節(jié)能大環(huán)境下農(nóng)業(yè)機(jī)械優(yōu)化策略

山東省臨沂市莒南縣坊前鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心 趙風(fēng)山

未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必定是現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而農(nóng)業(yè)機(jī)械則是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心要素——在播種、施肥、收割等環(huán)節(jié)，農(nóng)業(yè)機(jī)械都承擔(dān)著主要任務(wù)，極大節(jié)約了人力物力，且提高了工作效率，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的重要組成部分。然而，農(nóng)業(yè)機(jī)械的廣泛使用也帶來了污染問題。從調(diào)查結(jié)果來看，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)活動大多伴隨著較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，尤其是尾氣的排放和化肥農(nóng)藥的濫用，極大影響了農(nóng)田周圍的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，長此以往，不僅對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境發(fā)展不利，也會影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的生長狀態(tài)與產(chǎn)量。因此，應(yīng)當(dāng)推動農(nóng)業(yè)機(jī)械盡快朝著節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)的方向轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能化發(fā)展，這不僅是農(nóng)業(yè)節(jié)能化發(fā)展的關(guān)鍵，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)化發(fā)展的重要保障。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計中節(jié)能策略

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計耗費(fèi)較大，且污染不小，屬于高投資的粗放式生產(chǎn)設(shè)計，因此，要想提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能性，首先要從設(shè)計入手，對農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化。關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能設(shè)計，首先要保證相關(guān)設(shè)計遵循生態(tài)友好和經(jīng)濟(jì)性兩個原則，其次要重點關(guān)注機(jī)械動力系統(tǒng)及可回收性優(yōu)化，二者皆是將來農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的必然方向。

1.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能設(shè)計原則

農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能設(shè)計的原則有二，一是生態(tài)友好原則，二是經(jīng)濟(jì)性原則，這兩個原則是確保農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能設(shè)計適用性的關(guān)鍵，必須引起重視。

首先，生態(tài)友好原則要求農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計要以減少污染為主。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動主要是以施肥用藥的形式來增加農(nóng)產(chǎn)量和減少蟲害，而肥料同藥物都會對種植土壤品質(zhì)造成影響。倘若施肥用藥未能把握好度，則過多的農(nóng)藥及肥料將會導(dǎo)致種植土壤受到污染，長此以往，種植土壤的質(zhì)量將會發(fā)現(xiàn)變化，甚至有可能不再適合用于種植，成為廢田，而殘留在土壤中的農(nóng)藥則會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成損害，引起四周植物生長異常、死亡等。有時候，農(nóng)業(yè)機(jī)械所遺留的農(nóng)藥及肥料也會對地面水造成一定污染，這同樣會極大引發(fā)該處生態(tài)環(huán)境的變動，例如鳥類可能因接觸過多農(nóng)藥死去，而河邊的藻類則可能因獲得過多化肥滋養(yǎng)而瘋長，導(dǎo)致該處水域的生態(tài)失衡。此外，某些農(nóng)業(yè)機(jī)械的施肥方式為淺表性施肥，這種做法雖然能夠有效應(yīng)對化肥揮發(fā)問題，卻極易造成化肥在陰雨天大量流失的后果，是引發(fā)化肥浪費(fèi)的主要原因之一。相關(guān)調(diào)查顯示，如果農(nóng)業(yè)機(jī)械采用淺表性施肥，在下雨之后，土壤中的化肥含量將會急劇下降，殘存的化肥根本難以滿足農(nóng)作物生長的需求。因此，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計時，應(yīng)確保機(jī)械所設(shè)定的施肥方式為深度施肥，并安設(shè)深耕裝置，使得化肥能夠深入土壤層，發(fā)揮最大滋養(yǎng)效用，在為農(nóng)產(chǎn)品提供生長養(yǎng)分的同時，優(yōu)化土壤質(zhì)量，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。基于資源最大化利用的目的，收割類農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)設(shè)計一個處理裝置，專門用來處理如秸稈等具備可回收性的廢料，從而維護(hù)收割后土地的自然環(huán)境，避免殘留廢物影響到該處土壤質(zhì)量。當(dāng)然，這些具備可回收性的廢料如果處理得當(dāng)，還能對提升土壤品質(zhì)起到幫助——現(xiàn)如今，秸稈燃燒后的化肥已經(jīng)成為我國化肥的主要來源之一，但目前秸稈的回收工作尚需依靠人工操作，未能實現(xiàn)機(jī)械自動化，在設(shè)計農(nóng)業(yè)機(jī)械時，要關(guān)注到這個問題，在盡可能減少秸稈等廢料處理環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，最大化發(fā)揮此類廢料的余熱，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能性。

其次，經(jīng)濟(jì)性原則要求農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計要以節(jié)約生產(chǎn)成本為主。節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)盡可能避免浪費(fèi)資源的問題，即其要確保資源的最大化利用率。因此，在進(jìn)行節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計時，可以在其中安設(shè)循環(huán)利用裝置，使得某些資源能夠得到反復(fù)使用，減少機(jī)械使用的資源消耗。經(jīng)濟(jì)性原則也對機(jī)械使用燃料提出了相關(guān)要求。基于經(jīng)濟(jì)性原則，機(jī)械使用燃料應(yīng)當(dāng)設(shè)計為綠色可再生燃料為主，例如氫能、生物柴油等，以此降低燃料成本和燃燒后污染物的處理成本。值得一提的是，雖然目前來看，農(nóng)業(yè)機(jī)械依舊擺脫不了柴油機(jī)，但在將來，農(nóng)業(yè)機(jī)械則或可以電力、太陽能等能源為主。經(jīng)濟(jì)性原則同樣對節(jié)能化農(nóng)業(yè)機(jī)械構(gòu)件的設(shè)計提出了要求，考慮到經(jīng)濟(jì)性原則，農(nóng)業(yè)機(jī)械構(gòu)件用材應(yīng)當(dāng)以節(jié)約型材料為主，例如現(xiàn)在暢銷的工程塑料、木素纖維復(fù)合物等。在選用農(nóng)業(yè)機(jī)械構(gòu)件用材時，要盡可能避免使用成本較高的金屬等材料，尤其是某些不可再生金屬，以此提高農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的可持續(xù)性，減少農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)耗費(fèi)，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械用材的最佳性價比。

1.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能設(shè)計策略

農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能設(shè)計的核心在于動力系統(tǒng)的設(shè)計，而考慮到生態(tài)友好原則和經(jīng)濟(jì)性原則，農(nóng)業(yè)機(jī)械的動力最好設(shè)計為電力或天然氣等綠色化可再生資源，當(dāng)然，太陽能也是一個非常不錯的選擇。從目前農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況來看，我國電力農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展前景是最好的，這不僅因為我國當(dāng)前的電力研發(fā)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，還因為電力的生產(chǎn)成本相較于氫能、天然氣等來說更低，因此電力機(jī)械廣泛應(yīng)用的可能性更高。

除了采用可持續(xù)性動力能源以外，節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械還應(yīng)當(dāng)具備可回收性，由此降低機(jī)械制造成本。節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械的配件應(yīng)當(dāng)以環(huán)保型、可重復(fù)使用型為主，這樣一來，當(dāng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的壽命終止以后，可以將其完備的配件拆卸下來，進(jìn)行刷新處理后，再用于新機(jī)裝配。不能繼續(xù)使用的配件則要基于無害化處理方式來銷毀，盡可能降低對生態(tài)環(huán)境的污染。需要注意到，節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械的可回收性應(yīng)當(dāng)是在機(jī)械設(shè)計時便已經(jīng)得到明確的，不論是配件的用材、使用壽命、特性，還是配件的刷新方式、銷毀方式等，都要基于原有設(shè)計方案來完成，以確保節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械真正能夠起到節(jié)約成本和降低污染的效果。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械使用中的節(jié)能策略

本次關(guān)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用節(jié)能策略重在減少故障所引起的能耗浪費(fèi)和污染問題。近年來，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)已經(jīng)成為污染的主要來源之一，而出現(xiàn)故障的農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅會耗費(fèi)較多能耗成本，還會在作業(yè)過程中產(chǎn)生更多污染物，極大影響了生態(tài)環(huán)境，因此，除了要加緊研發(fā)綠色節(jié)能型農(nóng)業(yè)機(jī)械以外，也應(yīng)當(dāng)關(guān)注到當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械在使用中造成的污染問題。農(nóng)業(yè)機(jī)械使用中的節(jié)能策略主要圍繞農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者展開。

2.1 能耗節(jié)約策略

要想節(jié)約能耗，首先需要農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行機(jī)械的操控。相關(guān)調(diào)查顯示，不規(guī)范的機(jī)械操作是造成能耗浪費(fèi)的主要原因之一，也是影響作業(yè)效率的關(guān)鍵，所以，能耗節(jié)約應(yīng)當(dāng)從操作者的專業(yè)性入手。大多數(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者都是農(nóng)民，雖然在日常生活勞動中可以熟練掌握農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作方法，卻難以具備專業(yè)性操作能力，因而政府應(yīng)當(dāng)開辦專業(yè)的農(nóng)民培訓(xùn)課堂，加強(qiáng)對農(nóng)民專業(yè)機(jī)械操作技能的培訓(xùn)，督促農(nóng)民養(yǎng)成科學(xué)合規(guī)的操作習(xí)慣，提升機(jī)械效率，降低因操作不當(dāng)而引發(fā)故障的概率。此外，農(nóng)民也應(yīng)當(dāng)端正自身認(rèn)知，正視能耗節(jié)約的重要性和必要性，在操作農(nóng)業(yè)機(jī)械的過程中，秉承最大化節(jié)約成本的目的，通過不斷學(xué)習(xí)而掌握最優(yōu)化作業(yè)辦法，提升自身生產(chǎn)效率的同時，為創(chuàng)造節(jié)能型社會盡一份力。

需要注意到，農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用主體是農(nóng)民，農(nóng)業(yè)機(jī)械使用節(jié)能策略的針對群體也主要是農(nóng)民，但這并不意味著僅僅依靠農(nóng)民的自覺便能有效推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能化發(fā)展。事實上，相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，很多農(nóng)民即使非常清楚專業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械操作方式，還是喜歡沿用自身熟悉的操作辦法，這就要求有關(guān)部門推出相應(yīng)的監(jiān)督法規(guī)，將農(nóng)業(yè)機(jī)械使用節(jié)能化納入法規(guī)范圍，以法律手段來督促農(nóng)民遵循正確的農(nóng)業(yè)機(jī)械操作模式。

2.2 污染應(yīng)對策略

農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障類型多種多樣，倘若是排氣管、柴油機(jī)等出現(xiàn)故障，則極易造成機(jī)械作業(yè)污染加重的情況，農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者應(yīng)當(dāng)關(guān)注到此類故障，做好日常清洗及檢查工作，及時排查機(jī)械隱患問題，降低因故障引發(fā)的污染加劇概率。在發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械故障以后，農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者必須嚴(yán)遵機(jī)械使用說明書，按照使用要求逐步探尋故障源頭，并采取有效應(yīng)對策略，避免問題擴(kuò)大。

相關(guān)研究結(jié)果表明，大多數(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者在發(fā)現(xiàn)影響農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)作的故障以后，都會及時采取解決策略，而倘若故障只是造成污染加劇，并不影響農(nóng)業(yè)機(jī)械正常工作，則少有操作者會特意為了降低污染程度而停工來維修機(jī)械，這反映出當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者在環(huán)保意識方面的缺失。據(jù)此，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對環(huán)保理念的宣傳，采取開辦討論會、展覽會、講座等方式，向農(nóng)業(yè)機(jī)械操作者灌輸環(huán)保理念，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)操作者的環(huán)保意識，督促操作者重視污染和環(huán)保問題，提高操作者對造成污染故障的處理積極性，以少數(shù)人帶動多數(shù)人，最終形成良好的環(huán)保生產(chǎn)氛圍。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械維護(hù)中的節(jié)能策略

農(nóng)業(yè)機(jī)械維護(hù)中的節(jié)能策略主要圍繞節(jié)能維修技術(shù)來展開。需要注意到，各類維修技術(shù)不可盲目選用，而是要根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械需要處理的故障來選擇，因此，具備較強(qiáng)針對性。下面列舉幾個常見的節(jié)能維護(hù)策略。

第一，如果農(nóng)業(yè)機(jī)械出現(xiàn)漏油、漏氣等問題，首先需要考慮機(jī)械是否因為強(qiáng)震或劇烈碰撞而出現(xiàn)了破損情況。維修人員應(yīng)當(dāng)逐步排查漏油、漏氣的根源，明確破損部件所在方位。如果是管道或元件等出現(xiàn)破損，且破損并不嚴(yán)重，可以采用膠粘修補(bǔ)堵漏技術(shù)來進(jìn)行處理，即用膠粘劑粘好漏損口，從而在不拆卸的情況下完成修補(bǔ)工作。當(dāng)然，如果破損情況較為嚴(yán)重，則不宜采用此策略，最好更換新的管道或元件，以免留下故障隱患。

第二，倘若農(nóng)業(yè)機(jī)械出現(xiàn)掉渣現(xiàn)象，則應(yīng)當(dāng)考慮農(nóng)業(yè)機(jī)械內(nèi)部是否存在嚴(yán)重磨損。農(nóng)業(yè)機(jī)械的內(nèi)部不可避免地會出現(xiàn)磨損，但嚴(yán)重的磨損會造成能耗的大量浪費(fèi)，因此，如果發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械內(nèi)部零件磨損嚴(yán)重，可以通過水基清洗技術(shù)來提升清洗效果，緩解磨損問題。水基清洗技術(shù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵就在于水基清洗劑，這種清洗劑清洗能力強(qiáng)大，能夠有效去除機(jī)械內(nèi)部零件磨損產(chǎn)生的各類雜質(zhì)，從而降低零件的摩擦率，節(jié)約相關(guān)能耗。值得一提的是，清洗后的廢水不可隨意處理，而要采用專業(yè)的污水處理方案。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能化發(fā)展一方面可以緩解我國尖銳的資源約束矛盾，另一方面還能優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量，是符合科學(xué)發(fā)展觀的發(fā)展模式。長時間以來，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展都處于一種粗放式資源消耗發(fā)展模式，這種模式雖然短時間內(nèi)極大促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的提升，但也帶來了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。農(nóng)業(yè)機(jī)械動力能耗大、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、作業(yè)成本高等缺陷使得我國農(nóng)業(yè)發(fā)展逐漸陷入僵局，而打破僵局的主要辦法，就是推動農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能化發(fā)展。

當(dāng)今社會出現(xiàn)了嚴(yán)重的能源供給緊張，節(jié)約型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式勢在必行，如何在確保農(nóng)產(chǎn)品高質(zhì)量、高產(chǎn)量的同時，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)污染，已經(jīng)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)從業(yè)者熱議的主題。農(nóng)業(yè)機(jī)械的節(jié)能化發(fā)展是一項較為復(fù)雜的工程，需要長時間的堅持，不可能一蹴而就，因此，在推動農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能化的過程中，有關(guān)部門要做好引導(dǎo)工作，將農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能化建設(shè)同我國當(dāng)前正熱的鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略有效結(jié)合，把生態(tài)系統(tǒng)、技術(shù)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等聯(lián)系起來，通過資金扶持、制度管理、技術(shù)支撐等各項手段，構(gòu)建符合我國國情的農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能化發(fā)展體系。

總的來說，農(nóng)業(yè)機(jī)械節(jié)能化發(fā)展是當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械科研的主題，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率提高的有力手段，更是我國創(chuàng)建環(huán)境友好型社會的重要基礎(chǔ)，必須采用多元化手段，推動當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械盡快轉(zhuǎn)型踏上節(jié)能化發(fā)展的康莊大道。