自動化技術在農業機械中的應用特征與發展分析

0 引言

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、操作便捷性也成為了社會關注的焦點。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。

1 自動化技術在農機中的應用情況

一直以來，農業生產的實施都是一項辛苦的工作，盡管近年來農業機械在很大程度上替代了傳統的人力耕作，但是在生產經營和工作實施過程中仍需農民付出很大的時間和精力，農業生產的耕種、灌溉、植保、施肥等工作都仍需要農民親力親為地完成。同時，由于生產過程中使用的農業機械技術較為陳舊，農機作業過程中存在著故障頻發、效率低下、資源浪費、環境污染等問題。為改善傳統農機化生產的不足，具有自動化技術特點的農業機械被重點研發并逐漸應用到農業生產過程中。自動化技術在農業機械中的應用有效提升了農業生產的效率，降低了人員的工作強度，但是總體而言，這些先進的農機設備普及率仍不盡人意，自動化農機裝備的應用與普及還有很多的工作要做

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（2）從提高油漿的凈化效率的入手，開發高效催化油漿分離技術，并應用于實際生產，從源頭提升催化油漿的品質，為下游企業開展深加工利用提供原料保障。

從我國農機技術研究與發展過程來看，現階段的農業機械種類較為豐富涉及農業生產的各個領域，且在2004年以來，國家農機購置補貼政策有效激發了農民的購機熱情。截至2020年底，我國農業機械總動力達到10.56億kW，相比2019年增加2.79%，全國農作物耕種收綜合機械化率達71.25%，相比2019年增加1.23%，機耕率、機播率、機收率分別達到85.49%、58.98%、64.56%，全國農機服務組織達到19.48萬個，其中農機專業合作社7.5萬個，農機戶3 995.44萬個，為全程機械化生產奠定了良好的基礎。但從總體上看，我國現階段應用的農業機械仍沒有很好結合前沿科技，農業機械中配套的自動控制系統、傳感器數量、PS 裝置及 GIS 平臺等高新科技比例不高，農業機械的加工制造過于粗放，價格較低的中小型農業機械和半自動化農機裝備數量比例過大，精確農業、綠色農業、設施農業等先進理念的推廣普及仍不徹底，農業機械與先進理念的結合仍不充分。據不完全統計，截至2020年底，我國的農機裝備生產企業超過2 550個，而具有自主研發能力和大型農機生產能力的企業不足30%，農機現代化、自動化、智能化技術的研發能力仍不盡如人意。我國農機自動化技術的應用主要集中于國有農場、大型農機合作社及農機技術示范區，大部分分散經營的農業生產中僅依靠租賃大型農機或使用中小型農機作業，農業機械的自動化水平存在很大差異。從技術積累上看，我國農機自動化技術的科研成果十分豐富，近年來成果的產業化工作也得到了大力開展，但現今自動化農機技術的推廣應用周期較長，自動化農機裝備的市場價格較高，在一定程度上限制了自動化技術在農機生產中的應用

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2 農機自動化發展的制約因素

2.1 傳統生產意識的制約

我國的農業生產環境相對閉塞，加之農民的知識水平和眼界受到生活環境的制約，常存在思想保守、安于現狀的思維，往往不愿意接受現代化農機技術，也不愿意投入更多的資金來更新農機設備，導致技術先進的自動化農機產品銷量達不到預期。部分農民對于已經購置的農業機械存在依賴情緒，常常認為農業機械還能運轉就可以繼續使用，導致大量的老舊農機甚至報廢農機仍在農業生產中應用。加之農民的生產經營理念落后，仍然采用獨自的小規模經營，不愿接受承包經營、聯合經營等新模式，使技術先進、自動化程度高的中大型農機裝備應用范圍縮小

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2.2 農機駕駛能力不足

對于技術先進的自動化農機，盡管大部分駕駛操作由自動化技術完成，但面對新的農機操作方法，很多農民一時難以適應，大部分農民還是局限于傳統農機的駕駛技術，不愿意花費更多的時間去了解和學習自動化農機的駕駛技術和使用方法，部分農民購置了新農機，但不能進行規范使用，也不定期進行保養檢查，農機很多先進的功能農民不會使用，先進農機仍按照傳統的方式駕駛，導致自動化農業機械的優勢得不到發揮，甚至出現故障頻發、作業質量不佳等問題，影響了自動化農機的口碑

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在自動化農機設備研發的過程中，往往會與國際國內的先進生產理念相結合，使農機產品具備新的技術特征。例如，電控水稻直播機的應用，有效優化了傳統水稻直播機操作復雜、易出現重播漏播等問題，通過電控排種、傳感器監測不僅提高了水稻直播的質量，還顯著改善了農民對于水稻的種植理念，使農民認識到水稻的種植不僅可以通過插秧來實現，也可以通過與旱田類似的播種作業來實現。此外，隨著農機自動化程度的提高，農業生產的形式、農藝技術也將逐漸趨于統一，農民的生產理念將進一步與時代接軌，形成生產技術與農機技術相互促進的良好效果

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2.3 基層農機維修能力不足

現階段，農村地區勞動力缺失，傳統農機化生產所需的勞動力仍較大，造成農業生產過程中的人力資源雇傭成本持續上漲且用工短缺問題。自動化農機設備功能進一步豐富，傳統生產過程中的很多人工勞動工序進一步被農業機械所取代，生產過程所需的人力資源得到有效縮減，隨著自動化技術的進一步應用，農業機械的自動行駛、無人化生產終將實現，將使農業生產的人力需求降到最低

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3 自動化技術的應用優勢

3.1 顯著提高農業生產效率

我所經歷的第四個改革是土地使用商品化的改革。不知什么時候，也不知從哪里興起的，土地使用權可以買賣了。由此帶動了房地產熱，土地財政熱。房地產業的發展帶動了40多個產業的發展，也帶動了政府的土地財政。房地產吸收了買房人大量的資金，使通貨膨脹化為無形（低通貨膨脹還是有的）。高杠桿帶來了系統性金融風險，帶來了35萬億元的個人消費貸款。土地改革讓物流設施離城市越來越遠，與政府提出的降低物流成本的要求越來越遠。土地改革的好處是讓大家更珍惜土地，畢竟14億人飯碗要端在自己手里。唯一希望的是政府官員們不要浪費土地財政收來的錢，不要亂蓋大樓，亂鋪攤子。

3.2 有效提高農機作業精確度

自動控制技術體系包含了可編程控制技術、傳感器技術、可控電氣元件、信息傳輸技術等眾多技術，有利于現代化的生產理念在農業機械上的應用，例如，電氣自動化控制下的噴桿噴霧機作業，可通過程序控制結合環境感知，實現針對不同病蟲害問題和環境狀態的合理噴施，既減少了生產過程中的農藥使用量，還通過精細化作業提高了噴霧植保的效果。自動化技術的應用能有效改善傳統農業生產過程中的粗放作業模式，有利于生產資源的節約和生產質量的提升。

智慧農機是農機技術未來發展的主要方向，而智慧農機技術的實現是以農機的高度自動化為前提。在自動化技術充分應用的前提下，結合人工智能學科的發展，農業機械在全面可控的同時具備了主動思維、工況判斷、故障分析等更多的功能，農業機械的工作在計算機自動控制下全面實現無人化，實現智慧農業的新型生產模式。智慧農機的大面積應用將進一步降低農民負擔，幫助農民從傳統的農業勞作者真正轉換為生產經營和管理者。

近年來，我國農業生產的開展形式發生了很大的改變，合作經營、承包經營等中大規模經營的農田面積不斷擴大，為先進農機的應用創造了更好的條件。將自動化技術與傳統農機技術進行結合，能夠利用自動控制技術實現農業機械的狀態調整、農機部件的狀態監測、農機故障的實時預警，不僅降低了農機操作的復雜程度，還在一定程度降低了農機故障的發生概率，有效保證了大規模農業生產的連續穩定實施。與此同時，自動化技術應用較多的農機裝備能在很大程度上替代傳統的人工檢查、調整工作，例如農機結構的升降、位置調整都可實現一鍵控制、位置自動記憶，且故障問題通過觀察儀表就能明確，有效降低農機使用的檢查調整時間，使先進農機裝備在農忙時節能更多地應用于農業生產，發揮實際作用

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3.3 有利于先進生產理念推廣

先進的手機終端設備和網絡技術的普及催生了種類眾多的APP，大學生的日常生活及學習方式均發生了巨大變化。大學生接觸到更多的外界信息，拓寬了獲取知識的渠道。同時，新媒體環境帶有極大的開放性和包容性，新媒體中出現的多種思想，讓大學生能從更加多元的視角來看待世界，這樣不但實現了學生思想的開放性發展，還能讓學生的創造性得以強化，而創造性的培養正是當前教育體系中重點關注的方面。

3.4 有利于緩解勞動力緊缺問題

現階段，我國基層農機維修點的條件十分有限，僅能應付常規的農機維修工作，而對于技術先進、結構復雜的自動化農機設備的很多故障問題難以及時、合理地進行維修，導致農民購買農機后僅能依靠廠家的售后服務進行農機的故障處理，或長途跋涉到鎮級、縣級的大型農機維修機構進行維修，導致農機使用成本過高，影響了農民對自動化農機的接受能力。

4 自動化技術的應用趨勢

4.1 向智慧農機技術發展

在學生閱讀理解的過程中，恰當地運用“以寫促讀”策略，可以反饋前面學習的效果，有利于教師有的放矢地教學，還可以激發學生的主觀能動性，從而實現更深層次的理解，真正在閱讀教學中實現以學生為基點。

4.2 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

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4.3 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。

4.4 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。

5 結語

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。

[1] 趙才勇.促進農業機械自動化發展的對策及建議[J].南方農機,2021,52(3):64-65.

[2] 李宏增.農業機械自動化發展中存在的問題及對策[J].南方農機,2020,51(21):49-50.

[3] 徐大圣.農業機械自動化在現代農業中的應用與發展分析[J].工程機械文摘,2021(4):30-32.

[4] 袁江鵬.機械自動化技術在機械制造中的應用[J].信息記錄材料,2021,22(4):177-178.

[5] 杜祥,沙恒,殷海訪.農業機械自動化發展現狀與推進模式分析[J].南方農機,2020,51(19):48-49.

[6] 王曉龍.農業機械自動化在現代農業中的應用與發展[J].南方農機,2021,52(20):153-155.

[7] 公建華.農業機械自動化技術的應用優勢與技術特點分析[J].河北農機,2021(9):53-54.

[8] 陸宣伊.農業機械自動化在現代農業中的應用與發展[J].新農業,2021(17):71.