农业机械化现状与发展.doc

农业机械化现状与发展目 录提要- 1 -摘 要- 8 -Abstract- 8 -1. 农业机械化及其自动化- 8 -1.1 农业机械化- 8 -1.2 农业机械自动化- 8 -2. 农业机械及其自动化的应用现状- 8 -2.1我国的农业机械化现状- 8 -2.2 我国的农业机械自动化普及状况- 8 -2.2.1 已有农业机械及装置的部分自动化控制- 8 -2.2.2 已有农业机械装置的无人自动操作- 8 -2.2.3 农业机器人- 8 -3、 展望农业机械向自动化发向发展- 8 -3.1 解决农村劳力不足问题- 8 -3.2 社会进步的需求- 8 -4、如何推进我国农业机械向自动化方向发展- 8 -4.1 自动化模式的选择- 8 -4.2 农用传感器及控制系统的开发- 8 -4.3 耐久性和可靠性的提高- 8 -4.4 认识的转换- 8 -5. 结论- 8 -6. 参考资料- 8 -提要： 介绍我国农业机械化及其自动化的现状。实现农业机械化,是实现我国农业现代化的重要内容。并在此基础上提出了更高的展望，推动农业机械朝自动化方向发展。提出农业机械自动化的必要性，要根据农业生产的现实条件和技术水平，选择合理的自动化模式，阶段式推进自动化进程。关键字：农业机械，机械自动化，农业现代化，农业现状Abstract：This essay gives a general introduction to the present situation of agricultural machinery and its automation. The agricultural machinery is the core of agricultural modernization in China. On the basis of the present situation, I come up with a higher expectation: agricultural machinery automation. The necessities of the automation are raised up. The automation should be carried on step by step and the situation of agricultural production development should be taken into account.Key words： agricultural machinery，machinery automation，agricultural modernization, present agricultural situation我国是一个人口大国，同时也是一个产粮大国。农业的发展对于我国的国计民生都占有举足轻重的地位。农业是一种复合产业，它不仅包括作物的生产，而且包括农产品的加工、储藏和运输，等等。农业生产的发展过程受自然环境和社会条件的影响，过去为了解决粮食供应不足的问题，开发农业技术着重于增加产量；但对于现代社会，温饱问题已经基本解决，人们对于产品的品质以及工作的高效性和舒适性的要求日渐提高。本文将对我国农业机械化现状出发，对其现状给予较为全面的阐述，并指出农业机械应朝自动化方向发展。1. 农业机械化及其自动化1.1 农业机械化农业机械化是指运用先进适用的农业机械装备农业，目的在于改善农业生产经营条件，不断提高农业的生产技术水平和经济效益、生态效益。农业机械化是农业现代化的主要标志。推进农业机械化是促进农民增收的有效途径；农业机械在农业生产中的广泛运用，有利于提高农业效益。一个国家采取什么方式实现农业机械化，是由其客观的资源条件和历史背景决定的。美国人均耕地多，走的是大规模机械化的模式；欧洲土地规模适中，走的是中等规模集约机械化的模式；日本走的是小规模精细机械化的模式1。1.2 农业机械自动化农业机械自动化就是农业机械或装置的操作过程或工作状态不依靠人的感官和手工而自动实现。农业机械的自动控制装置大部分是单一输入、单一输出式的，如拖拉机的牵引力控制，动力喷雾机的压力控制等，但随着传感器和微处理机的迅速发展，目前已经研制出多输入，多输出的自动控制装置，从而大幅度地提高了自动化水平。农业机械自动化应以实现生产的高效率和高精度，降低生产成本，节约资源，提高农产品品质和实现安全生产等为目的，以满足人们在农产品生产和消费中的需求。当然，片面追求高度自动化，过于强调尖端技术，从而开发研制不符合实际需要却价格昂贵的自动化技术与设备，是不可取的。我们的目的是用符合生产实际的先进技术，实现农业生产的优质、高产、高效，发展适合农业生产现实条件的自动化模式2。2. 农业机械及其自动化的应用现状2.1我国的农业机械化现状近年来，随着农业经济的发展和农民收入的增加，我国大部分地区农机化发展步伐较快。目前我国在水稻、小麦等大宗作物上已普遍实现了机械化收获3。农业机械已从过去的单项作业向多功能复式作业方向发展，从过去的大宗粮食作物生产机械设备的需求向经济作物的种植、收获加工处理机械设备的多样化需求延伸，饲料机械、园林机械、青贮机械、棉花、油粮及薯类等经济作物的播种、收获机械等将是以后农业机械发展的重点。当前，我国农业机械在部分农业发达地区已全面普及4，主要包括：（1）牧草收获机械。牧草收获机械过去只有在牧区需求，而现在随着农业结构的调整和农民增收的需求，养殖业发展较快，农民已有大量需求。比如我们小麦种植区的麦秸秆和玉米秸秆，以前都是白白烧掉，而现在可以收集起来加工成牛羊饲料，因此需要大量的麦草打捆机和玉米秸秆收获机等收获加工机械。（2）马铃薯和果蔬机械。随着农业结构的调整和果蔬面积的不断扩大，采用机械收获也是当务之急。油菜、花生收获机械也有较大的需求。（3）水稻插秧机。水稻插秧机在南方大部分稻区已经开始应用，而在淮河流域和一些丘岭地带小面积的水稻种植区却很少见到，这里的农民早就希望摆脱繁重的人工插秧，但苦于买不到适应本地方的小巧的插秧机械。 （4）秸秆还田机。随着农民科学种田意识的加强，秸秆还田机在我们这个地方已开始使用了，玉米收获机配套的还田设施，已基本上能够满足玉米秸秆还田的需要，不足之处是被粉碎后的玉米秸秆有点长，对整地和小麦的播种有一定的影响，现在唯有小麦秸秆还田还在困绕着农民，他们也不情愿烧麦秆，只是没有好的办法来消灭秸秆，以便夏种能够顺利进行。 （5）烘干设备。烘干设备过去只有在制种企业才有使用，而现在为了减少霉烂造成的损失，增强优质农产品供应，粮食生产区逐步重视产后的烘干设备的投入，来解决无日光照晒所造成的损失。因此，烘干设备的应用意义重大，尤其是在今后，伴随着烘干品种的扩大和能源的多样化以及烘干成本的降低，烘干设备有很好的发展空间。（6）养殖机械。随着农村养殖业的发展和养殖规模的扩大，为养殖机械的运用带来了商机。养殖也可以运用机械，它不仅可以减轻人的劳动，而且还可以减少病毒的传播，所以现在大量需求。自动给料设备、清洁设备、温控设备和监测设备等都有很好的发展前景。（7）设施农业机具。目前我国蔬菜生产主要依靠手工劳动，工作量和劳动强度较大。发展优质、高产、生态安全农业，调整农业种植结构，推广设施农业，增加农民收入，实现设施农业生产机械化是当务之急。如使用方便的大棚多功能作业机，为设施农业带来了新的需求。目前虽然此类机械种类较多，但还是不能满足广大农民需求。（8）田间管理机械。需求量最大的是植保机械，其次是中耕和排灌机具。如今粮食作物的田间管理需求已向高层发展，如小型的植保机械将会被大型的植保机械所替代。而对于蔬菜、苗木等生产的田间管理机械相对较少，特别是温室大棚的种植管理，大部分依靠人工管理，效率低，费时、费工。因此，目前需要发展的田间管理机械主要是多功能田间管理机、中耕除草机、滴灌、喷灌机具等。  （9）玉米采摘机。现在的品种不少，但大多数机械只能采摘站立着的玉米，对于倒伏的玉米就无能为力了，而只能靠人工采摘。还有一些玉米采摘机在生产技术上达不到采摘的要求，如有的机器不能随着玉米行距的变化而改变自己的割宽和行走宽度。因此，造成玉米损失过大，虽然农民需要机械采摘，但也不愿使用这种性能不好的机械。2.2 我国的农业机械自动化普及状况现今世界各国正大力开展农业机械自动化的研究，许多成果已经达到实用化的阶段。然而我国的机械自动化程度还相对较低。下面将从三个方面阐述我国农业机械自动化的普及状况：2.2.1 已有农业机械及装置的部分自动化控制自动化技术主要是为了提高已有农业机械及装置的作业性能和操作性能，下面简要举一些已采用或正在开发中的自动化装置实例：（1）拖拉机。在农用拖拉机上已广泛使用了机械油压式三点连结的位调节和力调节系统装置。现又在开发和采用陛能更完善的电子油压式三点连结控制系统装置5,6，新的系统装置采用微机或电磁操向控制阀和心阀来改善机械油压式三点连结装置，提高位调节和力调节的控制水平，这项技术在一些发达国家已被采用。（2）施肥播种机7。根据行驶速度和检测种子(或肥料)粒数来确定播种量是否符合要求的装置。及将马铃薯种子割成2瓣后播种的装置，等等，这些装置已实用化 （3）移栽机7。传动链式甜菜苗自动移栽装置，输送带式洋葱苗的自动移栽装置以及蔬菜移栽上广泛使用的塑料穴盘自动供苗装置等，（4) 插秧机7。机体的水平控制装置，转弯时的自动减速装置，自动供苗装置等。 （5）喷雾机7。喷杆式喷雾机的自动化应用实例有：根据行驶速度自动控制喷雾量，根据作物高度自动控制喷雾高度的装置；快速喷雾机的自动化应用实例 有：根据果树的大小或形状自动控制喷雾压力和喷雾量的装置。此外，检测作物行间的杂草，自动控制喷药开关和喷药量的装置正在研究开发中。 （6）联合收割机8。割茬高度自动控制装置；脱粒机喂入量自动控制装置；根据谷穗的生长状态改变行驶速度，从而维持适当喂入率的自动控制装置；检测已收割行和未收割行从而操纵气流方向的自动控制装置。 （7）挖掘收获机7。马铃薯、甜菜等挖掘收获机的自动化应用实倒有，挖掘深度自动控制装置和石块、土块自动筛除装置等。 （8）干燥机7。不受外界条件干扰，能自动维持热风温度的装置；停电或干燥机过热引起火灾时，自动掐断燃料供给的装置。 2.2.2 已有农业机械装置的无人自动操作（1）田间作业机械。田间作业机械的无人自动操作方法有直接导向法和利用无线遥控操向的间接导向法2种。前者的实际应用有旋耕机、割草机、自走式联合收割机、自走式农药喷雾机等；后者的实际应用7有割草机、插秧机、农药喷雾直升机等。田间作业机械可以根据土壤和作物的特性，利用触觉收集信息。例如，利用土壤硬度的差异检测已耕或未耕部分；利用传感器检测作物的割取与未割取部分等。利用计算机图像处理技术实现无人自动操纵的系统也正在研究中。我国在此方面的应用还相对较少。（2）固定式机械。 固定式农业机械的无人自动操作实例有全自动谷物干燥机、全自动分选机、自动温室等。 2.2.3 农业机器人 目前许多发达国家正在进行农业机器人的开发研究，部分研究成果已开始在农业生产中应用。正如机器人在工业生产上可以降低生产成本和提高产品质量一样，在农业生产中机器人也有同样的作用。美国正在开发研究的采橙机器人和法国的采苹果机器人，因其性能明显提高和价格大幅下降，预期很快就能实用化。然而，由于我国的自动化起步较晚，在此方面的应用研究以及实例都比较匮乏。3、 展望农业机械向自动化发向发展综合上述对当前我国农业机械现状的讨论，我们可以谨慎的做出结论：农业机械向自动化方向发展是必然的趋势。农业机械向自动化方向发展，对于解决我国面临的各种社会问题具有深远的意义。3.1 解决农村劳力不足问题目前，我国总体上已进入工业化中期阶段。随着城镇化进程加快，农村劳动力不断流向城镇和非农产业，农村劳动力结构发生深刻变化，将对发展现代农业和加快形成城乡经济社会发展一体化新格局产生重要影响。当今农村的青壮年大都向往都市，大量劳力离开农村涌向城镇，成为打工族。农村的大学生偏爱经济发达地区和城市的机关或企业，而很少有人想到偏远地区或回农村务农。根据对中国农业大学学生的职业选择调查，约80的毕业生希望在北京或沿海发达城市工作，想回乡开拓事业的大学生屈指可数。另外，人口老龄化问题日趋明显，据中国老龄协会1 997年统计，14的省市已进入了老龄化阶段 现在。全国6O岁上(包括60岁)的老龄人口已有12亿，而且正在以年平均32的速度增长。自上海第一个进入老龄化社会以来，北京、天津、江苏、浙江、辽宁、山东、广东等省市也相继进入了老龄化社会。据专家解释，这些地区生活水平的提高使人的寿命延长，死亡率下降，而强调少生优生引起出生率下降，这样就造成了人口的老龄化现象。上述这些问题导致农村人口结构的变化，部分地区出现青壮年劳力不足的现象，从而将在更大程度上产生对农业机械自动化的需求，实现农业生产的自动化是必然的3.2 社会进步的需求 随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们的观念日渐发生变化，消费者需要的不仅是解决温饱问题，而是更美昧、更具营养价值、更高品质的产品；生产者对于提高劳动生产率和增加劳动舒适性的要求也越来越高，而且，随着经济的全球化，面临农产品开放进口和市场竞争的压力现代农业只有通过进一步提高生产效率、降低生产成本和提高产品品质才能生存。从这些新的需求出发，农业生产向着高效率和高精度的机械化、自动化方向发展，是必然的选择。近年来，一些发达国家正在积极进行农业机械自动化的相关研究与开发，其中部分研究已经达到实用化阶段，这些研究以降低生产成本为主要目标，同时达到节约资源，提高农产品品质，实现安全生产和适应老龄化社会等目的。随着电子工业的快速发展，半导体集成电路及微处理机等电子产品质量的提高和价格的降低，将进一步促进农业机械自动化控制装置的开发，加速农业生产的自动化。 4、如何推进我国农业机械向自动化方向发展农业机械自动化会在克服各种困难，不断尝试不同方案和方法的过程中持续前进，这是不容置疑的。考虑到目前的农业生产条件和技术水平，农业机械自动化应采用阶段式推进的策略，并以此组织有关的研究工作2。4.1 自动化模式的选择首先应该根据农业生产的现实条件和技术水平，以提高作业效率和作业精度，节约能源，提高安全性等为标准，正确评价不同自动化模式在这些方面的效果，再按顺序选定自动化模式，阶段式推进自动化进程。 4.2 农用传感器及控制系统的开发开发农业机械自动化控制装置所遇到的最大难题是在农产品的生产、加工及流通过程中，缺乏能迅速、准确、非破坏性地评价作物或农产品的生物学性状和活动的传感器，所 ，应研究开发住自然环境下能准确检测这些性状和活动的传感器及数据处理技术与装置，特别是能从田间和培养液中检测作物生长和发育的传感器，它的开发对工厂化、设施化作物生产是必需的。另外比较分析从传感器所得的数据和控制参数间的关系，开发相应的参数控制装置，也是十分必要的。4.3 耐久性和可靠性的提高 与其他行业相比，农业机械通常是在较为恶劣的环境条件下工作，对它的后期服务也比较困难，所以产品的耐久性非常重要，特别是自动化装置，由于使用了半导体集成电路和微处理机等电子产品。所 提高产品的可靠性和耐久性尤为重要 4.4 认识的转换以往为了提高农业机械自动化装置的操纵性能和作业性能，多通过改善机械的部分结构或增加 装置来达到目的，这样做的同时使得机械的构造复杂化，价格变得昂贵，修理更加困难。 为了从根本上解决这些问题，不能单把眼光放在改造过去的机械上，而应该从农业生产的根本对象 作物和土壤出发，开发适合生产实际而又价格合理的自动化机械，如，考虑小规模的农户生产模式需要，由普及大型农业机械转向开发价格较低的中小型、多功能自动化机械 5. 结论农业机械化从过去到现在一直在农业现代化中担当主角，社会的发展对机械化农业生产又提出，更高的要求，即实现农业机械自动化。农业机械自动化能提高生产效率，节约资源，降低农业生产成本，提高产品的品质，强化农产品的国际竞争力，必将在未来的机械化生产系统中起核心作用 继续推动和实现农业机械自动化，是农业机械化工程技术工作者所面临的长远的课题和挑战。随着电子工业的迅速发展，农业机械自动化会从农业机械的部分自动化向无人操纵自动化和农业机器人发展，农业将会成为高度技术密集型产业。为合理推进农业机械自动化，应从满足生产实际出发，选择推进自动化的优先顺序，选择合理的自动化模式，阶段式推进自动化进程。参考资料1 闫磊. 论发达国家农业机械化的发展模式及对我国农机化发展的启示. 现代农业科技 2008年18期2 金衡模，高焕文，王晓燕. 农业机械自动化的现状与推进模式.中国农业大学学报 2000年02期 3 李建国,卞丽娜.我国油菜生产机械化的现状与发展J.农业装备技术 2004, 30(2) : 33-34.4 陈德言.农业机械化的发展要满足时代的需求.现代农业科技 2008年01期 5 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