精確農(nóng)業(yè)背景下的農(nóng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及新特征分析

史紅麗，董 艷，王婉薦

(大荔縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展中心，陜西 大荔 715100)

0 引言

近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式與農(nóng)民經(jīng)營(yíng)理念的逐步轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)機(jī)械的普及與應(yīng)用的速度得到了大幅提升，農(nóng)機(jī)裝備的應(yīng)用使傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)變得更加的高效，且生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程的成本顯著降低，農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)不斷提升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)收益得到了更好的保障。自2004年我國(guó)推行農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策以來(lái)，隨著補(bǔ)貼范圍與補(bǔ)貼力度的不斷加大，先進(jìn)、優(yōu)質(zhì)、高技術(shù)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的銷售量不斷提升，使我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的整體水平得到了顯著的優(yōu)化。隨著精確農(nóng)業(yè)理念逐漸在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機(jī)械作為生產(chǎn)的實(shí)施設(shè)備，也必須要充分提升作業(yè)過(guò)程的合理性，使我國(guó)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品由傳統(tǒng)的粗放型作業(yè)向著精確、高效、節(jié)能、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)方向轉(zhuǎn)變，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平的進(jìn)一步提高及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

1 精確農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵與特征

精確農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新理念，是在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與習(xí)慣的基礎(chǔ)上，總結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)和不足，并利用信息技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，優(yōu)化傳統(tǒng)的粗放型作業(yè)模式，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕作、播種、植保、收獲等各個(gè)步驟的實(shí)施更為合理，并減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響與危害。精確農(nóng)業(yè)的理念有效減少了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)施過(guò)程中的盲目性和不合理問(wèn)題，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在充分考慮生產(chǎn)條件、設(shè)備水平、土壤肥力、作物狀態(tài)、環(huán)境變化、長(zhǎng)期發(fā)展等眾多因素的基礎(chǔ)上展開(kāi)更為合理的生產(chǎn)作業(yè)流程，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程真正實(shí)現(xiàn)低消耗、低污染、低浪費(fèi)和高產(chǎn)出[1]。

精確農(nóng)業(yè)將傳統(tǒng)的農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)、土壤學(xué)、氣象學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科與先進(jìn)的衛(wèi)星定位技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)相結(jié)合，依靠對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的農(nóng)作物、土壤、自然環(huán)境的全方位數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與信息獲取，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)狀態(tài)、病蟲(chóng)害情況、水肥狀況等信息的判斷，并利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行模擬，分析并輔助做出生產(chǎn)計(jì)劃的決策與調(diào)整，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源及降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的目的。精確農(nóng)業(yè)所涉及的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是方方面面的，其全面應(yīng)用對(duì)于我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械的精確化發(fā)展趨勢(shì)

2.1 利用現(xiàn)代控制技術(shù)替代人工操作

從現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械產(chǎn)品的作業(yè)質(zhì)量來(lái)看，影響農(nóng)機(jī)產(chǎn)品性能發(fā)揮的主要因素包括機(jī)械性能和操作技術(shù)兩方面，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量不斷提升，所應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)不斷增多，在優(yōu)化操作體驗(yàn)的同時(shí)，也對(duì)操作者的農(nóng)機(jī)操作能力提出了更高的要求，采用人工駕駛的方式來(lái)操作先進(jìn)的農(nóng)機(jī)裝備，會(huì)不可避免的出現(xiàn)操作方式、行駛速度、機(jī)具狀態(tài)等方面的不合理問(wèn)題，為進(jìn)一步提高農(nóng)機(jī)產(chǎn)品作業(yè)的精細(xì)化程度，通過(guò)現(xiàn)代化的控制技術(shù)，從我國(guó)農(nóng)機(jī)使用條件和生產(chǎn)環(huán)境出發(fā)，進(jìn)一步減少人工干預(yù)，使農(nóng)業(yè)機(jī)械按照預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)方案合理執(zhí)行生產(chǎn)作業(yè)，從而有效提高機(jī)械化作業(yè)的精確性。

2.2 利用信息及計(jì)算機(jī)技術(shù)替代人工決策

從精確農(nóng)業(yè)的角度出發(fā)，任何生產(chǎn)決策的實(shí)施都需要充分考慮其合理性，我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于生產(chǎn)方式、資源投入量、作業(yè)時(shí)機(jī)等的決策通常以農(nóng)民的經(jīng)驗(yàn)為主，這種生產(chǎn)方式由于考慮的因素不夠全面，常存在一定的不合理問(wèn)題，精確農(nóng)業(yè)在原有農(nóng)業(yè)技術(shù)和植物學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上充分結(jié)合了衛(wèi)星定位、地理信息、遙感等先進(jìn)技術(shù)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策過(guò)程變得更為科學(xué)和全面[2]。在農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的過(guò)程中，利用信息技術(shù)實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)環(huán)境、作物狀態(tài)、病蟲(chóng)害等信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速的分析，有助于生產(chǎn)管理者及時(shí)獲取農(nóng)田的真實(shí)狀態(tài)，并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的決策建議來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)的方式和執(zhí)行過(guò)程，使農(nóng)藥、化肥、種子、水資源的使用量更為合理，作物的生長(zhǎng)環(huán)境更加優(yōu)良。

2.3 利用自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)管作業(yè)品質(zhì)

在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)于農(nóng)機(jī)作業(yè)品質(zhì)的監(jiān)管通常需要以人工的方式進(jìn)行，而實(shí)際的機(jī)械化作業(yè)過(guò)程中，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的作業(yè)品質(zhì)很難直觀的被檢查人員發(fā)現(xiàn)，例如耕整地質(zhì)量、深松深度、播種量、噴藥量、糧食損失率等，這些作業(yè)的參數(shù)對(duì)于生產(chǎn)實(shí)施有著較大的影響，若在農(nóng)機(jī)作業(yè)過(guò)程中不能及時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)具狀態(tài)，則會(huì)造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、糧食浪費(fèi)等嚴(yán)重問(wèn)題，利用現(xiàn)代化的監(jiān)測(cè)技術(shù)，結(jié)合傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)耕整地受力狀態(tài)、耕深等參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)調(diào)整機(jī)具作業(yè)速度、機(jī)具位置關(guān)系優(yōu)化耕整地作業(yè)質(zhì)量，利用處方圖或?qū)嵤┉h(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)作指導(dǎo)，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)農(nóng)田環(huán)境執(zhí)行的變量噴藥作業(yè)，既保證作業(yè)過(guò)程的合理性，又減少了農(nóng)藥使用造成的環(huán)境污染問(wèn)題。通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)播種狀態(tài)和收獲狀態(tài)，當(dāng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)漏播、糧食損失等問(wèn)題時(shí)，會(huì)提醒農(nóng)機(jī)操作者及時(shí)檢查調(diào)整農(nóng)機(jī)狀態(tài)和作業(yè)方案，避免機(jī)械作業(yè)不合理問(wèn)題的擴(kuò)大，從而減少因機(jī)械作業(yè)而造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2.4 利用傳感器技術(shù)監(jiān)測(cè)農(nóng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

農(nóng)業(yè)機(jī)械在復(fù)雜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)因受到環(huán)境、操作方法、機(jī)具品質(zhì)等多種因素的影響而出現(xiàn)一些故障問(wèn)題，在農(nóng)機(jī)使用過(guò)程中，當(dāng)機(jī)具出現(xiàn)可被操作者感知的振動(dòng)、排氣異常、噪音、溫度升高等現(xiàn)象時(shí)，往往農(nóng)機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的故障問(wèn)題，此時(shí)再進(jìn)行維修會(huì)花費(fèi)較多的維修成本并耽誤大量農(nóng)時(shí)。在精確農(nóng)業(yè)的背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)含量進(jìn)一步提升，傳感器技術(shù)的應(yīng)用不僅可以更好的對(duì)農(nóng)機(jī)的功能進(jìn)行控制，還可以對(duì)農(nóng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，當(dāng)農(nóng)機(jī)部件在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)、溫度、排氣等異常超過(guò)正常值時(shí)，農(nóng)機(jī)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，告知操作人員機(jī)具的異常狀態(tài)，使小的故障問(wèn)題能夠在第一時(shí)間得到解決，使故障問(wèn)題不被擴(kuò)大化。

3 精確農(nóng)業(yè)下的農(nóng)機(jī)技術(shù)新特征

3.1 “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機(jī)”特征

在精確農(nóng)業(yè)的要求下，農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)不能僅維持傳統(tǒng)的獨(dú)立作業(yè)模式，而是逐漸向著與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合的方向發(fā)展，不僅能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)方案進(jìn)行優(yōu)化，還能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)機(jī)資源的網(wǎng)絡(luò)化管理，對(duì)農(nóng)機(jī)資源進(jìn)行合理調(diào)配，使農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠充分發(fā)揮自身價(jià)值，并提高農(nóng)機(jī)作業(yè)的適用性。隨著農(nóng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步提升，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的管理將成為未來(lái)的趨勢(shì)[3]。

3.2 智慧農(nóng)機(jī)特征

機(jī)械技術(shù)的應(yīng)用就是要替代人力完成傳統(tǒng)的工作任務(wù)，在精確農(nóng)業(yè)理念的影響下，農(nóng)業(yè)機(jī)械要提升作業(yè)的精細(xì)化程度，其自動(dòng)化和智能化水平就必須要不斷提升，隨著人工智能技術(shù)的不斷深入，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的繼續(xù)發(fā)展將會(huì)向著主動(dòng)決策和邏輯判斷的方向轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)機(jī)械將會(huì)脫離傳統(tǒng)的固定不變的作業(yè)模式，生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)智能輔助實(shí)現(xiàn)更多的變量作業(yè)，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的合理性。

3.3 綠色農(nóng)機(jī)特征

精確農(nóng)業(yè)的理念與節(jié)能環(huán)保相輔相成，隨著農(nóng)機(jī)水平的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向精確農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程變得更為合理，人們對(duì)于食品安全、環(huán)境保護(hù)的意識(shí)逐漸提升，農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展也將更加注重綠色健康、環(huán)保化理念，農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的作業(yè)過(guò)程會(huì)盡量減少對(duì)農(nóng)作物的影響和對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的破壞，在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的同時(shí)，做好農(nóng)藥化肥等施加技術(shù)的優(yōu)化與調(diào)整，使農(nóng)機(jī)產(chǎn)品全面向綠色化進(jìn)步。

4 結(jié)語(yǔ)

精確農(nóng)業(yè)的理念對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的長(zhǎng)久發(fā)展具有積極的作用，在農(nóng)業(yè)機(jī)械化快速普及和應(yīng)用的時(shí)代，精確農(nóng)業(yè)理念的實(shí)施得到了更好的保障，我國(guó)的農(nóng)機(jī)研發(fā)企業(yè)應(yīng)重視精確農(nóng)業(yè)理念與農(nóng)機(jī)技術(shù)的良好結(jié)合，使農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的品質(zhì)得到全方位的提升，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向著更加合理、環(huán)保、高效的方向發(fā)展。