农业机械智能化技术在农业生产中的应用策略

王正宝

（临夏州职业技术学校，甘肃 临夏州 731100）

随着全球人口的持续增长和食品需求的持续上升，农业面临前所未有的挑战。农业发展面临的挑战日益严峻：气候变化导致的不稳定天气、土壤退化、水资源短缺、病虫害的蔓延，以及持续增加的生产成本都给农民带来了巨大的压力。这些挑战迫使农业从传统的生产方式转向更为现代化、高效和可持续的方式。此时，智能化技术对农业的重要性显得尤为突出。智能化技术逐渐进入农业领域，为农业生产带来了革命性的变化。例如，通过先进的传感器、自动化设备、数据分析和人工智能等技术，农民可以更精确地管理作物，提高产量，降低生产成本，并减少对环境的影响。智能化技术已经成为现代农业不可缺少的一部分，它不仅有助于解决当前农业面临的各种问题，还预示着农业未来的发展方向，致力于使农业成为一个更为高效、可持续和有益于社会的产业[1]。

1 农业机械智能化技术概述

1.1 定义及组成

农业机械智能化技术是指通过引入先进的信息技术、机器学习、物联网技术等，赋予农业机械和设备智能决策、自主操作和自我调整的能力，从而极大地提高了农业生产的效率、质量和可持续性。这种技术的核心组成包括传感器技术、数据分析与处理、自主导航系统以及用户界面等。传感器技术可以帮助机械感知外部环境，如土壤湿度、作物生长状况等；数据分析与处理则是智能决策的基础，可以根据实时数据为农业生产提供最优策略；自主导航系统使农业机械能够在田间自由移动和执行任务；而用户界面则是农民与机械互动的桥梁，能够确保操作的便利性和准确性[2]。

1.2 技术发展历程

20 世纪80 年代至90 年代初，计算机技术和电子技术初步应用于农业生产。进入21 世纪，随着物联网、大数据、云计算和人工智能等技术的出现和成熟，农业机械的智能化程度得到了飞速提高。无人驾驶拖拉机、智能化种植和灌溉系统以及精准农业技术等开始广泛应用于实际农业生产。在发达国家，如美国、日本和欧洲国家，他们在这一领域处于领先地位，其研发和应用经验也为其他国家提供了宝贵的经验借鉴。而在发展中国家，随着技术的日益普及和成本的下降，智能化农业机械也逐渐进入了农民的视野，并开始为农业生产带来革命性的变化[3]。

2 农业机械智能化技术

2.1 无人机

无人机在农业领域的应用具有广泛性和实效性。它可以进行高空拍摄，提供农田的实时图像，从而帮助农民监测农作物的生长情况、病虫害的蔓延以及土壤的湿度变化。通过无人机的高清航拍，农业专家可以进行实地监测而无需走访每一片土地，有效地节约时间和人力资源。此外，无人机还可以进行施肥、撒药和播种等作业，提高了农业生产效率[4]。

2.2 无人驾驶拖拉机

随着信息技术的不断进步，无人驾驶拖拉机逐渐进入农民的视野。这些拖拉机通过先进的导航系统和传感器，可以在农田中自主导航，执行耕作、播种等任务。机械化播种同样为农业带来了革命性的变化，它减少了手工播种带来的高劳动强度和不确定性，使播种更为精确和高效。这两项技术的结合，不仅提高了作物的产量，还降低了农业生产的人力成本[5]。

2.3 农业机器人

近年来，农业机器人是农业技术发展的新亮点。例如，采摘机器人能够根据果实的成熟度进行智能采摘，确保果实在最佳状态下被收获。施肥机器人可以对土壤的肥力进行实时监测，并根据作物的需要进行精准施肥。此外，除草机器人能够识别农田中的杂草，并进行高效、环保的除草作业。这些机器人的应用无疑为农业生产带来了更高的精确度和效率。

2.4 物联网智能灌溉系统

水资源在全球范围内都是非常宝贵的，而农业是水资源的主要消耗者。物联网智能灌溉系统是一个将各种传感器部署在农田中，通过无线通信技术将收集到的数据传输至云端进行分析的技术体系。这些传感器可以远程在线采集土壤墒情、pH 值、气象信息等，实现墒情自动预报、灌溉用水量智能决策、远程操控、自动控制灌溉设备等功能。当土壤湿度低于某一阈值时，物联网系统会自动启动灌溉系统，确保作物得到恰当的水分供给。这样不仅减少了水资源的浪费，提高了作物的产量和质量，还为农民带来了更为便捷的农田管理方式[6]。

3 应用策略

3.1 数据驱动决策

在现代农业中，数据的重要性日益凸显。随着各种传感器和设备的广泛使用，农场每天都在产生海量的数据。利用大数据技术，可以对这些数据进行整合、分析，从中提炼出有价值的信息和知识。云计算技术为农业提供了强大的计算能力，使得数据处理和分析更加迅速和便捷。数据驱动决策首先依赖于高质量的数据收集。通过土壤传感器、气候监测站和无人机等，可以实时监测农场的各种参数，如土壤湿度、温度、光照和营养成分等。这些数据不仅可以帮助农民及时了解农场情况，还可以为后续的决策提供依据。收集到数据之后，关键是如何利用这些数据。利用云计算和大数据分析技术，可以对收集到的数据进行深入挖掘，找出种植的最佳时机、最适宜的施肥量和灌溉频次等[7]。此外，也可以通过数据分析预测病虫害的发生，从而提前采取措施。总之，数据驱动的决策为现代农业生产带来了革命性的变革，它使生产更加精准、高效，同时也为农民带来了前所未有的便利。

3.2 精准农业：定制化施肥、播种和灌溉

精准农业是现代农业的发展趋势，它根据土壤、气候和作物的具体情况，为每块土地提供定制化的种植模式。定制化施肥是精准农业的重要组成部分，通过土壤测试确定土壤中的营养成分，根据作物的需求量进行定制化施肥，不仅能提高肥料使用效率，还能减少对环境的影响。播种和灌溉也是精准农业的重要内容。根据气候和土壤的具体情况，选择最佳的播种时间和种子种类，同时根据土壤湿度实时调整灌溉量和频次，确保作物获得最佳的生长条件。精准农业提供了一种全新的种植模式，它更加科学、高效，能够为农民带来更高的经济收益，同时也为环境保护作出了贡献[8]。

3.3 与其他技术的集成

为了实现农业的高效生产，仅仅依赖智能化技术是不够的，还需要与其他技术进行深度集成。其中，生物技术和气象技术是两个非常重要的领域。生物技术在农业中的应用已经非常广泛，例如转基因技术、基因编辑技术等，这些技术可以培育出抗虫、抗病、高产的作物品种，大大提高农业生产的效率和稳定性。此外，生物技术还可以解决肥料和农药的使用问题，例如通过微生物固氮、生物制肥等方式，减少对化学肥料的依赖。气象技术则为农业生产提供了有力的信息支持。通过对气象数据的分析，可以预测未来的气候变化，从而为播种、施肥和灌溉等工作提供依据。此外，气象技术还可以预测病虫害的发生，为防控工作提供重要信息。与其他技术的集成，使农业生产更加科学、高效，同时也为农民带来了更高的经济收益。

3.4 智能化农业生态系统的构建

要实现农业的智能化生产，仅依赖单一的技术是不够的，需要构建一个完整、高效的智能化农业生态系统。首先，需要构建一个完善的数据采集系统。通过各种传感器、无人机和其他设备，实时监测农场的各种参数，为数据驱动决策提供依据。其次，需要构建一个强大的数据处理和分析系统。利用云计算和大数据技术，对收集到的数据进行深入挖掘，为农业生产提供科学的决策依据。此外，还需要与其他技术进行深度集成，例如生物技术、气象技术等，确保农业生产的科学性和高效性。最后，需要加强对农民的培训和指导，使他们能够熟练掌握这些智能化技术，确保技术的广泛应用和深入推广。总之，构建一个完整、高效的智能化农业生产体系是实现农业现代化的关键，它将开辟一个全新的农业生产时代。

4 面临的挑战和问题

4.1 技术的快速更新与持续的研发投入

随着科技的快速发展，农业机械智能化技术也在不断地迭代与更新。然而，这种迅速的技术演进意味着企业需要持续的研发投入，以保持其在行业中的竞争力。对于很多小型农业企业或农户而言，这种高频率的技术更新可能导致他们难以跟上发展的步伐，因为他们可能没有足够的资源或资金进行持续的技术升级。此外，这也可能导致一些已经投入使用的设备和技术在很短的时间内过时，从而增加了企业和农户的经济负担。

4.2 农民的技能培训和接受度问题

智能化技术在农业中的应用不仅仅是技术上的转变，还涉及农民的工作方式、思维模式的改变。对于传统的农民来说，新技术意味着他们需要重新学习和适应。因此，技能培训和教育成为一个重要问题，因为没有充分的技能培训，农民可能难以有效地使用这些新型机械设备。同时，对于一些年长的农民，他们可能会对新技术持有疑虑或抵触心态，认为传统的方式更为可靠。因此，如何提高农民的接受度，让他们认识到智能化技术在农业生产中的优势，也是一个亟待解决的问题。

4.3 经济与政策因素

经济和政策因素对农业机械智能化的推广和应用产生了深远的影响。例如，政府的补贴政策或税收减免可能会激励农业企业和农户采用新技术。然而，如果没有相关的政策支持，尤其是在初期投资较大的情况下，智能化农业机械的推广可能会受到阻碍。此外，经济状况也是一个重要的因素。在经济繁荣时期，农户和企业可能更愿意进行投资，采用新技术。但在经济衰退时期，他们可能会更加保守，选择延迟或减少对新技术的投资。因此，为了促进农业机械智能化的发展，需要综合考虑经济与政策的双重因素，并制定相应的策略。

5 相关建议

对于农业智能化的投入，建议首先关注技术研发和创新。新技术和方法的研究是推动农业智能化的核心动力。因此，应增加对相关研发项目的资金支持。其次，为了确保技术的广泛应用，需要对农民进行智能化技术的培训和教育，帮助他们掌握和应用这些先进技术。此外，与高校和研究机构的合作也是推进农业智能化的关键。通过产学研合作，加速技术从实验室到农田的转化。同时，应该鼓励企业参与农业智能化的投资和开发，尤其是那些具有技术和资金实力的大企业。最后，政府在制定相关政策时，应充分考虑农业智能化的发展需要，并为其提供必要的支持和优惠，如税收减免、补贴等[8-10]。

6 结语

智能化农业机械技术不仅打开了高效、环保、精准的农业生产新篇章，也让人们对未来的农业充满期待。然而，任何技术的应用与发展都离不开人的理解和接受。因此，需要开展更深入的研究、教育和培训，确保所有农民都能够受益于智能化技术。同时，各级政府和决策者也应高度重视，为智能化技术的广泛应用创造有利的政策和环境。只有这样，才能确保农业生产更加高效、环境发展更加可持续。