现代农业中的农机自动化应用现状与发展趋势
本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第11期，目次31
摘要：机械自动化农业技术在提高农业生产效率、降低劳动强度和实现可持续发展等方面具有重要意义。该文对机械自动化农业技术在现代农业中的应用和发展趋势进行了分析，主要包括自动化播种、灌溉、施肥、收获、加工与分拣等技术。同时，探讨了农业物联网、智能农机具、无人机技术、农业大数据和人工智能技术在农业自动化中的应用。最后，通过分析欧洲和中国的实例案例，阐述了机械自动化农业技术在现代农业发展中的实践与挑战。
关键词：机械自动化；农业技术；现代农业；实例分析
1.机械自动化农业技术在现代农业中的应用
1.1 自动化播种技术
现代农业发展过程中自动播种系统已成为提升种植效率与作物产量的关键技术。该系统通过整合先进机械装备，精密控制技术及智能监测系统达到种子准确播放与土壤深度一致。具体地说，其利用高效播种机械并结合实时数据监控保证每粒种子能够在最合适的地点及条件下成长，大大改善播种均一性及农作物生长环境，进而有效提高农作物产出。
1.2 自动化灌溉技术
智能灌溉系统采用了最前沿的自动化技术，包括环境传感器、自动控制器和精确的水源分配装置，以实现农田水分的精确管理。本实用新型通过对土壤湿度及气候变化进行实时监控，并对灌溉量及灌溉频率进行自动调节，既能保证农作物生长对水分的需求，同时也能避免水资源浪费。该系统的使用既提高灌溉效率又推动可持续农业发展，保证农作物在多种气候条件下能达到最佳生长环境。
1.3 自动化施肥技术
精准施肥技术是将高智能化施肥装备与土壤分析仪器整合在一起，从而达到精准补给作物营养目的。该技术凭借强大数据分析能力，针对土壤养分状况及作物生长需求对肥料种类，数量及施用时间进行精准调控。这样不但显著提高肥料利用效率、降低环境污染，而且还有利于作物健康生长和农业增产。
1.4 自动化收获技术
高效收获机械，代表着农业收获阶段自动化技术的一大发展。这些机械能适应多种作物及地形条件并通过综合传感器及智能控制系统达到快速、准确收获作物。该收获机械具有高效性，既能明显减轻劳动强度，又能提高采收速度与品质，保证农作物在最佳时间内采收，最大限度保留农产品新鲜与营养价值。
1.5 自动化加工与分拣技术
农产品自动化加工分拣技术利用高端机械设备及智能化管理系统对农产品进行清洗、分级、包装等全流程自动化处理。这些技术可按农产品尺寸，质量及品质迅速准确地分类包装，明显提高加工效率及产品质量。另外，自动化的加工和分拣技术可以有效地降低人工成本和减少人为错误的发生，给农产品带来一个更卫生和更有效的环境，从而达到市场对于农产品品质与安全性高标准的要求。
2.1 自动驾驶拖拉机的技术进步
随着先进传感器与控制系统的日臻完善，自动驾驶拖拉机对提高农业机械化的精度与效率起到了越来越大的促进作用。这些拖拉机集高精度GPS定位系统与自动导航技术于一体，可实现田间独立驾驶，缩小重叠作业区域并提高作业精度。研究发现，使用自动驾驶技术的拖拉机能够将作业精度提升到2厘米以内，大大减少了种植行间的偏差，从而提高了作物的密度和产量。
2.2 物联网技术与自动驾驶拖拉机的融合
农业物联网的不断发展，使自动驾驶拖拉机在农田管理中表现更智能。拖拉机可以通过安装多种传感器，例如土壤湿度传感器和气候监测设备等，收集大量的农田数据并进行实时传输。拖拉机与自动化控制系统相结合，可利用该数据对播种深度、灌溉量、施肥比例等作业参数进行精准调整，从而达到高效可持续农业生产的目的。
2.3 智能农机与无人机技术的集成应用
自动驾驶拖拉机和无人机技术相结合正在将农业自动化推向一个更高的阶段。无人机可实现大面积作物生长监测及病虫害侦测等功能，自动驾驶拖拉机可依据无人机所提供数据进行准确地面操作。这种空中和地面相互配合使农业管理更精细化，比如根据无人机回馈的农作物生长情况，通过自动驾驶拖拉机有针对性地施肥或者喷药等，极大提高资源利用效率以及农作物产量。
2.4 人工智能在自动驾驶拖拉机中的应用和发展
人工智能技术应用使自动驾驶拖拉机实现自我学习与决策成为可能，进一步提升了农业作业智能化程度。利用深度学习算法可以使拖拉机对不同的作物及杂草进行识别，并自动调整作业策略，使其对目前农田条件的适应性最强。另外,AI技术可以基于历史数据对农作物生长趋势及潜在风险进行预测，从而为农业生产提供更多科学决策支持。
2.5 自动驾驶拖拉机与生态可持续农业的结合
自动驾驶拖拉机智能化作业在提升农业生产效率的同时，推动生态可持续农业发展。自动驾驶拖拉机通过精准作业可以有效降低化肥、农药用量，缓解环境效应。同时精准农业技术也有利于土壤结构与水资源以及生物多样性保护。
3.1 欧洲智能农机具的发展趋势
欧洲智能农机具研发与应用呈高度创新与可持续性发展趋势。就拿德国克拉斯公司“Direktor 600”型自动驾驶拖拉机为例，它不但利用高精度卫星导航系统进行自动耕作，并通过整合先进传感器与人工智能技术实现了土壤分析与作物生长监测、耕作深度与速度自动调节、作物生长环境优化等一系列功能。这一智能化应用在提升农业生产效率与准确性的同时，也显著减少化学肥料与农药使用量，促进农业可持续发展。
3.2 中国农业自动化技术的实践与挑战
中国农业自动化实践显示出技术创新和应用普及活跃态势。以哈尔滨工业大学开发的无人驾驶拖拉机为例，该项技术采用北斗导航系统进行精准定位与自动导航，显著提高耕作与播种精度与效率。另外，中国还在智能灌溉、精准施肥、自动采摘领域取得显著成效，以技术创新提升农业生产自动化水平与资源利用效率。但中国农业自动化发展面临着技术研发与创新能力提高，农业自动化人才培养，农业政策与市场环境改善等系列挑战。为迎接上述挑战，中国正在加大对农业科技创新投入力度，促进产学研用结合，并同时强化政策扶持与市场引导等措施，以期推动农业自动化技术进一步发展与广泛应用。
对欧洲与中国农业自动化技术运用与发展的具体案例进行分析，发现二者在促进农业现代化进程中各有偏重，都表现出以技术创新促进农业生产效率与可持续性。也体现了世界农业自动化技术的普及既要不断地进行技术创新与完善，又要应对与之相伴而生的社会，经济与教育问题。
4.结语
机械自动化农业技术在提高农业生产效率、实现可持续发展等方面具有重要意义。然而，在推广和应用过程中仍然存在诸多挑战，如技术研发投入不足、人才短缺、政策支持不够等。未来，需要加强机械自动化农业技术的研发和应用，培养相关人才，加大政策扶持力度，以推动农业现代化进程的不断前进。
参考文献：
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[3]邓文刚,陈慧敏,高刚毅. 农业机械自动化在现代农业中的应用与发展趋势[J]. 南方农机,2020,51(3):239+252.
作者单位：雁江区堪嘉镇农业综合服务中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.35.031
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