農業機械自動化在現代農業中的運用研究

隨著現代社會經濟的快速發展和生產生活水平的日益提升，農業機械自動化已經逐漸成為中國農業現代化的重要保障，對于農業經濟的發展特別是農業生產效率的提升起著至關重要的作用。然而，受到地方經濟、人才以及觀念等因素影響，農業機械自動化在中國一些地區的推廣應用還沒有達到預期的效果，對于現代農業的創新發展帶來了不利的影響。因此，有必要對農業機械自動化在現代農業中的價值和應用進行研究，對現代農業生產進行深入剖析，從而為改進和提高農業生產水平提供更為有價值的借鑒與參考。

1 農業機械自動化的基本概念

所謂農業機械自動化，指的是在現代互聯網、大數據、智能化等信息化發展的背景下，將信息技術特別是遠程控制、數據采集、數據分析等，融入到農業機械的生產實踐中，從而更加精準地進行生產監管，更加高效地從事農業生產。當前，在現代農業生產技術中，機械的自動化是應用價值最高的技術，可以有效降低農業生產人員的從業難度，提高單位時間內的生產效率，使農業生產條件得到切實地改善，有效應對當前農業勞動力不足的問題。

從中國當前農村發展的現狀和農業生產的情況來看，農業機械自動化是滿足新時期農業高質高效生產的重要保障。隨著中國城市化進程的不斷推進，農村勞動力特別是青壯年勞動力流失現象十分嚴重，農業生產主要依賴少量的青壯年和大量的老年人、婦女等群體，傳統勞作方式已經難以滿足現代農業生產的實際需要。農業機械自動化，一方面可以有效緩解勞動力整體不足的問題，讓人數有限的青壯年勞動力可以發揮自身的智慧和技術優勢，以少量的人力來進行大規模的農業機械管理與操作，從而有效提升農業生產效率，減少單位耕地面積的勞作時間；另一方面可以有效降低農業生產的技術難度和體力需求，使體力有限的老年人和婦女、少年也能夠在相對安全的環境下，操作農業機械進行相應的農業生產活動。此外，農業機械自動化還可以為農業生產信息化夯實基礎，通過全方位、自動化的監控，并將監控、操作所獲取的信息轉化成為系統管理的數據，從而逐步實現農業生產的智能化管理。

2 中國農業機械自動化的實施現狀

中國始終重視農業生產的發展和農業技術的提升，機械自動化在許多地區已經得到了一定程度地應用，但從整體情況看，中國目前的農業機械自動化水平仍然處于初級階段，與發達國家相比還存在著較大的差距。

2.1 農業機械設備的整體技術水平不高

目前，中國大多數農業地區都或多或少地引入了機械設備進行農業生產，但無論是設備本身的功能還是農民的操作應用，都還處于較為落后的水平，沒有真正達到機械自動化的先進水平。特別是農業機械的技術設計上，科技含量還比較低，絕大多數的機械設備與傳統機械相比，只是適當地進行了功能增加或者融合，并沒有形成自動化生產的一整套體系。例如，魯科牌蔥姜收獲機是中國目前較為先進的蔥姜收獲機械設備，與傳統人工收獲相對具有自動振土并且省時、省力等優勢，但從技術設計上看只不過是蔥姜收獲與培土、施肥、播種等功能的結合體，其整體技術與信息化、大數據、互聯網等新興技術沒有任何關聯，自動化水平與現代農業的生產需求相比還有較大的差距。

2.2 農業機械自動化的區域發展不均衡

中國是一個傳統的農業大國，農業生產遍及全國各地。然而，從農業生產現代化水平來看，東部地區特別是東南沿海地區的自動化水平較高，而中西部地區的農業生產水平還處于相對落后的階段。尤其是在西部地區，農民的經濟條件普遍較差，在農業機械方面的購買力不足，農民對于機械自動化的認知也不足，即使政府給予了大量的機械補貼，仍然有許多農民不愿意或者沒能力購買現代化的機械設備。例如，唐山寶民公司生產的秸稈打包機，能夠進行自動化地秸稈收割和打捆，但其12萬元的售價對于西部農村地區來說卻是一戶農民數年的收入，導致當地農民仍然依賴于人工收集秸稈，甚至不惜冒著違法的風險進行就地焚燒。

2.3 農業生產規模化發展不足

農業機械自動化，與農業生產的規模化有著不可分割的關聯性。由于農業機械特別是自動化機械的成本較高，農業生產人員必須要擁有極大規模的生產需求，才能夠獲得相對應的利潤，使農業生產進入良性循環狀態。然而，中國許多地區的農業生產仍然沒有擺脫傳統的小農經濟模式，每一戶農民承包的土地相對有限，農業機械自動化的優勢并不能夠得到很好地體現，反而在成本分攤時呈現出明顯的劣勢。當前，在多數農村地區，農業機械自動化主要是通過外包的方式，即由一名農戶購買農業機械，其周邊的農戶在特定時期租用其機械甚至操作人員進行收割、播種等生產活動。這種土地、機械相分離的模式，造成農業機械管理的分散化，不利于自動化管理的統籌。

3 農業機械自動化的實踐運用及其發展趨勢

現代農業中的農業機械自動化，不僅僅是農業機械的自動生產和遠程操控，更重要的是加強農業機械的數據采集和體系建設，使農業生產進入大數據、智能化發展的新時代。

3.1 機械設備的自動化操作

在現代農業中，農業機械自動化首先應當體現在自動化操作方面，都將自動化以及遠程操控技術融入到機械設備的運用當中，可以大幅減少農業生產對于人力資源的需求，并且有效提升農業生產的效率，提高生產過程的安全性。當前，自動化程度較高的農業機械生產活動包括播種、除草、施肥、灌溉、翻土、收割等各個方面，特別是在農業灌溉方面，一些農業機械設備已經能夠實現排水灌溉的全自動操作。具體來說，就是農民將灌溉機械安裝在農田當中，并設定好相應的灌溉時間、水量和灌溉方式，由機械設備自動進行定時定量的灌溉，從而大幅減輕農民的工作負擔。隨著自動化技術的進一步發展，自動化灌溉機械還可以引入溫、濕度傳感監測、大數據分析計算等技術，對當地的降雨量、空氣和土壤中的含水量等環境數據進行24 h不間斷地監測，采集相關的數據并進行科學測算，進而對灌溉時間和水量進行適當的調整，從而更加精準、科學地進行灌溉，既避免了水資源的浪費，同時又能夠保證農作物得到最大程度地灌溉。

3.2 農業生產的自動化監測

農業機械自動化與傳統農業生產技術之間的最大區別，在于機械設備不再是簡單、孤立的農業生產輔助設備，而是能夠實現對農業生產全過程乃至對一個地區農業生產全貎進行監測和管理的現代技術。農業機械自動化的核心，并不是農業機械，而是組織和管理自動化生產的計算機設備。通過對農業機械進行遠程自動操作，計算機不僅可以按照既定的程序進行機械操控，還能夠利用機械設備上的傳感器進行生產過程中信息和數據收集，從而對農業生產的全流程進行監測。例如，在溫室管理過程中，農業生產人員可以在大棚中設置必要的圖像傳感設備和溫度、濕度監測設備，從農作物播種時起對其生長的每一個環節進行自動化監測，實時掌握農作物的生長環境，并通過調節溫室設備等方式對環境進行智能調節，使農作物始終處于最為適宜的生長環境中。而圖像傳感設備和后端數據分析技術的運用，可以更加精準地監測每一株農作物的成熟情況，從而能夠收獲到處于最優狀態的農產品。除了對農業生產本身的活動進行監測外，農業生產人員還可以運用氣象監測設備，對農業生產的周邊環境如土壤、氣候等進行更加廣泛的信息監測，并將監測到的數據信息反饋到后臺的農業生產人員或者專門的管理人員，必要時還可以自動進行農業生產環境的調整，使其能夠更好地適應周邊環境的急劇變化。

3.3 農業產品的自動化檢測

在現代農業中，人們越來越重視農產品的質量和品質，優質農產品的品牌價值日益凸顯，而在品牌塑造和維系過程中，農產品的品質檢測無疑是非常重要的環節。傳統的農產品檢測，往往需要投入大量的人力和物力，并且只能對部分產品進行抽樣檢測，導致優質農產品的價格比同類普通產品要高得多，并且仍然可能存在不合格產品混入的情形，時不時地造成農業生產的負面影響。通過將機械自動化技術引入農產品檢測環節，研發自動檢測與包裝的機械設備，可以實現對農產品全面、高效地質量檢測，并對符合品質標準的產品進行同步包裝，從而最大限度地提高了產品檢測的效率。例如，通過研發智能制茶機，通過將優質茶葉的色、味等信息編制成檢測程序，自動對茶葉進行品質檢測，并對檢測過關的產品進行軋制，從而快速生產出優質的茶葉產品。除了對現有產品進行品質檢測外，農業機械自動化技術還可以對檢測過程中采集的農產品信息進行數據化處理，并反饋至農業生產的前端，使農業生產人員能夠了解到優質農產品的生產環境，不斷提升農業生產的質量，從而促進現代農業產業結構的轉型和升級，為農業經濟的創新發展奠定更加堅實的基礎。

3.4 農業機械的自動化管理

隨著現代農業生產技術的不斷進步，農業機械自動化將逐漸由單一機械的自動化操作，向整體農業生產機械的自動化管理轉變。首先，農業機械管理人員可以基于計算機、網絡技術和視覺圖像技術等，通過后臺終端對所轄的機械設備進行全面監控，實時了解和掌握機械設備的運行狀態，及時排查、發現和處理機械設備在運用過程中的故障問題。在此基礎上，管理人員可以根據農業機械設備的生產數據，遠程記錄并分析研判農業生產的具體情況，對機械設備的相關參數和操作程序進行相應的調整和優化，使機械設備的自動化操控更加契合當地農業生產的實際情況，甚至可以提前預判好農業生產的排水灌溉、施肥除蟲、收割翻土等工作，由機械設備自動、有序地完成農業生產任務，減少人工監測和管理的時間和成本支出，使農業生產真正進入自動化、智能化的新發展階段。

農業機械自動化，是現代農業發展的必由之路，也是促進和提高中國農業生產質量和效率的重要保障，對于農業現代化的深入發展有著不可替代的意義和價值。從目前情況看，中國農業機械自動化的水平還處于相對較低的階段，農業機械的自動化理念與技術都還有著較大的發展空間，與“互聯網+”背景下的智能化運用還具有較大的差距。對此，中國政府特別是農業生產主管部門要加強現代農業理念的更新、新型農機設備的研發和農業科技人才的培養，鼓勵和引導廣大農業生產人員將更多先進的自動化機械設備運用到農業生產當中，從而為農業生產的現代化發展夯實基礎。與此同時，農業主管部門和農業機械企業還要加強信息化、數據化建設，共同構建現代農業的智能化管理體系，使農業生產進入大數據時代，更加多元、精準、高效地推進農業生產，助推中國農業經濟的可持續發展。