国内外农业机械化新技术的现状与发展.docx

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国内外农业机械化新技术的现状与发展

∙摘要机械化农业是20世纪农业生产方式的代表性变化它有力地推进了农业的发展在新世纪要提高

农业现代化水平必须积极地推进农机化技术创新为此通过查阅大量国内外有关农业机械化新技术的

资料,总结并简要地论述了国外农业机械化技术的发展现状以及国内农业机械化技术概况与发展趋势

关键词农业工程农业机械化综述新技术智能化自动化

中图分类号S23-01文献标识码A文章编号1003─188X（2006）05─0007─03

0引言

现代化农业除要求农业机械性能稳定工作可

靠操纵方便机动灵活等基本特点外还应使作

业过程达到半自动化自动化并具有运行状态监

测故障自诊及其自动报警功能以便能及时准

确地报出故障部位提高作业效率近年来电子

技术与计算机技术结合形成的智能控制技术的发展

以及先进的机械制造技术新材料的涌现为农业

机械带来了新的技术变革推动了农业机械向智能

化自动化方向发展极大地促进了农机产品性能

的提高[1]

1国外农业机械化新技术的发展现状与趋势

1.1经济发达国家农业机械化技术水平现状

目前欧美国家大田生产已经高度机械化形

成了比较稳定的生产体系与配套机具但随着生物

技术信息技术机械制造技术和农业生态生产技

术水平的提高以农业可持续发展和增产增收为目

标的新的农机化技术和机具还会不断产生

20世纪70年代德国实现了农业机械化根

据农业发展的需要和当代科技发展的水平其动力

机械进一步向大功率大型化方向发展以适应农

场规模不断扩大的需要同时复式作业和联合作

业机具有了新的发展开发出了免耕深松灭茬

施肥播种1次完成的机具以适应保护性耕作多

种高性能机具前后挂接进行联合作业作业机械和

运输机械一体化牧草收获机械集收割捡拾压

捆装载为一体甜菜马铃薯收获机械将去叶

刨掘收获清土装运联成一体等这些机械大

幅度提高了农机作业效率而且为了适应农业机械

化与农业可持续发展相结合这一新的发展趋势生

产出了一些有利于保护资源环境的农业机械如有

利于保护性耕作的深松灭茬圆盘有利于节水的喷

灌机械及节约种子的精密播种机等并推出了液压

旋转双向犁同时卫星定位激光制导等高新技

术也被应用到农业中

美国加拿大澳大利亚等国人均耕地较多

在种植业中主要发展大规模集约化经营所需大型高

效农业机械如74340kW大功率轮式拖拉机及配

套宽幅耕整地播种病虫害防治机械青饲料联

合收割机等[2]英法等国则为中等规模集约化经营

种植业与畜牧业并重农业机械以中型为主意大

利是当今世界农机产品的主要生产国和销售国其

生产销售的拖拉机大部分为四轮驱动73.5kW以上

的大功率产品呈逐年增长趋势且在各国履带拖拉

机生产日渐减少的今天意大利在20世纪90年代

末的履带拖拉机仍占拖拉机产量的一定比例

1.2发达国家高新技术发展状况

近年来一些发达国家不断将高新光技术

应用到农业机械上来使农业机械向智能化发展

例如将激光技术应用于拖拉机利用激光计算机

导航装置在室内荧屏前一人可操纵多台激光拖拉

机进行耕作将产量计量器安装在联合收割机上

在收割作物的同时准确地收集有关产量资料绘

制各田地的产量分布图将超声波应用于挖土机

将微波技术用于杀死昆虫及干燥谷物等除此之外

由于机器视觉和人工智能技术的发展研发出了可

代替人或犬放牧羊群的牧羊机械狗能辨别出苹果

是否成熟的摘苹果机器人还有无人插秧机无人

驾驶拖拉机使用3S技术等这些产品显著提高了作业效率。

2国内农业机械化新技术概况

2.1我国农业机械化新技术的发展现状

2.1.1新产品投入市场增多

国内农机制造企业新产品研发及投入市场速度

加快中国一拖继80型拖拉机后开始批量供应

70型拖拉机迪尔天拖自60型拖拉机热销后又

将推出72型拖拉机从农村工程机械看中国一拖

推出了价格低廉且备受广大农民欢迎的小型工程机

械作业机械市场上农哈哈的免耕灭茬播种机和

天津富康的不对行玉米收获机也深受消费者喜爱

有了新产品就有了提前占领市场的筹码这是所

有企业竞相采用新技术提升产品科技含量的动力

所在

2.1.2有特色和个性化产品增多

从外观质量上看流线型拖拉机已成为一种时

尚拖拉机和农用车驾驶室的布置和形式采用人机

工程的技术同时农机产品的内在制造质量也在

稳步地提高从产品性能和用途上看具有鲜明特

色的产品在一定区域有稳定的市场大多数产品都

开始采用汽车等行业的先进技术

2.1.3适用新产品尚显不足

多年来农机企业受农民收入影响其产品价

低利微缺乏新产品开发能力目前农业调整速

度加快对农机新产品需求迅猛但开发一个新产

品需时较长因此产生了供给与需求脱节的现象

如残膜回收机青饲收获机薯类种植机甘蔗

甜菜亚麻等经济作物收获机械农产品精深加工

和畜牧养殖机械等都有很大的市场空间但目前国

内还没有能普及应用的适用机型供农民选择这在

很大程度上制约了农机市场的拓宽

2.2我国农业机械化新技术的发展趋势

从国外多年的发展经验可知采用自动化智

能化的作业方式是现代农业发展的必然趋势是发

展高效节本农业的有效途径近年来随着我国改

革开放的不断深入我国的农业机械化技术取得了

一定进展[3]

2.2.1农用传感器技术的进步

能不能有效地实现农业机械自动化控制关键

在于一是能不能实现对农产品的生物学性状和活

动进行迅速准确地评价二是能不能准确地监测

机器的工作状态以便及时地进行调整使得自然

环境下准确检测这些性状和状态的传感器及数据处

理技术与装置的研究开发显得尤为重要目前我

国的农用传感器技术的应用已十分广泛例如收

获机上使用谷物流动传感器可快速地测出收割机每

秒收获的谷物质量使用谷物湿度传感器可实现对

收获谷物和储藏谷物湿度的在线测量和监控在粮

食烘干储存等作业上对温度传感器的使用解决

了温度测量的精度问题和远距离非接触式的测量

其它如速度位移力传感器等也都广泛应用为

农业机械的自动化智能化打下了基础[4]

2.2.2电子技术和计算机技术在农业机械上的应用

自20世纪90年代以来世界电子技术的发展

极为迅速产品周期不断地被缩短小型化微型

化芯片的出现为其在农业机械自动化智能化上的

应用提供了可能例如在联合收割机播种机等

机械上应用电子监控装置使操作者能随时知道机

器的工作状态并通过故障显示报警系统对某些部

分进行调整以便保证作业质量[5]

与此同时随着自动控制技术的发展电子设

备的性能得到了很大提高已能够适应农业生产的

高温潮湿振动噪音灰尘等不良环境提高

了产品的耐久性和可靠性[6]因此信息技术与微

电子技术在农业机械装备中的应用代表着农业机

械技术发展踏上了一个新的里程碑

2.2.3农用机器人技术

机器人是机电一体化的典型它集中了机械

电子计算机自动控制及人工智能等高科技的最

新研究成果由于农业机械领域中农业作业环境

作业对象的复杂性和多变性决定了对农用机器人

有更高的要求[7]要求农业机器人将能够自动收集

处理作业环境及作业对象的各种情报确定目标并

依此决定应选择什么样的操作形式进行恰当的作

业如在果实收获时机器人要根据果实本身的特

性自行判断果实的成熟度在除草和间苗作业时由

机械本身自行区别出作物与杂草等我国已开发出

能够进行作物嫁接的农用机器人并将其加入到生

产实际中[8]

随着计算机智能技术的发展农业机器人的实

用化步伐将会加快今后将会有更多的农业生产由

机器人来完成

2.2.4精确农业体系的建立

电子学信息技术等高科技的应用使一些农

业装备具有智能化特征和更易于相互通信促进了

农业机械应用于精细农作的研究开发精细农作的

思想核心是获取农田小区作物产量和影响作物生长

的环境因素的相关信息分析影响小区产量的原因

采取技术上可行经济上有效的调控措施区别进

行对待按需实施定位调控即处方农作[10]

其主要的支持技术有3S技术即全球定位系统

GPS地理信息系统GIS和遥感技术RS信息采集

与处理技术ST决策支持系统DSS和智能化

农业机械IAM等技术GPS确定农业机械在田间

的瞬时作业位置通过RS系统随时随地地采集环境

及作物信息这些信息输入GIS并结合事先储存在

GIS中定期输入的各方面的数据及各种决策支持系

统对数据进行加工处理作出合理适当的农业作

业决策传输到执行机构输入智能化农业机械系

统中实现对作物的变量投入或操作调整[11]随着

信息技术网络技术人工智能技术在工业上的广

泛应用在传统农业装备上引入信息化智能化技

术是21世纪农业现代化发展的必然趋势

2.2.5保护性耕作体系的发展

先进的农业生产技术对农业机械提出了更高的

要求农业机械的发展也会促进农业技术层次的提

高所以只有农机与农艺紧密结合才能互相促进

不断提高农业生产技术水平目前正在兴起并大

力推广的保护性耕作则是农机与农艺相结合的一个

范例它是以机械化措施为龙头在尽可能不扰动

表层土壤的情况下在茎叶残茬覆盖地播种施肥

并使用化学药剂除草和防治虫害农机农艺相配套

从而起到保土保水保肥的作用实现农业的可

持续发展[12]

保护性耕作技术的核心是少耕免耕秸秆覆

盖其大量的作业工序必须依靠机械来完成因此

发展机械化保护性耕作技术是这一技术在农业生产

中大规模应用的必然前提随着我国保护性耕作技

术的逐步推广已开始形成相应的农机具系统主

要有深松机具免耕播种机具秸秆及根茬粉碎还

田机具等目前正在不断地开发与完善中[13]

3结束语

农业机械向智能化精准化和实现可持续农业

方向发展以逐步实现农机作业的高效率高质量

和低成本提高操作者的舒适性和安全性随着世

界人口的继续增长和人民生活水平的不断提高农

业机械化在更高的水平上继续发展是必然趋势

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