農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀與展望

王明蘭

（山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心，山西 太原 030002）

近年來(lái)，隨著制造業(yè)水平整體提升，農(nóng)機(jī)質(zhì)量得到顯著改善，同時(shí)我國(guó)加大推廣補(bǔ)貼力度，農(nóng)機(jī)普及率得到有效提高。農(nóng)業(yè)機(jī)械化有助于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)于轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、解放農(nóng)村勞動(dòng)力、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、促進(jìn)環(huán)境保護(hù)、增加糧食生產(chǎn)、增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品供給保障等作出巨大貢獻(xiàn)。目前，我國(guó)農(nóng)機(jī)化在智能控制、全程化方面與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距，高端產(chǎn)品主要依靠進(jìn)口，整體而言機(jī)械化水平不高，經(jīng)濟(jì)作物方面更加突出。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支撐，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的核心力量，也是今后重點(diǎn)發(fā)展的方向。

1 國(guó)外農(nóng)機(jī)現(xiàn)狀

在一些西方的發(fā)達(dá)國(guó)家，諸如美國(guó)、日本不僅擁有足夠數(shù)量的農(nóng)業(yè)機(jī)械，而且形成了適合自己國(guó)情的農(nóng)業(yè)機(jī)械化體系，其農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平相比發(fā)展中國(guó)家要高出很多。

（1） 美國(guó)是農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度最高的國(guó)家之一。通常的生產(chǎn)收獲全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，一些有難度的也實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。采取先進(jìn)機(jī)械和生物技術(shù)，將農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)有機(jī)融合，達(dá)到控制作物生長(zhǎng)發(fā)育的目的。

（2） 日本是一個(gè)工業(yè)和農(nóng)業(yè)都很發(fā)達(dá)的國(guó)家。由于人口密度大、耕地面積少，所以日本很早就實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化。依靠其高水平工業(yè)生產(chǎn)出大量高智能、高品質(zhì)農(nóng)機(jī)，同時(shí)與農(nóng)藝有機(jī)結(jié)合，農(nóng)機(jī)化得到長(zhǎng)足發(fā)展。

（3） 以旱地作物為主的西歐國(guó)家在糧食生產(chǎn)方面已實(shí)現(xiàn)了全面機(jī)械化。其中，最典型的就是英國(guó)，英國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造業(yè)較為發(fā)達(dá)，除了滿足本國(guó)的需求外，還大量出口海外。

（4） 大部分發(fā)展中國(guó)家雖然也在不斷發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化，但是從整體情況來(lái)看，農(nóng)機(jī)化普及率存在著很大的差異，而且極其不均衡。所以，注重發(fā)展農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展很重要。

2 國(guó)內(nèi)新技術(shù)應(yīng)用

2.1 虛擬制造技術(shù)應(yīng)用

虛擬制造技術(shù)應(yīng)用是實(shí)際制造過(guò)程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)實(shí)現(xiàn)。其在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中有2個(gè)方面優(yōu)勢(shì)。一是綜合運(yùn)用仿真技術(shù)和虛擬技術(shù)，通過(guò)建模合理控制農(nóng)機(jī)的外形、功能和運(yùn)動(dòng)形態(tài)等，在逼真的虛擬環(huán)境中，有效統(tǒng)一農(nóng)機(jī)的設(shè)計(jì)、加工及工藝規(guī)劃，提高分析與研究的前瞻性，有效管控農(nóng)機(jī)質(zhì)量；二是虛擬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)人機(jī)合一，有利于試驗(yàn)與評(píng)價(jià)農(nóng)機(jī)性能，減少農(nóng)機(jī)產(chǎn)品試制頻度，節(jié)約費(fèi)用，加快研制進(jìn)程，增加產(chǎn)品使用時(shí)間，增強(qiáng)產(chǎn)品可靠性。

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，虛擬制造技術(shù)在理論與實(shí)踐方面均已取得長(zhǎng)足進(jìn)步。在國(guó)內(nèi)，由于虛擬制造技術(shù)出現(xiàn)較晚，研究機(jī)構(gòu)還很少。目前該技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究只有浙江大學(xué)、吉林大學(xué)、沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)等高校進(jìn)行了初步的探討。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

近幾年，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展速度顯著提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品逐步向大型化、精準(zhǔn)化、智能化和節(jié)約化的方向發(fā)展，加速了農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。農(nóng)業(yè)機(jī)械與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，極大提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)過(guò)程中感知農(nóng)作物信息、傳遞農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)、優(yōu)化系統(tǒng)與智能決策農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，有力推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)發(fā)展，可充分發(fā)揮土壤和作物的潛力，做到既滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，又減少農(nóng)業(yè)物資的投入，從而降低物資消耗、增加利潤(rùn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造重要的條件。

目前，我國(guó)農(nóng)機(jī)智能控制技術(shù)研究主要集中在精量播種施肥控制、精量噴藥控制、農(nóng)機(jī)具自動(dòng)駕駛和農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將為今后的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展提供整體解決方案。

現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)使用農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化云服務(wù)平臺(tái)，其配套APP產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可以為區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展提供定位跟蹤、作業(yè)監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)度、運(yùn)維管理、大數(shù)據(jù)分析、合作社管理、補(bǔ)貼結(jié)算、信息發(fā)布、培訓(xùn)教育等全方位的服務(wù)。

雖然農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還處于起始階段，相信隨著技術(shù)進(jìn)步，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離人們?cè)絹?lái)越近。

2.3 激光加工技術(shù)應(yīng)用

激光加工技術(shù)以其高精度、高效率、切縫小、無(wú)噪聲、切面光潔、平整度好、無(wú)需模具、低成本、可實(shí)現(xiàn)并行加工而得到廣泛應(yīng)用，在激光加工應(yīng)用中，激光切割占到32%的市場(chǎng)份額。利用CAD/CAM軟件，可實(shí)現(xiàn)智能化操作，極大地縮短加工時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。隨著社會(huì)對(duì)高質(zhì)量農(nóng)機(jī)產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)，以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提高，這將加速激光切割技術(shù)在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.4 無(wú)人駕駛農(nóng)機(jī)應(yīng)用

無(wú)人駕駛拖拉機(jī)、無(wú)人駕駛打漿平地機(jī)、無(wú)人駕駛側(cè)深施肥撒藥高速插秧機(jī)、無(wú)人駕駛噴霧機(jī)等廣為人知。這些無(wú)人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用，在很大程度上擺脫了對(duì)人力的依賴，耕種、施肥的效率得以提升。

2019年11月7日，“超級(jí)拖拉機(jī)I號(hào)”以鋰電池為動(dòng)力，遙控及自動(dòng)駕駛2種控制模式，國(guó)內(nèi)首個(gè)“5G+智慧農(nóng)機(jī)”示范應(yīng)用場(chǎng)景在崇明區(qū)萬(wàn)禾有機(jī)農(nóng)場(chǎng)千畝有機(jī)稻田里開(kāi)展演示，遠(yuǎn)程指令下達(dá)后，無(wú)人駕駛收割機(jī)迅速進(jìn)入金色的稻田，在稻浪中自動(dòng)規(guī)劃路線、自動(dòng)轉(zhuǎn)彎、自如進(jìn)退、精準(zhǔn)作業(yè)，嫻熟高效地完成了一塊塊稻田的收割作業(yè)。操作方便、自動(dòng)化程度高，可大幅節(jié)約人力成本。

無(wú)人駕駛農(nóng)機(jī)可用于旋耕、起壟、翻地、耙地、播種、噴藥、收割等作業(yè)領(lǐng)域。與此同時(shí)，無(wú)人農(nóng)機(jī)技術(shù)的研發(fā)與推廣，使農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)、農(nóng)民生活、農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)生巨大變化。在對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)效率要求越來(lái)越高的今天，無(wú)人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械將會(huì)迎來(lái)新的機(jī)遇及巨大的市場(chǎng)潛力。

2.5 無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用

在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較早，我國(guó)起步較晚，隨著科技的不斷進(jìn)步，我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展逐漸趨于集約化、精準(zhǔn)化和智能化，應(yīng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)作業(yè)具有相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。無(wú)人機(jī)因工作效率高、勞動(dòng)力投入成本低等特點(diǎn)，在農(nóng)情監(jiān)測(cè)、信息采集和植保作業(yè)等方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，農(nóng)業(yè)植保被視為無(wú)人機(jī)最大的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，將最先得到爆發(fā)式發(fā)展。今后應(yīng)重點(diǎn)解決使用成本高、專業(yè)人員缺失、技術(shù)短板等問(wèn)題。相信隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新，國(guó)家扶持政策持續(xù)完善，無(wú)人機(jī)的利用將會(huì)越來(lái)越近普及。

3 發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)我國(guó)目前農(nóng)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀，未來(lái)應(yīng)全力提升主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)、大力發(fā)展應(yīng)用綠色環(huán)保機(jī)械化技術(shù)、進(jìn)一步拓寬農(nóng)機(jī)化發(fā)展領(lǐng)域。

3.1 全力提升主要農(nóng)作物生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)

定位九大作物，水稻、玉米、小麥、馬鈴薯、棉花、油菜、花生、大豆及甘蔗；聚焦耕整、種植、植保、收獲、烘干及秸稈處理6個(gè)環(huán)節(jié)；選擇合適的農(nóng)藝要求、工藝路線、技術(shù)模式、形成閉合環(huán)路，應(yīng)堅(jiān)持因地制宜、一機(jī)多用、機(jī)藝融合及科學(xué)合理配備原則，以探索全程機(jī)械化生產(chǎn)模式為目標(biāo)。

3.2 大力發(fā)展應(yīng)用綠色環(huán)保機(jī)械化技術(shù)

圍繞“一控兩減三基本”目標(biāo)，因地制宜遴選推廣農(nóng)機(jī)化實(shí)用技術(shù)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)機(jī)械裝備與耕作制度的配套和技術(shù)優(yōu)化集成；加強(qiáng)不同區(qū)域、不同栽培制度下深松技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證；提高推廣節(jié)水灌溉機(jī)械化技術(shù)；努力發(fā)展自走式噴桿施藥技術(shù)和智能化裝備精準(zhǔn)施藥技術(shù)，大力發(fā)展遙控飛行植保機(jī)械化技術(shù)；探索殘膜回收機(jī)械化技術(shù)、提高機(jī)械撿拾效率、研究機(jī)械加工再利用的技術(shù)模式和整體解決方案；提升秸稈綜合利用機(jī)械化技術(shù)，重點(diǎn)研究撿拾打捆及聯(lián)合收獲打捆技術(shù)，秸稈直接粉碎還田機(jī)械化技術(shù)及收獲儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)。

3.3 進(jìn)一步拓寬農(nóng)機(jī)化發(fā)展領(lǐng)域

從糧食作物機(jī)械化向經(jīng)濟(jì)作物機(jī)械化拓展，從種植業(yè)機(jī)械化向畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品初加工業(yè)機(jī)械化延伸，從平原地區(qū)機(jī)械化向丘陵山區(qū)機(jī)械化進(jìn)軍。著力解決畜牧養(yǎng)殖業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)、林果業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品業(yè)等產(chǎn)業(yè)機(jī)械化技術(shù)需求；丘陵山區(qū)及牧區(qū)機(jī)械化技術(shù)需求；發(fā)揮農(nóng)機(jī)化技術(shù)對(duì)提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率的驅(qū)動(dòng)作用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化全面發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

雖然我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)展，但在高端農(nóng)機(jī)領(lǐng)域與國(guó)外仍有不小的差距。隨著“中國(guó)制造2025”深入推進(jìn)，作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一的農(nóng)機(jī)裝備制造業(yè)，將迎來(lái)由大變強(qiáng)的重大機(jī)遇期，其新常態(tài)將以質(zhì)量提升、技術(shù)進(jìn)步為主旋律，科技創(chuàng)新將成為農(nóng)機(jī)工業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Α！?/p>