淺談精確農業與農業機械化智能技術的應用

劉怡云

摘 要 農業作為我國基礎性產業，自古就占據了重要的地位。隨著現代化科學技術的進步，機械逐漸被廣泛運用于農業生產，極大地提高了生產效率。未來的農業生產要在現有基礎上更加精確化和智能化，以進一步擴大農業生產效益。基于此，從精確農業與農業機械化智能技術的應用進行研究，分析現有的農業機械化技術，并提出相應的解決措施。

關鍵詞 精確農業;農業機械化;智能技術

中圖分類號：S23 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.05.088

近年來，我國農業得到了高質量發展，為了進一步提高農業生產效益，精確農業和農業機械化智能技術成為了熱門的研究方向。現代化農業技術的目的是把人從傳統的勞工生產中解放出來，以更高效率、更大規模的機械運作方式進行農業生產[1]。農業機械智能化，是在現有機械農業生產的基礎上，進一步更科學、更清晰地完成農業生產目標。農業機械智能化技術的應用，是實踐可持續的有效方式，不但可以更精確地對農業生產數據進行采集和反饋，還能在用水、用能等方面得到精確的控制。因此，精確農業和農業機械化智能技術對于我國的農業發展有著極為重要的積極作用。

1 精確農業和農業機械化智能技術

精確農業是起源于美國的一種農業生產理念，它要求生產者根據空間環境設計出一套符合自然變化規律的生產系統，是對現代化信息技術的一種拓展運用，而農業機械化智能技術是建立在精確農業上的進一步精細度和精準度控制技術[2]。精確農業和農業機械化智能技術的應用主要體現在以下3個方面：1）通過機械和智能技術整合現有的農業資源，讓農業生產變得更具有系統性;2）降低農業生產成本，機械比人工有更加嚴格和精準的傳感儀器，能極其精確地控制生產成本，減少生產期間造成的浪費;3）提高農業生產效率，不同的農作物的生長方式和生長環境有差別，人們只能粗略地對其具體生長生產環境進行把控，而機械可以按照理論研究保證作物生長在最適宜的環境中，以最大幅度地提高生產效率。

精確農業和農業機械化智能技術是時代的必然需求，人口數量的不斷增加和人們生活水平的不斷提升，對農作物的數量和質量提出了新的要求。從提高作物產量到提升作物口感，從要求作物可食用到要求作物營養健康，精確農業和農業機械化智能技術都能滿足了人們對農產品數量和質量等方面的多重要求。因此，研究精確農業與農業機械智能技術擁有著極為重要的意義和價值。

2 精確農業的技術支撐體系

精確農業的核心是建立一個完善的地理信息系統，并在此系統的基礎上構建一個定位、定時、定量的現代化農事操作系統和管理系統[3]。精確農業主要由10個不同的系統組成，分別承擔了農業收集、生產、反饋和咨詢等不同的專業功能，以下對主要的3種系統進行簡述。

2.1 全球定位系統

全球定位系統（GPS）的主要作用是通過衛星進行實時定位和監測。通過對地理信息的收集，獲取土地地形、地貌的特征，為機械的智能播撒、除蟲等功能提供位置技術支持。

2.2 信息采集系統

農田信息由復雜的多維信息構成，包括空氣溫濕度、光照度、土壤水分等對作物具有影響的信息因素。農田信息采集系統能夠通過不同的傳感器各類信息進行采集，以便于專家進行分析和做出決策。

2.3 地理信息系統

農田地理信息系統（GIS）是一種對所有農田信息、地理環境等因素進行綜合管理的數據庫系統，它通過對數據的存儲，解決了數據的時間差異性，可以為生產者或農業專家提供時間維度上的信息對比。

3 精確農業和農業機械智能化技術的發展現狀

3.1 精確農業發展現狀

傳統的精確農業系統具有獨立性，每次決策前都需要人工進行數據的整合和處理，由于信息處理過程中處于靜態，最終的結果仍會與實際存在差異。

現代化的精確農業有即時、動態、智能等多方面的優勢，以中科院地理科學與資源研究所2018年發布的精確農業農田地理信息系統為例，系統具有采集、存儲、處理、分析和決策等功能，實現了數據一體化處理方案[4]。隨著科技的進步，諸多企業已采用“物聯網+農業”的方式進行管理生產，農業信息系統提高的數據作為支撐，對農業機械進行遠程部署，無論是監測預警、生產管理、產品溯源等都實現了智能化。

3.2 智能化農業機械發展現狀

以目前的農業機械智能化的發展水平看，我國雖然在農業機械智能化方面取得了較大的進展，但與部分農業發達國家相比還存在著巨大的差距。1）我國的農作物種類多，各地方的自然環境差異較大，農業機械無法滿足各類工作環境。2）GPS等系統利用程度低，國外已實現在拖拉機等機械設備上安裝GPS設備，減少重復耕作和漏耕的情況，以達到精細耕作的目標。

但與之前相比，目前我國在農業機械智能化的研究上有了更多的公司和團體參與，無論是作物收割方面的谷物聯合收割機，還是運用于果園的自動對靶噴霧機都是農業機械智能化巨大進步的體現。

4 精確農業和農業機械智能化技術的應用前景

4.1 精細農業

精細農業是對農業機械智能化技術應用的標志性體現。1）從GPS技術運用來看，我國擁有了自主的GPS導航系統，對于拖拉機、耕種機等農業機械可參照國外先進的GPS技術應用，使農業耕作做到“不重不漏”，實現耕作的全面性[5]。2）從施肥方面來看，通過對農業機械智能化技術的應用，從根本上扭轉傳統依靠經驗進行施肥的落后方式，確保施肥要因地制宜、因作物制宜，減少化肥浪費，提高作物質量。3）從節約資源來看，運用機械進行滴灌微灌等精確化灌溉方式，可以有效杜絕采用漫灌等方式浪費的水資源，提高資源利用效率。精細農業的發展是提高產量和效益的重要途徑，傳統人工只能依靠經驗來進行生產勞作，由于人的特異性，即使統一管理也無法與機械相媲美，精細耕作的實現需要依賴于農業機械智能化技術的普及。

4.2 專業的農業機械廣泛參與各個環節

目前，無人機撒種、撒藥已經被廣泛運用于農業生產中，但是無人機的運用是一種非專業的農業機械運用，從技術層面來看，提高了作業效率，但是對于播種、除害等方面沒有起到專業性和針對性的作用。未來的農業，一定是播種、培養、采摘收割等每個環節都會有農業機械參與的。1）從播種方面來看，要在精細耕作的基礎上研發科學的播種技術，掌握作物的科學種植距離;2）在作物成長期，對于其光照、水分、土內營養、病蟲害等情況進行實時檢測，通過機械改善生長環境，及時提供作物成長所需要的各類元素;3）在采摘收割方面，傳統的人工收割效率低，收割量小，采用機械進行會極大地提高收割效率，降低人工成本。

4.3 農業智能化管理

智能化是農業未來的發展趨勢，物聯網的發展為農業智能化管理提供新的發展方向，生產者通過物聯網可以完成遠程機械操控。傳統農業生產中，生產者需要擔心作物的各個生長階段，對施肥、澆水、防盜等都需要花費大量的成本和精力，而通過物聯網技術，生產者可以通過通信終端遠程監控農田信息，確保生產過程中作物不會被破壞;對于發生病蟲害信息，生產者可以第一時間接收到產生原因和嚴重程度，從而有針對性地給機械下達指令，實現無人值守。

在作物生長生產期間，也會產生大量的數據，生產者可以通過大數據對作物的生產效益進行分析，從而在具體的選種、栽培等方面有更具有指導性的數據參考指標。智能化的農業管理，能夠幫助生產者節約大量的時間，實現大規模生產的監測和控制。

4.4 機器人應用

農業生產過程中，有大量重復的機械式工作，在當下人工成本高的狀況下，未來農業機器人將會有極大需求。目前，我國在機器人育苗、機器人嫁接等方面都有了較為成熟的機器人工作體系。相較于人工而言，機器人能適應更多的工作環境，針對于如噴灑除草、除蟲藥劑等有毒作業環境有更好的適應性。同時，機器人擁有極大的拓展性，可以根據實際需要進行改裝，利用多種傳感器對作物進行詳細檢查，如傳統的病蟲害技術只能通過經驗和觀察來判斷果樹是否被害蟲影響，而機器人可以通過超聲波和紅外線等技術對果樹進行內部檢查，反饋給生產者。

5 結語

我國的農業科技水平雖然距離世界頂尖水平還有著巨大差距，但精確農業和農業機械智能化技術的應用是我國農業邁向現代化的重要途徑，也是踐行可持續發展理念的科學發展方向。精確農業和農業機械智能化技術的發展離不開相關領域人才的不斷探索，農業技術人才的培養是農業技術不斷提高的前提。對內而言，只有農業科技水平有了切實的發展，才能滿足人民日益增長的物質文化需求;對外而言，只有農業科技水平追趕上了發達國家的綜合水平，才能提高我國的綜合實力和在世界上的影響力。

參考文獻：

[1] 王玲.精確農業對農業機械化發展的影響及存在問題研究[J].農機使用與維修，2020（01）：113.

[2] 龔毅.精確農業與農業機械化智能技術的應用分析[J].科技經濟導刊，2019，27（12）：111，110.

[3] 王孝民.精確農業對農業機械化的發展影響及存在問題分析[J].農機使用與維修，2019（04）：28.

[4] 喬力.分析精確農業與農業機械化智能技術的應用[J].種子科技，2017，35（06）：125，128.

[5] 張玉秋.精確農業與農業機械化智能技術的應用[J].農業開發與裝備，2016（11）：31.

（責任編輯：趙中正）