农机装备在农业生产中的应用与作业效率提升

李亚强

(兰州职业技术学院,兰州 730070)

0 引言

农业现代化是当前全球农业发展的重要趋势,机械化作业作为其中的重要组成部分,已经在全球范围内得到广泛应用。相比于传统的人工劳动,机械化作业具有高效、质量好、节约人力、减少劳动强度等显著优点,能够有效提高农业生产力和农民收益[1-3]。随着科技的不断进步,农机装备的功能不断得到拓展和升级,可以适用于不同的农业环境和作物,如水稻、小麦、玉米等。

农机装备在机械化作业中的应用和作业效率提升,对于推动农业现代化、提高粮食产量和质量、降低生产成本和劳动强度具有重要的现实意义和广阔的发展前景[4-5]。本文从不同种类农机装备的应用和作业效率提升等方面进行探讨,为推进农业现代化提供参考和借鉴。

1 农机装备在机械化种植中的应用

农机装备是指在农业生产中使用的各种机械设备,包括拖拉机、播种机、喷雾机、收割机等。在机械化作业中,农机装备作为重要组成部分,可以实现对种植作业全过程的自动化和机械化,从而提高作业效率和质量,减少人力劳动和降低生产成本。

1.1 播种机

播种机用于实现种子精准、快速播种。播种机通常由播种部分、开沟部分、施肥部分和传动部分等组成(图1)[6]。播种机的作业过程通常分为喂种、分配、播种和覆土四个步骤[7],通过控制器调整播种机的工作深度、行距和种子密度等参数,以实现不同作物的播种需求。

图1 精量播种机基本结构

播种机的应用可以大幅度提高种植作业的效率和质量。与手工播种相比,播种机可以实现精准的种子定位和密度控制,减少了种子浪费和播种不一致性。此外,播种机的作业速度也更快,可以减少作业时间和人工成本。在大规模种植中,播种机的应用可以大幅度提高种植作业的效率和生产力。

1.2 喷雾机

喷雾机用于农田的农药喷洒、病虫害的防治和农作物的施肥等作业。喷雾机通常由液体箱、泵、喷枪等部分组成,操作人员可以通过控制器控制泵的压力和流量,调节喷雾的范围和喷雾量。

与传统的手工喷洒相比,喷雾机具有高效、精确、节约用药等优点。喷雾机可以在较短的时间内对大面积农田进行喷洒,保证了喷洒的均匀性和效果[8];操作者可以根据作物需求和环境因素,对药剂浓度、喷洒范围、喷洒方式等进行调整,提高了作业精确度和效率。此外,由于喷雾机可以减少药剂的使用量,降低了农药成本和对环境的影响,实现了绿色、环保的农业生产方式。

尽管喷雾机具有高效、精确的特点,但其操作需要一定的技术和安全意识。操作人员需要掌握喷雾机的使用方法和注意事项,避免对环境和人身造成危害。因此,在使用喷雾机时需要注意安全、合理使用药剂、防止污染等问题,以保证农业生产的安全和可持续性。

1.3 收获机

收获机用于农作物收割,包括小麦、大豆、玉米、棉花等。收获机通常由割台、输送装置、清选装置等部分组成(图2),收获机工作过程中,割台部分使用旋转刀片或刀轴来割断植株的地上部分,然后输送装置将这些割下的植株输送到机内,通过清选装置对植株进行清理、分离和分类,去除杂质和不需要的部分,最终获得纯净谷物。收获机的作业效率较高,操作相对简单,可以节约大量的人力和时间成本。同时,由于收获机的操作精度高,可以避免人工收割中因操作不当而造成的损失和浪费,提高了作物的收获率和品质。

1.割台;2.输送装置;3.卸粮器;4.脱粒装置;5.清选装置图2 全喂入式谷物联合收获机

2 农机装备对作业效率的影响

2.1 提升作业速度

在传统的手工作业中,由于人工劳动的限制,作业速度较慢,无法满足大规模种植的需求。而农机装备的应用可以实现对种植作业的自动化和机械化,大幅度提高作业速度,提高生产效率。表1为常见农机装备在种植作业中的速度数据,可以看到,使用农机装备进行种植作业,作业速度可以达到手工作业的几倍甚至十倍以上,可以大幅度提高作业效率和生产能力。同时,农机装备的应用还可以降低作业成本、减少劳动力需求、改善作业质量和安全等方面带来诸多优势,这也是农机装备在现代农业中得到广泛应用的重要原因之一。

表1 农机装备在种植作业中作业效率统计 单位:hm2/h

2.2 提高作业质量

农机装备的应用可以大幅度提高作业质量和稳定性。通过对播种、施肥、喷药等作业过程进行自动化控制和监测,可以减少误操作和漏施现象,从而提高作业质量和稳定性。同时,由于农机装备的操作精度和稳定性较高,可以有效减少作物的损失和浪费,提高作物的收获率和品质。

2.3 减少劳动力成本

在传统的手工作业中,由于需要大量的人工劳动,劳动力成本较高,限制了农业生产的发展。而农机装备的应用可以大幅度减少人工劳动的需求,从而降低生产成本,提高生产效益。例如,在使用播种机进行种植作业时,只需要一名操作员就可以完成大规模的种植作业,可以大幅度降低人工成本。

2.4 提高生产规模

农机装备的应用可以大幅度提高农业生产的规模和效益。通过机械化种植,可以实现对大规模农业生产的需求,提高生产效率和产量。同时,由于农机装备可以减少人力劳动和提高作业效率,可以降低生产成本,提高生产效益,从而促进农业产业的发展。

3 农机装备在机械化种植中的发展趋势

随着农业现代化进程的不断推进,农机装备在机械化种植中的应用也在不断发展。主要发展方向与内容包括以下几个方面。

3.1 智能化和自动化

随着人工智能、机器学习等技术的不断发展,农机装备将逐渐实现智能化和自动化。通过对作业过程进行实时监测和控制,可以提高作业精度和效率,降低作业成本和风险。例如,目前已经出现了具有自动导航和自动控制功能的农用无人机和播种机等设备,可以实现对作业过程的自动化控制。

3.2 精准化和可持续化

精准化和可持续化成为了农机装备发展的重要方向。通过对土壤、气候、作物等因素进行精准监测和分析,可以实现对种植作业的精准控制和管理,从而提高作业效率和品质。同时,农机装备的可持续化发展也得到了越来越多的重视,例如使用太阳能、风能等可再生能源驱动农机装备,可以实现对环境的友好保护和可持续发展。

3.3 多功能化和定制化

为了适应不同农业生产的需求,农机装备也将逐渐实现多功能化和定制化。对于不同作物的种植作业,需要使用不同类型和规格的农机装备;同时,针对不同的农业生产需求,也需要具有不同的功能和性能的农机装备。因此,农机装备的多功能化和定制化将成为其未来的发展趋势。

3.4 网络化和数字化

随着物联网、云计算在农业机械生产中的不断发展与应用,农机装备将逐渐实现网络化和数字化。通过与云平台、物联网等技术进行连接,可以实现对农机装备的远程监测和控制,从而提高农机装备的管理和维护效率。同时,也可以实现对种植作业过程的数字化记录和分析,为农业生产提供更多的数据支持和决策参考。

3.5 绿色环保

1)采用先进的农业机械植保技术与无人驾驶飞机,在不打乱植物种植行距和垄距的基础上,实现大面积的农药喷洒,减少农药使用量,降低对环境的污染。

2)在机械化种植中采用环保型肥料,如有机肥、生物肥等,这些肥料能够提高土壤肥力,促进作物生长,不会造成土壤污染和地下水污染。

3)农业废弃物的资源化利用。在机械化种植过程中,会产生大量的农业废弃物,如秸秆、果蔬皮等,废弃物可以经过处理后,转化为有机肥或生物质能源,实现废弃物的资源化利用,降低环境污染。

4 结论

随着农业现代化进程的不断推进,农机装备在机械化种植中的应用也在不断发展。本文从农机装备在机械化种植中的应用和作业效率提升研究出发,总结了农机装备在机械化种植中的应用现状、作业效率提升研究和未来发展趋势。

从应用现状来看,目前农机装备在机械化种植中已经广泛应用,可以实现种植、收割、翻耕、施肥等多种农业作业。从作业效率提升研究来看,农机装备的应用可以提高作业效率、降低作业成本、减少劳动力需求、改善作业质量和安全等方面带来诸多优势。

未来发展趋势方面,农机装备将逐渐实现智能化和自动化、精准化和可持续化、多功能化和定制化、网络化和数字化等方面的发展。这些趋势将进一步提高农机装备的作业效率和品质,为农业现代化进程提供更加坚实的支持。