農機工程在農業節能和生產中的作用分析

孟 萍

（濱州市濱城區政務服務中心，山東 濱州 256600）

農業是民生發展基礎，相關部門積極推動農業現代化、機械化建設，將農機設備應用于農業生產中。就目前而言，農機工程技術雖然起到了提高效率的作用，但同時帶來了能源問題，具體表現為能源消耗量大、資源浪費嚴重，灌溉和生產中浪費大量水資源，碳排放量高。因此，需要挖掘農機工程在農業節能和生產中的作用，提高資源利用效率，減少農業生產中的能源消耗。

1 農機工程在農業節能和生產中的作用

1.1 積極作用

農機工程是我國農業現代化、機械化發展的核心關鍵，在農業節能和生產中發揮著重要作用，通過提高生產效率、節約勞動力和能源、改善作物保護和管理等方面的工作效果，促進了農業的可持續發展。一是農機工程的應用大大減輕了農民勞動強度，替代了傳統的人工農業生產模式，提高了生產效率。農機的使用代替了傳統的人工播種、收割等農業操作，節約了人力資源。二是農機工程的發展使得農業生產過程中能源的利用更加高效。現代化的農機設備由于采用了先進的動力系統和節能技術，使得農業機械在作業過程中能源消耗更少，從而實現了低能耗生產。三是農機工程提高了農業生產的效率和產量。現代化農機設備具備高效的作業性能和精確的操作控制，能夠在較短時間內完成大面積土地的耕作、種植、施肥、除草等工作，提高了生產效率和農產品質量。四是農機工程在作物保護和管理方面也發揮著重要作用。例如，噴灑機、施肥機、除草機等農機設備能夠精確地施用農藥、肥料和除草劑，減少資源浪費和環境污染，提高作物的產量和質量。目前，隨著信息技術的發展，農機工程也逐漸實現了數據管理和智能化[1]。例如，農業機械配備了傳感器、遙感技術和自動控制系統，可實時監測土壤水分、氣象條件等參數，根據數據進行精準的農業生產管理，提高資源利用效率和農業生產的精準性。

1.2 消極作用

雖然農機工程的發展推動了農業發展的現代化，但同時也帶來了一系列的問題，使得農業生產中的能源消耗量有所增加。一是農機工程的應用需要消耗大量的能源，其中包括燃油、電力等。農機設備的使用增加了農業生產過程中的能源需求，可能導致能源的過度消耗和能源供應壓力。二是農機工程使用燃油或電力等能源，燃燒過程中會產生二氧化碳等溫室氣體。大規模農機作業導致溫室氣體排放增加，對氣候變化和環境質量造成一定影響。三是農機設備在運行過程中會產生噪聲和振動，對周圍環境和人體健康造成一定影響。特別是在密集農業地區或城鄉結合部，噪聲和振動污染可能引起居民的不適與環境擾民問題[2]。四是農機工程在作物保護和管理中廣泛使用農藥和化肥，可能導致水體和土壤的污染，對生態環境和人類健康造成潛在風險。

2 農機工程在農業節能和生產中的應用

2.1 農機工程節水技術

節水技術是指在農業生產過程中，基于農機工程設備的應用，有效地降低農業用水量，提高水資源利用效率，實現節水灌溉和可持續農業生產。滴灌和噴灌技術是一種精確供水技術，通過農機設備將水以滴落或細小噴射的方式，直接送到作物根系附近，減少了水蒸發和流失，該技術可實現精確灌溉，減少用水量，提高水分利用效率。在農業灌溉生產中，農機工程配備節水灌溉管理系統，通過傳感器和自動控制技術，實時監測土壤濕度、氣象條件等參數，自動調節灌溉量和灌溉時間[3]。這種系統根據作物需水量和土壤水分狀況進行智能化調控，避免過度灌溉，節約用水。此外，農機工程配備雨水收集和利用設備，將雨水收集起來用于灌溉或其他農業用途。這種方式可最大限度地利用自然降水資源，減少對地下水和地表水的依賴，實現節水灌溉。覆膜技術是一種覆蓋農田表面的技術，可減少土壤水分的蒸發和表面徑流。農機工程用于覆膜操作，可提高土壤保水能力，減少灌溉用水量。同時，基于農機工程設備的應用，推廣應用水肥一體化技術，即將水肥混合后通過農機設備進行施肥，減少農田中的養分流失和浪費，提高養分利用效率，從而減少灌溉用水量。此外，農機工程可用于土地平整化處理，包括平整土地表面、開溝排水等。通過農田平整化，提高土壤的滲透性和保水性，減少水分流失和浪費[4]。

2.2 農機工程節能技術

農機工程節能技術能夠有效地降低農業生產過程中的能源消耗，提高能源利用效率，實現節能減排和農業可持續生產。在節能技術應用期間，結合具體的農業生產情況和能源資源狀況進行合理的規劃和實施。例如，現代農機工程采用高效動力系統，使用低油耗、高效率的發動機和電動機。這些動力系統具有較高的能源轉化效率，減少了能源消耗。在農業生產中，農機工程配備節能農機設備，例如節能拖拉機、節能噴灌設備等。該類設備采用先進的節能技術，包括采用電子控制、變頻調速等技術，減少了能源浪費。在農機工程設備應用期間，配備自動化控制系統，通過傳感器和自動控制技術，實現農機設備的智能化操作和精確控制。系統會根據作業需求和環境條件進行智能調節，避免不必要的能源消耗。目前，農機工程應用節能灌溉技術，利用滴灌、噴灌等灌溉方式精確供水，減少灌溉水的流失和蒸發，提高水分利用效率，減少能源消耗。在田間管理中，則配備節能照明系統，使用LED燈等，該類照明系統具有較高的能源利用效率和較長的壽命，減少了能源消耗和維護成本。此外，農機工程可以應用能源管理和監測系統，通過數據采集和分析，實時監測農機設備的能源消耗情況，識別能源浪費并優化能源利用，提高能源利用效率[5]。

2.3 農機工程降耗技術

農機工程降耗技術能夠有效地降低農業生產過程中的資源消耗，提高資源利用效率。農機工程應用智能施肥技術，通過傳感器和自動控制系統，實時監測土壤養分狀況和作物需求，精確調節施肥量和施肥時間，避免農業生產期間過度施肥導致的養分浪費，提高養分利用效率。此外，應用農田節水管理技術，例如土壤改良、覆膜、保水劑等。該類技術能提高土壤保水性和滲透性，減少水分蒸發和流失，降低灌溉用水量。在設備使用期間，應用智能化管理系統，通過數據采集和分析，實時監測農機設備的運行狀態和效率，識別能源和資源浪費問題，優化農機使用和維護，提高資源利用效率[6]。

3 農機工程在農業節能和生產中的應用措施

3.1 農機設備日常保養

在農機工程應用期間，農機設備的日常維護與保養是確保其正常運行和延長其使用壽命的重要措施，既起到了降低能源消耗的作用，也避免了設備故障問題的產生。相關技術人員在農機工程應用期間，應定期清潔農機設備，包括農機設備的外部表面、進風口、散熱器等部位，以防止灰塵和雜物堵塞，影響設備散熱和通風效果[7]。日常使用期間，根據設備使用手冊或指導書的要求，定期對農機設備進行潤滑和加油。注意使用適當的潤滑油和燃油，并確保加油口和潤滑點清潔。在設備每次投入使用之前，檢查農機設備上的螺栓、螺母和連接件是否松動，及時緊固以確保設備的穩固性和安全性。定期檢查并更換農機設備上的過濾器，例如空氣濾清器、燃油濾清器、液壓油濾清器等。過濾器的清潔和更換可以保證設備正常運行并延長其使用壽命。同時，定期檢查農機設備的輪胎，包括胎壓、花紋磨損和損壞情況。根據需要進行輪胎充氣、更換和修復，確保設備的穩定性和行駛安全。定期檢查農機設備的電氣系統，包括電線、插頭、開關等部位。確保電氣連接良好，避免電路短路和故障。對于一些農機設備上的熱交換器，如散熱器、液壓油冷卻器等，定期清洗和沖洗以去除沉積物和污垢，保持散熱效果。此外，定期進行全面設備檢查和維修，包括發動機、傳動系統、液壓系統等，及時發現和解決潛在問題，防止設備故障和損壞[8]。

3.2 推廣應用清潔能源

在農機工程應用期間，推廣應用清潔能源和可再生能源可以進一步降低能源消耗和環境影響，既起到了提高作業效率的作用，也減少了農業生產期間的碳排放及能源消耗。在農業生產中，利用太陽能光伏系統為農機設備提供電力。通過安裝太陽能電池板和儲能設備，將太陽能轉化為電能，為農機設備充電，減少對傳統電網的依賴，實現清潔能源的使用。同時，利用農業廢棄物、農作物秸稈等生物質資源，通過生物質發電等方式，為農機設備提供能源。這種方式既有效利用了農業廢棄物，又減少了農機設備對化石燃料的依賴[9]。通過生物氣體發酵技術應用，將農業廢棄物、畜禽糞便等有機廢料轉化為沼氣或生物氣體，作為農機設備的燃料。這種技術不僅可減少廢料的排放和污染，還提供了可再生能源。在適宜的地區，可利用風能為農機設備提供動力。通過安裝風力發電機，將風能轉化為電能，為農機設備供電，減少對傳統電網的依賴。在水資源充足的地區，可利用水能為農機設備提供動力。例如，利用水力發電技術，將水能轉化為電能，為農機設備供電。此外，推廣應用節能農機設備也是一項重要的措施。選擇使用低能耗、高效率的農機設備，例如節能拖拉機、節能噴灌設備等，可降低能源消耗。清潔能源在農機工程中的應用，有效減少了農業生產的能源消耗量，提高了農業生產效率。

3.3 推廣應用智能技術

在農機工程應用期間，智能控制技術和數據技術的應用可以提高農業生產的效率和節能水平。農業生產期間，通過智能控制系統，將農機設備的操作自動化，實現自動導航、自動駕駛、自動作業等功能。這樣可以減少人工操作的需求，提高作業效率，并降低能源消耗。利用數據技術和智能算法，對農機設備進行智能調度和優化。根據作業需求、地塊特征和設備狀態等信息，實現最優路徑規劃、作業時序優化等，提高作業效率和能源利用效率[10]。通過安裝傳感器，實時監測農田環境、作物生長狀況和設備運行狀態等信息。利用大數據分析和人工智能技術，對農業生產中的各種數據進行挖掘和分析。通過對數據的深入理解，為農機設備提供智能決策支持，實現精確施肥、精準灌溉等，以提高資源利用效率和節能水平。此外，在農業生產中，利用互聯網和物聯網技術，實現對農機設備的遠程監控和管理。農機設備通過傳感器和通信設備與中心控制系統相連，實時傳輸數據并接收指令，方便遠程監測設備狀態、調整作業參數等，提高農機設備的運行效率和能源利用效率。

4 小結

綜上所述，農機工程在農業節能和生產中的作用主要表現在提升生產效率方面，且在農作物生產管理中，實現了農藥、化肥的精準應用，推動了農業的可持續發展。同時，農機工程的應用也帶來了一系列的能源問題，需要消耗大量的燃料以及能源，增加了農業生產中的能源消耗與碳排放，因此，需要進一步優化農機工程在農業節能和生產中的應用。