浅谈农业机械节能减排的重要性及措施

2023-09-02唐明

云南农业 2023年5期

唐明

（1.文山市农业机械化技术推广站，云南文山 663000；2.云南农业大学机电工程学院，云南昆明 650201）

随着农业机械在农业生产活动中的使用日益频繁，伴随而来的能耗增加，废气、有害化学物质对农产品及环境的污染问题也日益凸显。文章通过对农业机械节能减排的重要性、土地“宜机化”改造、发展农机专业合作社、农机保养维护、农业机械编组、合理选择作业机型、提升农机手专业水平、养成良好的操作习惯、信息技术与传统农业融合几个方面的阐述，对农业机械节能减排有关技术及措施提出了建设性意见。

高效、绿色、低耗、优质、安全的农业机械化生产是实现农业现代化和乡村振兴的重要途径。随着我国农业机械化发展进程的加快，农机保有量和农机总动力日益增加，农业机械化生产能耗和碳氢化合物、氮氧化物、颗粒物的排放量也日趋增加。降低农业机械化生产能耗，减少污染物排放已成为农业现代化发展必须考虑的问题。

一、农业机械节能减排的重要性

目前我国粮食主产区及主要粮食作物机械化生产过程中广泛使用的动力机械是柴油机，其在作业过程中对环境的影响较大，排出的CO2、CO、NO、NO2、SO2、碳氢化合物和碳烟等飘散到空气中，在一定温度、水分、光照条件下产生化学反应，对农作物和人畜眼睛、呼吸系统、皮肤等会造成不同程度的危害。

（一）实现生态宜居

生态宜居是乡村振兴战略的目标之一，到2035年乡村振兴要取得决定性进展，必须基本实现农业农村现代化。农业机械的广泛使用必然会产生环境问题，而生态宜居和农业农村现代化之间重要的联系桥梁就是农机节能减排，在农业生产高效便捷的同时，也要兼顾到环境保护，实现高效、低耗、优质、安全、绿色的农业机械使用目标。

（二）实现绿色节能发展

实现农业机械节能减排，减少环境保护压力，发展绿色低碳农业可以有效助力国家“碳达峰”“碳中和”的可持续发展战略目标，促进绿色低碳循环经济的发展，实现技术效果、经济效果相统一。

二、农业机械节能减排的措施

（一）推进土地“宜机化”改造

土地的集中连片、适宜农机耕作的坡度等条件，是机械化作业的前提，也是节能减排、提高生产率的基础，在进行土地整治及区划时，应尽可能使工作区域长度超过800 m，以便提高设备工作行程率。集中连片土地更适合大中型机械作业，有效降低单位土地面积能源消耗，降低用工成本，提高生产效率。在丘陵山区进行土地“宜机化”改造，建设高标准农田和机耕道路，加快土地流转、土地确权和农村集体经济成员身份认定，确定农户股权利益，打消农户顾虑，从而推进土地流转和“宜机化”改造[1]。

（二）发展第三方经营主体

目前，我国农业机械化率和农机总动力虽然在稳步增长，但机械化水平却不高。主要原因之一就是动力机械利用率低，动力机械与作业机械配套比不高。通过发展农机专业合作社等第三方经营主体，让农机大户带机入社，实现区域范围内农业机械的整合，优化动力机械和作业机械配套比，降低作业成本，提高资源利用率。2021年，我国农机作业服务组织达到19.34万个，其中农机专业合作社7.6万个，农机作业服务组织成为农业生产服务的主力军。

（三）加强农机保养维护

以柴油拖拉机为例，新机要磨合后方能使用，未经磨合就全负荷工作会破坏润滑油膜，形成半干摩擦，产生拉伤、划痕。良好的磨合可以使摩擦零件接触表面加工痕迹磨光和配合形状密合，以便保持良好润滑和降低摩擦系数，延长机械使用寿命，磨合中不要急加速、急减速，拖拉机进行良好磨合后，发动机有效功率可比工厂标定值提高1%～8%，燃油和机油消耗率会相应降低。不定期检查轮胎气压，胎压过低容易增加轮胎滚动阻力，使油耗增加；按照保养规程定时清洗和更换空气滤清器、柴油滤清器、机油滤清器；及时更换发动机、传动箱、操纵机构等总成的润滑油；尽量避免发动机长时间怠速空转，如机组停车时间长，要熄火；气温较低启动作业时，需进行发动机预热，当水温达到40 ℃时拖拉机才能起步，60 ℃时才能负荷作业，正常工作时保持水温在75～90 ℃[2]。

（四）对农业机械进行科学编组

合理的编组可以使动力机械和作业机械在最佳运用工况下作业，有效降低油耗、减少机械磨损，延长设备使用寿命，提高生产效率。悬挂式机组宽幅多数是定值，编组主要在于确定作业速度。牵引式机组除选择速度外，还可调整作业机械台数、工作部件组数，确保合理的作业宽幅和速度。编组尽量选用复试作业，一次性完成播种、施肥、覆膜等多道工序，要避免出现“大马拉小车”或“小马拉大车”的不合理现象，使其效率达到农业生产技术要求与经济效果相统一。

（五）因地制宜，合理选择作业机型

在平原且地块大、连片地区宜选用大中型机械作业，而在丘陵且地块小、分散地区宜选用微型机械，以便最大限度降低单位面积机械能源消耗。在小地块且分散的条件下，运用小型机械或悬挂机组，可以减小转弯半径，减少机械磨损，减少地块转移时间，提高机组工作行程率。在技术条件允许范围内，结合当地生产实际，联合机械设备生产厂商和农机管理部门，对喷油器进行油量调节，以便更符合本地区的作业实际，在不影响动力的前提下提高燃油燃烧效率[3]。

（六）加快新机具研发及推广普及力度

要加强大中型、智能化、复合型农机的研发运用，推进农作物耕、种、管、收、运、贮等环节的新型农机装备的研发[4]。政府通过税收优惠、研发补助等方式鼓励企业研发制造适合现代化农业发展的新机具、新生产体系。探索种养结合、多流程融合的农机装备生产研发，推动绿色环保农机的发展运用。

（七）提升农机手的专业水平

农机手的操作专业水平对能耗、设备使用寿命都有重要的影响。加强农机手培训培育，提升其操作水平和农机保养维护技能。农机推广培训机构应利用下乡开展农机化教育培训或新机具推广示范现场会等契机，联合农机生产、销售厂商组织农机专业合作社和农机手进行农机操作技能、节能、保养、维护等知识培训。在农机保有量相对较大的片区培养一批懂技术、爱学习、有责任心的农机技术人员，以便必要时提供简易、便捷的维护保养服务和技术指导[5]。

（八）养成良好的操作习惯

以轮式拖拉机为例，因其附着性能相比履带式拖拉机较差，在低速挡时牵引效率比较低，所以在较高速档满负荷或者接近额定负荷的工况作业时生产效率较高、经济性较好，拖拉机是否处于正常负荷可以根据排气管是否冒黑烟、水温是否过高、发动机是否过热、速度是否显著降低等方法直观判定，短时间的超负荷属于正常现象。另外，要尽量避免发动机低温工作或怠速空转，以免造成柴油燃烧后产生的硫化物和水蒸气凝结成的水发生化学反应形成硫酸和亚硫酸对气缸造成腐蚀，从而造成燃烧效果差，增加油耗。

（九）加快信息技术与传统农业融合

近年来，随着科学技术的发展，现代信息技术在各行各业都广泛应用，日趋成熟。农业信息技术在农业生产、经营、管理服务等各领域都发挥出了巨大作用。推进农业机器人、精准作业技术装备、农业大数据、北斗卫星定位导航、无人驾驶、远程控制技术、现代化农业设施等各项先进技术在农业生产中的运用，提高了土地产出率、劳动生产率、农业资源利用率和生产经营管理水平。例如旋耕机耕地过程中，受驾驶员技术或为了确保质量，机组作业会有部分重作，机组作业的实际幅宽要小于结构幅宽，而通过卫星导航定位自动驾驶技术，可以有效提高幅宽利用率及机组生产率。无人机植保、设施农业、水肥一体化智能灌溉系统等先进农业信息化技术的发展，为精细农业发展提供了坚实的技术支持，打破了传统农业发展上限，促进了节能减排和绿色农业发展。