農業機械技術創新對農業生產效率提升的深入探討

當前，新一輪科技革命與產業變革向縱深演進，現代信息技術與農機裝備加速融合，智能農機、數字農機、綠色農機、共享農機蓬勃興起，農機裝備進入了提質增效、轉型升級的關鍵期。推進農機化向高質高效躍升，必須堅持創新驅動，加快農機核心關鍵技術攻關，構建協同高效的農機科技創新體系，打造智能高效、綠色環保的現代農機裝備，探索形成農機農藝深度融合的發展新路徑。本文擬圍繞農機技術創新驅動農業生產效率提升展開深入探討，以期為加快推進農機化高質量發展提供決策參考。

一、農業機械技術創新概述

1、農業機械技術創新的內涵和特點

農業機械技術創新是指以提升農業生產效率為目標，綜合運用現代科學技術成果，對傳統農機裝備的功能、結構、工藝、材料、控制等進行系統優化和集成創新，研發出代表當代農機技術先進水平的新產品、新工藝的過程。這一過程具有鮮明的系統性、復雜性、實踐性特點。農機技術創新涉及機械、電子、信息、生物、材料等多學科交叉融合，呈現出多技術耦合、多領域協同的復雜系統特性。同時，農機技術創新必須立足農業生產實際需求，緊密結合區域農情、農藝條件開展技術集成和工程化設計，并在大田作業環境下開展可靠性、適應性、可維護性驗證，不斷調適完善，以提供具有針對性、實用性的現代農機裝備解決方案。

2、農業機械技術創新的聚焦領域

智能化、集成化、精準化、綠色化是當前農機技術創新的關鍵聚焦領域和演進方向。圍繞全程全面機械化需求，農機裝備向智能化、無人化方向躍升，以機器視覺、多傳感器融合、智能控制、導航定位等技術為支撐，研發出具有自主感知、智能決策、協同作業能力的農機裝備，實現農機作業的自動化、智能化和信息化。針對區域性、差異化的農藝需求，集成化、復合化、多功能農機設計日益成為主流，通過功能部件模塊化設計、動力傳動系統匹配優化、多工藝耦合控制等技術途徑，實現多種功能部件在同一平臺的集成組合，形成兼顧通用性和針對性的復合農機裝備。圍繞提升資源利用率，節本增效，精準農機化應用不斷深化，利用北斗導航、作物生長模型、航空遙感監測等技術，構建精準農機作業控制系統，實現農機裝備的定位導航、變量作業和信息管理。應對資源環境約束，推動農業綠色發展，綠色節能農機技術不斷突破，采用清潔動力、新型傳動、生物基材料等綠色技術，開發環保高效、節能低耗的綠色農機裝備。

二、農業機械技術創新對農業生產效率提升的作用機理

1、農業機械技術創新提升田間作業精細化水平

農業機械技術創新顯著提升了農田作業的精細化水平。以精量播種為例，采用氣吹式、真空負壓式、機械式等多種精量排種技術，配合行距可調、播量可控等智能裝置，實現了不同作物的精確下種、均勻排播，減少種子資源浪費，為苗期高質量生長奠定基礎。施肥方面，變量施肥技術得到推廣應用，配合北斗導航定位系統，根據土壤肥力狀況、作物長勢，進行實時監測，開展差異化、定量化、定位化的精準施策，提升肥料利用率。農藥噴施環節，采用高精度霧化噴頭、靜電噴霧等先進技術，配合智能化控制系統，可根據靶標距離、風速等自主調節噴霧參數，實現農藥定向靶標噴施、霧滴均勻沉積，減少飛散和流失。這些農機新技術的集成應用，切實提高了田間精細化作業水平，推動現代農業生產向高質高效邁進。

2、農業機械技術創新提升勞動生產率

大型、高速、復式等高性能農機裝備的研發應用，有效破解了傳統小農生產方式投入大、效率低的瓶頸制約。以玉米收獲為例，采用自走式玉米聯合收獲機，配備8行或12行玉米收獲頭，作業效率可達5-8畝/小時，是人工收獲的10-15倍。同時，采用了自動駕駛系統，可實現收獲全過程無人駕駛，極大降低勞動強度。類似的，水稻收割、小麥收獲、馬鈴薯挖掘等環節均實現了大型化機具的配套和高效率作業模式的普及，農業生產全程機械化成為可能。農機裝備的智能化水平也在不斷攀升，自主感知、智能診斷、遠程監控等技術的嵌入應用，推動農機向無人化、自主化方向發展，讓農機手從簡單重復的體力勞動中解放出來，為農業生產組織方式變革、經營效率提升開辟了新路徑。

3、農業機械技術創新優化農時銜接

針對不同區域、不同作物生產節律的農時特點，農機技術創新致力于農事操作的無縫銜接和高效匹配。春耕備耕環節，深松整地、旋耕平整和精量播種技術實現了一體化作業，既可連續完成耕、耙、播等多道工序，實現農時農事無縫銜接，又可通過速度匹配、農機聯動確保各工序的高質量完成，實現耕播環節的協同優化。夏管環節，化學除草、病蟲害防治等多項管理措施實現機械化作業，利用攝像頭、分選裝置等先進設備，精準鎖定靶標，定量噴灑農藥，既可集中進行統防統治，節省勞動時間，又可實現變量控制，避免過度用藥和環境污染。秋收環節，谷物、棉花、玉米、馬鈴薯等多種作物收獲技術實現標準化作業，多臺聯合收割機進行協同跟蹤作業，配合統一調度，實現了大面積農田的高效集約收獲。多項農機新技術的系統集成應用，顯著縮短了農事操作的工序轉換和農機轉場時間，實現了農時農事無縫銜接。

4、農業機械技術創新降低農業生產損失

以玉米收獲為例，采用自走式玉米聯合收獲機，配備先進清選裝置、秸稈粉碎還田裝置，通過優化清選風機風量、篩選篩面開度等，可實現籽粒的低損清選，秸稈的高度粉碎還田，有效減少收獲環節的籽粒損失和秸稈資源浪費。馬鈴薯收獲方面，采用移栽式馬鈴薯聯合收獲機，配備鉸接離合裝置、振動裝置，可充分解決馬鈴薯塊莖在土壤中和收獲輸送過程中的破碎問題，籽種破損率控制在3%以內。農機裝備的智能化應用，進一步降低了因人為操作失誤導致的農產品損失。如采用基于機器視覺的果蔬采摘機器人，通過視覺傳感器精準識別成熟果蔬，采用柔性端爪實現果蔬的無損抓取，既提高了果蔬采收效率，又最大程度避免了機械傷害。農機技術與現代農藝的交叉融合，催生了保護性耕作、精準栽培、精量施藥等先進栽培模式，從農事操作源頭控制農業生產損失，進一步挖掘農業增產潛力。農機技術創新成果的推廣應用，有力推動了農業生產向集約化、規模化、產業化轉變，農業生產抗逆性和風險管控能力顯著增強。

三、農業機械技術創新助力農業生產效率提升的幾點思考

1、加快農機關鍵核心技術攻關，補齊創新短板

當前，我國農機裝備產業轉型升級步伐不斷加快，高端智能農機的快速崛起為產業發展注入了新的活力。然而，在核心零部件制造、機械智能化與信息化融合等方面，仍存在一些亟待突破的關鍵技術瓶頸。對此，必須加大農機科研攻關力度，聚焦智能傳感、導航定位、決策控制等核心技術，加快高端傳感器、高可靠控制系統等關鍵部件的自主研發，突破機器視覺、多傳感器信息融合、復雜環境感知等“卡脖子”難題，推動農機裝備智能化轉型升級。同時，要加強農機裝備產品質量安全追溯體系建設，健全農機產品標準規范體系，引導農機制造企業加強精益生產、品質管控，從源頭提升農機裝備的質量和智能化水平。為農機高質高效發展奠定堅實基礎。此外，還要高度重視農機裝備軟件開發與數據分析能力建設，加強智能算法、知識模型、大數據分析等領域攻關，提高農機裝備數據采集處理與智能分析水平，增強產品適應性與可靠性。注重發揮新興技術的賦能作用，積極探索區塊鏈、人工智能、虛擬現實等前沿技術在農機領域的創新應用，打造技術含量高、附加值高的農機裝備，加快農機化從數量型向質量效益型的轉變。

2、健全農機科技創新體系，激發多元主體活力

農機科技創新是一項系統工程，需要政產學研用多方協同發力。應圍繞產業鏈部署創新鏈，以需求為牽引構建農機協同創新聯盟，搭建基礎研究、應用開發、成果轉化“三位一體”的農機科技創新平臺，鼓勵跨領域、跨學科的協同攻關。支持龍頭企業牽頭組建產業技術創新戰略聯盟，發揮企業技術創新主體作用，引導聯盟成員面向產業急需開展關鍵核心技術攻關，加速科研成果就地轉化和產業化應用。大力培育融農機作業、維修、培訓等于一體的新型農機社會化服務組織，創新發展農機合作社、農機專業戶聯盟等新型服務主體，提升區域性、綜合性、高端化農機社會化服務能力。加強農機專業人才培養，創新產教融合培養模式，提高農機人才供給質量，為農機創新發展提供智力支撐。同時，要不斷完善農機創新激勵機制，在科研項目立項、資金支持、人才引進等方面向農機科技創新傾斜，讓廣大科研人員有動力、有壓力、有斗志投身農機創新事業。

3、創新農機化發展政策供給，優化制度環境

完善的政策法規和制度環境，是農機化高質量發展的重要保障。應進一步優化調整農機購置補貼政策，向綠色節能、智能高效、丘陵山區適用的農機產品傾斜，提高財政資金使用效率。健全農機作業補貼政策，采取與作業質量、糧食產量掛鉤等方式，激勵規模化集約化作業。建立健全農機報廢更新補貼制度，加快淘汰老舊高耗農機，為先進適用農機推廣應用騰出空間。創新農機金融保險服務，加大政策性農機保險保費補貼力度，鼓勵金融機構開發適合農機合作社、大戶的信貸產品，引導農機專業合作社規范運行、降低融資成本，破解制約農機化發展的融資瓶頸。統籌利用財政、稅收、金融等政策工具，優化農機化發展的制度供給和政策環境。同時，要加強農機質量監管，建立健全農機質量追溯制度，嚴厲打擊制售假冒偽劣農機的違法行為。完善農機社會化服務考核監管制度，將服務規模、質量、效益等納入考核范疇，建立健全與補貼掛鉤的服務績效評價機制。

4、推進農機農藝融合發展，促進農業全面升級

應大力推進農機農藝復合型人才培養，在農機專業增設農學課程，在農學專業開設農機課程，培養既懂農機、又懂農藝的復合型人才。鼓勵種植大戶、家庭農場、農民合作社等新型農業經營主體與農機企業組建農機農藝融合發展聯盟，建立利益共享、風險共擔的運行新機制，實現機具需求側與供給側的精準對接。圍繞主要農作物生產，開展農機農藝融合關鍵環節技術聯合攻關，在育種、栽培、植保、收獲等環節，探索開發與農藝相匹配的農機裝備，集成構建農機農藝融合技術體系，引領農業生產方式變革。制定農機農藝融合標準體系，開展農機農藝作業質量認證，將標準化生產貫穿于種植、管理、收獲等全產業鏈條，提升農業生產標準化、規范化水平。與此同時，要以提升農民農機培訓實效為突破口，推動農機教育培訓向農機操作應用、維護管理、經營服務等延伸，強化農民農機創業就業技能，引導農民學用結合、學以致用。鼓勵有條件的地區開展農機農藝融合試點示范，建設一批技術先進、模式創新、帶動力強的示范基地，推動形成可復制、可推廣的農機農藝融合發展新路子。

四、農業機械化高質量發展的前景展望

1、智能農機將成為農機裝備升級的主攻方向

未來，智能化將成為引領農機產業變革的新趨勢。自主感知與智能決策系統日趨成熟，多傳感器融合、人工智能算法、自適應控制策略不斷突破，農機裝備將實現從單一化、粗放式作業向自主智能作業的跨越。高度集成的多源異構傳感器大幅提高信息獲取與融合能力，深度學習算法精準分析作物長勢、土壤狀況等復雜場景，準確規劃路徑、優化參數，農機環境自適應能力顯著增強。人機交互與協同技術日益成熟，多模態交互使操控更靈活，虛擬現實系統改善駕駛體驗，人機協同充分發揮人的經驗和機械的高效，為農業發展注入新動能。

2、數字農機成為引領農機化發展的新增長點

隨著農機物聯網建設縱深推進，海量農機作業數據實時采集、高效傳輸、智能分析成為可能。運行工況、故障預警、壽命預測等信息實時上傳云端，農機安全監管、調度指揮、遠程診斷數字化水平大幅提升。大數據分析和機器學習算法在農機領域加速落地，數字孿生、智能預測等新應用不斷涌現，農機管理決策從經驗驅動向數據驅動、從被動響應向主動預測轉變。數字技術在農機全生命周期管理中深度應用，可精準優化農機選型、作業、維修、報廢等環節，為提升農業生產效率和資源利用水平提供強大技術支撐。

3、綠色農機助推農業高質量發展邁上新臺階

在農機領域，節能環保、清潔高效的綠色農機技術加速走向成熟。新能源動力、生物基潤滑油等綠色技術更多應用于農機設計制造，電驅動、混合動力有望在中小型農機中普及，燃油經濟性、排放后處理等核心技術取得新突破，農機能效和排放性能顯著提升。太陽能、生物質能等可再生能源農機應用逐步拓展，從農業廢棄物資源化到可再生能源農機推廣，再到光伏農機一體化利用，生態循環農業模式不斷完善。輕量化、生物降解材料等綠色制造技術廣泛應用，資源節約型、環境友好型農機大量涌現。綠色農機創新必將催生農機與農藝、農技深度融合的生態農業新路徑，農業綠色發展動能持續增強。

4、共享農機開啟農機服務融合創新新篇章

隨著“互聯網+”現代農業縱深推進，共享經濟理念加速向農機領域滲透。“互聯網+”農機服務平臺建設全面鋪開，依托北斗導航、大數據分析等新技術，農機與農田、農戶與農機手精準對接和實時匹配成為可能，農機閑置和用工荒矛盾將有效緩解。農機服務供需信息透明化、調度智能化水平大幅提高，跨區作業效率顯著提升。農機合作社、專業戶等新型服務組織方興未艾，農機與種植、農產品初加工、農村能源等跨業融合趨勢更加明顯，集銷售、作業、維修、培訓等于一體的全產業鏈綜合服務能力不斷增強。

總言之，農業機械化是農業現代化的重要基礎和標志，高質高效的農機裝備是保障國家糧食安全、促進農業高質量發展的關鍵支撐。未來，智能化、數字化、綠色化、共享化將成為引領農機產業變革的新趨勢、新動能、新方向。農機裝備智能化、農機大數據應用、綠色農機創新、共享農機服務等新技術、新模式、新業態將蓬勃發展，必將引領農機農藝融合、全程全面機械化邁上新臺階，為加快推進農業農村現代化提供強大科技支撐。