自动化技术在农业生产中的应用探讨

王婧怡 郑立民 王茜

摘 要 在科学技术的推动下，我国农业现代化建設进程不断加快。在农业生产中，自动化控制技术的应用有效提高了农业生产效率，并减轻了农民的劳动强度，促进了农业经济效益的快速增长。分析了在农业生产中引入自动化技术的重要性和必要性，从农业机械、无土栽培、节水灌溉和温室大棚等方面对农业生产中自动化控制技术的应用情况进行了分析，并探讨了利用新型科学技术对农业机械进行创新、提高农民对新型农业机械的熟悉程度、完善自动化技术的基础设施等发展策略。

关键词 农业生产;自动化技术;农业机械

中图分类号：S24 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.08.054

农业作为我国国民经济的支柱产业之一，其重要性不言而喻。农业要紧跟我国社会经济化、现代化的步伐，推进现代化发展。随着我国科学技术的高速发展，农业也逐渐与自动化技术相融合，推进了我国农业的现代化建设。目前，农业生产中主要利用自动化技术对农业进行自动化管理，既大幅提高了农业的生产效率，又减轻了农民的工作负担和耕作强度，促进了农业经济的迅猛发展。根据当地的实际情况结合相关的理论依据对农业进行分类化、系统化的精准管理，并利用数据信息对农业技术和管理进行优化改革。在农业现代化发展进程中，相关部门的技术人员要以传统农业的优势为根本依据，结合现代化的处理技术和自动化应用对农业的生产效率进行进一步提升。随着自动化技术日益趋于完善，其在农业发展中发挥的作用也逐步扩大，促进高效率、低错误、集成度高、系统化的现代农业的形成和发展。

1 引入自动化技术的重要性和必要性

社会高速发展之下，人们对粮食的产量和质量的要求也逐渐提高。目前传统的农业生产的粮食已经难以满足人们的需求，因此对生产技术进行改革创新迫在眉睫。跨国经济的不断深入和发展，使我国有更多的机会接触国外的先进技术，在一定程度上有利于我国技术和科技水平的提高。但目前我国的农业生产水平同发达国家相比仍旧有一定差距，为了更好地提升我国的农业生产技术水平，缩小同发达国家间的差距，可在农业生产中运用自动化控制技术，实现农业生产的智能化、机械化和自动化。当代农业发展的重要标志就是实现农业生产技术的自动化，具有时代意义。

2 主要的农业自动化技术

2.1 机器视觉技术

想要实现我国农业领域的现代化发展，促进农业的自动化生产和高效生产，首先要对作业目标进行精准定位，保证目标对象的精准度。目前为止，西方发达国家已经将机器视觉技术普遍应用与农业生产中，利用视觉技术对农作物的生长情况、病虫害情况、外部环境因素等进行分析。利用机器视觉技术所确定的目标对象涉及面极广，不仅仅限于农作物的表面情况和种类判断，还包括了农作物周边环境，如土壤的覆盖情况等。想要充分了解农作物的生产情况，就必须利用机器视觉技术对农作物进行细致的观察描述，搜集足够的资料。因为机器视觉技术不仅仅能够对农作物的外观、外形进行模拟描述，更能够对细节处的纹理、明暗情况进行分析检索，获取大量细致有效的信息，帮助工作人员充分了解并认识农作物的生长全程，以便于后期的管理和判断。目前，机器视觉技术已经在农业自动化进程中得到了普及和利用，例如，技术人员利用机器视觉技术对农作物的果实和叶片的生长情况进行实时监测，一旦发现缺水情况就可以下达灌溉命令，促进农作物的良好生长;机器视觉技术还可以在动物、家禽领域进行利用，例如，利用该技术对鸡蛋的存活率、性别进行判断。机器视觉技术还能够与人工智能结合进行使用，利用该技术辅助机器人区别农作物的幼苗和杂草，提高机器人进行除草、种植等工作的效率。

2.2 专家系统

在传统的农业中，农民想要正确区分农作物的种类主要依靠农作物的叶片、生长习性、分布情况等细节进行判断，不仅对农民的种植经验和眼力有着较高的要求，更是需要耗费农民大量的时间和精力，同时正确率也难以得到充分的保证。但现阶段，可以利用图像扫描、对比，进行农作物种类的分析和对比，利用专家系统对其进行判断。专家系统是一种利用计算机和软件系统编写而成的新型的知识识别软件，专家在其中录入专业的农作物判断和培育的专业知识，以便于农民进行学习、应用。简而言之，利用专家系统中所储存的知识库和专业知识对农作物进行判断和培育，能够及时解决大多数问题，实现农业专业知识的推广和宣传。专家系统在农业生产中的应用给人们农业生产生活带来了巨大的便利。

2.3 数据融合技术

数据融合技术最早萌芽于20世纪80年代，其作为一种多传感器信息融合技术，主要用于跨领域的数据融合和处理，并对数据进行综合性的处理分析，生成新的有用的信息，这类信息的获取往往不能够仅依靠单一的传感器，而是需要多方面、多层次的数据的支持。随着时代的不断进步和发展，数据融合技术逐渐从军事领域的应用向外进行扩张，已经成为多个领域常用的技术之一。要实现数据融合技术在现代化的农业生产技术上的广泛应用，需要我国专业的技术人员向发达国家学习相关先进技术，并结合我国的国情进行创新改进，保证农业生产领域中数据融合技术的适宜应用。农业现代化生产的集成化主要依赖于专家系统的广泛运用和计算机信息化技术的信息运输，但想要进一步提高农业技术的精准度，就需要利用数据融合技术进行更为深入的研究和理解。利用数据融合技术可以对影响农作物生产的多重因素，如水资源、温度情况、土壤情况等因素进行评估，给予主控人员更为精准、高效的数据基础和更为简洁易懂的算式算法，使得主控人员能够做出更为准确的判断，以此推进我国农业自动化进程。

3 自动化技术在农业发展中的应用

3.1 在农业机械领域中的应用

现阶段的农业生产中，农业机械已经成为自动化技术的主要应用载体。目前虽然谷物脱粒机﹑割麦机、灌溉设备等传统的农业设备在农业生产中依然占据着较大的应用比重，但由于农业现代化的发展，农业生产的规模进一步扩大，因而对生产效率提出了更高的要求。因此，传统的农业生产机械已经难以满足现代化农业的生产要求，唯有利用自动化技术对农业生产所用的机械进行优化改革，例如，传统的收割机只能够机械地对农作物进行收割，需要农民后期再进行处理，而将收割机与计算机结合，利用计算机对收割机进行控制管理，就能够实现一体化的收割、处理、脱粒等，使得农业的生产效率和处理效率都得到了大幅提高，减轻了农民的工作压力和负担。其中，自动化控制技术在农业机械中应用的主要原理是在机械控制系统中应用视觉技术，能够对采集目标进行准确定位，然后由控制中心发出控制指令，利用机械手进行现场的自动化收割，提高农业生产效率[1]。

3.2 在无土栽培中的应用

作为近年来新兴的农业技术之一，无土栽培和培育工作主要是利用营养液对农作物进行培育，使得农作物能够脱离土壤因素的制约，使得农作物的生长环境更为优越，提高农作物生产效率的同时进一步对其果实的质量和口感进行提升，满足了人们日益增长的需求。无土栽培工作可以利用计算机技术等现代高科技技术对农作物的生长情况进行全面实时的检测，根据农作物生长情况的变化对培养植株的培养液进行改进，选取最佳的营养成分配比[2]。

3.3 在节水灌溉中的应用

水资源的合理利用是农业发展的关键。由于我国地下水资源分配不均匀和降水量不均衡，对农业所用的水资源进行高效利用和控制是促进我国农业可持续健康发展的重点。随着技术的高速发展，我国在农业用水中引入了节水灌溉设备，将水资源最大化地利用起来，实现了水资源的节约利用。目前为止，节水灌溉的自动化技術的利用主要是通过计算机和相关设备对土壤中的含水量进行测量，并将数据通过网络传输至总控人员，总控人员根据实际情况结合相关理论依据进行含水量的调节，利用灌溉系统进行浇水，土壤中含水量的数据一旦达到标准就利用自动化设备对灌溉设备下达停止工作的指令，远程对灌溉进行控制，保证水资源能够最大化地得到利用。在节水灌溉设备上利用自动化技术不仅仅能够提高水资源的利用率，达到资源节约的效果，更能够提高农作物的营养含量，产出高质量的绿色农作物产品[3]。

3.4 在温室大棚中的应用

利用温室大棚对农作物进行培育可以提高农作物的光合作用效率，在保证农作物质量的基础上缩短农作物生长所需要的时间，大幅提高农作物的生产效率。在进行温室大棚的环境调控时，主要针对节能供水、照明系统、温度控制3个方面进行控制，可以利用自动化控制设备对大棚中的含水量、温度情况、空气中二氧化碳的浓度和照明情况等数据进行搜集分析，并及时对数据进行调整，保证农作物能够在温室大棚中正常生长，并将相关数据作为理论依据记入档案，以便于后期农业生产工作进行参考。

4 农业生产自动化的发展策略

4.1 利用新型科学技术对农业机械进行创新

科学技术是第一生产力，有利于促进农业机械设备的改造和升级。要加快农业自动化发展的步伐，就需要加强对机械设备的技术创新。政府部门的相关管理人员可以创立、运营相关平台，并吸引专业技术人员在平台上进行交流，共同实现农业机械的优化创新。同时政府部门要与相关高校联合共同开设农业机械创新专业，为农业机械设备的设计和创新培养专业化的人才，并让专业人员进行实地考察，到农业生产现场了解农业的地理情况、生产流程，在理论依据的基础上结合当地的实际情况对农业机械设备进行改造，加快开发中小型、复合型、规格多元化、生产效率高的农业机械设备，以此推进农业生产的自动化和现代化进程[4]。

4.2 提高农民对新型农业机械的熟悉程度

推进农业的现代化、自动化发展不仅要在农业设备上进行改进，也要提升农业机械设备的使用者的素质和综合能力。目前，我国农村地区农民的普遍文化水平较低，对于新型的农业机械设备的应用不能够熟练掌握，导致农业设备虽然得到了改进但其作用却没有得到充分的发挥。由此可见，技术人员在指导农民使用新型农业机械设备时应注意基础知识的普及和宣传，反复强调机械设备的使用注意事项和运行原理，提高农民对新型农业机械的熟悉程度，以加快新型农业机械在农村地区的普及和应用。

4.3 完善自动化技术的基础设施

完善系统的自动化基础设施能够保证自动化技术在农业领域的推广应用。因此，政府部门应当重视农业生产的自动化基础设施的建设完善，唯有完善的基础设施才能够保证农业现代化的高速发展。加强农业生产自动化基础设施建设是一项打根基、利战略、扩内需和保发展的重要举措，这就需要政府有关部门加大资金投入，抓住发展机会，积极购置一批先进的农业机械设备和自动化控制技术，进而扩大农业生产自动化的推广规模。在建设基础设施的过程中，政府部门不仅要投入大量资金，从政策和经济上支持基础设施的建设完善，还要在各个区域安排农业自动化设备检修、维护站点，保证农业自动化设备出现故障时能够及时得到帮助，排除相关问题和安全使用

隐患[5]。

5 结语

农业现代化的发展状况对我国国民经济的安全高速发展具有重要作用，想要促进我国农业的现代化、自动化发展，不仅需要政府部门和相关企业的管理人员提高对农业自动化发展的重视程度，更需要社会各届聚焦于农业的自动化发展，共同推动农业的现代化发展，促进自动化技术在农业领域的广泛应用。

参考文献：

[1] 陈联合.浅论自动化技术在农业生产中的应用[J].中国农业文摘-农业工程，2018，30（2）：57-58.

[2] 周军.浅谈电气自动化技术在农业中的应用[J].南方农机，2020，51（23）：87-93.

[3] 张卓.电气自动化技术在农业生产中的若干应用探讨[J].现代农机，2021（1）：55-56.

[4] 邵秀东.浅谈农业生产中自动化技术的应用[J].中小企业管理与科技，2018（8）：179-180.

[5] 付长江，高峰.浅析滴灌自动化在农业生产中的应用[J].石河子科技，2010（6）：21-23.

（责任编辑：刘宁宁）