农业机械技术创新对农业生产效率提升的深入探讨

当前，新一轮科技革命与产业变革向纵深演进，现代信息技术与农机装备加速融合，智能农机、数字农机、绿色农机、共享农机蓬勃兴起，农机装备进入了提质增效、转型升级的关键期。推进农机化向高质高效跃升，必须坚持创新驱动，加快农机核心关键技术攻关，构建协同高效的农机科技创新体系，打造智能高效、绿色环保的现代农机装备，探索形成农机农艺深度融合的发展新路径。本文拟围绕农机技术创新驱动农业生产效率提升展开深入探讨，以期为加快推进农机化高质量发展提供决策参考。

一、农业机械技术创新概述

1、农业机械技术创新的内涵和特点

农业机械技术创新是指以提升农业生产效率为目标，综合运用现代科学技术成果，对传统农机装备的功能、结构、工艺、材料、控制等进行系统优化和集成创新，研发出代表当代农机技术先进水平的新产品、新工艺的过程。这一过程具有鲜明的系统性、复杂性、实践性特点。农机技术创新涉及机械、电子、信息、生物、材料等多学科交叉融合，呈现出多技术耦合、多领域协同的复杂系统特性。同时，农机技术创新必须立足农业生产实际需求，紧密结合区域农情、农艺条件开展技术集成和工程化设计，并在大田作业环境下开展可靠性、适应性、可维护性验证，不断调适完善，以提供具有针对性、实用性的现代农机装备解决方案。

2、农业机械技术创新的聚焦领域

智能化、集成化、精准化、绿色化是当前农机技术创新的关键聚焦领域和演进方向。围绕全程全面机械化需求，农机装备向智能化、无人化方向跃升，以机器视觉、多传感器融合、智能控制、导航定位等技术为支撑，研发出具有自主感知、智能决策、协同作业能力的农机装备，实现农机作业的自动化、智能化和信息化。针对区域性、差异化的农艺需求，集成化、复合化、多功能农机设计日益成为主流，通过功能部件模块化设计、动力传动系统匹配优化、多工艺耦合控制等技术途径，实现多种功能部件在同一平台的集成组合，形成兼顾通用性和针对性的复合农机装备。围绕提升资源利用率，节本增效，精准农机化应用不断深化，利用北斗导航、作物生长模型、航空遥感监测等技术，构建精准农机作业控制系统，实现农机装备的定位导航、变量作业和信息管理。应对资源环境约束，推动农业绿色发展，绿色节能农机技术不断突破，采用清洁动力、新型传动、生物基材料等绿色技术，开发环保高效、节能低耗的绿色农机装备。

二、农业机械技术创新对农业生产效率提升的作用机理

1、农业机械技术创新提升田间作业精细化水平

农业机械技术创新显著提升了农田作业的精细化水平。以精量播种为例，采用气吹式、真空负压式、机械式等多种精量排种技术，配合行距可调、播量可控等智能装置，实现了不同作物的精确下种、均匀排播，减少种子资源浪费，为苗期高质量生长奠定基础。施肥方面，变量施肥技术得到推广应用，配合北斗导航定位系统，根据土壤肥力状况、作物长势，进行实时监测，开展差异化、定量化、定位化的精准施策，提升肥料利用率。农药喷施环节，采用高精度雾化喷头、静电喷雾等先进技术，配合智能化控制系统，可根据靶标距离、风速等自主调节喷雾参数，实现农药定向靶标喷施、雾滴均匀沉积，减少飞散和流失。这些农机新技术的集成应用，切实提高了田间精细化作业水平，推动现代农业生产向高质高效迈进。

2、农业机械技术创新提升劳动生产率

大型、高速、复式等高性能农机装备的研发应用，有效破解了传统小农生产方式投入大、效率低的瓶颈制约。以玉米收获为例，采用自走式玉米联合收获机，配备8行或12行玉米收获头，作业效率可达5-8亩/小时，是人工收获的10-15倍。同时，采用了自动驾驶系统，可实现收获全过程无人驾驶，极大降低劳动强度。类似的，水稻收割、小麦收获、马铃薯挖掘等环节均实现了大型化机具的配套和高效率作业模式的普及，农业生产全程机械化成为可能。农机装备的智能化水平也在不断攀升，自主感知、智能诊断、远程监控等技术的嵌入应用，推动农机向无人化、自主化方向发展，让农机手从简单重复的体力劳动中解放出来，为农业生产组织方式变革、经营效率提升开辟了新路径。

3、农业机械技术创新优化农时衔接

针对不同区域、不同作物生产节律的农时特点，农机技术创新致力于农事操作的无缝衔接和高效匹配。春耕备耕环节，深松整地、旋耕平整和精量播种技术实现了一体化作业，既可连续完成耕、耙、播等多道工序，实现农时农事无缝衔接，又可通过速度匹配、农机联动确保各工序的高质量完成，实现耕播环节的协同优化。夏管环节，化学除草、病虫害防治等多项管理措施实现机械化作业，利用摄像头、分选装置等先进设备，精准锁定靶标，定量喷洒农药，既可集中进行统防统治，节省劳动时间，又可实现变量控制，避免过度用药和环境污染。秋收环节，谷物、棉花、玉米、马铃薯等多种作物收获技术实现标准化作业，多台联合收割机进行协同跟踪作业，配合统一调度，实现了大面积农田的高效集约收获。多项农机新技术的系统集成应用，显著缩短了农事操作的工序转换和农机转场时间，实现了农时农事无缝衔接。

4、农业机械技术创新降低农业生产损失

以玉米收获为例，采用自走式玉米联合收获机，配备先进清选装置、秸秆粉碎还田装置，通过优化清选风机风量、筛选筛面开度等，可实现籽粒的低损清选，秸秆的高度粉碎还田，有效减少收获环节的籽粒损失和秸秆资源浪费。马铃薯收获方面，采用移栽式马铃薯联合收获机，配备铰接离合装置、振动装置，可充分解决马铃薯块茎在土壤中和收获输送过程中的破碎问题，籽种破损率控制在3%以内。农机装备的智能化应用，进一步降低了因人为操作失误导致的农产品损失。如采用基于机器视觉的果蔬采摘机器人，通过视觉传感器精准识别成熟果蔬，采用柔性端爪实现果蔬的无损抓取，既提高了果蔬采收效率，又最大程度避免了机械伤害。农机技术与现代农艺的交叉融合，催生了保护性耕作、精准栽培、精量施药等先进栽培模式，从农事操作源头控制农业生产损失，进一步挖掘农业增产潜力。农机技术创新成果的推广应用，有力推动了农业生产向集约化、规模化、产业化转变，农业生产抗逆性和风险管控能力显著增强。

三、农业机械技术创新助力农业生产效率提升的几点思考

1、加快农机关键核心技术攻关，补齐创新短板

当前，我国农机装备产业转型升级步伐不断加快，高端智能农机的快速崛起为产业发展注入了新的活力。然而，在核心零部件制造、机械智能化与信息化融合等方面，仍存在一些亟待突破的关键技术瓶颈。对此，必须加大农机科研攻关力度，聚焦智能传感、导航定位、决策控制等核心技术，加快高端传感器、高可靠控制系统等关键部件的自主研发，突破机器视觉、多传感器信息融合、复杂环境感知等“卡脖子”难题，推动农机装备智能化转型升级。同时，要加强农机装备产品质量安全追溯体系建设，健全农机产品标准规范体系，引导农机制造企业加强精益生产、品质管控，从源头提升农机装备的质量和智能化水平。为农机高质高效发展奠定坚实基础。此外，还要高度重视农机装备软件开发与数据分析能力建设，加强智能算法、知识模型、大数据分析等领域攻关，提高农机装备数据采集处理与智能分析水平，增强产品适应性与可靠性。注重发挥新兴技术的赋能作用，积极探索区块链、人工智能、虚拟现实等前沿技术在农机领域的创新应用，打造技术含量高、附加值高的农机装备，加快农机化从数量型向质量效益型的转变。

2、健全农机科技创新体系，激发多元主体活力

农机科技创新是一项系统工程，需要政产学研用多方协同发力。应围绕产业链部署创新链，以需求为牵引构建农机协同创新联盟，搭建基础研究、应用开发、成果转化“三位一体”的农机科技创新平台，鼓励跨领域、跨学科的协同攻关。支持龙头企业牵头组建产业技术创新战略联盟，发挥企业技术创新主体作用，引导联盟成员面向产业急需开展关键核心技术攻关，加速科研成果就地转化和产业化应用。大力培育融农机作业、维修、培训等于一体的新型农机社会化服务组织，创新发展农机合作社、农机专业户联盟等新型服务主体，提升区域性、综合性、高端化农机社会化服务能力。加强农机专业人才培养，创新产教融合培养模式，提高农机人才供给质量，为农机创新发展提供智力支撑。同时，要不断完善农机创新激励机制，在科研项目立项、资金支持、人才引进等方面向农机科技创新倾斜，让广大科研人员有动力、有压力、有斗志投身农机创新事业。

3、创新农机化发展政策供给，优化制度环境

完善的政策法规和制度环境，是农机化高质量发展的重要保障。应进一步优化调整农机购置补贴政策，向绿色节能、智能高效、丘陵山区适用的农机产品倾斜，提高财政资金使用效率。健全农机作业补贴政策，采取与作业质量、粮食产量挂钩等方式，激励规模化集约化作业。建立健全农机报废更新补贴制度，加快淘汰老旧高耗农机，为先进适用农机推广应用腾出空间。创新农机金融保险服务，加大政策性农机保险保费补贴力度，鼓励金融机构开发适合农机合作社、大户的信贷产品，引导农机专业合作社规范运行、降低融资成本，破解制约农机化发展的融资瓶颈。统筹利用财政、税收、金融等政策工具，优化农机化发展的制度供给和政策环境。同时，要加强农机质量监管，建立健全农机质量追溯制度，严厉打击制售假冒伪劣农机的违法行为。完善农机社会化服务考核监管制度，将服务规模、质量、效益等纳入考核范畴，建立健全与补贴挂钩的服务绩效评价机制。

4、推进农机农艺融合发展，促进农业全面升级

应大力推进农机农艺复合型人才培养，在农机专业增设农学课程，在农学专业开设农机课程，培养既懂农机、又懂农艺的复合型人才。鼓励种植大户、家庭农场、农民合作社等新型农业经营主体与农机企业组建农机农艺融合发展联盟，建立利益共享、风险共担的运行新机制，实现机具需求侧与供给侧的精准对接。围绕主要农作物生产，开展农机农艺融合关键环节技术联合攻关，在育种、栽培、植保、收获等环节，探索开发与农艺相匹配的农机装备，集成构建农机农艺融合技术体系，引领农业生产方式变革。制定农机农艺融合标准体系，开展农机农艺作业质量认证，将标准化生产贯穿于种植、管理、收获等全产业链条，提升农业生产标准化、规范化水平。与此同时，要以提升农民农机培训实效为突破口，推动农机教育培训向农机操作应用、维护管理、经营服务等延伸，强化农民农机创业就业技能，引导农民学用结合、学以致用。鼓励有条件的地区开展农机农艺融合试点示范，建设一批技术先进、模式创新、带动力强的示范基地，推动形成可复制、可推广的农机农艺融合发展新路子。

四、农业机械化高质量发展的前景展望

1、智能农机将成为农机装备升级的主攻方向

未来，智能化将成为引领农机产业变革的新趋势。自主感知与智能决策系统日趋成熟，多传感器融合、人工智能算法、自适应控制策略不断突破，农机装备将实现从单一化、粗放式作业向自主智能作业的跨越。高度集成的多源异构传感器大幅提高信息获取与融合能力，深度学习算法精准分析作物长势、土壤状况等复杂场景，准确规划路径、优化参数，农机环境自适应能力显著增强。人机交互与协同技术日益成熟，多模态交互使操控更灵活，虚拟现实系统改善驾驶体验，人机协同充分发挥人的经验和机械的高效，为农业发展注入新动能。

2、数字农机成为引领农机化发展的新增长点

随着农机物联网建设纵深推进，海量农机作业数据实时采集、高效传输、智能分析成为可能。运行工况、故障预警、寿命预测等信息实时上传云端，农机安全监管、调度指挥、远程诊断数字化水平大幅提升。大数据分析和机器学习算法在农机领域加速落地，数字孪生、智能预测等新应用不断涌现，农机管理决策从经验驱动向数据驱动、从被动响应向主动预测转变。数字技术在农机全生命周期管理中深度应用，可精准优化农机选型、作业、维修、报废等环节，为提升农业生产效率和资源利用水平提供强大技术支撑。

3、绿色农机助推农业高质量发展迈上新台阶

在农机领域，节能环保、清洁高效的绿色农机技术加速走向成熟。新能源动力、生物基润滑油等绿色技术更多应用于农机设计制造，电驱动、混合动力有望在中小型农机中普及，燃油经济性、排放后处理等核心技术取得新突破，农机能效和排放性能显著提升。太阳能、生物质能等可再生能源农机应用逐步拓展，从农业废弃物资源化到可再生能源农机推广，再到光伏农机一体化利用，生态循环农业模式不断完善。轻量化、生物降解材料等绿色制造技术广泛应用，资源节约型、环境友好型农机大量涌现。绿色农机创新必将催生农机与农艺、农技深度融合的生态农业新路径，农业绿色发展动能持续增强。

4、共享农机开启农机服务融合创新新篇章

随着“互联网+”现代农业纵深推进，共享经济理念加速向农机领域渗透。“互联网+”农机服务平台建设全面铺开，依托北斗导航、大数据分析等新技术，农机与农田、农户与农机手精准对接和实时匹配成为可能，农机闲置和用工荒矛盾将有效缓解。农机服务供需信息透明化、调度智能化水平大幅提高，跨区作业效率显著提升。农机合作社、专业户等新型服务组织方兴未艾，农机与种植、农产品初加工、农村能源等跨业融合趋势更加明显，集销售、作业、维修、培训等于一体的全产业链综合服务能力不断增强。

总言之，农业机械化是农业现代化的重要基础和标志，高质高效的农机装备是保障国家粮食安全、促进农业高质量发展的关键支撑。未来，智能化、数字化、绿色化、共享化将成为引领农机产业变革的新趋势、新动能、新方向。农机装备智能化、农机大数据应用、绿色农机创新、共享农机服务等新技术、新模式、新业态将蓬勃发展，必将引领农机农艺融合、全程全面机械化迈上新台阶，为加快推进农业农村现代化提供强大科技支撑。