田间农作物机械化研究进展

　　摘要:通过分析国内外田间农作物机械研究现状，总结了目前田间机械的现状和遇到的问题，并提出了发展方向。田间农作物机械是现代农业的基础装备，对提高农业劳动生产率、实现资源有效利用、增加农产品供给、保证农业稳步发展起到了至关重要的作用。国内外研究学者在农业种植机械化、植保机械化、收获机械化、包装机械化等方面做出了很多的研究。基于此，论述了国内外田间农作物机械化的现状、取得的成就和存在的不足，介绍了我国田间农作物机械化在农业的种植、植保、收获、包装方面的研发与应用现状，阐述了田间农作物机械化的自动化及智能化水平，分析了田间机械化发展的策略、当前推广田间机械自动化过程中存在的关键性问题，探讨了我国田间机械研发思路和今后现代农业装备的发展趋势，并对推广田间农作物机械化提出了建议，以期为我国田间农作物机械行业的发展提供一定的参考。

　　关键词:田间农作物;机械化;自动化;智能化

　　0引言

　　农业是国民经济重要的一部分，是大多数人口的谋生手段。作为农业大国，我国农业的发展对经济发展起着至关重要的作用［1］。田间作物机械化是农业发展的一次重大创举，对提升农业劳动生产率、实现资源有效利用、增大农产品的供给、确保农业健康发展起到了举足轻重的作用。世界上大多数发达，已经拥有较为完善的田间作物机械化体系，对高效利用农业资源、实现农业平稳发展起到了重要作用［2］。在信息化智能化的今天，万物互联的时代已经到来，我国田间机械化虽然取得了显著的发展，但由于受起步晚、发展缓慢、工作内容复杂等因素的影响，农业机械化发展水平并不乐观。随着农业智能化、信息化的推进，农业面临新的发展机遇和挑战，存在田间机械化发展不均衡等问题。为此，笔者对当前田间机械化的现状和发展方向进行了综述，旨为田间作物的现代化机械研究和发展提供技术思路。

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　　1田间农作物机械的概念与分类

　　1．1田间农作物机械的概念

　　田间农作物机械是指应用于大田农作物耕作、种植、管理、收获及采后作物处理的可部分或全部替代人工操作的作业机械。

　　1．2田间农作物机械的分类

　　广义上来分，田间农作物机械包括农作物种植前处理机械、农作物种植生长全过程处理机械、农作物采收及采后处理机械;狭义上来分，田间农作物机械包括耕作机械、种植和施肥机械、植物保护机械、农田排灌机械、作物收获机械及采后处理机械［3］。

　　2国内外研发与应用现状

　　2．1国外研发与应用现状

　　尼泊尔［4－5］是一个内陆山区小国，生态、文化和农业多种多样。农业是尼泊尔经济增长、减贫和环境可持续性的重要来源，是国民经济的中流砥柱，为GDP贡献了三分之一，并为三分之二以上的人口提供了生计(财政部，2013年)。过去20年来，其贫困率一直在下降，但仍然很高，其四分之一的人(25．1%)生活在贫困线以下(CBS，2012)。粮食作物是主要成分，约占国内生产总值的40%，畜牧和渔业占30%，园艺和经济作物约占20%，林业约占10%(财政部，2013年)。Sunsari地区的农业机械化处于初级阶段，没有典型的农机装备，如电耕机、播种机、移栽机、除草机和农作物收割机。该地区的主要动力是人工、牲畜和拖拉机，后者仅用于整地和运输。拖拉机似乎减少了劳动力的利用，特别是减少了土地整理的劳动力，但对作物的产量和耕种强度没有太大的影响。拖拉机拥有的农场的家庭收入比布洛克农场高得多，这归因于非农活动带来的收入增加。

　　2．2国内研究研发与应用现状

　　近年来，我国田间机械化水平显著提高，从建国初期的机械总动力只有8．01万kW，到现在机械增量达万倍之多，且实现机械化作业的领域不再局限于粮食的生产，进一步面向各类经济作物。耕作方式也从简单的大田农业转为操作高效、管理边界的设施农业，不仅着眼种植本身，更注重从种植前到收割后一系列的过程。由于农机产品实现多样化发展，我国农业结构发生了深刻的调整，传统作物开始减少，增加了很多经济作物和蔬菜、果类产品的种植［17－19］。传统作业的机械保有量增速减缓，新兴农业多对应的经济作物机械必然增加，田间机械产品本身的技术性也在不断地提升。田间机械化正在面向精细化、信息化、智能化发展，产品拥有越来越大的增加附加值空间。机械作业由相对封闭模式及单机作业到联合收割机的出现，田间作业朝着更加集中化的方向发展，可使用更少的人力物力实现最大化的收益。

　　3田间作物机械应用存在的问题

　　1)区域发展不平衡问题。我国幅员辽阔，自然地理环境差异巨大，种植的作物也不尽相同，田间机械化需求程度不同，必须针对具体的情况进行合理的机械化操作，否则收益甚微，甚至浪费大量的人力、物力及自然资源［58］。

　　2)种植耕地规模小。现阶段家庭承包责任制使得耕地相对分散，是田间机械化的主要问题。不同于美国、俄罗斯等大规模农场模式，多数地区属于小农种植，普通的种植技术能够实现农业技术的需求，除了北方和新疆地区具有大规模耕地，南方很多地区不适合大型机械化连片作业，全程机械化发展缓慢［59］。

　　4田间作物机械研发思路与展望

　　4．1田间机械研发思路

　　1)以技术创新实现生产过程智能化。随着机械化水平的提高，人们对机械化的要求也在不断提高，为了能够解决当前社会劳动力不足、机械化的水平不高等问题，必须提高机械化水平［62］。结合当前的自动化技术水平的提高及对产品质量的需求不断提高，生产机械全程自动化及智能化成为一种趋势。为此，可通过智能传感器和一系列优化算法使得生产过程智能化成为一种可能［63］。

　　2)建立信息化管理系统实现生产过程自动化。随着物联网水平的不断提高及5G技术的发展，万物互联的时代已经到来，当前机械化发展可以借助物联网技术的优点，实现从作物种植前到种植后处理实现全程智能化管理，以极大地降低劳动成本，提高生产效益和品质［64－65］。

　　4．2推广建议

　　1)提高惠农政策。针对目前农业发展现状，可以适当调整农业政策，更好地完善“三农政策”，为农业机械化发展提供相应的补助。政府在采取一系列措施的同时，要做好宣传工作，让农民切身感受到惠农政策的实际意义，逐渐改变对机械化的认识。

　　2)因地制宜。针对幅员辽阔、自然环境差异巨大、作物不尽相同、各地作物生长特点和种植规范不同的特点，根据作物地理位置等发展和推广符合当地的机械化工具，并培养专业的人才，结合国内外相关的农业技术，发展当地特色农业经济。

　　参考文献:

　　［1］赵忠梅．浅析农业机械自动化的发展现状和发展策略［J］．农业开发与装备，2020(3):67，69．

　　［2］罗锡文，廖娟，胡炼，等．提高农业机械化水平促进农业可持续发展［J］．农业工程学报，2016，32(1):1－11

　　［3］潘彪，田志宏．农业机械对外贸易的产品口径和分类问题研究［J］．农业大学学报，2018，23(4):200－208．

　　邓泽军1，秦艺晗1，马风力1，孙志栋2，孙志锋1，陈权辉3

《田间农作物机械化研究进展》

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