在全球积极推动农业现代化、保障粮食安全的时代背景下,农用机械设备作为农业生产力的核心载体,正经历着深刻变革与创新发展。从广袤平原的大规模机械化作业,到丘陵山区的精细农事操作,从传统农作物种植到特色农业、设施农业的蓬勃兴起,农用机械设备正以多样化、智能化、绿色化的全新姿态,深度融入农业生产的各个环节,成为提升农业生产效率、降低劳动强度、促进农业可持续发展的关键力量。当下,农用机械设备领域呈现出一系列贴合时代发展需求的新特点与新趋势,为现代农业发展注入了源源不断的活力。
传统农用机械设备多依赖人工操作,劳动强度大、作业精度低、效率有限。随着人工智能、物联网、大数据等前沿科技的飞速发展,智能科技正深度融入农用机械设备,推动其向 “智慧化” 方向实现跨越式升级。
无人驾驶技术在拖拉机、收割机等大型农用机械上的应用愈发成熟。通过搭载高精度卫星定位系统、激光雷达、摄像头等传感器,结合先进的自动驾驶算法,农用机械能够精准规划作业路径,自动完成耕地、播种、收割等农事操作,且作业精度误差可控制在厘米级。例如,在大面积农田的播种作业中,无人驾驶拖拉机可按照预设的行距、株距和播种深度,稳定且高效地完成播种任务,避免了人工驾驶因疲劳、经验差异等导致的播种不均匀问题,大幅提高了播种质量与效率。据实际应用数据显示,采用无人驾驶拖拉机进行作业,每天的作业面积可比人工驾驶提高 30% - 50%,同时节省人力成本约 50%。在新疆的大型棉花种植基地,无人驾驶采棉机的广泛应用,极大提升了棉花采收效率,降低了人工采摘成本,保障了棉花的及时采收与品质。
人工智能图像识别技术为农用机械增添了 “智慧之眼”。在植保领域,搭载图像识别系统的无人机或自走式植保机械,能够快速识别农作物的病虫害类型、生长状态以及杂草分布情况。通过对拍摄图像的实时分析,精准判断病虫害的严重程度,并自动调整农药喷洒量与喷洒范围,实现精准施药。这不仅减少了农药的使用量,降低了对环境的污染,还提高了病虫害防治效果。以水稻田的病虫害防治为例,采用人工智能图像识别技术的植保机械,能够准确识别稻飞虱、稻纵卷叶螟等害虫,相较于传统的人工判断与粗放式施药,农药使用量可减少 30% - 40%,病虫害防治效果提升 20% - 30%。在果园管理中,利用图像识别技术的智能疏果机械,能够根据果实的大小、形状、颜色等特征,准确判断果实的生长状况,自动疏除发育不良或过密的果实,提高果实品质与产量。
物联网技术让农用机械设备实现了互联互通与远程监控。在拖拉机、收割机、灌溉设备等农用机械上安装物联网传感器,可实时采集设备的运行状态数据,如发动机转速、油温、油压、作业速度、作业面积等,并通过无线网络将数据传输至远程监控平台。农业生产者可通过手机 APP 或电脑端,随时随地查看设备的运行情况,及时发现设备故障隐患,提前进行维护保养,避免因设备突发故障导致的作业中断。同时,远程监控平台还能根据设备运行数据,对农业生产进行优化调度。例如,当监测到某块农田的土壤墒情不足时,自动启动灌溉设备进行精准灌溉;当多台收割机同时作业时,根据各台收割机的作业进度与农田分布情况,合理分配作业任务,提高整体作业效率。在山东的一个大型蔬菜种植园区,通过物联网技术对灌溉设备进行远程监控与智能控制,实现了精准灌溉,水资源利用率提高了 30% - 40%,同时节省了大量人力成本。
随着农业产业结构的不断调整与升级,特色农业、设施农业、生态农业等新兴农业业态蓬勃发展,对农用机械设备的功能提出了多样化、精细化的新需求。农用机械设备制造商积极加大研发投入,推动功能创新持续突破,以满足不同农业生产场景的需求。
针对丘陵山区地块细碎、地形复杂的特点,小型多功能农用机械应运而生。这类机械体积小巧、机动性强,具备多种作业功能。例如,小型山地拖拉机采用折腰转向、四轮驱动等设计,能够在狭窄的梯田、山坡等区域灵活作业,可搭载旋耕机、播种机、喷雾机等多种农具,完成耕地、播种、植保等多项农事操作。在一些山区茶园,小型采茶机通过特殊的采摘装置设计,能够适应茶树的不同生长高度与形状,实现茶叶的快速采摘,大幅提高了采茶效率,减轻了茶农的劳动强度。据统计,使用小型采茶机进行采茶作业,每小时的采茶量可达人工采茶的 5 - 10 倍。在广西的一些丘陵地区,小型甘蔗收割机的推广应用,有效解决了甘蔗种植在小块土地上难以机械化收割的难题,提高了甘蔗收割效率,降低了生产成本。
设施农业的快速发展带动了温室智能装备的创新。智能温室控制系统能够自动调节温室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境参数,为农作物生长创造适宜的环境条件。通过传感器实时采集温室内的环境数据,并与预设的最佳生长参数进行对比,自动控制通风设备、遮阳系统、灌溉施肥系统等的运行。例如,当温室内温度过高时,自动启动通风设备和遮阳系统进行降温;当土壤湿度低于设定值时,自动开启灌溉系统进行精准灌溉。此外,一些先进的智能温室还配备了机器人采摘系统,能够根据果实的成熟度进行自动采摘,大大提高了设施农业的生产效率与管理水平。在荷兰的一些现代化智能温室中,通过高度自动化的装备与精准的环境控制系统,实现了农作物的全年高效生产,蔬菜、花卉等农产品的产量与品质均处于世界领先水平。
生态农业对绿色环保型农用机械的需求日益增长。在土壤耕作方面,免耕播种机、深松机等保护性耕作机械得到广泛应用。免耕播种机能够在不翻动土壤的情况下,直接将种子播入土壤中,并同时完成施肥、覆土等作业,减少了土壤侵蚀,保护了土壤结构,提高了土壤保水保肥能力。深松机则通过打破犁底层,加深土壤耕层,改善土壤通气性和透水性,促进农作物根系生长。在施肥环节,变量施肥机械根据土壤肥力状况和农作物生长需求,精准控制施肥量,避免了肥料的浪费与过度施用,降低了对环境的污染。在一些有机农场,采用生物防治设备替代化学农药进行病虫害防治,如利用昆虫性诱捕器、杀虫灯等物理防治手段,以及释放天敌昆虫等生物防治方法,实现了农业生产的绿色可持续发展。
在全球环保意识日益增强、可持续发展理念深入人心的大背景下,农用机械设备行业积极响应绿色发展号召,将可持续理念贯穿于产品设计、制造与使用的全过程,绿色节能成为行业发展的主流趋势。
在动力系统方面,新能源技术在农用机械上的应用取得显著进展。电动拖拉机、电动收割机等电动农用机械逐渐走进人们的视野。电动农用机械以电力为动力源,相比传统的燃油动力机械,具有零排放、噪音低、振动小、维护成本低等优点。例如,电动拖拉机在作业过程中不产生尾气排放,减少了对农田环境的污染,同时其电机的高效运行特性,使得能源利用效率更高,运行成本更低。一些企业还研发出了氢燃料电池农用机械,以氢气为燃料,通过电化学反应产生电能驱动机械运行,排放物仅为水,实现了真正意义上的绿色环保。目前,虽然新能源农用机械在续航里程、充电设施配套等方面还存在一定挑战,但随着技术的不断进步与完善,其市场前景广阔。在一些生态农业示范园区,已经开始试点应用电动植保无人机,有效降低了农药喷洒过程中的环境污染,提升了农业生产的绿色化水平。
在材料选择与制造工艺上,农用机械设备制造商注重采用环保、可回收材料,以及节能减排的制造技术。一些农机具采用高强度铝合金、碳纤维等轻质材料制造,在保证设备强度与耐用性的同时,减轻了设备重量,降低了能源消耗。在制造过程中,推广应用先进的数控加工技术、激光焊接技术等,提高了制造精度,减少了材料浪费与能源消耗。同时,加强对废旧农用机械的回收与再制造,通过对废旧机械的拆解、修复、升级,使其重新投入使用,延长了产品使用寿命,减少了资源浪费与环境污染。例如,一些企业对废旧拖拉机的发动机、变速箱等关键部件进行再制造,使其性能达到甚至超过新品水平,既降低了用户的使用成本,又实现了资源的循环利用。
在产品设计上,更加注重能源效率的提升。通过优化机械的传动系统、作业部件结构等,降低设备运行过程中的能量损耗。例如,新型联合收割机采用高效的脱粒分离系统和清选系统,提高了粮食收获的效率与质量,同时降低了能耗;灌溉设备采用精准灌溉技术,根据农作物的需水规律进行精确供水,避免了水资源的浪费,提高了水资源利用效率。这些节能设计不仅有助于降低农业生产成本,还为农业的可持续发展做出了积极贡献。
在科技飞速发展与产业融合加速的时代浪潮下,农用机械设备行业不再局限于传统的机械制造领域,而是积极与其他行业展开跨界融合,拓展了行业的发展边界,催生了一系列新业态、新模式。
农用机械设备与信息技术的融合催生了智慧农业服务平台。通过整合农用机械的运行数据、农业生产环境数据、农产品市场数据等,为农业生产者提供全方位的信息服务与决策支持。农业生产者可通过平台实时了解农机作业进度、设备状态、土壤墒情、气象信息等,合理安排农事活动;同时,平台还能根据农产品市场行情,为农户提供种植建议、销售渠道等服务。例如,一些智慧农业服务平台与电商平台合作,实现了农产品的线上销售,帮助农户解决了销售难题。在一些地区,通过建立农业大数据中心,对各类农业数据进行分析挖掘,为政府部门制定农业政策、规划农业产业发展提供了科学依据。
与金融行业的融合创新了农用机械的销售与租赁模式。为解决农户购买农用机械资金不足的问题,金融机构与农机制造商、经销商合作,推出了农机贷款、融资租赁等金融服务产品。农户可以通过分期付款的方式购买农机,或者采用融资租赁的模式,以较低的成本获得农机的使用权。这种金融创新模式既减轻了农户的资金压力,又促进了农用机械的销售与推广。例如,某农机融资租赁公司与多家农机企业合作,为农户提供了多样化的租赁方案,农户只需支付少量保证金和租金,即可使用先进的农用机械,有效提高了农机的普及率。
与生物技术、农业工程等领域的融合推动了农用机械的智能化、精准化发展。例如,结合生物技术对农作物生长特性的研究成果,开发出更加精准的播种、施肥、植保机械,实现了对农作物生长过程的精准调控;与农业工程领域合作,研发出适应不同地形、不同农业生产模式的农业设施与装备,如山地农业机械化系统、智能养殖设备等。在一些现代化养殖场,通过与农业工程技术的融合,打造出智能化的养殖环境控制系统和自动化的养殖设备,实现了畜禽养殖的高效、精准管理。
农用机械设备行业正处于一个快速发展与变革的黄金时期。智能科技的深度融合、功能创新的持续突破、可持续理念的引领以及跨界融合的不断深化,共同推动着农用机械设备行业迈向新的发展阶段。未来,随着科技的不断进步与农业现代化进程的加速推进,农用机械设备将在提升农业生产效率、保障粮食安全、促进农业可持续发展等方面发挥更为重要的作用,为构建现代农业产业体系、实现乡村振兴战略目标提供强有力的支撑。