浅谈精确农业与农业机械化智能技术的应用

刘怡云

中图分类号：S23文献标志码：B DOI： 10.19415/j.cnkl.1673-890x.2021.05.088

近年来，我国农业得到了高质量发展，为了进一步提高农业生产效益，精确农业和农业机械化智能技术成为了热门的研究方向。现代化农业技术的目的是把人从传统的劳工生产中解放出来，以更高效率、更大规模的机械运作方式进行农业生产[1]。农业机械智能化，是在现有机械农业生产的基础上，进一步更科学、更清晰地完成农业生产目标。农业机械智能化技术的应用，是实践可持续的有效方式，不但可以更精确地对农业生产数据进行采集和反馈，还能在用水、用能等方面得到精确的控制。因此，精确农业相农业机械化智能技术对于我国的农业发展有着极为重要的积极作用。

1 精确农业和农业机械化智能技术

精确农业是起源于美国的一种农业生产理念，它要求生产者根据空间环境设计出一套符合自然变化规律的生产系统，是对现代化信息技术的一种拓展运用，而农业机械化智能技术是建立在精确农业上的进一步精细度和精准度控制技术[2 3。精确农业和农业机械化智能技术的应用主要体现在以下3个方面：1）通过机械和智能技术整合现有的农业资源，让农业生产变得更具有系统性;2）降低农业生产成本，机械比人工有更加严格和精准的传感仪器，能极其精确地控制生产成本，减少生产期间造成的浪费;3）提高农业生产效率，不同的农作物的生长方式和生长环境有差别，人们只能粗略地对其具体生长生产环境进行把控，而机械可以按照理论研究保证作物生长在最适宜的环境中，以最大幅度地提高生产效率。

精确农业和农业机械化智能技术是时代的必然需求，人口数量的不断增加和人们生活水平的不断提升，对农作物的数量和质量提出了新的要求。从提高作物产量到提升作物口感，从要求作物可食用到要求作物营养健康，精确农业和农业机械化智能技术都能满足了人们对农产品数量和质量等方面的多重要求。因此.研究精确农业与农业机械智能技术拥有着极为重要的意义和价值。

2 精确农业的技术支撑体系

精确农业的核心是建立一个完善的地理信息系统，并在此系统的基础上构建一个定位、定时、定量的现代化农事操作系统和管理系统一3]。精确农业主要由10个不同的系统组成，分别承担了农业收集、生产、反馈和咨询等不同的专业功能，以下对主要的3种系统进行简述。

2.1 全球定位系统

全球定位系统（ GPS）的主要作用是通过卫星进行实时定位和监测。通过对地理信息的收集，获取土地地形、地貌的特征，为机械的智能播撒、除虫等功能提供位置技术支持。

2.2 信息采集系统

农田信息由复杂的多维信息构成，包括空气温湿度、光照度、土壤水分等对作物具有影响的信息因素。农田信息采集系统能够通过不同的传感器各类信息进行采集，以便于专家进行分析和做jm决策。

2.3 地理信息系统

农田地理信息系统（ GIS）是一种对所有农田信息、地理环境等因素进行综合管理的数据库系统，它通过对数据的存储，解决了数据的时间差异性，可以为生产者或农业专家提供时间维度上的信息对比。

3 精确农业和农业机械智能化技术的发展现状

3.1 精确农业发展现状

传统的精确农业系统具有独立性，每次决策前都需耍人工进行数据的整合和处理，由于信息处理过程中处于静态，最终的结果仍会与实际存在差异。

现代化的精确农业有即时、动态、智能等多方面的优势，以中科院地理科学与资源研究所2018年发布的精确农业农田地理信息系统为例，系统具有采集、存储、处理、分析和决策等功能，实现了数据一体化处理方案‘4]。随着科技的进步，诸多企业已采用“物联网+农业”的方式进行管理生产，农业信息系统提高的数据作为支撑，对农业机械进行远程部署，无论是监测预警、生产管理、产品溯源等都实现了智能化。

3.2 智能化农业机械发展现状

以目前的农业机械智能化的发展水平看，我国虽然在农业机械智能化方面取得了较大的进展，但与部分农业发达国家相比还存在着巨大的差距。1）我国的农作物种类多，各地方的自然环境差异较大，农业机械无法满足各类工作环境。2）GPS等系统利用程度低，国外已实现在拖拉机等机械设备上安装GPS设备，减少重复耕作和漏耕的情况，以达到精细耕作的目标。

但与之前相比，目前我国在农业机械智能化的研究上有了更多的公司和团体参与，无论是作物收割方面的谷物联合收割机，还是运用于果园的自动对靶喷雾机都是农业机械智能化巨大进步的体现。

4 精确农业和农业机械智能化技术的应用前景

4.1 精细农业

精细农业是对农业机械智能化技术应用的标志性体现。1）从GPS技术运用来看，我国拥有了自主的GPS导航系统，对于拖拉机、耕种机等农业机械可参熙国外先进的GPS技术应用，使农业耕作做到“不重不漏”，实现耕作的全面性[5]。2）从施肥方面来看，通过对农业机械智能化技术的应用，从根本上扭转传统依靠经验进行施肥的落后方式，确保施肥要因地制宜、因作物制宜，减少化肥浪费，提高作物质量。3）从节约资源来看，运用机械进行滴灌微灌等精确化灌溉方式，可以有效杜绝采用漫灌等方式浪費的水资源，提高资源利用效率。精细农业的发展是提高产量和效益的重要途径，传统人r只能依靠经验来进行生产劳作，由于人的特异性，即使统一管理也无法与机械相媲美，精细耕作的实现需要依赖于农业机械智能化技术的普及。

4.2 专业的农业机械广泛参与各个环节

目前，无人机撒种、撒药已经被广泛运用于农业生产中，但是无人机的运用是一种非专业的农业机械运用，从技术层面来看，提高了作业效率，但是对于播种、除害等方面没有起到专业性和针对性的作用。未来的农业，一定是播种、培养、采摘收割等每个环节都会有农业机械参与的。1）从播种方面来看，要在精细耕作的基础上研发科学的播种技术，掌握作物的科学种植距离;2）在作物成长期，对于其光照、水分、土内营养、病虫害等情况进行实时检测，通过机械改善生长环境，及时提供怍物成长所需要的各类元素;3）在采摘收割方面，传统的人工收割效率低，收割量小，采用机械进行会极大地提高收割效率，降低人工成本。

4.3 农业智能化管理

智能化是农业未来的发展趋势，物联网的发展为农业智能化管理提供新的发展方向，生产者通过物联网可以完成远程机械操控。传统农业生产中，生产者需要担心作物的各个生长阶段，对施肥、浇水、防盗等都需要花费大量的成本和精力，而通过物联网技术，生产者可以通过通信终端远程监控农田信息，确保生产过程中作物不会被破坏;对于发生病虫害信息，生产者可以第一时间接收到产生原因和严重程度，从而有针对性地给机械下达指令，实现无人值守。

在作物生长生产期间，也会产生大量的数据，生产者可以通过大数据对作物的生产效益进行分析，从而在具体的选种、栽培等方面有更具有指导性的数据参考指标。智能化的农业管理，能够帮助生产者节约大量的时间，实现大规模生产的监测和控制。

4.4 机器人应用

农业生产过程中，有大量重复的机械式工作，在当下人工成本高的状况下，未来农业机器人将会有极大需求。目前，我国在机器人育苗、机器人嫁接等方面都有了较为成熟的机器人工作体系。相较于人工而言，机器人能适应更多的工作环境，钟对于如喷洒除草、除虫药剂等有毒作业环境有更好的适应性。同时，机器人拥有极大的拓展性，可以根据实际需要进行改装，利用多种传感器对作物进行详细检查，如传统的病虫害技术只能通过经验和观察来判断果树是否被害虫影响，而机器人可以通过超声波和红外线等技术对果树进行内部检查，反馈给生产者。

5 结语

我国的农业科技水平虽然距离世界顶尖水平还有着巨大差距，但精确农业和农业机械智能化技术的应用是我国农业迈向现代化的重要途径，也是践行可持续发展理念的科学发展方向。精确农业和农业机械智能化技术的发展离不开相关领域人才的不断探索，农业技术人才的培养是农业技术不断提高的前提。对内而言，只有农业科技水平有了切实的发展，才能满足人民日益增长的物质文化需求;对外而言，只有农业科技水平追赶上了发达国家的综合水平，才能提高我国的综合实力和在世界上的影响力。

参考文献：

[1]王玲.精确农业对农业机械化发展的影响及存在问题研究[J].农机使用与维修，2020（ 01）：113.

[2]龚毅.精确农业与农业机械化智能技术的应用分析lJ].科技经济导刊，2019，27（ 12）：111，110.

[3]王孝民.精確农业对农业机械化的发展影响及香在问题分析[J].农机使用与维修，2019（ 04）：28.

[4]乔力.分析精确农业与农业机械化智能技术的应用[J].种子科技，2017，35（06）：125，128.

[5]张玉秋.精确农业与农业机械化智能技术的应用[Jl.农业开发与装备，2016（11）：31.

（责任编辑：赵中正）