农业机械自动化发展现状与推广应用路径研究

冷 睿

（阜南县农机化技术学校，安徽 阜阳 236300）

随着居民生活水平的提高以及城市化发展进程的加快，越来越多的农村青年涌向城市，大量劳动力从农村流出，导致农村青壮年劳动力稀缺，城乡之间的人口结构不平衡。因劳动力缺乏，农业生产提高了对农机的需求程度，农业生产机械化也成为农业发展的必然趋势。农业机械自动化不仅降低了农业生产成本和劳动强度，而且显著提升了农产品的质量。

1 农业机械自动化发展现状

1.1 农业机械自动化分类

我国作为农业大国，为了更好地实现社会主义现代化战略发展目标，提高农机自动化程度，提高农作物生产品质，从而形成规模化农业产业模式，是实现农业现代化发展的必经之路。因此，有必要对农业机械自动化进行分类。现阶段，农业机械自动化主要包含以下三个方面：1）部分农机控制与装置实现自动化，这是农业机械自动化初级阶段，人们可依靠设备已有的操作性能，对个别构件进行改造，降低设备操作难度，同时提高设备运行效率，做好农药与种子的有效控制。2）已有机械自动化控制，这是农业发展的中级阶段。对部分操作简单且重复的设备进行改造，降低设备运行的危险性，解放劳动力。应用计算机与远程操作程序，调控设备耕作行距与深度，提高播种效率，完成对农业生产操作的实时调控和设备的自动化监测。3）农业机器人的自动化，这是农业发展的高级阶段。这一情况类似于工业领域的发展，通过对农业操作程序的优化设计，依据提前设计的程序控制机器人，使其可以契合农机工具的使用要求，这将是全球范围内农业发展的终极追求[1]。

1.2 现状分析

1.2.1 农业机械制造水平较低

与西方发达国家相比，我国农业机械制造业的起步较晚，很多现有的农业机械都是模仿发达国家的先进设备制造与生产的，设备应用缺乏核心生产技术，在机械性能方面也存在较大的差距。但是，发达国家农机自动化发展目标，与我国农业生产实际情况、地理地势条件不相符，产生了“水土不服”的现象，许多农业机械在应用时必须对部分设备进行改进，或者对设备性能进行调整，但这样会使农机操作变得更加复杂，提升了农业机械的使用成本，设备的后期维护与保养也面临着一定困难[2]。

1.2.2 农业设备较为落后

受到地区条件的限制，各区域之间地理环境、人力资源条件以及社会经济发展水平不同，部分地区没有形成合理化的农业种植面积布局，人们只能采用传统的畜牧力结合人力播种灌溉作业方式，难以形成大规模机械化作业，导致许多先进设备无法被应用。比如，以色列节水灌溉技术不能应用于我国所有区域，且无法满足灌溉技术应用下的用水需求，这类农机自动化技术无法在我国大面积推广应用。

1.2.3 精准农业发展不够成熟

农机自动化进程中，精准农业发展模式在我国尚处于初级阶段，许多高新技术没有被高效应用于生产过程中，无论是GPS定位系统还是传感器系统，其技术应用效果达不到预期目标。不仅如此，农业生产与农业机械设备的应用程度比较低，设备推进速度比较慢，农机应用的准确性无法提高，且我国精准农业发展还不够成熟。

1.2.4 区域发展不平衡

我国是农业大国，区域农业发展存在着显著的不平衡情况。各区域气候条件、地形条件差异明显，且农业发展容易受到环境因素的影响，制约了农业生产效率的提高。部分地区虽然可以凭借着优越的地理条件，提高农业发展水平，但有的地区地形条件复杂，不适宜发展农业，大量的土地被过度开发。不仅如此，受地区经济发展水平的限制，各区域的农业投入力度不同，偏远地区的农业发展落后于沿海发达地区，导致区域间农业发展不平衡。比如，经济实力较强的农业机构与合作社会优先购入先进农机设备，而经济落后或地理环境比较恶劣的区域难以实现机械化生产，只能继续采用人力与畜牧力相结合的生产模式，生产效率较低，生产质量无法得到保障。

1.2.5 缺乏专业人才

一直以来，我国缺乏专业化农机研究人才，潜移默化地影响了农机自动化研究进程，阻碍了农业机械的自动化发展。高校在培育农机专业人才时过于注重理论教学，忽略了农业机械的实践操作，很多专业人才普遍缺乏实际操作经验，种植人员掌握的专业知识不足，且操作技能水平达不到要求。产业发展中没有对专业人员进行指导培训，最终影响农业机械自动化推进模式的转变与创新[2]。

2 农业机械自动化的技术优势

2.1 提高农业生产质量

传统农机设备对人工操作存在着较大的依赖性，科技的发展使企业从劳动密集型转为技术密集型，机械领域以提高设备的精密程度为重点。自动化技术的应用在推动农业技术升级的同时，也促进了产业的转型。农业机械的应用与维修养护变得更加便捷，农民在作业期间应用自动化设备进行节水灌溉、环境监测以及病虫害防治工作，从而转变传统生产方式，保证农产品生产质量[3]。

2.2 提高作业精度

农业机械设计制造领域内应用自动化技术，有利于提高农业生产效率，保证机械生产质量，提高企业市场竞争力。位置传感器与光电传感器是设备内部常用的装置，依靠传感器可以更有效地获取机械作业执行情况，准确获取作业位置信息，调整作业位置，保证农机作业精确度稳步提升。不仅如此，集成控制模块还可以提升各个部件响应速度，比如播种机作业中应用自动化技术，从而对排种器转速与补种装置精确控制，防止播种时出现漏种或者重播的问题。

2.3 保证农机作业可靠性

设备运行期间的检测元件比较多，应用检测系统采集相关数据，实现对元件的控制处理。速度传感器与温度传感器作为检测元件的重要组成部分，可以准确获取农机位置与运行状态，通过处理器分析数据，以便调整设备运行状态，提高设备作业的可靠性。

2.4 实现节本增效

在普及自动化技术之前，粗放型的农业生产方式会产生严重的资源浪费问题。自动化技术的推广能够精确控制机械设计与制造工作，解决以往机械制造成本较高的问题。应用自动化技术后，农业机械化设备可以自动化播种与植保。此外，农业机械化生产可以降低农机事故发生率，减少了设备维修与养护的费用，在节约维修时间成本的同时提高农机在农忙季节的使用效率。

3 农业机械自动化的具体应用

3.1 加大扶持力度

农机自动化推进离不开政府的调控与指导，各地政府应加大支持力度，结合当地社会经济发展条件与自然环境，按照农作物品种和农民劳作方式，明确不同方式之间的差异性，制定适合当地的农机发展政策，创新农机服务措施。及时颁布补贴优惠政策，农民购买农机之后可以获得补贴；出台减税简政政策，扶持农机生产企业提高生产能力；设立科技创新奖，鼓励科研部门与生产企业提高创新能力，研发出高精尖智能化农机设备，确保农业高效生产。加大农机社会服务与示范推广力度，加强农机生产质量与安全管理，促进先进技术成果转化为生产力，用于基层农业发展，实现农业机械自动化发展[4]。

3.2 重视先进技术应用

3.2.1 在农业机械领域内的自动化技术

现阶段，应用于农业机械领域的自动化技术主要包含以下5个方面：1）集成化技术。随着农机设计与农业生产技术要求的不断提升，传统控制技术已无法满足现代化生产要求。为了提高自动化技术在农机中的应用效果，企业需要将自动化控制技术用于其中，发挥集成化技术的作用，加大农机生产协调力度，提高农机生产制造效率。2）柔性技术。以往的农机设备在应用中存在着应变效果不理想的问题，这是因为设备管理方式有一定缺陷，制约了农业生产效率的提升。柔性技术的应用为设备应变效果带来了技术支持，企业将智能化与自动化技术相融合，使农机设备制造环节更加顺利，提高了自动化技术的应用价值。3）虚拟技术。虚拟仿真技术在农机中的推广，结合自动化控制系统反映的问题作出优化调整。4）智能化技术。社会的发展与智能化技术应用范围的扩大，为农业机械制造提供了技术保障。机器人的应用取代了人工生产制造方式，降低了农业机械制造成本。智能化技术应用下，传感器与机械装置用于农机设备中，并以电子形式为主控制发出设备运行指令，提高了设备制造自动化水平。5）计算机视觉技术。该技术在农机设备中应用可以记录产品生产信息，完成产品自动化收割和农产品质量鉴定。比如在蘑菇采摘作业中，应用机器人与计算机视觉技术，对蘑菇采摘地点定位测量，发挥视觉技术图像处理功能[5]。

3.2.2 在农业种植和收获环节的具体应用

1）在农业智能化种植方面应用农机自动化技术。早期拖拉机与耕作机属于半自动化农业生产技术，虽然减少了劳动力的投入，但很多细微部分还是需要人工完成。科技的发展使网络技术与智能传感技术被用于农机设备中，在提升农机自动化技术水平的同时，也为农业现代化发展提供技术支持。

2）在农产品生产与收割中应用农机自动化技术。比如在幼苗种植期间，人们可以采用集成化管理技术，将农机设备运行信息整合起来，不仅实现对农业种植流程的全方位监管，也有效划分了种植品质，保证生产效率的提升。在农产品收获过程中通过农作物收存一体化管理方式，提高收割机械的应用效率，促进农作物收割的机械化与智能化管理。比如在玉米收割机中应用自动化技术，依靠设备的烘干与粉碎功能进行玉米的收割与存储，同时还可以完成秸秆粉碎工作，提高收割工作效率。

3）在农业施肥与灌溉自动化控制中应用农机自动化技术。农业生产中会耗费大量水资源，但是淡水资源面临着不可再生资源日益紧张的局面，只有提高水资源利用率才能保证农业生产。农业灌溉中可以应用传感器与电子计算机灌溉植物，或者依据传感器传回的信号了解农作物生长情况，确定土壤干湿度，通过对各项参数的分析，确定当前农作物生长是否需要灌溉，所需的水分与肥料量是多少，以此完成自动施肥与灌溉作业。此外，节水灌溉自动化监控设备的应用，依靠智能控制系统完成农业节水灌溉，应用传感器技术自动化监测土壤的温度与湿度条件、气候环境，创建专家库确定不同时期和不同区域农作物需水量与灌溉量。比如种植水稻过程中，采用自动化节水设备计算稻田含水量，下达灌溉指令，防止水资源浪费[6]。

3.3 优化农机自动化进程，提升现代农业精细化水平

现代化农业发展中，农机自动化的应用需要不断创新自动化技术，推进自动化发展进程。将农机自动化技术与农业生产活动融合在一起，依据地区实际发展情况，结合生产需求研制出智能化机械设备。坚持以市场为导向，促进产学研一体化，多渠道研发农机自动化技术。想要在农机管理中实现科技化发展，就要转变传统农业生产方式，实现农业的精细化发展，通过控制器、网络技术的应用提升农产品产量，提升产品竞争优势[7-8]。

3.4 提升机械维保意识，保证农机耐用性

农机自动化的应用不仅要对农民正确使用设备进行指导，还需要培养农民的维保意识，定期做好设备检测工作，了解设备中各部分零件的运转情况，做好农机的维护保养。由于农业生产环境特殊，设备应用容易产生故障问题，所以需要经常对设备进行养护。随着农机自动化水平的提高，设备组成结构更复杂，半导体集成电路与微处理器的应用提高了机械成本，增加了设备维修养护难度，也使设备更加可靠耐用[9-10]。

3.5 加大专业人才培养力度

面对我国农业机械自动化生产缺乏专业性人才的情况，有必要明确自动化发展方向，进一步优化人才培养战略，创新人才培养体系，加强校企合作，创造校企一体化教育平台，为人才提供实践机会，重点培养高端技术人才，加大人才培养力度。有关部门应加强示范引导，定期开展培训活动，帮助农民树立正确的农机设备自动化生产理念，通过先进农机与生产方式的融合，实现土地资源利用的最大化。

4 总结

综上所述，农业机械自动化作为现代农业发展的重要组成部分，对农业发展进程有着重要意义，在合理调整农业产业化结构的同时，提高农业生产效率。通过集成化技术、柔性技术、智能化技术、计算机视觉技术的应用，使农业机械自动化在智能化种植、农产品生产与收割、施肥与灌溉自动化控制中发挥作用，助推美丽乡村建设。