智能化农机在智慧农业中的推广应用研究

董爱君

（长春市二道区英俊镇综合服务中心，吉林长春 130031）

随着经济的发展和科技的进步，为农业发展赋予了新的内容，近年来提出的“智慧农业”概念，更加明确了我国农业未来的发展方向和目标。智慧农业的一大重要特征就是将人力从过去传统的农业生产中解放出来，生产的全过程由人工智能自动完成，实现人力最小化、资源最优化、产出最大化、质量最佳化。实现这一目标的前提是农业机械的智能化，因为智慧农业的生产全过程主要依赖机械完成，农机智能化的程度直接影响农业的发展，智能化农机应用在智慧农业生产的各个环节，春播、夏管、秋收、冬藏，每个环节都离不开智能化的农机作业，人工只是敲击几下键盘便可完成整个农业生产过程，农机智能化是智慧农业的重要组成，也是智慧农业的代表，是未来农业发展的必然趋势。

智慧农业是将现代的科技手段应用到农业种植过程中，实现无人化、自动化、智能化管理的全过程，智能化的农业机械装备是其依赖的重要工具，机械外部表现为硬件，而核心则是智能软件，二者有机结合才能实现智能化。智慧农业相对于传统耕作方式是农业生产的高级阶段，将现代的信息通信技术、计算机和网络技术、物联网技术、音频视频技术及3s技术等整合在一个系统中，并通过平台充分利用以往的经验和专家智慧，借鉴、利用、吸收先进农业生产的生物技术、种植技术，实现农业生产的可视化远程管理，涵盖农业生产从种到收，加工贮藏等全过程，使得农业生产可管可控，每个步骤和环节都有大数据支撑，使农业生产过程中人力投入、资源分配、产量质量都能达到最佳。

智能化农机属于传统农机的现代化升级，通过现代信息通信技术、计算机网络技术、智能控制技术和工业检测技术等方面的技术，将过去的独立作业的农业机具，整合到统一规划的系统中，通过智能的系统控制，实现农机的运行定量化、整体化，比如农机翻耕土地，过去是驾驶员开动拖拉机直接翻耕，作业过程全凭驾驶员的经验，机器功率配备、运行路线、翻耕深度、油耗成本等等都不加考虑，智慧农业下，通过系统运行能得到翻耕计划的最优方案，通过给定的参数，计算出最佳的机具的选择、翻耕深度、农机行进路线，如使用自驾式电动拖拉机，在无人驾驶的情况下，通过导航规划的路线，以最优化的路径，完成预设深度的翻耕，以最低的成本达到最佳的效果[1]。

2.1 效率高，节省人力

机械作业的效率明显高于人力，智能化农机在作业时由于有了智能化的系统控制，如同机器有了大脑，工作的方案能够最优化，工作效率成倍提高，能够使人力从过去繁重的劳动中解放出来，而且机器的运行状态平稳，不会随工作时间变长而降低工作质量和强度，在提高工作效率的同时，提高工作质量。

2.2 功能强大，解决劳动力短缺问题

近些年来，随着城镇化的不断深入发展，加上我国新生人口增速趋缓，大量的农村青壮年都进城务工，农村多数是留守的老年人和小孩，青壮劳动力明显不足，而农业生产有其独特的时间性，播种和收获都需要固定的时间段完成，如劳动力不足会延误农时，造成损失，而智能化的农机应用，能够宏观上对农业作业进行统筹安排，合理安排生产，通过高效而且功能强大的农机，及时完成生产作业，解决劳动力不足的问题。智能化农机结构紧凑，有很强的通用性，在智能化控制系统的管理下，工作内容涵盖传统农机的耕作、收获、灌溉和病虫害防治等作业，还能同时进行土壤湿度、养分含量、农作物生长及产量信息的收集，为精准农业提供数据支撑。智能农机硬件可以自由更换，很多机械只需改变软件，便可以重新设计作业动作和顺序，根据不同工作环境及作业对象，代替人力进行多工种作业。

2.3 可靠性强，更加节能环保

智能化农机是通过物联网技术、电控技术和人工智能等技术装备的精高新技术农机产品，在能源的消耗方面更趋于科学合理，动力分配在作业中得到优化，在保证作业质量的同时，输出最佳的动力，节能是其突出的特色，在利用石化能源的同时，不断拓展如纯电动农机、风能、太阳能及氢能源等新能源。另外智能化农机最大特点是精准作业，如化肥和农药的使用，通过传感器及监测系统得出土壤的温度、水分、养分、土壤中微生物等数据以及作物的生长情况数据，病虫害发生的实时数据，上传到智能系统，智能系统会通过大数据计算，给出最优的施肥方案及农药使用方案，再通过机械终端完成精准施肥和喷药的作业，能大幅提高化肥和农药的利用率，恰到好处，避免过量施用，有效减少对环境的污染，利于环保[2]。

2.4 提升农产品质量，满足市场需求

随着经济发展和人们生活水平不断提高，对农业的需求已经超越温饱层次，对农产品的追求不但要求口感好、营养佳，而且外观品相好，绿色有机，品种增加。优质的农产品需要投入的人力物力自然会更增加，劳动效率必然要提高，传统的农业耕作模式是难以满足的。而智能化农机的高效运作，可以提升农业生产水平，产出高品质花样繁多的农产品，有效解决社会大环境对农业生产要求这一供需矛盾。

2.5 推动乡村振兴，改善农村生态

智能农机化可降低作物生产环节的成本，减少损耗，满足人们对高产高质新品种、新农艺、新技术的需求，提高综合生产力，促进产业兴旺，提高农民收入，在智能农机新技术的保障下，绿色高效农机化技术和装备可以应用到农业农村各个领域，整个农业生产能够实现节水灌溉、高效施肥、精准施药、水肥一体化、精量播种、节能减排、畜禽粪污资源化利用、残膜回收、保护性耕作、秸秆还田等绿色高效的生产目标，彻底改变高投入、高消耗、资源过度开发的传统粗放农业生产模式，防治农业面源污染，改变农村的生态环境，实现生态宜居[3]。

3.1 自然条件复杂性限制智能农机的发展

我国地域辽阔，南北差异较大，不同的地貌、地形、气候等自然条件形成复杂的农业生产区，山地、丘陵、高原、盆地占绝大部分，全国有约三分之一的农业人口和耕地处在山地高原地带，这些地区的农业生产条件相对较差，千差万别的地形地貌，对农机的运行造成不同程度的制约，每种地形的农业生产都要求农机的适用性，对农机的智能化发展造成巨大的困难，要走的路还很长。

3.2 农业配套基础设施建设落后

智能化农机只能解决农业生产中的部分问题，智慧农业需要有完善的农业基础配套设施，如农田的基础建设、灌溉设施、农田道路建设、配套电力设备等等，农田基础配套设施完善程度，直接决定智能化农机的作业水平发挥，如有的山区田地，农机无路上山，根本到不了田里，难以进行机械作业。还有的农田水利工程建设不完善，尚未解决水利工程最后一公里问题，智能灌溉系统也难以发挥其应有的作用，还有的农田无电力配套，一些传感器和监测设备无法工作，农业基础设施较差的问题影响智能化农机的应用。

3.3 农机农艺结合程度差

由于自然条件、经济发展水平、历史延续等等原因，形成各地的种植制度及栽培方式千差万别，不同地区的农作物种类繁多，在播种、耕作、收获、产后处理等方面的农艺要求差异很大，不同类别的农作物需要不同的农业机械，即使同类作物，品种不同及种植方式如套作、间作、混作、垄作、畦作等方式也有差别，要求农机的多样化才能适应，各地区的种植方式没有统一标准，随意性很大，对农机的适应性要求更加复杂，如何提高农艺的标准化水平，使农机农艺有机结合是智能化农机必须解决的问题。

3.4 土地相对分散不利于规模化管理

我国是人多地少的国家，户均耕地面积少，家庭联产承包将耕地分割成小片，耕地比较零散，难以规模化经营管理，而机械化耕作只有在大规模集约经营才能体现出高效率、低成本，才能发挥出最大的生产优势。从当前农机发展水平及作业效能上看，土地的分散性对农机推广和智能化应用产生了很大的制约，各地也在积极寻求解决这一矛盾的方法。

3.5 缺乏专业的农机人才

过去的农业生产一直处于较低水平，生产成本高，产出低，农民的收入不高，而农机在一次性投入较大，土地少的情况下，必然作业和维护成本都处于高位，在很大程度上影响农民购买农机的热情。加上近些年来，农村的青壮年都进城打工，很多在城镇成家立业，农村多为老人和儿童，农村劳动力处于青黄不接的情况，年龄较大的农民不愿接受新事物，专业的农机人才缺乏，很多地方是有机无人用，这种情况影响智能化农机的推广应用[4]。

4.1 加大政策支持力度

国家要在政策方面加大智能化农机的推广扶持力度，鼓励农机企业的研发、生产、创新，促进农机企业研发科技含量高、适用性强的智能化农机，满足农业生产的需要。另外加大农民购机的扶持力度，扩大农机新产品购置的补贴试点范围和补贴农机品类，对于先进技术含量高、产品质量好，深受农民欢迎的产品，加大补贴数量，促进农机应用和智慧农业的发展。

4.2 搭建统一的农机服务技术平台

由国家主导来搭建一个全国统一的农机服务技术平台，平台以农机服务、农机技术、农业技术、农机物联、农机作业等等内容组成，平台开放接口，农机研发生产企业可以通过端口接入平台，所有的智能化农机都可以作业终端接入平台，通过平台形成互联。平台建立完善的数据库，汇总不同地区的自然条件数据及各种适种作物的生长种植数据，农机作业时可实时获取平台的云数据，通过平台给出的最优方案进行作业，使用户在应用智能化农机作业时有良好的体验，真实反馈智能化农机的优点，提高购买热情。

4.3 完善推广服务体系

加强和完善农机推广和技术服务体系建设。由于我国农村人口居住相对分散以及过去农村道路建设不完善等多方面原因，一些农机销售企业的售后服务跟不上，导致农民的购机热情受挫，而如今村村通公路的不断完善，快递在全国可以做到村村通达，不存在运输上的障碍。农机部门要承担农机推广应用的组织协调、方案制定实施、工作部署的任务，联合农机企业共同建立和完善农机推广和应用服务体系，加大农机的宣传推广力度，完善农机的服务质量，使农民购机后使用有服务，安全有保障。

4.4 加大宣传力度推广智能化农机

一方面充分利用现代的传播媒介，如广播、电视、手机、互联网等形式，对智能化农机的发展态势、外国的应用情况、技术发展水平及智能化农机现实应用等进行大力宣传，让人们了解智慧农业，了解智能化农机。另一方面，定期举办线上线下的智能化农机培训观摩会，组织农机推广技术人员、专家，以及部分合作社负责人、家庭农场负责人、种植大户代表参与，通过视频讲解或者现场演示，使人们对智能化农机有切身体验，直观感受，深入到田间地头，实战作业，使参与者亲眼所见智能产品的优势与特点，增加使用欲望。

4.5 探寻土地连片集中的模式

土地分散性是制约智能化农机推广应用的重要因素，各地区也在积极探索如何在保障土地承包制度连续的情况下，实现土地集约化经营，有的地区正在发展农业合作社，为土地大规模耕作做出了积极探索。合作社成为土地的主体经营管理者，使用权的所有者仍然为农户，农户将土地以一定价格或入股转交给合作社经营，农户可于别的事，或者在合作社劳动获取工资报酬，既保证了农户利益，又实现了土地整合。合作社根据土地的整体情况及市场决定种什么，用什么机械作业，土地实现集约化规模经营，便于智能化农机作业，成本降低，高效优质，降低了市场风险，节能环保。

4.6 加强农机专业人才的培养

加强职业农民队伍建设，加大落实力度，吸引资本投入农业中来，切实让农民感受到农业市场大有可为，吸引农村及城市的青壮年投身到智慧农业发展中来，通过本地培训学习、引进大专院校农机专业优秀学生，培养智能化农机所需要的专业人才，壮大农机人才队伍，提高农机从业人员的专业技术水平，为智能化农机的推广应用发挥助力作用[5]。

智能化农机是智慧农业的重要组成部分，也是发展智慧农业的重要物质手段。受多种因素制约，我国智能化农机的发展及应用明显滞后于智慧农业发展的需要，同一些发达国家差距很大，因此正视智能化农机发展的不足，分析存在的问题，积极探索解决方案。学习发达国家的智能化农机先进技术，研发高效、节能、环保等智能化农机装备，实现农业机械作业的精确化与高效益，满足我国智慧农业发展的需求，具有十分重要的意义。

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