节能大环境下农业机械优化策略

山东省临沂市莒南县坊前镇农业综合服务中心 赵风山

未来的农业生产必定是现代化的农业生产，而农业机械则是现代化农业生产的核心要素——在播种、施肥、收割等环节，农业机械都承担着主要任务，极大节约了人力物力，且提高了工作效率，是现代化农业生产不可缺少的重要组成部分。然而，农业机械的广泛使用也带来了污染问题。从调查结果来看，我国农业机械生产活动大多伴随着较为严重的环境污染问题，尤其是尾气的排放和化肥农药的滥用，极大影响了农田周围的生态环境质量，长此以往，不仅对当地的生态环境发展不利，也会影响当地农作物的生长状态与产量。因此，应当推动农业机械尽快朝着节能、环保、生态的方向转型，实现农业机械的节能化发展，这不仅是农业节能化发展的关键，也是农业可持续化发展的重要保障。

1 农业机械设计中节能策略

传统的农业机械设计耗费较大，且污染不小，属于高投资的粗放式生产设计，因此，要想提高农业机械的节能性，首先要从设计入手，对农业机械进行优化。关于农业机械的节能设计，首先要保证相关设计遵循生态友好和经济性两个原则，其次要重点关注机械动力系统及可回收性优化，二者皆是将来农业机械发展的必然方向。

1.1 农业机械节能设计原则

农业机械节能设计的原则有二，一是生态友好原则，二是经济性原则，这两个原则是确保农业机械节能设计适用性的关键，必须引起重视。

首先，生态友好原则要求农业机械设计要以减少污染为主。传统的农业生产活动主要是以施肥用药的形式来增加农产量和减少虫害，而肥料同药物都会对种植土壤品质造成影响。倘若施肥用药未能把握好度，则过多的农药及肥料将会导致种植土壤受到污染，长此以往，种植土壤的质量将会发现变化，甚至有可能不再适合用于种植，成为废田，而残留在土壤中的农药则会对周围的生态环境造成损害，引起四周植物生长异常、死亡等。有时候，农业机械所遗留的农药及肥料也会对地面水造成一定污染，这同样会极大引发该处生态环境的变动，例如鸟类可能因接触过多农药死去，而河边的藻类则可能因获得过多化肥滋养而疯长，导致该处水域的生态失衡。此外，某些农业机械的施肥方式为浅表性施肥，这种做法虽然能够有效应对化肥挥发问题，却极易造成化肥在阴雨天大量流失的后果，是引发化肥浪费的主要原因之一。相关调查显示，如果农业机械采用浅表性施肥，在下雨之后，土壤中的化肥含量将会急剧下降，残存的化肥根本难以满足农作物生长的需求。因此，在进行农业机械设计时，应确保机械所设定的施肥方式为深度施肥，并安设深耕装置，使得化肥能够深入土壤层，发挥最大滋养效用，在为农产品提供生长养分的同时，优化土壤质量，实现可持续性发展。基于资源最大化利用的目的，收割类农业机械应设计一个处理装置，专门用来处理如秸秆等具备可回收性的废料，从而维护收割后土地的自然环境，避免残留废物影响到该处土壤质量。当然，这些具备可回收性的废料如果处理得当，还能对提升土壤品质起到帮助——现如今，秸秆燃烧后的化肥已经成为我国化肥的主要来源之一，但目前秸秆的回收工作尚需依靠人工操作，未能实现机械自动化，在设计农业机械时，要关注到这个问题，在尽可能减少秸秆等废料处理环节的基础上，最大化发挥此类废料的余热，优化农业机械的节能性。

其次，经济性原则要求农业机械设计要以节约生产成本为主。节能型农业机械应尽可能避免浪费资源的问题，即其要确保资源的最大化利用率。因此，在进行节能型农业机械设计时，可以在其中安设循环利用装置，使得某些资源能够得到反复使用，减少机械使用的资源消耗。经济性原则也对机械使用燃料提出了相关要求。基于经济性原则，机械使用燃料应当设计为绿色可再生燃料为主，例如氢能、生物柴油等，以此降低燃料成本和燃烧后污染物的处理成本。值得一提的是，虽然目前来看，农业机械依旧摆脱不了柴油机，但在将来，农业机械则或可以电力、太阳能等能源为主。经济性原则同样对节能化农业机械构件的设计提出了要求，考虑到经济性原则，农业机械构件用材应当以节约型材料为主，例如现在畅销的工程塑料、木素纤维复合物等。在选用农业机械构件用材时，要尽可能避免使用成本较高的金属等材料，尤其是某些不可再生金属，以此提高农业机械生产的可持续性，减少农业机械的生产耗费，确保农业机械用材的最佳性价比。

1.2 农业机械节能设计策略

农业机械节能设计的核心在于动力系统的设计，而考虑到生态友好原则和经济性原则，农业机械的动力最好设计为电力或天然气等绿色化可再生资源，当然，太阳能也是一个非常不错的选择。从目前农业机械相关技术的发展情况来看，我国电力农业机械的发展前景是最好的，这不仅因为我国当前的电力研发技术已经发展得较为成熟，还因为电力的生产成本相较于氢能、天然气等来说更低，因此电力机械广泛应用的可能性更高。

除了采用可持续性动力能源以外，节能型农业机械还应当具备可回收性，由此降低机械制造成本。节能型农业机械的配件应当以环保型、可重复使用型为主，这样一来，当农业机械的寿命终止以后，可以将其完备的配件拆卸下来，进行刷新处理后，再用于新机装配。不能继续使用的配件则要基于无害化处理方式来销毁，尽可能降低对生态环境的污染。需要注意到，节能型农业机械的可回收性应当是在机械设计时便已经得到明确的，不论是配件的用材、使用寿命、特性，还是配件的刷新方式、销毁方式等，都要基于原有设计方案来完成，以确保节能型农业机械真正能够起到节约成本和降低污染的效果。

2 农业机械使用中的节能策略

本次关于农业机械的使用节能策略重在减少故障所引起的能耗浪费和污染问题。近年来，农业机械作业已经成为污染的主要来源之一，而出现故障的农业机械不仅会耗费较多能耗成本，还会在作业过程中产生更多污染物，极大影响了生态环境，因此，除了要加紧研发绿色节能型农业机械以外，也应当关注到当前农业机械在使用中造成的污染问题。农业机械使用中的节能策略主要围绕农业机械操作者展开。

2.1 能耗节约策略

要想节约能耗，首先需要农业机械操作者严格按照规定进行机械的操控。相关调查显示，不规范的机械操作是造成能耗浪费的主要原因之一，也是影响作业效率的关键，所以，能耗节约应当从操作者的专业性入手。大多数农业机械操作者都是农民，虽然在日常生活劳动中可以熟练掌握农业机械的操作方法，却难以具备专业性操作能力，因而政府应当开办专业的农民培训课堂，加强对农民专业机械操作技能的培训，督促农民养成科学合规的操作习惯，提升机械效率，降低因操作不当而引发故障的概率。此外，农民也应当端正自身认知，正视能耗节约的重要性和必要性，在操作农业机械的过程中，秉承最大化节约成本的目的，通过不断学习而掌握最优化作业办法，提升自身生产效率的同时，为创造节能型社会尽一份力。

需要注意到，农业机械的使用主体是农民，农业机械使用节能策略的针对群体也主要是农民，但这并不意味着仅仅依靠农民的自觉便能有效推进农业机械节能化发展。事实上，相关调查结果显示，很多农民即使非常清楚专业的农业机械操作方式，还是喜欢沿用自身熟悉的操作办法，这就要求有关部门推出相应的监督法规，将农业机械使用节能化纳入法规范围，以法律手段来督促农民遵循正确的农业机械操作模式。

2.2 污染应对策略

农业机械的故障类型多种多样，倘若是排气管、柴油机等出现故障，则极易造成机械作业污染加重的情况，农业机械操作者应当关注到此类故障，做好日常清洗及检查工作，及时排查机械隐患问题，降低因故障引发的污染加剧概率。在发现农业机械故障以后，农业机械操作者必须严遵机械使用说明书，按照使用要求逐步探寻故障源头，并采取有效应对策略，避免问题扩大。

相关研究结果表明，大多数农业机械操作者在发现影响农业机械运作的故障以后，都会及时采取解决策略，而倘若故障只是造成污染加剧，并不影响农业机械正常工作，则少有操作者会特意为了降低污染程度而停工来维修机械，这反映出当前农业机械操作者在环保意识方面的缺失。据此，有关部门应当加强对环保理念的宣传，采取开办讨论会、展览会、讲座等方式，向农业机械操作者灌输环保理念，强化农业操作者的环保意识，督促操作者重视污染和环保问题，提高操作者对造成污染故障的处理积极性，以少数人带动多数人，最终形成良好的环保生产氛围。

3 农业机械维护中的节能策略

农业机械维护中的节能策略主要围绕节能维修技术来展开。需要注意到，各类维修技术不可盲目选用，而是要根据农业机械需要处理的故障来选择，因此，具备较强针对性。下面列举几个常见的节能维护策略。

第一，如果农业机械出现漏油、漏气等问题，首先需要考虑机械是否因为强震或剧烈碰撞而出现了破损情况。维修人员应当逐步排查漏油、漏气的根源，明确破损部件所在方位。如果是管道或元件等出现破损，且破损并不严重，可以采用胶粘修补堵漏技术来进行处理，即用胶粘剂粘好漏损口，从而在不拆卸的情况下完成修补工作。当然，如果破损情况较为严重，则不宜采用此策略，最好更换新的管道或元件，以免留下故障隐患。

第二，倘若农业机械出现掉渣现象，则应当考虑农业机械内部是否存在严重磨损。农业机械的内部不可避免地会出现磨损，但严重的磨损会造成能耗的大量浪费，因此，如果发现农业机械内部零件磨损严重，可以通过水基清洗技术来提升清洗效果，缓解磨损问题。水基清洗技术发挥作用的关键就在于水基清洗剂，这种清洗剂清洗能力强大，能够有效去除机械内部零件磨损产生的各类杂质，从而降低零件的摩擦率，节约相关能耗。值得一提的是，清洗后的废水不可随意处理，而要采用专业的污水处理方案。

4 结语

农业机械的节能化发展一方面可以缓解我国尖锐的资源约束矛盾，另一方面还能优化环境质量，是符合科学发展观的发展模式。长时间以来，我国的农业机械化发展都处于一种粗放式资源消耗发展模式，这种模式虽然短时间内极大促进了我国农业经济的提升，但也带来了资源浪费和环境污染问题。农业机械动力能耗大、资源浪费严重、作业成本高等缺陷使得我国农业发展逐渐陷入僵局，而打破僵局的主要办法，就是推动农业机械节能化发展。

当今社会出现了严重的能源供给紧张，节约型农业生产模式势在必行，如何在确保农产品高质量、高产量的同时，减少农业生产成本和生产污染，已经成为当前农业从业者热议的主题。农业机械的节能化发展是一项较为复杂的工程，需要长时间的坚持，不可能一蹴而就，因此，在推动农业机械节能化的过程中，有关部门要做好引导工作，将农业机械节能化建设同我国当前正热的乡村振兴战略有效结合，把生态系统、技术系统、经济系统等联系起来，通过资金扶持、制度管理、技术支撑等各项手段，构建符合我国国情的农业机械节能化发展体系。

总的来说，农业机械节能化发展是当前农业机械科研的主题，也是农业生产效率提高的有力手段，更是我国创建环境友好型社会的重要基础，必须采用多元化手段，推动当前农业机械尽快转型踏上节能化发展的康庄大道。