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1我國農機必須走自動化、智能化的道路

1.1降低農產品生產成本的需要

近年來,隨著農業生產技術的不斷進步,我國的農產品產量有了大幅度的提高,由于加入WTO后農產品價格受到國際市場的沖擊,造成價格持續下滑,對我國農業生產造成很大的壓力,使得許多地方出現有地無人種的大面積撂荒現象。如內蒙古全區的撂荒土地面積達到近4萬hm2[1]。為降低農產品成本,需對我國農產品成本的主要構成進行分析,并與國外進行對比(農產品生產成本與國外對比。我國的農產品生產成本較國外高的主要原因是勞動力所占比例太高,機械成本占有比例較低。所以如果我國農業生產若能大幅度提高機械化和自動化水平,必然可以提高農業生產率,達到降低農產品成本的目的。

1.2從業人員出現高齡化、女性化

隨著改革開放的不斷深化,農村大量青壯年勞動力都轉到第二、三產業,使得從事農業生產的人口出現老齡化的趨勢。如1990年調查,我國農村60歲以上人口達7285萬,估計到本世紀20～30年代,我國農村60歲以上老年人口將達到22%～24%[3];農村勞動力轉移的另一個結果是農村勞動力的女性化[4]。據經濟發達國家的發展經驗,隨著社會工業化水平的高度發展,這一現象將不僅不會減緩,而是會加劇。如日本的農業生產從業人員平均年齡已達60歲以上。這樣,要保證農業生產按農時及時完成,減少農業生產的勞動量和勞動強度,并提高農業生產的作業效率,必須使農業機械具有高度自動化和智能化的功能。這樣,才能保證在農業時令允許的范圍內及時完成作業任務。

1.3提高農產品品質的要求

隨著我國經濟的發展,人們對農產品的需求已經從過去的溫飽型變為對農產品品質的追求,如國內的水果市場,過去由于產品稀缺,人們對其品質、外觀沒有太多要求。但近年來,由于水果生產規模的不斷擴大以及產量的提高,供給也越來越充足,人們開始對水果外形、色澤以及口感等提出了嚴格的要求;另外,我國加入WTO后,國內大量農產品需出口到國外,參與國際競爭,更提高了對農產品品質的要求(如出口日本的山東大蔥,對農藥殘余量以及大蔥的長短、粗細和形狀都有嚴格的要求)。顯然,要對種類繁多、數量很大、區分精細和作業單調的農產品進行產前管理、產后分類和加工,必須借助于自動化和智能化的作業機械,才能在較高工作效率的前提下滿足對農產品生產—分類—加工的需求。

1.4國外農業生產方式競爭的壓力

國外的發展經驗證明,采用智能化、自動化的作業方式是農業生產的必然趨勢,是發展高效節本農業的有效途徑。世界農業發達國家在采用了高度自動化的作業機械后,不僅提高了工作效率,降低了作業成本,而且提高了其農產品在國際市場上的數量和價格的相對優勢。如果忽視高新技術在農業生產上的應用,那么與農業發達國家在農業機械裝備方面的差距會越來越大,國外自動化、智能化程度很高的作業工具將占領我國市場,使我國農業機械行業陷入困境。

2實現我國農業機械自動化、智能化的技術基礎

2.1傳感器技術

我國傳感器技術取得了很大進步,其應用領域日益廣泛。如在農業、水利上所用的水位測定傳感器,實現了惡劣條件下對水位數據的直接讀取和數據的快速采集;在糧食干燥、儲存、生物肥加工、菌種發酵等領域傳感器的使用,解決了溫度測量的精度問題和遠距離非接觸式的測量;在收獲機上,通過谷物流量傳感器的應用,可以快速測出收獲機單位時間收獲的谷物量,通過谷物濕度傳感器的使用,可以實現對收獲谷物和儲藏谷物濕度的在線測量和監控。其他諸如速度傳感器、位移傳感器、力傳感器等的應用技術更是廣泛,這些科研成果的取得為農業機械的自動化、智能化打下了基礎。

2.2電子技術和計算機技術

20世紀90年代以來,我國的高新技術得到了迅速發展。小型化、微型化芯片的出現,加快了電子技術在農業機械領域中的應用。農業、漁業、森林、禽牧、農產品加工等8大類電子技術正在興起,僅“九五”期間,國家農業電子總投資超過20億元,開發項目1000種以上[5];另一方面,計算機技術經過短短十多年的發展,已經成功研制了超大規模集成芯片,從而使其處理數據的能力越來越強,速度越來越快,為農業技術的數字化、智能化、便攜化發展創造了條件。

2.3遙測遙感技術

近年,我國的航天遙測在服務于航天測量的同時,開始大范圍的輻射于其他領域。先后研制出幾代遙測系統,服務于海、陸、空軍及民用領域,甚至實現了小型化、系列化、模塊化[6]。遙感技術在我國起步較晚,但由于該技術在國民經濟中的重要作用,其發展也非常迅速。如我國研制的遙感器,具有寬視場、遠距離全景掃描等特點;研制的返回式衛星遙感,可以根據需要視場角在70°～120°范圍調整,分辨率達到米級,且目前建成的返回式衛星遙感地面應用系統,在測繪及國土資源調查中發揮了的巨大作用。氣象衛星的應用為防御自然災害提供了先進手段。

2.4機器人技術的日益成熟

機器人技術在很大程度上可以體現該國家智能化、自動化技術水平。對機器人技術的研究,使得我國的機器人技術有了長足的發展,并從實際出發,研制出了工業用的焊接、裝配機器人;細小管道裂縫探測、疏通機器人[7];在農業方面也隨著蔬菜嫁接機器人、植物栽培用機器人[8]農產品收獲機器人、農產品分級機器人的出現,使我國農業生產技術的發展進入了新的階段。

2.5設施農業技術

我國工廠化農業得到一定推廣發展,為我國農業實行智能化、自動化提供了許多機遇。在工廠化農業中,可以使在大田作業中諸如溫度、濕度、二氧化碳濃度等對農業生產有很大影響、難以控制的環境因素得以人為控制,從而大大簡化了作業難度,為實現自動化、智能化生產創造了良好的條件;另外,設施農業由于環境可控、生產效率高、生產周期短,特別適宜使用高效、精密的作業機具,因此為智能化、自動化的新型作業機具的開發提供了發揮作用的廣闊天地。

3我國農業生產自動化、智能化的發展方向

3.1加強基礎技術研究

在日本,由于對蔬菜特性的研究比較充分,所以在蔬菜的育苗、栽植、收獲等環節上基本實現了自動化,不僅減輕了農民的勞動強度,而且大大提高了作業效率。美國在大力開發自動化作業機具的基礎上,充分利用衛星定位系統,試驗了如谷物收獲作業等環節的無人操作。我國盡管不可能短期內實現農業生產的自動化和智能化,但必須將其作為農業生產的發展方向,加快該領域技術的研究。

3.2調整高校學科發展方向,培養專業人才

近年來,由于種種原因,從事農業裝備的科研人員越來越少。要改善這種局面,應該調整相關專業的發展方向,大力培養農業裝備自動化、智能化專業人才,從而吸引更多的人投入到農業和農業機械的研究行列。

4結束語

實現農業生產的自動化和智能化,在我國還需一個比較長的過程。因為該技術不僅需要其他方面的技術支持,而且要與我國農業作業體系充分結合起來,所以除應加快開發研究智能化、自動化作業機具,還應加大對作業對象標準化的研究與推廣,為最終實現農業生產的自動化和智能化打好基礎。