自動化技術在農業生產中的應用探討

王婧怡 鄭立民 王茜

摘 要 在科學技術的推動下，我國農業現代化建設進程不斷加快。在農業生產中，自動化控制技術的應用有效提高了農業生產效率，并減輕了農民的勞動強度，促進了農業經濟效益的快速增長。分析了在農業生產中引入自動化技術的重要性和必要性，從農業機械、無土栽培、節水灌溉和溫室大棚等方面對農業生產中自動化控制技術的應用情況進行了分析，并探討了利用新型科學技術對農業機械進行創新、提高農民對新型農業機械的熟悉程度、完善自動化技術的基礎設施等發展策略。

關鍵詞 農業生產;自動化技術;農業機械

中圖分類號：S24 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.08.054

農業作為我國國民經濟的支柱產業之一，其重要性不言而喻。農業要緊跟我國社會經濟化、現代化的步伐，推進現代化發展。隨著我國科學技術的高速發展，農業也逐漸與自動化技術相融合，推進了我國農業的現代化建設。目前，農業生產中主要利用自動化技術對農業進行自動化管理，既大幅提高了農業的生產效率，又減輕了農民的工作負擔和耕作強度，促進了農業經濟的迅猛發展。根據當地的實際情況結合相關的理論依據對農業進行分類化、系統化的精準管理，并利用數據信息對農業技術和管理進行優化改革。在農業現代化發展進程中，相關部門的技術人員要以傳統農業的優勢為根本依據，結合現代化的處理技術和自動化應用對農業的生產效率進行進一步提升。隨著自動化技術日益趨于完善，其在農業發展中發揮的作用也逐步擴大，促進高效率、低錯誤、集成度高、系統化的現代農業的形成和發展。

1 引入自動化技術的重要性和必要性

社會高速發展之下，人們對糧食的產量和質量的要求也逐漸提高。目前傳統的農業生產的糧食已經難以滿足人們的需求，因此對生產技術進行改革創新迫在眉睫。跨國經濟的不斷深入和發展，使我國有更多的機會接觸國外的先進技術，在一定程度上有利于我國技術和科技水平的提高。但目前我國的農業生產水平同發達國家相比仍舊有一定差距，為了更好地提升我國的農業生產技術水平，縮小同發達國家間的差距，可在農業生產中運用自動化控制技術，實現農業生產的智能化、機械化和自動化。當代農業發展的重要標志就是實現農業生產技術的自動化，具有時代意義。

2 主要的農業自動化技術

2.1 機器視覺技術

想要實現我國農業領域的現代化發展，促進農業的自動化生產和高效生產，首先要對作業目標進行精準定位，保證目標對象的精準度。目前為止，西方發達國家已經將機器視覺技術普遍應用與農業生產中，利用視覺技術對農作物的生長情況、病蟲害情況、外部環境因素等進行分析。利用機器視覺技術所確定的目標對象涉及面極廣，不僅僅限于農作物的表面情況和種類判斷，還包括了農作物周邊環境，如土壤的覆蓋情況等。想要充分了解農作物的生產情況，就必須利用機器視覺技術對農作物進行細致的觀察描述，搜集足夠的資料。因為機器視覺技術不僅僅能夠對農作物的外觀、外形進行模擬描述，更能夠對細節處的紋理、明暗情況進行分析檢索，獲取大量細致有效的信息，幫助工作人員充分了解并認識農作物的生長全程，以便于后期的管理和判斷。目前，機器視覺技術已經在農業自動化進程中得到了普及和利用，例如，技術人員利用機器視覺技術對農作物的果實和葉片的生長情況進行實時監測，一旦發現缺水情況就可以下達灌溉命令，促進農作物的良好生長;機器視覺技術還可以在動物、家禽領域進行利用，例如，利用該技術對雞蛋的存活率、性別進行判斷。機器視覺技術還能夠與人工智能結合進行使用，利用該技術輔助機器人區別農作物的幼苗和雜草，提高機器人進行除草、種植等工作的效率。

2.2 專家系統

在傳統的農業中，農民想要正確區分農作物的種類主要依靠農作物的葉片、生長習性、分布情況等細節進行判斷，不僅對農民的種植經驗和眼力有著較高的要求，更是需要耗費農民大量的時間和精力，同時正確率也難以得到充分的保證。但現階段，可以利用圖像掃描、對比，進行農作物種類的分析和對比，利用專家系統對其進行判斷。專家系統是一種利用計算機和軟件系統編寫而成的新型的知識識別軟件，專家在其中錄入專業的農作物判斷和培育的專業知識，以便于農民進行學習、應用。簡而言之，利用專家系統中所儲存的知識庫和專業知識對農作物進行判斷和培育，能夠及時解決大多數問題，實現農業專業知識的推廣和宣傳。專家系統在農業生產中的應用給人們農業生產生活帶來了巨大的便利。

2.3 數據融合技術

數據融合技術最早萌芽于20世紀80年代，其作為一種多傳感器信息融合技術，主要用于跨領域的數據融合和處理，并對數據進行綜合性的處理分析，生成新的有用的信息，這類信息的獲取往往不能夠僅依靠單一的傳感器，而是需要多方面、多層次的數據的支持。隨著時代的不斷進步和發展，數據融合技術逐漸從軍事領域的應用向外進行擴張，已經成為多個領域常用的技術之一。要實現數據融合技術在現代化的農業生產技術上的廣泛應用，需要我國專業的技術人員向發達國家學習相關先進技術，并結合我國的國情進行創新改進，保證農業生產領域中數據融合技術的適宜應用。農業現代化生產的集成化主要依賴于專家系統的廣泛運用和計算機信息化技術的信息運輸，但想要進一步提高農業技術的精準度，就需要利用數據融合技術進行更為深入的研究和理解。利用數據融合技術可以對影響農作物生產的多重因素，如水資源、溫度情況、土壤情況等因素進行評估，給予主控人員更為精準、高效的數據基礎和更為簡潔易懂的算式算法，使得主控人員能夠做出更為準確的判斷，以此推進我國農業自動化進程。

3 自動化技術在農業發展中的應用

3.1 在農業機械領域中的應用

現階段的農業生產中，農業機械已經成為自動化技術的主要應用載體。目前雖然谷物脫粒機﹑割麥機、灌溉設備等傳統的農業設備在農業生產中依然占據著較大的應用比重，但由于農業現代化的發展，農業生產的規模進一步擴大，因而對生產效率提出了更高的要求。因此，傳統的農業生產機械已經難以滿足現代化農業的生產要求，唯有利用自動化技術對農業生產所用的機械進行優化改革，例如，傳統的收割機只能夠機械地對農作物進行收割，需要農民后期再進行處理，而將收割機與計算機結合，利用計算機對收割機進行控制管理，就能夠實現一體化的收割、處理、脫粒等，使得農業的生產效率和處理效率都得到了大幅提高，減輕了農民的工作壓力和負擔。其中，自動化控制技術在農業機械中應用的主要原理是在機械控制系統中應用視覺技術，能夠對采集目標進行準確定位，然后由控制中心發出控制指令，利用機械手進行現場的自動化收割，提高農業生產效率[1]。

3.2 在無土栽培中的應用

作為近年來新興的農業技術之一，無土栽培和培育工作主要是利用營養液對農作物進行培育，使得農作物能夠脫離土壤因素的制約，使得農作物的生長環境更為優越，提高農作物生產效率的同時進一步對其果實的質量和口感進行提升，滿足了人們日益增長的需求。無土栽培工作可以利用計算機技術等現代高科技技術對農作物的生長情況進行全面實時的檢測，根據農作物生長情況的變化對培養植株的培養液進行改進，選取最佳的營養成分配比[2]。

3.3 在節水灌溉中的應用

水資源的合理利用是農業發展的關鍵。由于我國地下水資源分配不均勻和降水量不均衡，對農業所用的水資源進行高效利用和控制是促進我國農業可持續健康發展的重點。隨著技術的高速發展，我國在農業用水中引入了節水灌溉設備，將水資源最大化地利用起來，實現了水資源的節約利用。目前為止，節水灌溉的自動化技術的利用主要是通過計算機和相關設備對土壤中的含水量進行測量，并將數據通過網絡傳輸至總控人員，總控人員根據實際情況結合相關理論依據進行含水量的調節，利用灌溉系統進行澆水，土壤中含水量的數據一旦達到標準就利用自動化設備對灌溉設備下達停止工作的指令，遠程對灌溉進行控制，保證水資源能夠最大化地得到利用。在節水灌溉設備上利用自動化技術不僅僅能夠提高水資源的利用率，達到資源節約的效果，更能夠提高農作物的營養含量，產出高質量的綠色農作物產品[3]。

3.4 在溫室大棚中的應用

利用溫室大棚對農作物進行培育可以提高農作物的光合作用效率，在保證農作物質量的基礎上縮短農作物生長所需要的時間，大幅提高農作物的生產效率。在進行溫室大棚的環境調控時，主要針對節能供水、照明系統、溫度控制3個方面進行控制，可以利用自動化控制設備對大棚中的含水量、溫度情況、空氣中二氧化碳的濃度和照明情況等數據進行搜集分析，并及時對數據進行調整，保證農作物能夠在溫室大棚中正常生長，并將相關數據作為理論依據記入檔案，以便于后期農業生產工作進行參考。

4 農業生產自動化的發展策略

4.1 利用新型科學技術對農業機械進行創新

科學技術是第一生產力，有利于促進農業機械設備的改造和升級。要加快農業自動化發展的步伐，就需要加強對機械設備的技術創新。政府部門的相關管理人員可以創立、運營相關平臺，并吸引專業技術人員在平臺上進行交流，共同實現農業機械的優化創新。同時政府部門要與相關高校聯合共同開設農業機械創新專業，為農業機械設備的設計和創新培養專業化的人才，并讓專業人員進行實地考察，到農業生產現場了解農業的地理情況、生產流程，在理論依據的基礎上結合當地的實際情況對農業機械設備進行改造，加快開發中小型、復合型、規格多元化、生產效率高的農業機械設備，以此推進農業生產的自動化和現代化進程[4]。

4.2 提高農民對新型農業機械的熟悉程度

推進農業的現代化、自動化發展不僅要在農業設備上進行改進，也要提升農業機械設備的使用者的素質和綜合能力。目前，我國農村地區農民的普遍文化水平較低，對于新型的農業機械設備的應用不能夠熟練掌握，導致農業設備雖然得到了改進但其作用卻沒有得到充分的發揮。由此可見，技術人員在指導農民使用新型農業機械設備時應注意基礎知識的普及和宣傳，反復強調機械設備的使用注意事項和運行原理，提高農民對新型農業機械的熟悉程度，以加快新型農業機械在農村地區的普及和應用。

4.3 完善自動化技術的基礎設施

完善系統的自動化基礎設施能夠保證自動化技術在農業領域的推廣應用。因此，政府部門應當重視農業生產的自動化基礎設施的建設完善，唯有完善的基礎設施才能夠保證農業現代化的高速發展。加強農業生產自動化基礎設施建設是一項打根基、利戰略、擴內需和保發展的重要舉措，這就需要政府有關部門加大資金投入，抓住發展機會，積極購置一批先進的農業機械設備和自動化控制技術，進而擴大農業生產自動化的推廣規模。在建設基礎設施的過程中，政府部門不僅要投入大量資金，從政策和經濟上支持基礎設施的建設完善，還要在各個區域安排農業自動化設備檢修、維護站點，保證農業自動化設備出現故障時能夠及時得到幫助，排除相關問題和安全使用

隱患[5]。

5 結語

農業現代化的發展狀況對我國國民經濟的安全高速發展具有重要作用，想要促進我國農業的現代化、自動化發展，不僅需要政府部門和相關企業的管理人員提高對農業自動化發展的重視程度，更需要社會各屆聚焦于農業的自動化發展，共同推動農業的現代化發展，促進自動化技術在農業領域的廣泛應用。

參考文獻：

[1] 陳聯合.淺論自動化技術在農業生產中的應用[J].中國農業文摘-農業工程，2018，30（2）：57-58.

[2] 周軍.淺談電氣自動化技術在農業中的應用[J].南方農機，2020，51（23）：87-93.

[3] 張卓.電氣自動化技術在農業生產中的若干應用探討[J].現代農機，2021（1）：55-56.

[4] 邵秀東.淺談農業生產中自動化技術的應用[J].中小企業管理與科技，2018（8）：179-180.

[5] 付長江，高峰.淺析滴灌自動化在農業生產中的應用[J].石河子科技，2010（6）：21-23.

（責任編輯：劉寧寧）