现代农业机械智能化技术应用前景

程登武

（兰州资源环境职业技术大学，甘肃 兰州 730021）

在现代农业产业建设与发展中，机械化发展程度在不断提升，农业生产效率也在进一步提高。据统计，我国在2020年农业机械总动力为10.3亿千瓦，2021年农业机械总动力增量在0.4亿千瓦以上。在智能化技术全面提升的总体框架中，应用智能化技术是我国农业产业发展的一条重要路径。现阶段，在现代农业生产发展中对作业标准化以及规模化的要求也在逐步提升[1]。要注重发挥现代化、智能化农业机械的应用价值，以此来推动农业产业体系的整体智能化发展步伐。

1 农业机械化发展目标明确，智能化技术的应用价值凸显

随着《“十四五”全国农业机械化发展规划》和《2021—2023年农机购置补贴实施指导意见》的颁布，我国智能化技术得到了快速发展。随着现代智能化技术体系的不断发展完善，社会各产业体系智能化水平也在不断提升，在建设智慧型社会之时，也为智能农业奠定了良好基础。农业在我国社会主义现代化建设中占据重要位置，全面推动农业产业智慧化建设对加速社会主义现代化建设具有重要意义，是构建智慧化农业经济体系的有效基础[2]。在智慧化农业发展中，应用农业机械智能化技术是必然发展过程，对加速农业产业化发展具有重要意义。

应用农业机械智能化技术生产价值较高。农业发展中的机械化能替代人力劳动，逐步成为农业的主要生产方式。应用农业机械智能化技术，有助于全面提升农业生产效率，保障农业生产作业活动规范化、标准化开展，推动现代化农业产业稳定发展。

应用农业机械智能化技术经济价值较高。农业经济发展的重要影响要素是产量。在传统农业生产中，人力操作以及农业机械应用作业会受到个人专业要素影响，导致农作物产量受到影响。当前规范化应用农业机械智能化技术，有助于保障农业生产活动高效进行，便于管理人员对农业机械运行状态实时监管；有助于降低农业机械故障发生的概率，合理控制农业机械维修成本，全面提升农业经济效益[3]。

应用农业机械智能化技术，有助于解放劳动力。过去传统的农业生产作业中会涉及诸多人力资源成本投入，限制了人力资源的流动。应用农业机械智能化技术，有助于调节人力资源应用需求。采取农业机械自动化生产与智能化作业，可以全面解放农村地区劳动力，实现人力资源有序流动，以此来创造更高的经济效益。

2 农业机械市场总额大，细分种类多，智能化是发展方向

由于农业机械市场前景广阔，目前工程机械企业跨界农业机械的越来越多。农业机械智能化技术发展可以划分为以下几类：其一为日常各类简单的农具、装置自动化。此类机械智能化与自动化程度相对较低，其技术革新主要是基于现有的农业机械设计，集中增强各类农具、装置应用功能，以此来提升机械作业效率与精度值，降低相关人员工作负担与压力，对各类生产成本与资源进行集中管控。其二为制造简单的无人自动化装置，此类自动化装置操作便捷，能应用在危险系数较大、重复性工作中。其三为农业生产智能控制设施，例如自动机器人进行农田劳作，此类装置主要涉及传感技术、信息处理技术与微机技术[4]。使用遥感、激光等技术的机械，能在各类生产环境中运用，以此来解放诸多人力，提升农业机械生产效率。

智能化农业机械全面发展与国家、农村地区经济发展条件有紧密联系。当前在诸多经济相对发达地区，普遍存在劳动力较少的情况。西方发达国家结合当地农业发展现状，全方位配置各类智能化装备，对机械农业、精准农业专注度较高。诸多农业机械向大型化、高效化、智能化、电液控制化方向发展，各项操作在逐步简化，多项功能集成化突出，可以用在各类工作环境中，整体工作效率较高，如植保机械、作物收获机械等[5-6]。在农业机械行业中不断推进智能化制造，全面加速农业生产全过程机械化发展，基于智能化改造实施，有助于加速农业机械智能工厂建设，实现农业机械转型升级。

新能源技术、多种能源资源开发对农业机械节能发展以及大范围推广清洁智能农业机械有重要指导引领作用。扩大各类废弃物资源应用，比如沼气、酒精等，能提供诸多农业机械燃料。运用生物能、太阳能等来烘干谷物，或是用于牲畜养殖的温室取暖。通过风力发电提升农田灌溉作业成效，改善农业生态环境，合理利用各类农业资源。积极探索农业机器人技术在今后农业发展中的模式。由于近年来全球气候变暖，运用机器人技术能加速农业发展变革，适应各类极端天气下的农业生产活动。

3 从农业机械生产大国到生产强国，智能化是必由之路

3.1 导航技术实践

在农业机械中合理运用北斗、GPS等导航技术至关重要，此类技术实际操作相对便捷，运用成本偏低，实践精确度较高，能在目前农业生产中大范围运用。通过在各类农业机械中装配北斗、GPS等应用模块，便于组建自动化导航系统，全面实现自动化生产作业。还能与互联网有效对接，分析处理农作物收割区域各类作物产量、生长质量等，为后续农业耕作活动的开展奠定基础。比如运用北斗、GPS等技术能开发无人驾驶拖拉机，从农机具仓库到农场中能实现全面无人驾驶。基于北斗、GPS等导航技术能实现精准定位，定位精确度较高。在农药喷施、种植播种、农业灌溉中，小型无人机、各类飞行器等植保机械通过运用北斗、GPS等导航技术发挥价值。在导航系统中提前设定飞行高度、飞行速度、飞行路线等，能实现大面积作业生产。在农药喷施中，应用植保飞行器有助于控制30%~50%药物应用量，还能有效降低农药实际飘移情况，强化各类药液雾滴穿透性，集中防控蚜虫、小麦锈病等[7]。

3.2 新能源技术有效应用

在农业机械中融入新能源具有重要作用，主要是发挥太阳能、风能等的应用价值。当前现代化农业机械主要被应用在农业生产病虫害防治、灌溉、种植、养殖等领域，要重点发挥新能源技术的运用价值。比如合理运用清洁环保的太阳能技术，有助于提升农业生产发展效益，合理管控农业污染情况。要注重建立温室大棚，为蔬菜、花木、禽畜养殖区域提供充足的电能与热量。要重点发挥太阳能诱虫灯等设备的应用价值，集中解决农业现代化生产中农药、化肥大量残留情况。现阶段要注重发挥太阳能光电水泵、风力发电系统运用价值，做好滴灌、微滴灌、农田给水作业。在农业机械驾驶室内发挥太阳能半导体制冷器运用价值。通过整合太阳能真空平板、集热器的作用，将太阳能有效转化为电能，便于为各类农业机械运行提供能量。比如为驾驶室内空调系统输送能量，使诸多技术人员在夏日高温状态下也能随时高效化操作，在满足节能环保发展目标的基础上控制农业机械应用成本[8]。

3.3 农业机器人技术实践

要注重合理运用信息交换以及通信应用技术，发挥智能分析、图像识别、柔性作业以及自动化控制的作用。在农业机器人运用中要注重发挥智能化识别、跟踪定位以及监控管理等功能，使其有效服务于农业生产管理。比如应用天气监视器、高光谱热成像相机、脉冲激光扫描传感器，及时获取各类农作物茎叶生长直径、叶片面积、土壤含水率、温度等信息，在存储之后及时传输到管理人员计算机中。之后再及时构建对应植物的3D计算机模型，精确化预判各类作物生长发育以及实际产量[9]。

3.4 电子智能化技术应用

在农业机械中融入电子智能化技术有助于农业生产精细化、精准化发展。现阶段诸多发达国家如美国、日本已将各类尖端智能化技术融入农业机械中，搭配电子信息技术运用，研发出诸多智能化采摘、灌溉、耕作、收获以及放牧等机械。例如以色列研发出多功能自动灌溉系统，此系统汇聚了灌溉、施肥、报警、监测等功能。通过融入相对先进的智能化控制技术，全面提升灌溉活动整体精度与应用效率，实现农场、果园、田园等大范围智能化灌溉。有的国家在联合收割机、拖拉机等设备的驾驶室内装入了电子监视仪器。智能化信息展示终端能有效取代原本单一化的显示模式，主要用于改善原有的人机交互界面。当前在新型电动小型拖拉机应用中，通过发挥高效且节能的电子热泵应用价值，将其与驾驶人员智能手机对接，有助于实现空调设备远程调控，提前加热、冷却驾驶室内部温度，再远程监控其充电、应用状态[10]。

3.5 自动化控制技术应用

在发达国家农业机械中自动化控制技术运用范围较广，当前开始偏向于网络化以及智能化方向发展。比如韩国在农机设备内部装配电子监视与控制系统，在各类农业机械驾驶室装配智能化显示屏，这样能实时监控各类作物。在农作物监控以及自动化管控中，为保障温度、水肥、光照强度等适应各类作物生长需求，需要应用传感器判定土壤环境、光照、温度等环境参数，将测量数据传输到计算机中，通过多重分析、处理以及修正，再反馈到调节应用装置，能实现自动化调节。在激光平地机应用中，激光发射器发射出的光信号能有效覆盖农田平面，将此平面设定为基准平面。当接收器获取到光信号之后，能及时向控制箱传递相关信息，发送对应指令到控制液压系统中，使刮土铲能有效运行，实现高精度翻整作业[11]。

3.6 计算机视觉技术实践

在农业机械中运用计算机视觉技术，发挥摄像机、微机等设备的功能，模拟人的视觉功能，对农业目标展开有效跟踪、测量、识别，全面规避周围环境存有的各类障碍物，合理判断运行线路。应用计算机视觉技术，能在多样化的田间生产中获取周边环境信息。精准识别各类农作物所处位置以及生长方向，合理规划农机运行跟踪线路，对各类农产品实施分级以及品质鉴定。通过计算机视觉技术进行无损检测，无需接触需测定的农产品便能从表面图像中获取相关信息，从而对农产品展开质量评估与分级。当前计算机视觉技术应用范围在不断扩大，逐步覆盖到植物保护、植物施肥、田间管理、苗木嫁接等领域[12]。

4 结语

综上所述，当前农业的发展方向为智慧农业与生物机器人。将各项智能化技术融入现代农业机械中，有助于控制农业污染问题，对全面提升农业生产效益具有里程碑式的意义。应用智能化技术有助于节约人力资源，提升农业机械化发展水平。在农业机械智能化技术运用中，要注重对农业生产现状以及农业机械应用需求进行判定，选取高效的智能化技术体系，提升农业生产经济效益，加速我国农业产业发展，再通过多项政策扶持，助推农业机械自动化与智能化的全面发展。