談設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展

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摘要：隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)其裝備的機(jī)械化乃至智能化水平的要求不斷提升。文章分析了設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，從耕地裝備、施肥裝備、土壤改良裝備、收割裝備等四個(gè)方面介紹了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備的應(yīng)用，并從需求量和水平要求兩個(gè)方向介紹了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；裝備；智能化

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活過(guò)程中，農(nóng)機(jī)裝備的作用巨大。農(nóng)機(jī)裝備不僅可以減少人工勞動(dòng)量，還能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，進(jìn)而推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化[1]。提高農(nóng)機(jī)裝備的整體水平可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械和信息化的融合。隨著農(nóng)業(yè)水平的不斷發(fā)展，盡管農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，但在生產(chǎn)過(guò)程中的機(jī)械化水平仍然較低，生產(chǎn)過(guò)程中大多以手工作業(yè)為主，生產(chǎn)效率的提高緩慢。隨著人口的不斷增長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的需求量也在與日俱增，因此，不斷擴(kuò)大農(nóng)業(yè)種植面積，推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備的規(guī)模擴(kuò)大，降低勞動(dòng)成本，提升勞動(dòng)生產(chǎn)率勢(shì)在必行。[2]鑒于此，本文對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及實(shí)踐策略進(jìn)行研究，以期為我國(guó)農(nóng)業(yè)水平的發(fā)展建言獻(xiàn)策。

1設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

認(rèn)清我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是保障設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的重要條件之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的逐步推進(jìn)，以及綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展理念的逐步落地，設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備得到較大規(guī)模的應(yīng)用，尤其在一些平原地區(qū)，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展步伐比較快，取得的成績(jī)也比較矚目[3]。截至2020年，設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展水平接近35%，在眾多環(huán)節(jié)中耕地、灌溉環(huán)節(jié)的機(jī)械化水平最高，分別達(dá)到71%和55%，其次是環(huán)境控制（24.6%）和栽種環(huán)節(jié)（15.3%），最后是采購(gòu)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)僅為7.8%。由此可見(jiàn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)設(shè)施裝備整體機(jī)械化水平比較低，并且各環(huán)節(jié)之間的發(fā)展存在不一致的現(xiàn)象，耕地和灌溉的高度自動(dòng)化水平和采購(gòu)運(yùn)輸、栽種環(huán)節(jié)的機(jī)械化水平嚴(yán)重不匹配[4]。以上問(wèn)題都嚴(yán)重限制了我國(guó)農(nóng)業(yè)的機(jī)械化水平的整體提高，尤其在相對(duì)落后的幾個(gè)環(huán)節(jié)，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距比較明顯，裝備技術(shù)水平落后于國(guó)外先進(jìn)水平。綜上所述，我國(guó)必須把提高設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展作為提高我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化整體水平的重要落腳點(diǎn)之一。我國(guó)的設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比起步比較晚，由于起步階段經(jīng)濟(jì)水平的落后，也在某種程度上限制了我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的發(fā)展，在初期階段乃至現(xiàn)階段，仍然以塑料大棚和溫室栽培等模式為主。所以，發(fā)展適合國(guó)內(nèi)基本情況的設(shè)施農(nóng)業(yè)方式的耕地、灌溉、運(yùn)輸和采購(gòu)、栽種、育苗、收割、環(huán)境控制等裝備技術(shù)，應(yīng)該作為我國(guó)未來(lái)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的主要方向。綜上所述，機(jī)械化是未來(lái)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的主要方向，在此方向下，根據(jù)國(guó)內(nèi)的基本國(guó)情和現(xiàn)狀，發(fā)展適合自身的耕地、灌溉、運(yùn)輸和采購(gòu)、栽種、育苗、收割、環(huán)境控制等裝備技術(shù)是主要方向[5]。鑒于此，本文將以上各個(gè)方面作為切入點(diǎn)，研究推進(jìn)我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展的主要實(shí)踐策略。

2設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)用

2.1耕地裝備

耕地裝備主要是負(fù)責(zé)對(duì)土地的犁耕、開(kāi)溝、起壟和除草等。其主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)土地的耕翻，將底層土地和上層土地進(jìn)行互換，完成對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的調(diào)整，提升土壤的營(yíng)養(yǎng)元素分配，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的疏松，促進(jìn)植物根系在生長(zhǎng)過(guò)程中不受障礙的影響，促進(jìn)水和肥料的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高土壤的整體水平。以蔬菜生長(zhǎng)為例，其對(duì)土壤的要求較高，只有對(duì)土壤進(jìn)行耕作，才可以為蔬菜的種植創(chuàng)造條件，精整機(jī)可以根據(jù)蔬菜的生長(zhǎng)需求，在一次耕地的情況下便可完成對(duì)土壤的松土、整平等作業(yè)。在蔬菜耕地過(guò)程中，還需要配合起壟機(jī)，一般使用自走式起壟機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作比較簡(jiǎn)便，可以很好地適應(yīng)蔬菜等耕作環(huán)境。

2.2施肥裝備

在進(jìn)行農(nóng)作物種植的過(guò)程中，施肥是必不可少的環(huán)節(jié)。施肥能夠最大限度地增強(qiáng)土壤的肥力，提高土壤的理化水平?，F(xiàn)如今，溫室大棚中基本上采用人工撒肥的作業(yè)方式進(jìn)行作物的施肥工作，勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，人體皮膚如果在施肥過(guò)程中長(zhǎng)期和肥料接觸，會(huì)造成燒傷。同時(shí)由于農(nóng)民大多數(shù)是依靠經(jīng)驗(yàn)完成撒肥作業(yè)，在撒肥過(guò)程中對(duì)撒肥的均勻性把控比較差，存在對(duì)肥料的浪費(fèi)等情況，撒肥作業(yè)的工作質(zhì)量較低。為了解決這一問(wèn)題，在撒肥作業(yè)過(guò)程中，可使用撒肥機(jī)進(jìn)行作業(yè)。撒肥機(jī)是在整地作業(yè)前，將固定的肥料均勻地撒到土壤中的機(jī)器。在眾多撒肥機(jī)中，應(yīng)用最廣泛的是離心式撒肥機(jī)，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且重量輕、撒肥的幅度比較大、工作效率比較高，因此被大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用。此種撒肥機(jī)大多采用懸掛式或者自走式作為動(dòng)力系統(tǒng)的主要形式，其動(dòng)力借助軸和皮帶的旋轉(zhuǎn)，完成撒肥作業(yè)。撒肥過(guò)程中，根據(jù)作業(yè)形式的不同，可以實(shí)現(xiàn)單邊或者雙邊撒肥。

2.3土壤改良裝備

如果土壤經(jīng)過(guò)多年的連續(xù)種植，其土壤的性能會(huì)降低，土壤中的營(yíng)養(yǎng)均衡程度會(huì)比較差。在經(jīng)過(guò)大量的農(nóng)藥或者其他肥料的使用后，土壤容易發(fā)生板結(jié)、理化性能失調(diào)等問(wèn)題。土壤是保證農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的主要條件之一，因此對(duì)土壤進(jìn)行改良，提升土壤的性能對(duì)于農(nóng)作物的生長(zhǎng)非常重要。在日常農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中，對(duì)土壤進(jìn)行殺毒是保證土壤性能的主要方法，最常用的土壤殺菌法是高溫蒸汽消毒法。其主要原理是將高溫蒸汽通入土壤中，用蒸汽殺滅其中的細(xì)菌等。因?yàn)楦邷卣羝粫?huì)形成藥物殘留，也不會(huì)使得土壤中的病蟲(chóng)產(chǎn)生耐藥性，還能夠避免或者改善土壤的板結(jié)等情況，所以在日常土壤改良過(guò)程中，常使用此種方法。高溫蒸汽消毒主要作業(yè)流程：拖拉機(jī)帶動(dòng)旋耕機(jī)和消毒機(jī)工作，在行進(jìn)過(guò)程中旋耕機(jī)道具主要負(fù)責(zé)土壤的破碎和疏松，與此同時(shí)，蒸汽消毒箱帶動(dòng)軟管前進(jìn)，蒸汽輸送軟管一端和蒸汽裝置聯(lián)通，最終實(shí)現(xiàn)將高溫蒸汽輸送至被改良土壤中。在日常改良過(guò)程中，還可以采用自走式精旋土火焰殺蟲(chóng)設(shè)備，完成對(duì)土壤中有害細(xì)菌的殺滅，此種設(shè)備有很好的改良技術(shù)支撐。

2.4收割裝備

蔬菜的收割過(guò)程比較復(fù)雜，其中勞動(dòng)強(qiáng)度較大的是葉類(lèi)蔬菜收割，而在國(guó)內(nèi)，此種收割作業(yè)大多借助人工完成?，F(xiàn)如今，葉類(lèi)蔬菜收割的各類(lèi)機(jī)械研制工作均已經(jīng)在各省內(nèi)通過(guò)科研計(jì)劃項(xiàng)目有條不紊地進(jìn)行，多款可對(duì)不同葉菜的收割機(jī)械在進(jìn)行田間被試點(diǎn)應(yīng)用。其中莖葉類(lèi)蔬菜有序收獲機(jī)，主要實(shí)現(xiàn)收獲過(guò)程有序化，是一種莖葉兼收、電動(dòng)高效、自走式有序收獲機(jī)具。此種機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、并且工作效率比較高，有效地提高了蔬菜的收獲效率。另外，針對(duì)金花菜等作物，相關(guān)科研院所還研制出了改進(jìn)型的莖葉類(lèi)蔬菜有序收獲機(jī)。此種機(jī)械的工作效率已經(jīng)達(dá)到每小時(shí)完成3600m2的金花菜收割。另外，科研機(jī)構(gòu)還研制了如菠菜、韭菜等不同類(lèi)型的作物的收割設(shè)備，大幅提高了園藝類(lèi)作物的收割機(jī)械化水平。

3設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1發(fā)展需求旺盛

綜上所述，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展正朝著多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展，這為我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展提供了動(dòng)力。如果設(shè)施農(nóng)業(yè)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的條件，其生產(chǎn)線和生產(chǎn)作業(yè)流程便可以固化，其生產(chǎn)成本和效率將會(huì)大大降低，可以達(dá)到工廠化生產(chǎn)的條件，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)裝備的機(jī)械化有著深遠(yuǎn)的影響意義。另外，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)正由粗放型生產(chǎn)向精細(xì)化生產(chǎn)的方向發(fā)展，此種生產(chǎn)方式僅僅依靠手工作業(yè)難以實(shí)現(xiàn)，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備的依賴性將會(huì)更大。隨著農(nóng)村人口近些年來(lái)向城市的不斷轉(zhuǎn)移，農(nóng)村人口數(shù)量銳減，勞動(dòng)力的需求比較旺盛。和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的自動(dòng)化程度還不高，在銳減的勞動(dòng)力和日益增長(zhǎng)的農(nóng)作物需求方面，如何做好平衡非常重要。由此可見(jiàn)，設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)發(fā)展需求是非常旺盛的，這也意味著設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)擁有著廣闊的市場(chǎng)前景。

3.2智能化水平要求不斷提升

近年來(lái)，隨著智能化水平的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展發(fā)生了變革，也對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。機(jī)械化和自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)裝備智能化的必經(jīng)之路。一旦實(shí)現(xiàn)智能化，其生產(chǎn)效率也會(huì)成倍提高，可以實(shí)現(xiàn)從整地到收割全過(guò)程的管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)出、安全優(yōu)質(zhì)、綠色方向發(fā)展，還能夠提高我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展水平，提升我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

4結(jié)論

綜上所述，設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)在國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)了比較漫長(zhǎng)的發(fā)展周期，雖然已經(jīng)在某些領(lǐng)域取得了一些成果，但總體來(lái)看，在設(shè)施農(nóng)業(yè)全壽命周期管理方面，還遠(yuǎn)未達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展水平，在未來(lái)仍然有著非常遠(yuǎn)的路要走。隨著日益減少的農(nóng)村勞動(dòng)力以及農(nóng)作物需求的不斷增長(zhǎng)，如何實(shí)現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備的智能化，解決環(huán)境監(jiān)測(cè)、運(yùn)輸和采購(gòu)等薄弱環(huán)節(jié)的機(jī)械化或自動(dòng)化問(wèn)題，仍然是未來(lái)設(shè)施農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)的主要研究課題之一。

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作者：張吉虎 周文 方志軍 單位：荊楚理工學(xué)院