農機與農藝結合助力農業現代化加速

隨著鄉村振興戰略的推進，農機與農藝日益密切融合，改變了傳統農藝操作方式，提升了農業生產的整體效率和效益。文章結合河南省開封市、南陽市等地的實踐創新，從“5G+”智慧農業技術的全覆蓋、自走式噴灌機、無人駕駛拖拉機、植保無人機等方面，分析其對農業生產效益的影響，并據此提出農業生產效益提升策略，以期為農業現代化提供可行的策略參考。

鄉村振興戰略旨在通過改善農業生產技術、優化農村經濟結構、改善農民生活質量以及保護和改善農村生態環境，實現農業和農村的現代化。隨著鄉村振興戰略的實施和惠農政策特別是對農機用戶的購機補貼進一步加大，越來越多的農村在種植、施肥、收割等環節紛紛引入農業機械，提高了作業效率，降低了人力成本，使得大規模的農業生產成為可能。農業技術與管理涉及土壤管理、種植技術、病蟲害控制、作物輪作等多個方面，其與農業機械的結合，可以在確保作物生長的基礎上，進一步提高生產效率和資源利用效率。隨著信息技術和智能技術的發展，“智慧農業”的出現，農民可以利用物聯網、大數據分析、人工智能等現代信息技術，實現了農業生產的精準管理和決策支持。文章探討鄉村振興背景下農機與農藝結合的創新實踐以及對農業生產效率的影響，并提出農業生產效率提升策略，以期為中國式的農業現代化提供可行的策略參考。

農機與農藝

農機發展歷程

最初的農業機械化是從簡單的手工工具開始的，由木頭、石頭和金屬制成，用于耕作、種植和收割。隨著蒸汽引擎的發明和應用，農業生產開始逐漸從依靠人力和畜力的耕作種植，轉向依靠應用蒸汽動力的牽引機和聯合收割機等大型設備，提高了耕作的面積和效率。進入20世紀后，拖拉機、播種機、噴霧機和各種類型的收割機成為農場的常見設備。農機的小型化、高效化和經濟化推動了農業生產方式的轉變，并擴展到了畜牧業和水產養殖業，進一步推動了農業的現代化。到21世紀后，信息技術和自動化技術的融入使得農業機械化進入了智能化階段，GPS導航、無人駕駛技術、物聯網和大數據分析等高科技的應用使得農機能夠進行精準播種、變量施肥和病蟲害的精準防控等精確的農業作業，提高了資源的使用效率和作物的生產率，有利于實現農業的可持續發展。

農藝的概念

農藝學關注作物本身的生長發育，涉及作物的種植、管理、保護以及收獲過程中的技術和方法，涵蓋土壤管理、水資源利用、病蟲害防治、作物營養管理等多方面內容。農藝旨在通過科學的方法提高農作物的產量和質量，保護和改善農業生態環境。隨著全球人口的增加和食品需求的上升，農藝專家通過選擇和培育高產優質的作物品種，優化種植密度和排列，實施科學的灌溉和施肥策略，以及通過預防為主、化學和生物方法相結合的方式，在提高單位面積作物產量的同時降低對環境的影響。

農機與農藝的相互關系

農機與農藝是一種互補和共進的關系，農機的發展為農藝實踐提供了新的工具和可能性，農藝的創新不斷推動農機技術的改進和升級。一方面，通過引入先進的機械設備，實現了農業作業的自動化和機械化。而農機的高效運作依賴于土壤管理、作物生長周期及其對環境條件的適應性等農藝知識。另一方面，隨著農業科學研究的深入和新農藝技術的應用，精確農業技術要求農機具備更高的精確性和可調控性，以適應不同土壤類型、不同作物品種甚至是微妙的氣候變化。這種從農藝需求出發的農機設計和應用，提高了農業生產的科學性，增強了農作物產量和質量的穩定性。

鄉村振興背景下農機與農藝結合的實踐創新

“5G+”智慧農業全覆蓋

2020年，河南省開封市尉氏縣張市鎮全面實施了萬畝高標準農田示范區，每畝地以3200元的標準進行升級改造，利用5G網絡的高速、大容量、低延遲特性，整合物聯網、大數據、云計算等技術，實現對農田的實時監控和管理，其中的沈家村因此提升了3200多畝農田農業生產的智能化和信息化水平，優化了農業基礎設施。在此基礎上，農業工作者可以通過安裝在農田中的傳感器和監控設備，實時獲取土壤濕度、溫度、養分水平以及農作物生長狀態等數據，經云平臺傳輸并進行大數據分析后，能夠為農田管理者提供灌溉、施肥和病蟲害防治的最優時機和方式，從而減少人為誤差，提高作業效率和農作物產量。

自走式噴灌機

2022年，沈家村引入和部署了大型灌溉設備，其高效、節能的特點改變了傳統的灌溉方式。其引入的自走式噴灌機能夠自動沿預設的路徑移動，通過調整噴頭的工作模式，實現不同的灌溉需求，輕松調節細霧或大流量噴射等模式，能夠有效滿足各種作物的水分需求，體現了現代農業機械的先進性，展示了農藝與農機結合的實際應用成效。沈家村的農民沈雙義描述，通過手機App應用就可以遠程控制這些噴灌機，實現了“坐在家里點點手機，就把活干了”的現代農業新體驗。在使用這種噴灌機后，“比以前大水漫灌，省了一半的錢”，減輕了農民的經濟負擔，促進了水資源的節約利用。地處豫西南的南陽市鄧州市的首邑無人農場，為配合氣力式播種機也引入了自走式智能噴灌機，通過手機下載App實現了遠程監測與操控。方城縣、社旗縣等不少鄉村不同程度地使用了自走式噴灌設備，進行自動化澆水抗旱保秋灌溉。實踐表明，自走式噴灌機通過其精準的控制系統，能夠根據土壤濕度和作物需求自動調整水量和噴灑頻率，減少了水的消耗，降低了灌溉成本。

無人駕駛拖拉機

2022年，中央一號文件提出：“推進智慧農業發展”。鄧州市作為全國超級產糧大縣積極響應，成立了智慧農業中心，打造“無人農場”，并引入無人駕駛拖拉機，利用北斗導航系統和AI智能算法進行操作，實現全天候的精準農業作業，其通過精確控制機械行進的路徑和深度，確保每一次作業達到最優的土地處理效果，提高了作業效率。新農人、首邑無人農場負責人沈興新表示，無人駕駛拖拉機提升了土地處理的質量，通過自動化系統減少了對專業操作員的依賴，降低了長期的勞動力成本。

植保無人機

2024年4月，河南省南陽市臥龍區的田間正值小麥進入抽穗揚花期，為應對病蟲害風險，區政府積極組織農業部門和各鄉鎮開展無人機“飛防”作業，僅陸營鎮累計出動無人機101架，“飛防”實現全覆蓋。此外，唐河等縣也廣泛地使用了植保無人機防治病蟲害。在廣大農村，以前農民們背負重重的噴霧器在田間勞作，勞動強度大，效率低下，后續引入的電動噴霧器不能滿足大規模作業的要求，近些年陸續引入了植保無人機，可以自動完成噴藥任務，根據預設的飛行路徑和高度，精準控制噴藥的范圍和劑量，確保農藥均勻分布，避免了傳統方法中存在的重復噴灑和漏灑問題，提高了作業的精確性和覆蓋面，降低了勞動強度和健康風險。

“四情”監測系統" 助力現代農業智能化管理

農業“四情”監測系統是指通過集成先進的通信技術、傳感器技術以及數據處理技術，對農田中的光照、降雨、溫度、濕度4個主要環境因素進行全天候、全方位的實時監測和數據分析的系統。南陽市唐河縣因地制宜，先后在桐河、桐寨鋪、湖陽、昝崗、城郊等鄉鎮建立了50萬畝玉米、小麥、花生作物“四情”（苗情、蟲情、病情、墑情）監測系統，實現農業生產環境的智能感知預警、決策分析和專家在線指導，為這些地區的農業生產提供精準化的種植、可視化的管理、智能化的“行動指南”。開封市尉氏縣沈家村引入的“四情”監測系統，集成了蟲情、苗情、墑情、病情的監測功能，利用高科技設備實時收集農田數據，并自動錄入到大數據分析平臺中。在實踐中，“四情”監測系統能夠實時監測小麥、玉米等作物生長周期中的關鍵變量，能夠準確識別作物生長過程中遇到的問題，也可以通過分析土壤濕度數據（墑情）來優化灌溉計劃，以及通過檢測病蟲害發生（蟲情）來調整植保措施，確保作物健康生長。另外，在施肥中，“四情”監測系統的應用使得農民可以根據作物生長的實際需求調整肥料種類和用量，從而避免過量施肥帶來的土壤退化和水體污染問題。

鄉村振興背景下農機與農藝相結合對農業生產效益的意義

降低生產成本

自走式噴灌機、無人駕駛拖拉機以及植保無人機等現代農業機械的引入和應用，提高了農業作業的效率和精確度，降低了對人工的依賴。例如，植保無人機相比傳統的人工噴灑方式，不僅節約了勞動力和時間，而且可以根據作物生長和病蟲害得分布情況進行精準、高效噴灑，減少藥劑浪費；自動式灌溉也比普通灌溉畝均節水約50m3；精準農業技術等農藝技術的應用，可以根據土壤分析和作物生長需求精確控制種植密度和施肥量，減少了化肥和農藥的過量使用，降低了材料成本。在此基礎上，農機與農藝的結合使得農民可以基于實時數據進行決策，提高了農業生產的響應速度。智能化和自動化降低了長期的人工成本，使農業生產更加經濟高效，增強了農業發展的可持續性。

提高生產效率

在唐河縣，空天地一體化遙感監測無人播種機等一項項農業新科技，勾畫出“藏糧于地、藏糧于技”的生動圖景。采用先進的農業機械設備能夠在較短的時間內完成大面積的農業作業，且操作精度高，使得傳統耕作、種植和收割等過程變得更加迅速和連續，縮短了作業收割周期，減少了作物生長周期中的時間浪費，提高了土地利用率和作物的生產周期。2022年，沈家村小麥平均單產每畝504.93kg，最高達863kg。另外，實時監測和數據分析等現代農藝技術通過實時監測土壤水分、營養水平及環境條件，配合精準的數據分析，農民能夠確定最優的施肥時間和配方，避免資源浪費，同時也增強作物對病蟲害的抵抗力，這提高了資源的利用效率，提升了作物產出率和質量。

促進環境可持續發展

通過衛星定位和地理信息系統（GIS）等精準農業技術，農機能夠在確切需要的位置和時間執行作業。通過精確施肥、灌溉和定點噴藥，減少了化學物質的使用量和泄露。另外，輪作和覆蓋作物的技術，可以通過改善土壤結構和增加有機質含量來增強土壤的可持續性，提高了土壤的肥力，有助于碳的固定和減少溫室氣體的排放。而農機和農藝的結合通過智能化的病蟲害管理系統，減少了農藥的濫用和誤用，保護了農田生態系統中的多樣性。通過智能灌溉系統能夠根據土壤濕度和天氣預報自動調整水量，最大程度地減少了水資源的浪費。

提升農民收入與生活質量

2022年6月，沈家村黨支部書記石長鎖對河南日報記者說：“以前每年每畝土地流轉費不到500元，現在達到1200元。不少人能夠外出打工，每年可以拿到兩份收入?？梢?，通過采用現代農業機械化工具，農民能夠在更短的時間內完成種植、管理和收割等繁重的農業作業，使得農民能夠更加輕松地管理更大面積的農田，在降低勞動強度的同時，提高了作物的產量和質量，提高了農產品的市場競爭力，從而增加了農民的收入。另外，農民通過參與農業部門舉辦的各類培訓課程和技術演示，能夠有效地使用現代農機設備，并結合先進的農作物栽培技術和病蟲害防治知識，從而更有效地控制生產成本，提高農作物的產量和質量。

鄉村振興背景下農機與農藝進一步結合的農業生產效益

提升策略

農機定制化應用

農機定制化應用需要根據農田特定的地理、氣候特點以及作物需求來設計和調整農機設備，確保農業操作的最大效率和資源的最優利用。其中，根據土壤硬度和結構，可以通過定制的無人駕駛拖拉機調整耕作深度；根據當前的氣候條件和作物生長階段，可以通過智能噴霧器自動調整噴藥量和頻率，從而更精確地應對各種農業操作，提升作業的精確性。在此基礎上，農機機構應根據當地農民的反饋對系統進行調整，對農機操作系統進行優化調整，提供定制化的用戶界面和操作程序，確保農民能夠輕松掌握并有效使用這些系統，降低農機的使用門檻，加強農民對新技術的接受度和滿意度，從而提升整個農業生產系統的效率和產出。

農機農藝技能技術培訓

在現代農業生產中，農業專家和農機機構應組織定期的技能培訓課程，培訓課程涵蓋理論學習和實踐操作兩個部分，幫助農民理解農機運作原理和最佳使用方法，掌握無人駕駛拖拉機、智能噴霧設備和精準灌溉系統的操作技巧，確保農民能夠從基礎到高級的技能都有所涵蓋，提高農民對新技術的適應能力和操作熟練度。另外，農業專家還應提供作物輪作、土壤管理以及病蟲害防治等農業實踐教育，指導農民如何根據天氣變化和土壤條件調整機械設置，以及如何根據作物生長階段選擇合適的農藝措施，從而提升農民的整體農業知識、技術水平和管理能力，促進農業生產水平的不斷升級和農業生態系統的整體健康穩定。

進一步強化智慧農業

智慧農業依賴于大數據、物聯網、人工智能和遠程感測技術，實時監測和管理農機，確保農業資源的最優化利用。引入智慧農業，在田間安裝傳感器和攝像頭，實時獲取田間的氣候變化、土壤濕度、作物生長狀態等數據，進行精確灌溉、施肥、病蟲害防治等決策，可以適應不同的農業需求，從而提高資源的使用效率和農作物的產量。另外，引入智慧農業，農民可以優化作物種植結構和生產流程，降低農業生產中的碳足跡，支持生態保護和氣候變化應對措施。智慧農業的引入，增強了農業系統對天氣變化和自然災害的適應能力，提高了農業生產的穩定性和安全性。

增強技術支持和維護服務

隨著農業機械化和智能化技術的深入應用，農機機構和農業專家可以設立一個專業的技術支持系統，為農業生產者提供必要的維護和故障排除服務，對智慧農業系統進行定期的軟件更新和硬件檢查，保持數據準確性和設備功能的可操控性，避免數據延誤或錯誤影響農業決策制定。這種通過定期維護預防潛在的技術問題，可以確保農機設備的長期運行。另外，農機機構和農業專家應提供遠程診斷服務，及時識別問題所在，快速指導農民進行調整或直接派遣技術人員進行修復，減輕農民在技術問題面前的無助感，增強他們對高科技農業設備的信賴和依賴，從而提高農作物的生產效率和產出率。

農機與農藝作為一種共進的關系，農藝推動了農機的發展和創新，農機為農藝實踐提供了工具。文章從“5G+”智慧農業全覆蓋、自走式噴灌機、無人駕駛拖拉機、植保無人機和“四情”監測系統等方面分析了農機與農藝相結合的實踐創新，指出在鄉村振興背景下，農機與農藝的結合實踐可以提升農業生產效益、促進環境的可持續發展以及提高農民的生活質量?；诎咐治?，文章提出了農機與農藝進一步結合的農業生產效益提升策略，以促進農業現代化和可持續發展。

（作者單位：桐柏縣農業農村發展與資源保護中心）