械廣泛使用的背景下，精確農業以現代化農業機械為依托，充分結合網絡技術、電子信息技術、定位技術以及傳感器與控制技術，為農業生產的發展提供了更科學的方向。精確農業的實現必須以農業機械化為依托，這也在潛移默化之間影響了農業機械的發展路線，沒有功能齊備的農業機械進行支持，精確農業的很多思想都難以實施，而通過農業機械的功能來實現精確農業的新思想，能夠顯著節約生產資源、降低成本投入，并減少現代化農業生產對作物和環境造成的不良影響。

1 精確農業的特點與作用

農業生產能夠為人民生活和社會發展提供必需的糧食和工業原材料，我國從事農業生產及相關工作的人口眾多。由于我國人均耕地不足，優良耕地所占的比例就更低，促使農業必須要在有限的耕地資源條件下創造更大的產量和效益，因此，精確農業相關理念的實施對于我國農業生產的發展具有現實和積極的意義。與傳統的農業耕作方式相比，精確農業的實施具有以下優點：一是自然資源的合理化使用，有效減少水資源的浪費，并實現耕地土壤資源的最大化利用，同時能夠增加農業產量;二是通過精確播種和施肥作業，并結合變量噴藥等植保技術，顯著減少種子和化肥的使用量，不僅有效降低生產成本的投入，更有利于環境保護和農業生產的長久發展;三是能源和人力資源的最小化消耗，精確農業不僅有效減少了生產過程中的機械作業無用功，更能通過提高農業機械的作業自動化程度減少操作人員的數量并降低駕駛勞動強度，同時有效節約能源消耗，更符合現代化農業生產的需求。

2 農機使用的不足與弊端

農業機械作為精確農業理念的實施者，農業機械的技術情況和特點決定了精確農業的普及與發展速度。近年來，隨著農業機械的不斷普及與發展，我國的農業組合耕種收機械化水平已經超過了55%，但對于精確農業在我國的發展，仍存在著較多的不利因素，主要包括以下幾點。

（1） 地域性差異導致了經營模式的各異。我國不同地區的農業生產受到耕作習慣、自然條件、耕地狀態、經營模式以及經濟條件等多方面的制約。大部分地區所沿用的獨自小規模的經營模式在一定程度上限制了先進大型農機的使用，使精確農業的普及不僅要面對眾多復雜因素的影響，同時還缺乏最基礎的實施環境。

（2） 農民采用新技術的積極性不足。精確農業的實施很難在短時間內創造顯著的經濟效益，其效果的顯現需要較長時間的積累，加之技術的實施更是需要較大的經濟投入。大多數農民受到眼前利益的影響，對于適合精確農業要求的先進農業機械熱情度不高，認為這些先進的功能并不是現階段農業生產的必須功能，不愿為此而投入更多的資金。

（3） 自主農機技術仍處于落后地位。與國外的先進農機技術相比，我國自主生產的農業機械在技術含量和實際作業能力上還存在著明顯的不足。尤其是在大馬力拖拉機、氣吸式播種機、變量噴藥技術等方面，還或多或少的依賴著技術進口，這不利于精確農業與我國實際情況的有機結合。

（4） 缺少專業化的農機服務組織和人員。盡管近年來我國農機管理部門對于農機操作者進行了必要的培訓，顯著提高了其操作農機的能力和作業意識。但相對于職業化的農機操作者要求仍有一定的差距，農戶往往只能勝任普通農機的駕駛，而對于更為先進的農業機械，缺乏足夠的駕駛能力，這就要求更多的農機專業服務隊伍參與到農業生產當中去。

（5） 缺少系統化的農機購置指導服務。由于農機管理的工作人員相對于龐大的農機使用者而言嚴重不足，導致很多農戶在農機選購的過程中缺乏專業人士的指導，只能依靠自身經驗和周邊人的建議進行購買，這種購機方式具有一定的盲目性，存在著購置農機不適合本地區作業的可能性，影響農機的正常高效率使用。

3 復合型農機發展的必然趨勢

3.1 復合型農機的技術優勢

精確農業的理念要求農業機械的發展實現多功能化，現階段我國使用的農業機械多以單一功能的機型為主，對于我國現行的農藝技術，需要不同種類的農業機械按順序進地作業一輪，才算完成生產任務要求。由于使用的農機多為輪式行走式農機，多次反復的作業很容易造成耕地土壤的壓實，導致土壤的物理性能變差，影響作物的生長。同時，眾多農機的使用，很難保證相互之間的緊密配合，容易出現機型銜接不恰當引發的效率低下或作業質量不佳等問題。復合型農機是針對單一功能農機而言的，將同一農時階段的農機功能進行集約，既能保證更高的作業效率，也能避免農機多次銜接作業因配合不當造成的質量不佳問題，更容易保證農機化作業的精確程度和控制要求。

3.2 復合型農機應用舉例

3.2.1 聯合整地機

聯合整地機在我國的研究起步較早，是農業機械功能集成的典型代表之一，聯合整地機一次性作業可以完成旋耕、滅茬、起壟、深松、鎮壓等多項功能，具有顯著的實用性特點（如圖1所示）。通常情況下，聯合整地機以旋耕機械為基礎，通過與滅茬、深松等其他工作部件進行合理搭配，能夠實現多種功能要求的聯合整地作業。聯合整地機以拖拉機為主要動力源，通過懸掛連接的方式實現復合整地的作業要求。

由于復合型的功能設計保證了整地作業農機最少的進地次數，同時，有效地匹配了旋耕設備與深松、起壟、鎮壓功能之間的銜接與配合，能夠更有效地提升作業的精細程度，達到更好的作業效果。聯合整地機與傳統的耕整地作業相比，更能夠保證創造有利于種子發育和生長的細碎土壤結構，并一次性創造上實下虛的良好土壤狀態。以現階段的復合型聯合整地機為基礎，在精確農業和智慧農業的帶動下，聯合整地機在耕深自動調整、模塊化組合、水平狀態調整以及自動檢測等方面都會取得顯著進步，同時維持現階段保護土壤結構、高作業效率以及能源節約的優勢，以更科學的方式完成耕整地的聯合作業。

3.2.2 氣吸式播種機

氣吸式播種機是精確農業發展的典型機型，與傳統的機械式播種機相比，具有顯著的技術優勢。傳統的機械式播種機采用外槽輪式或其他機械結構獲取種子，其工作原理大至相同，對于實際的播種數量難以保證精準要求，而采用氣壓原理獲取種子的技術，能有效保證種子播種的精確度，且適用性更好?，F階段的精量播種機集成了開溝、播種、施肥、覆土、鎮壓等多種功能（如圖2所示），工作中能夠在保證播種精度的同時，顯著提升作業效率和質量，并有效節省種子、肥料、能源的使用量。

3.3 復合型農機的發展趨勢

精確農業的主旨不僅在于提升農業機械結構和生產功能的精確度，還要通過信息采集與信息處理等技術提升農業生產方案的科學性，這就要求農業機械不僅要在機械功能上進行整合，還必須同時具備信息采集、統計傳輸、衛星定位、信息接收等先進功能，需要機械結構與電子控制技術的有機結合，并向著功能模塊化方向發展。未來的復合型農機應向兩種方向進步，一是功能模塊的按需選擇與便捷裝配，包括了機電液的快速連接與機械功能的可靠配合;二是工作參數的快捷化調整，包括機械作業高度、機具形態、相對位置等的自動化調整，以及遠程控制和調整機具的相關參數和狀態等。

4 結束語

精確農業是符合農業長久發展的先進理念，精確農業與農業機械之間的影響是相互的，既包含了精確農業對機械發展的引導作用，也包含了農機發展對精確農業實施的新提示?，F階段在精確農業思想快速普及的背景下，農業機械也正向著精細化作業方向發展，有效改善了我國農業機械技術和使用粗曠的現實情況，有利于農業機械的長久和科學發展。

參考文獻：

[1] 段向敏， 代榮. 精確農業背景下我國農業機械發展趨勢[J]. 農機化研究， 2013（12）：229-232.

[2] 楊海波， 趙鵬程. 淺談我國農業機械化的發展現狀及趨勢[J]. 活力， 2017（6）：10-10.

[3] 姜帥琦. 智能化農業裝備與精確農業技術[J]. 中國科技信息， 2014（14）：175-177.

[4] 周艷麗， 盧秉福. 農田機械壓實對土壤物理特性的影響[J]. 中國農機化學報， 2018， 39（9）.

[5] 林振江， 崔立勇， 王闖， 等. 農田土壤機械壓實的發生、影響及改良[J]. 農機化研究， 2011， 33（11）：249-252.