精确农业背景下的农机技术发展趋势及新特征分析

时间：2024-05-23

史红丽，董艳，王婉荐

(大荔县农业机械化发展中心，陕西大荔 715100)

0 引言

近年来，随着农业生产方式与农民经营理念的逐步转变，农业机械的普及与应用的速度得到了大幅提升，农机装备的应用使传统的农业生产变得更加的高效，且生产经营过程的成本显著降低，农作物的产量和品质不断提升，农业生产的经营收益得到了更好的保障。自2004年我国推行农机购置补贴政策以来，随着补贴范围与补贴力度的不断加大，先进、优质、高技术农机产品的销售量不断提升，使我国农业机械化的整体水平得到了显著的优化。随着精确农业理念逐渐在我国农业生产中进行应用，农业机械作为生产的实施设备，也必须要充分提升作业过程的合理性，使我国的农机产品由传统的粗放型作业向着精确、高效、节能、环保、优质方向转变，从而为农业生产力水平的进一步提高及农业可持续发展打下良好基础。

1 精确农业的内涵与特征

精确农业是农业现代化的新理念，是在传统的农业生产经验与习惯的基础上，总结生产过程中的优势和不足，并利用信息技术、数据处理技术、计算机技术、网络技术等，优化传统的粗放型作业模式，使农业生产的耕作、播种、植保、收获等各个步骤的实施更为合理，并减少农业生产对环境产生的影响与危害。精确农业的理念有效减少了农业生产实施过程中的盲目性和不合理问题，使农业生产在充分考虑生产条件、设备水平、土壤肥力、作物状态、环境变化、长期发展等众多因素的基础上展开更为合理的生产作业流程，使农业生产的过程真正实现低消耗、低污染、低浪费和高产出[1]。

精确农业将传统的农学、农业机械学、土壤学、气象学等基础学科与先进的卫星定位技术、遥感技术、地理信息技术相结合，依靠对农业生产过程中的农作物、土壤、自然环境的全方位数据监测与信息获取，实现对农作物生长状态、病虫害情况、水肥状况等信息的判断，并利用计算机技术对农业生产的发展趋势进行模拟，分析并辅助做出生产计划的决策与调整，达到合理利用农业资源及降低生产成本、改善生态环境、提高农作物产量与品质的目的。精确农业所涉及的农业生产过程是方方面面的，其全面应用对于我国农业的可持续发展具有积极的促进作用。

2 农业机械的精确化发展趋势

2.1 利用现代控制技术替代人工操作

从现阶段农业生产中机械产品的作业质量来看，影响农机产品性能发挥的主要因素包括机械性能和操作技术两方面，随着我国农业机械技术的不断进步，农业机械产品的质量不断提升，所应用的科学技术不断增多，在优化操作体验的同时，也对操作者的农机操作能力提出了更高的要求，采用人工驾驶的方式来操作先进的农机装备，会不可避免的出现操作方式、行驶速度、机具状态等方面的不合理问题，为进一步提高农机产品作业的精细化程度，通过现代化的控制技术，从我国农机使用条件和生产环境出发，进一步减少人工干预，使农业机械按照预设的标准方案合理执行生产作业，从而有效提高机械化作业的精确性。

2.2 利用信息及计算机技术替代人工决策

从精确农业的角度出发，任何生产决策的实施都需要充分考虑其合理性，我国传统的农业生产中，对于生产方式、资源投入量、作业时机等的决策通常以农民的经验为主，这种生产方式由于考虑的因素不够全面，常存在一定的不合理问题，精确农业在原有农业技术和植物学技术的基础上充分结合了卫星定位、地理信息、遥感等先进技术，使农业生产决策过程变得更为科学和全面[2]。在农机化生产的过程中，利用信息技术实时获取生产环境、作物状态、病虫害等信息，并通过计算机进行快速的分析，有助于生产管理者及时获取农田的真实状态，并利用计算机系统提供的决策建议来优化生产的方式和执行过程，使农药、化肥、种子、水资源的使用量更为合理，作物的生长环境更加优良。

2.3 利用自动监测技术监管作业品质

在传统的农业机械化生产过程中，对于农机作业品质的监管通常需要以人工的方式进行，而实际的机械化作业过程中，农机产品的作业品质很难直观的被检查人员发现，例如耕整地质量、深松深度、播种量、喷药量、粮食损失率等，这些作业的参数对于生产实施有着较大的影响，若在农机作业过程中不能及时监测机具状态，则会造成农业减产、粮食浪费等严重问题，利用现代化的监测技术，结合传感器技术、自动控制技术，能够实现对耕整地受力状态、耕深等参数的实时监测，并通过调整机具作业速度、机具位置关系优化耕整地作业质量，利用处方图或实施环境监测技术作指导，能够实现根据农田环境执行的变量喷药作业，既保证作业过程的合理性，又减少了农药使用造成的环境污染问题。通过传感器监测播种状态和收获状态，当统计发现漏播、粮食损失等问题时，会提醒农机操作者及时检查调整农机状态和作业方案，避免机械作业不合理问题的扩大，从而减少因机械作业而造成的经济损失。

2.4 利用传感器技术监测农机运行状态

农业机械在复杂的农业生产过程中会因受到环境、操作方法、机具品质等多种因素的影响而出现一些故障问题，在农机使用过程中，当机具出现可被操作者感知的振动、排气异常、噪音、温度升高等现象时，往往农机已经出现了较为严重的故障问题，此时再进行维修会花费较多的维修成本并耽误大量农时。在精确农业的背景下，农业机械的技术含量进一步提升，传感器技术的应用不仅可以更好的对农机的功能进行控制，还可以对农机的运行状态进行实时的检测，当农机部件在运行过程中出现振动、温度、排气等异常超过正常值时，农机会自动发出警报，告知操作人员机具的异常状态，使小的故障问题能够在第一时间得到解决，使故障问题不被扩大化。

3 精确农业下的农机技术新特征

3.1 “互联网+农机”特征

在精确农业的要求下，农业机械的作业不能仅维持传统的独立作业模式，而是逐渐向着与互联网技术融合的方向发展，不仅能够通过互联网对农业机械的作业方案进行优化，还能够实现农机资源的网络化管理，对农机资源进行合理调配，使农业机械能够充分发挥自身价值，并提高农机作业的适用性。随着农机技术的进一步提升，通过互联网进行农业机械化生产的管理将成为未来的趋势[3]。

3.2 智慧农机特征

机械技术的应用就是要替代人力完成传统的工作任务，在精确农业理念的影响下，农业机械要提升作业的精细化程度，其自动化和智能化水平就必须要不断提升，随着人工智能技术的不断深入，农机产品的继续发展将会向着主动决策和逻辑判断的方向转变，农业机械将会脱离传统的固定不变的作业模式，生产过程中通过智能辅助实现更多的变量作业，进一步提高农业生产的合理性。

3.3 绿色农机特征

精确农业的理念与节能环保相辅相成，随着农机水平的提高，农业生产向精确农业转变的过程变得更为合理，人们对于食品安全、环境保护的意识逐渐提升，农业机械的发展也将更加注重绿色健康、环保化理念，农机产品的作业过程会尽量减少对农作物的影响和对生产环境的破坏，在进一步实现节能减排的同时，做好农药化肥等施加技术的优化与调整，使农机产品全面向绿色化进步。