精確農(nóng)業(yè)背景下的復(fù)合農(nóng)機(jī)研究與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

張金偉

摘 要：精確農(nóng)業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向合理化發(fā)展的新趨勢(shì)，能夠有效避免生產(chǎn)過(guò)程中的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，精確農(nóng)業(yè)思想的普及影響了農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展特點(diǎn)，也暴露了現(xiàn)階段農(nóng)機(jī)使用的一些弊端，通過(guò)強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)機(jī)械必須向功能集成化發(fā)展的新趨勢(shì)，說(shuō)明了農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的新途徑。

關(guān)鍵詞：精確農(nóng)業(yè);復(fù)合農(nóng)機(jī);技術(shù);發(fā)展;趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：F323.3 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.011

隨著我國(guó)農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件的不斷提高，農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式有了很大的轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及顯著節(jié)約了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，并保證了農(nóng)業(yè)作業(yè)方式的進(jìn)步。在農(nóng)業(yè)機(jī)械廣泛使用的背景下，精確農(nóng)業(yè)以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械為依托，充分結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子信息技術(shù)、定位技術(shù)以及傳感器與控制技術(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展提供了更科學(xué)的方向。精確農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)必須以農(nóng)業(yè)機(jī)械化為依托，這也在潛移默化之間影響了農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展路線，沒(méi)有功能齊備的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行支持，精確農(nóng)業(yè)的很多思想都難以實(shí)施，而通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)的新思想，能夠顯著節(jié)約生產(chǎn)資源、降低成本投入，并減少現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)作物和環(huán)境造成的不良影響。

1 精確農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)與作用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能夠?yàn)槿嗣裆詈蜕鐣?huì)發(fā)展提供必需的糧食和工業(yè)原材料，我國(guó)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及相關(guān)工作的人口眾多。由于我國(guó)人均耕地不足，優(yōu)良耕地所占的比例就更低，促使農(nóng)業(yè)必須要在有限的耕地資源條件下創(chuàng)造更大的產(chǎn)量和效益，因此，精確農(nóng)業(yè)相關(guān)理念的實(shí)施對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)和積極的意義。與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)耕作方式相比，精確農(nóng)業(yè)的實(shí)施具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是自然資源的合理化使用，有效減少水資源的浪費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)耕地土壤資源的最大化利用，同時(shí)能夠增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量;二是通過(guò)精確播種和施肥作業(yè)，并結(jié)合變量噴藥等植保技術(shù)，顯著減少種子和化肥的使用量，不僅有效降低生產(chǎn)成本的投入，更有利于環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)久發(fā)展;三是能源和人力資源的最小化消耗，精確農(nóng)業(yè)不僅有效減少了生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械作業(yè)無(wú)用功，更能通過(guò)提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)自動(dòng)化程度減少操作人員的數(shù)量并降低駕駛勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)有效節(jié)約能源消耗，更符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

2 農(nóng)機(jī)使用的不足與弊端

農(nóng)業(yè)機(jī)械作為精確農(nóng)業(yè)理念的實(shí)施者，農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)情況和特點(diǎn)決定了精確農(nóng)業(yè)的普及與發(fā)展速度。近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的不斷普及與發(fā)展，我國(guó)的農(nóng)業(yè)組合耕種收機(jī)械化水平已經(jīng)超過(guò)了55%，但對(duì)于精確農(nóng)業(yè)在我國(guó)的發(fā)展，仍存在著較多的不利因素，主要包括以下幾點(diǎn)。

（1） 地域性差異導(dǎo)致了經(jīng)營(yíng)模式的各異。我國(guó)不同地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到耕作習(xí)慣、自然條件、耕地狀態(tài)、經(jīng)營(yíng)模式以及經(jīng)濟(jì)條件等多方面的制約。大部分地區(qū)所沿用的獨(dú)自小規(guī)模的經(jīng)營(yíng)模式在一定程度上限制了先進(jìn)大型農(nóng)機(jī)的使用，使精確農(nóng)業(yè)的普及不僅要面對(duì)眾多復(fù)雜因素的影響，同時(shí)還缺乏最基礎(chǔ)的實(shí)施環(huán)境。

（2） 農(nóng)民采用新技術(shù)的積極性不足。精確農(nóng)業(yè)的實(shí)施很難在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益，其效果的顯現(xiàn)需要較長(zhǎng)時(shí)間的積累，加之技術(shù)的實(shí)施更是需要較大的經(jīng)濟(jì)投入。大多數(shù)農(nóng)民受到眼前利益的影響，對(duì)于適合精確農(nóng)業(yè)要求的先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械熱情度不高，認(rèn)為這些先進(jìn)的功能并不是現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必須功能，不愿為此而投入更多的資金。

（3） 自主農(nóng)機(jī)技術(shù)仍處于落后地位。與國(guó)外的先進(jìn)農(nóng)機(jī)技術(shù)相比，我國(guó)自主生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械在技術(shù)含量和實(shí)際作業(yè)能力上還存在著明顯的不足。尤其是在大馬力拖拉機(jī)、氣吸式播種機(jī)、變量噴藥技術(shù)等方面，還或多或少的依賴著技術(shù)進(jìn)口，這不利于精確農(nóng)業(yè)與我國(guó)實(shí)際情況的有機(jī)結(jié)合。

（4） 缺少專業(yè)化的農(nóng)機(jī)服務(wù)組織和人員。盡管近年來(lái)我國(guó)農(nóng)機(jī)管理部門對(duì)于農(nóng)機(jī)操作者進(jìn)行了必要的培訓(xùn)，顯著提高了其操作農(nóng)機(jī)的能力和作業(yè)意識(shí)。但相對(duì)于職業(yè)化的農(nóng)機(jī)操作者要求仍有一定的差距，農(nóng)戶往往只能勝任普通農(nóng)機(jī)的駕駛，而對(duì)于更為先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，缺乏足夠的駕駛能力，這就要求更多的農(nóng)機(jī)專業(yè)服務(wù)隊(duì)伍參與到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中去。

（5） 缺少系統(tǒng)化的農(nóng)機(jī)購(gòu)置指導(dǎo)服務(wù)。由于農(nóng)機(jī)管理的工作人員相對(duì)于龐大的農(nóng)機(jī)使用者而言嚴(yán)重不足，導(dǎo)致很多農(nóng)戶在農(nóng)機(jī)選購(gòu)的過(guò)程中缺乏專業(yè)人士的指導(dǎo)，只能依靠自身經(jīng)驗(yàn)和周邊人的建議進(jìn)行購(gòu)買，這種購(gòu)機(jī)方式具有一定的盲目性，存在著購(gòu)置農(nóng)機(jī)不適合本地區(qū)作業(yè)的可能性，影響農(nóng)機(jī)的正常高效率使用。

3 復(fù)合型農(nóng)機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)

3.1 復(fù)合型農(nóng)機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

精確農(nóng)業(yè)的理念要求農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展實(shí)現(xiàn)多功能化，現(xiàn)階段我國(guó)使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械多以單一功能的機(jī)型為主，對(duì)于我國(guó)現(xiàn)行的農(nóng)藝技術(shù)，需要不同種類的農(nóng)業(yè)機(jī)械按順序進(jìn)地作業(yè)一輪，才算完成生產(chǎn)任務(wù)要求。由于使用的農(nóng)機(jī)多為輪式行走式農(nóng)機(jī)，多次反復(fù)的作業(yè)很容易造成耕地土壤的壓實(shí)，導(dǎo)致土壤的物理性能變差，影響作物的生長(zhǎng)。同時(shí)，眾多農(nóng)機(jī)的使用，很難保證相互之間的緊密配合，容易出現(xiàn)機(jī)型銜接不恰當(dāng)引發(fā)的效率低下或作業(yè)質(zhì)量不佳等問(wèn)題。復(fù)合型農(nóng)機(jī)是針對(duì)單一功能農(nóng)機(jī)而言的，將同一農(nóng)時(shí)階段的農(nóng)機(jī)功能進(jìn)行集約，既能保證更高的作業(yè)效率，也能避免農(nóng)機(jī)多次銜接作業(yè)因配合不當(dāng)造成的質(zhì)量不佳問(wèn)題，更容易保證農(nóng)機(jī)化作業(yè)的精確程度和控制要求。

3.2 復(fù)合型農(nóng)機(jī)應(yīng)用舉例

3.2.1 聯(lián)合整地機(jī)

聯(lián)合整地機(jī)在我國(guó)的研究起步較早，是農(nóng)業(yè)機(jī)械功能集成的典型代表之一，聯(lián)合整地機(jī)一次性作業(yè)可以完成旋耕、滅茬、起壟、深松、鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)功能，具有顯著的實(shí)用性特點(diǎn)（如圖1所示）。通常情況下，聯(lián)合整地機(jī)以旋耕機(jī)械為基礎(chǔ)，通過(guò)與滅茬、深松等其他工作部件進(jìn)行合理搭配，能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能要求的聯(lián)合整地作業(yè)。聯(lián)合整地機(jī)以拖拉機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，通過(guò)懸掛連接的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)合整地的作業(yè)要求。

由于復(fù)合型的功能設(shè)計(jì)保證了整地作業(yè)農(nóng)機(jī)最少的進(jìn)地次數(shù)，同時(shí)，有效地匹配了旋耕設(shè)備與深松、起壟、鎮(zhèn)壓功能之間的銜接與配合，能夠更有效地提升作業(yè)的精細(xì)程度，達(dá)到更好的作業(yè)效果。聯(lián)合整地機(jī)與傳統(tǒng)的耕整地作業(yè)相比，更能夠保證創(chuàng)造有利于種子發(fā)育和生長(zhǎng)的細(xì)碎土壤結(jié)構(gòu)，并一次性創(chuàng)造上實(shí)下虛的良好土壤狀態(tài)。以現(xiàn)階段的復(fù)合型聯(lián)合整地機(jī)為基礎(chǔ)，在精確農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的帶動(dòng)下，聯(lián)合整地機(jī)在耕深自動(dòng)調(diào)整、模塊化組合、水平狀態(tài)調(diào)整以及自動(dòng)檢測(cè)等方面都會(huì)取得顯著進(jìn)步，同時(shí)維持現(xiàn)階段保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)、高作業(yè)效率以及能源節(jié)約的優(yōu)勢(shì)，以更科學(xué)的方式完成耕整地的聯(lián)合作業(yè)。

3.2.2 氣吸式播種機(jī)

氣吸式播種機(jī)是精確農(nóng)業(yè)發(fā)展的典型機(jī)型，與傳統(tǒng)的機(jī)械式播種機(jī)相比，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的機(jī)械式播種機(jī)采用外槽輪式或其他機(jī)械結(jié)構(gòu)獲取種子，其工作原理大至相同，對(duì)于實(shí)際的播種數(shù)量難以保證精準(zhǔn)要求，而采用氣壓原理獲取種子的技術(shù)，能有效保證種子播種的精確度，且適用性更好?，F(xiàn)階段的精量播種機(jī)集成了開溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓等多種功能（如圖2所示），工作中能夠在保證播種精度的同時(shí)，顯著提升作業(yè)效率和質(zhì)量，并有效節(jié)省種子、肥料、能源的使用量。

3.3 復(fù)合型農(nóng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

精確農(nóng)業(yè)的主旨不僅在于提升農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)功能的精確度，還要通過(guò)信息采集與信息處理等技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案的科學(xué)性，這就要求農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅要在機(jī)械功能上進(jìn)行整合，還必須同時(shí)具備信息采集、統(tǒng)計(jì)傳輸、衛(wèi)星定位、信息接收等先進(jìn)功能，需要機(jī)械結(jié)構(gòu)與電子控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，并向著功能模塊化方向發(fā)展。未來(lái)的復(fù)合型農(nóng)機(jī)應(yīng)向兩種方向進(jìn)步，一是功能模塊的按需選擇與便捷裝配，包括了機(jī)電液的快速連接與機(jī)械功能的可靠配合;二是工作參數(shù)的快捷化調(diào)整，包括機(jī)械作業(yè)高度、機(jī)具形態(tài)、相對(duì)位置等的自動(dòng)化調(diào)整，以及遠(yuǎn)程控制和調(diào)整機(jī)具的相關(guān)參數(shù)和狀態(tài)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

精確農(nóng)業(yè)是符合農(nóng)業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展的先進(jìn)理念，精確農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)械之間的影響是相互的，既包含了精確農(nóng)業(yè)對(duì)機(jī)械發(fā)展的引導(dǎo)作用，也包含了農(nóng)機(jī)發(fā)展對(duì)精確農(nóng)業(yè)實(shí)施的新提示。現(xiàn)階段在精確農(nóng)業(yè)思想快速普及的背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械也正向著精細(xì)化作業(yè)方向發(fā)展，有效改善了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)和使用粗曠的現(xiàn)實(shí)情況，有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械的長(zhǎng)久和科學(xué)發(fā)展。

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