浅谈农业机械智能化及其中国农业现状分析

1. 械智能化的含义及意义

1.1 农业机械智能化的含义

首先智能化作为现代科技的主流趋势, 将其应用于农业领域。精确来说, 是指在动态环境下, 将农业技术与先进的电子信息技术相结合, 利用计算机系统将传感器接收到的信息进行逻辑运算、然后发出指令来控制农机精确完成各种动作, 从而实现农业生产和管理的智能化。

1.2 农业机械智能化的意义

装备微型计算机的农业机械有比普通农机更强大的功能, 属于高科技产品。优点如下:第一, 极大的提高了劳动生产率和农业资源的利用率, 降低了生产成本, 减少了化肥, 农药和石油的投入第二, 功能强大, 不仅可代替传统农机进行实际作业, 还能根据产量信息, 气候信息等对下一季度的生产进行预测, 对农业生产具有指导作用;第三, 智能型农机具有通用性, 即多功能性, 一台智能型农机可同时具备普通农机所具有的功能, 可以在各种环境下进行作业;第四, 安全性好, 可靠性高。由于智能型农机拥有中央处理器 (CPU) 及多种传感器, 可以随时监测环境信息, 因此只需人为地对这些数据进行分析处理, 避免了实际操作农机而伴随的危险性;第五, 环境保护, 随着农业化学药品所带来的危害性日益增加, 智能型农机的使用可以有效解决这一问题。

2. 国外发达国家智能型农机发展状况

简单、传统的农业机械存在着能源浪费、功能单一等问题。因此, 节能型农机的开发和使用显得十分必要。目前, 国外发达国家农业已基本实现机械化覆盖。截至当前, 美国农业已达到高度发达的农业机械化、智能化水平, 整体呈现规模化、集成化、专业化发展。平均每家农场拥有机械总值高达10万美元, 折合约70万人民币。澳大利亚以其传统的畜牧业为主, 现已完成对畜牧生产全过程的机械化, 农业机械呈现高智能化, 节能化, 高效化, 覆盖从草场的种植、收割、翻种, 到奶牛的养殖、挤奶, 全部由智能型农机及农业机器人完成。德国的农业现代化水平很高, 结合其发达的自动化技术, 将所有的播种机、除草机、喷水机、收割机等由一台电脑全程操纵。不仅提高了作物产量, 而且大大压缩了生产劳动环节, 现在从事农业生产的人员都需具备极高的科学素养和过硬的机械操作水准。

3. 智能型农机的应用实例

3.1 耕作机械智能化

美国Trimble公司所研发的Trimble HV401激光平地机, 应用农业激光平地系统对土地进行平整操作。与传统的平地机相比, 利用激光技术翻整过的农田翻整精度高达数倍。通过激光发射机发射光信号覆盖农田, 以覆盖过的田面为平面基准 (可倾斜) , 当接收器收到光信号后, 会向位于刮土铲上的控制箱传输信息, 并由控制箱发送指令控制液压系统, 完成对土地的高精度翻整。

3.2 收获农机智能化

与传统的自走半喂入式联合收割机不同, 现代谷物联合收割机采用圆弧状豪华驾驶室, 鹰眼型水晶真空灯, 加宽底盘, 使清选面积更大, 收割、脱粒效率更高。美国农场设备制造商卫西.弗格森将计算机系统应用与联合收割机上, 更是开创了收获型农机的新领域。利用中央处理单元 (CPU) , 在收割的同时记录田地间各区域的产量, 由此来制定不同季度的种植计划以及原料、肥料投入比率, 使生产效率大大提高。

3.3 灌溉机械智能化

位于中东地区的以色列不仅长年战乱且气候干旱, 水资源严重缺乏, 但依靠领先于世界的灌溉技术, 因此保证了农业的良好发展。由于用水困难, 节水农业是以色列发展农业的唯一路径。十几年前, 以色列首次将自动化技术应用于灌溉技术中, 由最初的一个简单的单片机发展到现在可同时进行灌溉、施肥、监测、报警的多功能自动灌溉系统。目前, 由Eldar-Shany公司生产的智能灌溉控制系统 (Elgal Agro) 是世界上最先进的农机控制系统, 可以应用于大型农场、果园、田园的灌溉, 且灌溉精确, 效率极高, 并同时拥有施肥及过滤器反冲洗等工作。另外, 澳大利亚Hardie Irrigation公司的一系列自动灌溉系统也十分具有代表性。

3.4 农业机器人的广泛使用

农业机械化是衡量一个国家农业现代化水平的重要标志, 而农业机器人技术则更能反映一个国家的农业科技创新水平。发达国家对农业机器人的研发起步较早, 投资较大, 因此, 水平也居于世界前列, 如澳大利亚的剪羊毛机器人, 荷兰的挤奶机器人, 法国的耕地和分拣机器人, 西班牙的采柑橘机器人等。但目前, 农业机器人还面临智能化水平不够完善, 不能满足生产需要, 开发难度大等问题。

4. 我国的农机发展前景

科学技术部《“智能农机装备”重点专项2017年度项目申报指南》中指出, 农业是国民经济的基础, 其根本出路在于机械化, 农业机械化是农业现代化的重要标志。智能农机装备代表中国农业先进生产力。当前, 我国农业现代化发展迅速, 农机装备供应与需求矛盾更加明显。因此, 加速农业技术创新, 转变发展方式, 优化产业升级成为当前中国农业发展的迫切需求。

摘要：本世纪初, 部分发达国家如美、英、日等, 已经做出了将高新技术应用于农业机械上的大胆尝试, 如美国首次将GPS应用于农业机械, 英国成功研制出一种激光拖拉机, 利用计算机系统进行精确定位, 土壤及湿度分析, 极大的提高了生产效率, 并节约成本约50%, 由此开启了农业机械智能化的先河。我国的农业领域也正在由机械化走向智能化。

关键词：农业机械,智能化,计算机系统,发展前景