農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用研究

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和生產(chǎn)生活水平的日益提升，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化已經(jīng)逐漸成為中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要保障，對(duì)于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升起著至關(guān)重要的作用。然而，受到地方經(jīng)濟(jì)、人才以及觀念等因素影響，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化在中國(guó)一些地區(qū)的推廣應(yīng)用還沒有達(dá)到預(yù)期的效果，對(duì)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展帶來了不利的影響。因此，有必要對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的價(jià)值和應(yīng)用進(jìn)行研究，對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行深入剖析，從而為改進(jìn)和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提供更為有價(jià)值的借鑒與參考。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的基本概念

所謂農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，指的是在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能化等信息化發(fā)展的背景下，將信息技術(shù)特別是遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等，融入到農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)實(shí)踐中，從而更加精準(zhǔn)地進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)管，更加高效地從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。當(dāng)前，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)中，機(jī)械的自動(dòng)化是應(yīng)用價(jià)值最高的技術(shù)，可以有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員的從業(yè)難度，提高單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)效率，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到切實(shí)地改善，有效應(yīng)對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不足的問題。

從中國(guó)當(dāng)前農(nóng)村發(fā)展的現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的情況來看，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化是滿足新時(shí)期農(nóng)業(yè)高質(zhì)高效生產(chǎn)的重要保障。隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，農(nóng)村勞動(dòng)力特別是青壯年勞動(dòng)力流失現(xiàn)象十分嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依賴少量的青壯年和大量的老年人、婦女等群體，傳統(tǒng)勞作方式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，一方面可以有效緩解勞動(dòng)力整體不足的問題，讓人數(shù)有限的青壯年勞動(dòng)力可以發(fā)揮自身的智慧和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以少量的人力來進(jìn)行大規(guī)模的農(nóng)業(yè)機(jī)械管理與操作，從而有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少單位耕地面積的勞作時(shí)間；另一方面可以有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)難度和體力需求，使體力有限的老年人和婦女、少年也能夠在相對(duì)安全的環(huán)境下，操作農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。此外，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化還可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化夯實(shí)基礎(chǔ)，通過全方位、自動(dòng)化的監(jiān)控，并將監(jiān)控、操作所獲取的信息轉(zhuǎn)化成為系統(tǒng)管理的數(shù)據(jù)，從而逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化管理。

2 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的實(shí)施現(xiàn)狀

中國(guó)始終重視農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)技術(shù)的提升，機(jī)械自動(dòng)化在許多地區(qū)已經(jīng)得到了一定程度地應(yīng)用，但從整體情況看，中國(guó)目前的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化水平仍然處于初級(jí)階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著較大的差距。

2.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的整體技術(shù)水平不高

目前，中國(guó)大多數(shù)農(nóng)業(yè)地區(qū)都或多或少地引入了機(jī)械設(shè)備進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但無論是設(shè)備本身的功能還是農(nóng)民的操作應(yīng)用，都還處于較為落后的水平，沒有真正達(dá)到機(jī)械自動(dòng)化的先進(jìn)水平。特別是農(nóng)業(yè)機(jī)械的技術(shù)設(shè)計(jì)上，科技含量還比較低，絕大多數(shù)的機(jī)械設(shè)備與傳統(tǒng)機(jī)械相比，只是適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了功能增加或者融合，并沒有形成自動(dòng)化生產(chǎn)的一整套體系。例如，魯科牌蔥姜收獲機(jī)是中國(guó)目前較為先進(jìn)的蔥姜收獲機(jī)械設(shè)備，與傳統(tǒng)人工收獲相對(duì)具有自動(dòng)振土并且省時(shí)、省力等優(yōu)勢(shì)，但從技術(shù)設(shè)計(jì)上看只不過是蔥姜收獲與培土、施肥、播種等功能的結(jié)合體，其整體技術(shù)與信息化、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)沒有任何關(guān)聯(lián)，自動(dòng)化水平與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)需求相比還有較大的差距。

2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的區(qū)域發(fā)展不均衡

中國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遍及全國(guó)各地。然而，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化水平來看，東部地區(qū)特別是東南沿海地區(qū)的自動(dòng)化水平較高，而中西部地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平還處于相對(duì)落后的階段。尤其是在西部地區(qū)，農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)條件普遍較差，在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面的購(gòu)買力不足，農(nóng)民對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化的認(rèn)知也不足，即使政府給予了大量的機(jī)械補(bǔ)貼，仍然有許多農(nóng)民不愿意或者沒能力購(gòu)買現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備。例如，唐山寶民公司生產(chǎn)的秸稈打包機(jī)，能夠進(jìn)行自動(dòng)化地秸稈收割和打捆，但其12萬(wàn)元的售價(jià)對(duì)于西部農(nóng)村地區(qū)來說卻是一戶農(nóng)民數(shù)年的收入，導(dǎo)致當(dāng)?shù)剞r(nóng)民仍然依賴于人工收集秸稈，甚至不惜冒著違法的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行就地焚燒。

2.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化發(fā)展不足

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；兄豢煞指畹年P(guān)聯(lián)性。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械特別是自動(dòng)化機(jī)械的成本較高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員必須要擁有極大規(guī)模的生產(chǎn)需求，才能夠獲得相對(duì)應(yīng)的利潤(rùn)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入良性循環(huán)狀態(tài)。然而，中國(guó)許多地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然沒有擺脫傳統(tǒng)的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)模式，每一戶農(nóng)民承包的土地相對(duì)有限，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)并不能夠得到很好地體現(xiàn)，反而在成本分?jǐn)倳r(shí)呈現(xiàn)出明顯的劣勢(shì)。當(dāng)前，在多數(shù)農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化主要是通過外包的方式，即由一名農(nóng)戶購(gòu)買農(nóng)業(yè)機(jī)械，其周邊的農(nóng)戶在特定時(shí)期租用其機(jī)械甚至操作人員進(jìn)行收割、播種等生產(chǎn)活動(dòng)。這種土地、機(jī)械相分離的模式，造成農(nóng)業(yè)機(jī)械管理的分散化，不利于自動(dòng)化管理的統(tǒng)籌。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的實(shí)踐運(yùn)用及其發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，不僅僅是農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)生產(chǎn)和遠(yuǎn)程操控，更重要的是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的數(shù)據(jù)采集和體系建設(shè)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入大數(shù)據(jù)、智能化發(fā)展的新時(shí)代。

3.1 機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操作

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化首先應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)在自動(dòng)化操作方面，都將自動(dòng)化以及遠(yuǎn)程操控技術(shù)融入到機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用當(dāng)中，可以大幅減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)于人力資源的需求，并且有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，提高生產(chǎn)過程的安全性。當(dāng)前，自動(dòng)化程度較高的農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)包括播種、除草、施肥、灌溉、翻土、收割等各個(gè)方面，特別是在農(nóng)業(yè)灌溉方面，一些農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)排水灌溉的全自動(dòng)操作。具體來說，就是農(nóng)民將灌溉機(jī)械安裝在農(nóng)田當(dāng)中，并設(shè)定好相應(yīng)的灌溉時(shí)間、水量和灌溉方式，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)定量的灌溉，從而大幅減輕農(nóng)民的工作負(fù)擔(dān)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化灌溉機(jī)械還可以引入溫、濕度傳感監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)分析計(jì)算等技術(shù)，對(duì)當(dāng)?shù)氐慕涤炅?、空氣和土壤中的含水量等環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行24 h不間斷地監(jiān)測(cè)，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行科學(xué)測(cè)算，進(jìn)而對(duì)灌溉時(shí)間和水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，從而更加精準(zhǔn)、科學(xué)地進(jìn)行灌溉，既避免了水資源的浪費(fèi)，同時(shí)又能夠保證農(nóng)作物得到最大程度地灌溉。

3.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)之間的最大區(qū)別，在于機(jī)械設(shè)備不再是簡(jiǎn)單、孤立的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輔助設(shè)備，而是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程乃至對(duì)一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全貎進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理的現(xiàn)代技術(shù)。農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的核心，并不是農(nóng)業(yè)機(jī)械，而是組織和管理自動(dòng)化生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備。通過對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)操作，計(jì)算機(jī)不僅可以按照既定的程序進(jìn)行機(jī)械操控，還能夠利用機(jī)械設(shè)備上的傳感器進(jìn)行生產(chǎn)過程中信息和數(shù)據(jù)收集，從而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全流程進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，在溫室管理過程中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員可以在大棚中設(shè)置必要的圖像傳感設(shè)備和溫度、濕度監(jiān)測(cè)設(shè)備，從農(nóng)作物播種時(shí)起對(duì)其生長(zhǎng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，并通過調(diào)節(jié)溫室設(shè)備等方式對(duì)環(huán)境進(jìn)行智能調(diào)節(jié)，使農(nóng)作物始終處于最為適宜的生長(zhǎng)環(huán)境中。而圖像傳感設(shè)備和后端數(shù)據(jù)分析技術(shù)的運(yùn)用，可以更加精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)每一株農(nóng)作物的成熟情況，從而能夠收獲到處于最優(yōu)狀態(tài)的農(nóng)產(chǎn)品。除了對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員還可以運(yùn)用氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的周邊環(huán)境如土壤、氣候等進(jìn)行更加廣泛的信息監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息反饋到后臺(tái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員或者專門的管理人員，必要時(shí)還可以自動(dòng)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的調(diào)整，使其能夠更好地適應(yīng)周邊環(huán)境的急劇變化。

3.3 農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的自動(dòng)化檢測(cè)

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，人們?cè)絹碓街匾曓r(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)，優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的品牌價(jià)值日益凸顯，而在品牌塑造和維系過程中，農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)檢測(cè)無疑是非常重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)，往往需要投入大量的人力和物力，并且只能對(duì)部分產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢測(cè)，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格比同類普通產(chǎn)品要高得多，并且仍然可能存在不合格產(chǎn)品混入的情形，時(shí)不時(shí)地造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的負(fù)面影響。通過將機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)引入農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)環(huán)節(jié)，研發(fā)自動(dòng)檢測(cè)與包裝的機(jī)械設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品全面、高效地質(zhì)量檢測(cè)，并對(duì)符合品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進(jìn)行同步包裝，從而最大限度地提高了產(chǎn)品檢測(cè)的效率。例如，通過研發(fā)智能制茶機(jī)，通過將優(yōu)質(zhì)茶葉的色、味等信息編制成檢測(cè)程序，自動(dòng)對(duì)茶葉進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)過關(guān)的產(chǎn)品進(jìn)行軋制，從而快速生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的茶葉產(chǎn)品。除了對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)外，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)還可以對(duì)檢測(cè)過程中采集的農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，并反饋至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前端，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員能夠了解到優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境，不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，從而促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)，為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新發(fā)展奠定更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化管理

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化將逐漸由單一機(jī)械的自動(dòng)化操作，向整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化管理轉(zhuǎn)變。首先，農(nóng)業(yè)機(jī)械管理人員可以基于計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視覺圖像技術(shù)等，通過后臺(tái)終端對(duì)所轄的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)控，實(shí)時(shí)了解和掌握機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)排查、發(fā)現(xiàn)和處理機(jī)械設(shè)備在運(yùn)用過程中的故障問題。在此基礎(chǔ)上，管理人員可以根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程記錄并分析研判農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體情況，對(duì)機(jī)械設(shè)備的相關(guān)參數(shù)和操作程序進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，使機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化操控更加契合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況，甚至可以提前預(yù)判好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的排水灌溉、施肥除蟲、收割翻土等工作，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)、有序地完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，減少人工監(jiān)測(cè)和管理的時(shí)間和成本支出，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)真正進(jìn)入自動(dòng)化、智能化的新發(fā)展階段。

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，也是促進(jìn)和提高中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的重要保障，對(duì)于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的深入發(fā)展有著不可替代的意義和價(jià)值。從目前情況看，中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的水平還處于相對(duì)較低的階段，農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化理念與技術(shù)都還有著較大的發(fā)展空間，與“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的智能化運(yùn)用還具有較大的差距。對(duì)此，中國(guó)政府特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主管部門要加強(qiáng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)理念的更新、新型農(nóng)機(jī)設(shè)備的研發(fā)和農(nóng)業(yè)科技人才的培養(yǎng)，鼓勵(lì)和引導(dǎo)廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員將更多先進(jìn)的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備運(yùn)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，農(nóng)業(yè)主管部門和農(nóng)業(yè)機(jī)械企業(yè)還要加強(qiáng)信息化、數(shù)據(jù)化建設(shè)，共同構(gòu)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的智能化管理體系，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，更加多元、精準(zhǔn)、高效地推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，助推中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。