農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的具體應用及發(fā)展趨勢論述

隨著全球人口數(shù)量的不斷增多，人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求越來越高，對農(nóng)產(chǎn)品質量安全也愈加關注，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)正面臨著較大的沖擊和挑戰(zhàn)。在科學技術高速發(fā)展的背景下，農(nóng)業(yè)技術也得到創(chuàng)新與發(fā)展，農(nóng)業(yè)機械自動化技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用頻率越來越高，使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也在朝著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的方向不斷發(fā)展。但是，從整體上來看，農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展過程中也面臨著許多的問題，需要多方共同引導和努力，這樣才能夠使農(nóng)業(yè)機械自動化得到持續(xù)且穩(wěn)定的發(fā)展，并在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中更加廣泛的應用發(fā)揮其應用價值。本文將從農(nóng)業(yè)機械自動化概述、農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應用意義、農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的具體應用以及農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展趨勢四個方面進行分析和論述。

一、 農(nóng)業(yè)機械自動化概述

農(nóng)業(yè)機械自動化是指通過計算機、機械等現(xiàn)代科技手段，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各項活動的自動化控制與管理，可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)。尤其在社會高速發(fā)展下，人們對農(nóng)作物的需求和要求越來越高，傳統(tǒng)人力勞動已經(jīng)無法支撐當前農(nóng)業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)，引入農(nóng)業(yè)機械自動化技術具有一定必要性。農(nóng)業(yè)機械自動化技術能夠自動完成土地翻整、土壤檢測、播種、施肥、灌溉、收獲、清潔等工作，通過對農(nóng)作物生長發(fā)育需求、實際情況以及當?shù)丨h(huán)境條件數(shù)據(jù)信息進行獲取和分析的基礎上，可對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各環(huán)節(jié)的作業(yè)進行自動化操作和調節(jié)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中取得顯著效果。

二、 農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應用意義

1、有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平

我國作為農(nóng)業(yè)大國，具有較長的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟在我國國民經(jīng)濟中也占據(jù)重要地位。而在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，因為農(nóng)戶缺乏先進的理念和技術，導致其通常都是以人工完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)工作為主，面臨著較大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)負擔和壓力，尤其是針對生長周期較長的農(nóng)作物，其在生長發(fā)育的過程中會受到許多因素的影響，影響其健康生長，這就需要農(nóng)戶花費較多的時間對其進行觀察和管理。而農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用，可以取代人工完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，可以對農(nóng)作物的生長發(fā)育環(huán)境和狀況進行自動化監(jiān)測，結合實際情況完成各項操作。

2、有助于保護農(nóng)村生態(tài)環(huán)境

在我國農(nóng)業(yè)高速發(fā)展期間，我國也在加強生態(tài)文明建設，但是，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中難免需要使用農(nóng)藥和化肥，會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，若沒有對農(nóng)藥和化肥的用量進行控制，會對生態(tài)環(huán)境造成更加嚴重的破壞。而農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用還可以實現(xiàn)自動施肥和自動施灑農(nóng)藥，可以結合當?shù)氐牟∠x害情況以及農(nóng)作物所需營養(yǎng)情況進行化肥的合理施加以及農(nóng)藥的合理施灑，可減少農(nóng)藥和化肥的用量，降低對生態(tài)環(huán)境的破壞。

3、有助于促進農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展

農(nóng)戶作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動主要操作人員，其種植水平和管理水平會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質量和效率產(chǎn)生影響。而農(nóng)戶的受教育水平普遍較低，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)理念上和技術上也比較落后，十分容易出現(xiàn)因操作不當而導致農(nóng)作物質量不佳或是產(chǎn)量減少。而農(nóng)業(yè)機械自動化技術的推廣和應用，可以對農(nóng)戶的種植管理理念進行更新，不但可以保障農(nóng)作物的質量，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，還可以促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

三、 農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的具體應用

1、農(nóng)業(yè)機械自動化在整地階段的應用

①平整和松土

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，土地平整和松土作業(yè)通常需要較多人花費較長的時間才能夠完成，而農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用，能夠在技術的支持下自動平整土地和松土，不僅節(jié)約較多的人力成本，還可以提高平整和松土環(huán)節(jié)的作業(yè)效率。自動化平整土地主要借助激光或GPS導航系統(tǒng)，可以對土地表面存在的高低差異進行檢測，并借助液壓系統(tǒng)對機械作業(yè)深度進行自動化調整，進而使土地變得均勻平整。而自動化松土主要利用自動松土機刀具和鋤頭的旋轉和振動，起到快速打散土壤的作用，可以對土壤的結構進行改善，使土壤的透氣性和透水性得到提升。

②濕度控制

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，濕度控制是一項較為復雜的工作內容，也可以借助農(nóng)業(yè)機械自動化技術對農(nóng)田內空氣濕度進行監(jiān)測，并將其調節(jié)到適宜的濕度。比如，農(nóng)戶可以在田間安裝傳感器，對空氣濕度和土壤的濕度進行實時監(jiān)測，對當?shù)氐臍夂驐l件進行掌握，并將相關數(shù)據(jù)信息與濕度控制系統(tǒng)進行連接，使其自動對田間的灌溉設備進行控制。在灌溉設備中，可引入控制器，按照提前設定好的參數(shù)和需求，對水分的供給量進行定制，進而使農(nóng)田的濕度保持在合理的范圍內。

③自動排水

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，農(nóng)業(yè)機械自動化技術還可體現(xiàn)在自動排水系統(tǒng)上，農(nóng)戶可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，利用自動排水系統(tǒng)及時將田間的積水排除，避免田間積水過多，影響農(nóng)作物的生長發(fā)育。具體來講，可以利用傳感器、泵浦等設備，一旦田間土壤中的水分超過提前設定好的閾值，自動排水系統(tǒng)就自動啟動，將田間多余的水分排出，讓土壤中的水分保持在合適的數(shù)值，可為農(nóng)作物的生長發(fā)育創(chuàng)造良好的條件。

④除草

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展中，除草工作通常需要較多的人力和時間完成，而在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，可以利用圖像識別建立自動化除草系統(tǒng)，使農(nóng)業(yè)機械自動化設備對雜草進行識別和清除，這樣不僅可以避免付出較多的人力和時間，還可以降低人工除草出現(xiàn)的失誤，提高除草的準確度。而自動化除草機械需要配備攝像頭和圖像處理算法，攝像頭需要為高清攝像頭，可以對農(nóng)作物和雜草有效識別，并對雜草所在的位置進行定位，并按照提前設定好的除草方法，采用機械臂、振動刀、噴霧器等工具精細化除草。除此之外，還有部分先進的自動化除草機可以采用機器學習技術，對雜草樣本進行學習，并對田間的雜草進行識別和分類，可以使除草更加高效，也更具適應性。

2、農(nóng)業(yè)機械自動化在種植階段的應用

在農(nóng)業(yè)種植階段當中，農(nóng)戶可以利用農(nóng)業(yè)機械自動化技術實現(xiàn)精準播種、施肥和灌溉，減少人力投入，加快工作進度，還可以將肥料和水源應用到合適的時期，避免資源浪費，也可降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境的影響。

①自動播種

以往手工播種的播種方式十分容易出現(xiàn)播種不均勻或是種子浪費的問題，對農(nóng)業(yè)機械自動化技術進行應用，可以實現(xiàn)自動定量、定點播種，不但可以保證播種的均勻性，還可以節(jié)省種子資源，為農(nóng)戶節(jié)省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。自動播種機配備了種子投放裝置和傳感器，可以結合提前設定好的種子間距和播種深度，將種子自動投放到土壤當中，而GPS導航系統(tǒng)的應用還可以使播種的準確性得到提升，防止自動播種機出現(xiàn)重復播種的情況。除此之外，還有部分自動播種機可對種子進行自動化處理，包括但不限于涂抹種子保護劑、施加生物刺激劑等，這些行為可以使種子的抗病性得到提升，也能夠提高種子的發(fā)芽率。

②自動施肥

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中，施肥作業(yè)也是一項重要的任務，合理施肥可以確保農(nóng)作物的營養(yǎng)需求得到滿足，并使其健康生長發(fā)育。而農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用，可以對土壤中的營養(yǎng)成分含量以及農(nóng)作物生長發(fā)育過程中對營養(yǎng)成分的需求進行計算，并對需要投放肥料的類型以及投放量進行計算，可以實現(xiàn)合理施肥，盡量避免肥料投入過度，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，也可避免肥料投入不足，導致農(nóng)作物的生長發(fā)育受到阻礙。自動化施肥機中通常配備傳感器和控制器，可以對土壤中營養(yǎng)成分的含量進行計算，并結合農(nóng)作物的生長發(fā)育階段和狀況，自動選擇合適的肥料以及合適的投放量，完成肥料的精準投放。除此之外，還有部分先進的自動施肥機可以基于地理信息系統(tǒng)和農(nóng)田土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)庫，加強施肥管理的精細化程度，對土壤進行區(qū)塊劃分，對農(nóng)作物的需求進行了解，進而制定出更加合理的施肥方案。

③自動灌溉

在農(nóng)作物生長發(fā)育的過程中，水分是農(nóng)作物最基本的需求，農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用，能夠對土壤的濕度以及當?shù)貧夂驐l件進行監(jiān)測，并結合農(nóng)作物對水分的需求，對灌溉系統(tǒng)進行自動化控制，為農(nóng)作物供應充足的水分，可對水資源進行合理利用。自動化灌溉系統(tǒng)通常會配備土壤濕度傳感器，并與當?shù)貧庀笳具M行連接，可以對當?shù)赝寥赖臐穸冗M行監(jiān)測，并了解當?shù)亟涤炅啃畔ⅲ阌诮Y合土壤濕度和降雨量對灌溉的時間和水量進行控制。在對自動灌溉機進行應用的過程中，需要結合提前設定好的濕度閾值和農(nóng)作物不同生長發(fā)育階段對水資源的需求，對灌溉的時間、強度以及頻率等進行自動化調整，這樣可以將農(nóng)田的濕度控制在合理的范圍之內。此外，部分先進的系統(tǒng)還可以結合氣象預報數(shù)據(jù)對灌溉決策進行制定，完成灌溉計劃的提前規(guī)劃，并結合降水量變化情況對灌溉計劃進行調整。

3、農(nóng)業(yè)機械自動化在收獲階段的應用

將農(nóng)業(yè)機械自動化技術應用到農(nóng)作物收獲階段，可以使農(nóng)戶更加及時且快速地完成農(nóng)作物的收獲、脫粒以及清潔等作業(yè)，可使農(nóng)作物的質量和產(chǎn)量得到提升。

①自動收獲

在以往的農(nóng)作物收獲環(huán)節(jié)中，手工收獲所需的時間比較長，工人收獲的效率也比較低，在收獲的過程中還會引起質量上的問題。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)機械自動化收獲系統(tǒng)的使用，可以對農(nóng)作物的生長狀態(tài)進行自動化識別，并對其進行及時收獲，不但可以提高農(nóng)作物收獲的效率，還可以保證農(nóng)作物的質量。自動收獲機上通常配備攝像頭和傳感器，對農(nóng)作物的生長發(fā)育情況以及成熟度進行監(jiān)測和判斷，根據(jù)提前設定好的收獲條件完成收獲作業(yè)。自動收獲機具有高速切割工具，可以對農(nóng)作物進行快速切割，使農(nóng)作物收獲的速度加快。在對自動收獲機進行應用的時候，自動化收獲系統(tǒng)中還可引入導航技術，對自動收獲機的行走路徑進行提前規(guī)劃，可以防止自動收獲機在收獲的過程中對農(nóng)作物造成破壞，或是出現(xiàn)能耗上的浪費。如此一來，農(nóng)戶不但可以在較短的時間內完成農(nóng)作物的收獲，也能夠減少人工勞動成本和能耗成本，使農(nóng)戶的經(jīng)濟效益得到提升。

②自動脫粒

在農(nóng)作物收獲后，脫粒工作則是后續(xù)一項重要的工作內容，以往的脫粒工作需要人工完成，而在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用可以實現(xiàn)自動脫粒，可以加快脫粒的速度，也可避免消耗較多的人力資源和成本。自動脫粒機通常配備傳感器和控制系統(tǒng)，可以結合農(nóng)作物的成熟度對脫粒的參數(shù)和速度進行自動化調整，最大程度上確保脫粒的效果。此外，還有部分先進的系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動化精選和分級，可根據(jù)農(nóng)作物的質量對其進行分級，并獨立貯存，以滿足不同人群對農(nóng)作物質量的需求。

③自動清潔

在收獲與脫粒作業(yè)完成后，需要對農(nóng)作物的殘渣和雜質進行清理，農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用，可以實現(xiàn)自動化清理，提升清潔的效率。自動清潔裝置通常配備吸塵設備和清掃設備，可以對農(nóng)作物殘渣、雜草等進行快速清理，使田地保持清潔。部分先進系統(tǒng)還可對田間的雜物進行分類處理，并對可充分利用的資源進行回收利用，這樣不但可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對土壤和環(huán)境造成的污染，還可實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的循環(huán)利用，促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

四、 農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展趨勢

1、更加重視計算機視覺技術的應用

現(xiàn)階段，在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式下，為了可以保持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向，我國需要對農(nóng)業(yè)機械自動化技術進行深入的研究，并對農(nóng)業(yè)機械自動化及時進行創(chuàng)新與優(yōu)化，對其中存在的劣勢進行改善。未來，農(nóng)業(yè)機械自動化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的發(fā)展，會愈加重視計算機視覺技術的應用，其不單單是促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高速發(fā)展的重要渠道，也是農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展的主要研究方向。結合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況對計算機視覺技術進行科學的應用，可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動進行精準定位，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題進行改善和解決，充分發(fā)揮計算機視覺技術的功能，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的異常問題和突發(fā)情況進行判斷和掌握，并采取科學的手段對其進行處理，在減輕農(nóng)戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)壓力的同時，也可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更具自動化特點。

2、更加重視智能機械自動化的應用

目前，我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中對農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用，通常都是提前設置參數(shù)，并使自動化設備按照參數(shù)完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，但自動化設備在此過程中無法對突然發(fā)生的情況進行處理，會對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)發(fā)展起到阻礙作用。面對這一情況，我國未來需要將研究的重點放在人工智能技術與農(nóng)業(yè)機械自動化技術的融合上，通過構建智能模型的方式，提升農(nóng)業(yè)機械自動化設備的智能性，使其具備應對突發(fā)事件的能力，使其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的操作和計劃進行自動調整，可滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求和要求。

3、需要促進多元化與協(xié)調化方向發(fā)展

在未來很長一段時間內，農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展都是主要的發(fā)展方向和趨勢。而農(nóng)業(yè)機械自動化發(fā)展過程中包含的學科較多、專業(yè)性較高，為了使農(nóng)業(yè)機械自動化技術得到高速發(fā)展，相關部門技術人員需要將當前先進技術引入到農(nóng)業(yè)機械自動化當中，發(fā)揮各種先進技術的優(yōu)勢作用，構建一體化體系，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械自動化設備的設計、生產(chǎn)、制造、銷售等環(huán)節(jié)的融合，結合農(nóng)業(yè)機械自動化設備的使用情況，對其設計進行優(yōu)化，并加大生產(chǎn)，這樣可以使農(nóng)業(yè)機械自動化技術得到多元化與協(xié)調化發(fā)展。

4、需要朝著綠色、環(huán)保方向發(fā)展

近年來，在可持續(xù)發(fā)展理念的影響下，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在發(fā)展的過程中也需要遵循這一理念，朝著綠色、環(huán)保的方向發(fā)展，在對農(nóng)業(yè)機械自動化技術進行應用、對農(nóng)業(yè)機械自動化設備進行研發(fā)的過程中，需要將可持續(xù)發(fā)展理念融合其中，不僅需要保證農(nóng)業(yè)機械自動化設備生產(chǎn)、制造過程的綠色環(huán)保，還需保證農(nóng)業(yè)機械自動化設備在使用過程中能耗降低，且可以起到節(jié)約資源和保護環(huán)境的功能作用。此外，政府部門也需要對農(nóng)業(yè)機械自動化設備的生產(chǎn)和應用進行監(jiān)督，對設備制造過程中各種材料的應用、設備功能價值等內容進行檢查，以免對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染和破壞。

綜上所述，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，農(nóng)業(yè)機械自動化技術的應用在其中發(fā)揮著重要的作用，但是因為受到多重因素的影響，導致部分地區(qū)在農(nóng)業(yè)機械自動化技術應用和推廣方面具有較多的問題。為了更好地解決這一問題，相關部門需要加大農(nóng)業(yè)機械自動化技術的推廣力度，并鼓勵技術人員對其進行創(chuàng)新，借此提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，促進我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。

（作者單位：246500安徽省安慶市宿松縣農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊）