精确农业背景下的农业机械发展新趋势

    王晓英

    

    摘 要：精确农业是现代化农业发展的主要方向，精确农业的推广与实施能够有效缓解农业资源不足造成的不良影响和环境问题，有利于农业的长久发展。现代化农业机械受到精确农业思想的影响，已经在作业方式和理念上有了很大的进步，农业机械也正以精确农业思想为基础，向着更加合理和精细化的方向发展。

    关键词：精确农业;农业机械;发展;趋势

    中图分类号：F323.3 ? ? ? ?文献标识码：A

    doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.06.065

    随着社会科技和经济水平的不断进步，人们的生活水平不断提升，对物质的需求量也不断增长，但与此同时，农业的可用耕地在质量和面积上都在不断退化，通过更少的土地来满足日益增长的粮食需求已经成为了农业工作者面临的新难题。为缓解土地退化与人口增长的矛盾，精确农业的概念被广泛提及并得到了全社会的高度重视。精确农业的核心理念是利用现代化的科学技术，合理使用土地资源，从而达到优质高产的目的，精确农业的实施对于保护环境、优化耕地土壤结构、节约农业使用资源等方面也具有重要的作用。在当前的农业资源与环境大背景下，精确农业已成为未来农业发展的必经之路。

    1 精确农业的发展及理念

    为提高粮食产量和减少病虫害的发生，现代化的农业生产必需要使用大量的农药和化肥，尽管有效地保证了粮食的产量，但化学产品的大量使用，也导致了化肥农药在土壤中的大量聚集，造成了土壤和地下水资源的富营养化和药化，更容易出现土壤的板结与水土流失问题。土壤品质的不断下降显著影响了农产品的质量，导致了另类的粮食短缺问题与食品安全问题。在此背景下，急需要将粮食问题、环境问题以及食品安全问题进行统一解决，这也是精确农业的主要目的。

    精确农业利用了先进的信息和管理系统来实现农业生产的资源分配与控制，包括了种子工程技术、变量施肥技术、免耕播种技术、新型灌溉技术、自动测试监控技术、机电技术等多种有利于农业和环境同步发展的新技术，且其包含的技术内容还在不断的丰富与扩展中。这些技术的存在有力地支撑了现代化农业的理论体系，满足了低耗、高效、优质、环保新要求，同时能够显著降低农业的生产成本，减少农业生产中的劳动力消耗，精确农业实施内容如图1所示。精确农业通过改变传统农业的生产方式，与先进的农业机械化技术相结合，有效实现了农艺理念与农机技术的融合，不仅有利于提高农产品产量，还能促进产品质量的提升。因此，我国在“九五”期间开始研究开发精确农业相关技术，并开始向国际化的先进技术和理念学习，经过近十年的不懈努力，在国家“十五”农业科技计划和 863 农业高新技术研究计划的实施过程中，我国的精确农业相关技术研究与推广都取得了显著的进步。

    2 精确农业对农机产生的影响

    2.1 农业机械的变化

    随着精确农业的思想越来越被社会所接受，农业生产受其影响也趋向于精细化发展，现代化的农业生产可以利用地理信息系统和GPS技术实现快捷的信息采集和空间上的分析预测与数据记录，方便了农业发展向科学的方向规划。受到精确农业思想的影响，农业机械的相关技术也开始向着精细化和智能化方向发展。

    近30年来，我国的耕种收综合机械化水平得到了快速提升，截至2017年，我国主要农作物综合机械化作业率超过了80%以上，关于精确农业方面的机械化新技术，我国政府和相关科研机构也加大了技术的研发力度，精确农业要求农业机械具备精确施肥、精确播种、节水灌溉、土壤优化、秸秆利用等多种现代化功能，现代化的农业机械成为了精确农业实施最重要的保证。同时农业机械的相关功能向着精确化方向发展，为农业生产创造了更好的基础条件，促使农产品的质量和农业资源的利用率进一步提高。

    农业机械功能精细化的要求离不开智能化与自动化技术的应用，计算机技术、传感器技术、单片机技术得到广泛应用，农业机械能够实现控制和生产效率的大幅提升，由于体力劳动逐渐被排除，农业生产正变得越来越轻松。

    2.2 农机技术普及的阻碍因素

    （1）农民对精确农业和先进农机的认识仍有待提高。由于我国农村地区的人口老龄化问题严重，35岁以下的青壮年人群大量进城务工，实际参与生产的农民中年以上人群占了很大比例，受限于多年的劳动生产惯性思维，其对传统农业的认可十分牢固，导致对精确农业和先进农机技术的认可和接受过程十分缓慢。

    （2）农村地区的土地经营模式亟待改进。我国农村地区的土地分割问题比较严重，导致出现农村地区土地不连片的问题。这不利于大型的先进农机进行耕作和收获，使很多先进的思想和技术的实施只局限于农机合作社及农场化经营的大面积农田，普及率提升缓慢。

    （3）相关政策和支持力度仍需加大。尽管近年来国家对精确农业和绿色农业相关的生产劳动给予了一定的政策倾斜，深松作业及免耕播种等作业在一定程度上得到了作业补贴的支持。但相对于广泛的精确农业内涵和众多的农业机型，采用精确农业技术的农机与普通农机在购置补贴和作业过程方面相比，获得的政策帮助仍不明显，不利于精确农业技术的推广与普及。

    （4）综合性高素质研发人员短缺。与国外同类机型相比，我国的农业机械在技术先进程度上还十分落后，由于国外先进机型对关键技术采取了严格的保密措施，我国农机技术想要快速发展必须依赖于自主研发，但相关综合性高技术人才仍相对紧缺。

    3 新型农机的发展趋势

    （1）農业机械的研发更加贴合本国国情。我国现阶段使用的很多农业机械都是参照国外的成熟机型仿制生产的，尽管在技术研发的过程中省去了很多工作，但在实际作业中却常常出现水土不服的问题。随着农业机械受精确农业思想的影响，新型高技术农机具的研发速度正在加快，由于我国具体情况与国外农业发达区域存在很大不同，因此，在参照国外先进技术的同时，必须结合我国自身特点，因地制宜的合理开发，才能保证新型农机真正达到精确农业的实际要求。

    （2）农业机械的品种更加丰富，适用范围更大。现阶段我国使用的指定功能农业机械结构和特点类似，品种较为单一，不能完全满足不同地区、不同品种农作物的使用要求。同时，农业机械化的普及和精确农业的推广，难点并不在于集中经营和农场化经营这些大规模经营情况，面对经济条件不佳、小规模经营的农民，通过农业机械的品种细化和有针对性的设计，也能够促进精确农业和先进农机更广泛的使用和普及。

    （3）先进技术的合理使用得到加强。现阶段使用的农业机械在功能上基本上能够满足农业生产的使用要求，但我国生产和制造的农业机械总体上偏向粗放。往往只重视机械方面的设计和优化，对于操作便捷性、人机工程学，以及通过先进的液压、控制、定位、监测等技术来提高农机整体的作业质量和驾驶员舒适性等方面仍缺乏重视。随着精确农业的普及，农业机械的设计应向着高技术和高精确性方向发展，农机厂家也应该在原有的机械和电子研究人员基础上，增加适当其他先进学科和技术方面的专业研发人员，以满足精确农业对农机的相关要求。

    （4）重视资源的有效利用与节约。在我国长久的农业生产中，对于水、土壤、燃料等资源的有效利用并不重视，农业生产只关注作物本身的收成。在精确农业的影响下，农业机械在作业方式规划方面的科学性有了显著的提升，这会促进多项资源的有效节约与利用。以大型植保机械为例，通过科学的规划作业路线显著提升了喷药机的工作效率，喷药机按照合理的方式匀速行驶，既有利于燃油的节约，还能提高喷药的均匀程度，加之变量喷药技术和高雾化喷头技术的使用，使农药的使用达到高效精准的程度，降低了农药使用中的浪费问题，同时保证了农产品的安全。

    （5）向环境保护和绿色农业方向发展。化肥是我国农业生产的主要污染源，农业生产中的化肥使用量长期处于严重超量状态，这主要是由于粗放型的施肥方式导致的。现阶段的很多施肥过程无法对化肥进行有效的覆盖，也无法保证施肥位置和使用量的精确性，导致化肥在施肥后很大一部分比例被降水冲走或被日晒挥发，加之施肥位置的不精确，导致利用率也被降低。精确农业下的施肥作业，不仅会提高排肥装置和排肥量控制的精确程度，而且会加强推广化肥深施、液态肥施加等农艺技术，使农业生产更为绿色环保。

    4 结语

    近年来，精确农业思想普及速度在加快，与之符合的新型农业机械研发力度在加大，在受到农民和农机研究人员的广泛认可的同时，如何利用现有的科学技术使精确农业背景下的的农机技术和农机适应能力得到更显著的提升，是农机发展必须要面对的问题。

    参考文献：

    [1] 吴才聪， 杨印生， 马成林. 我国精确农业技术产业化问题研究[J]. 中国软科学， 2002（1）：37-39.

    [2] 段向敏， 代荣. 精确农业背景下我国农业机械发展趋势[J]. 农机化研究， 2013（12）：229-232.

    [3] 金继运， 白由路. 精準农业研究的回顾与展望[J]. 农业网络信息， 2004（s1）：3-11.

    [4] 赵春江. 对我国未来精准农业发展的思考[J]. 农业网络信息， ?2010（4）：5-8.