(一)工作對象復(fù)雜
作物生產(chǎn)機械的作業(yè)對象為作物及與作物生長有關(guān)的環(huán)境條件-土壤、水、肥料、氣候等,而這些情況又根據(jù)區(qū)域、作物類別、種類、自然條件和栽培制度的不同變化較大,這就要求作物生產(chǎn)機械具有較強的適應(yīng)性。
(二)季節(jié)性強
作物生產(chǎn)具有很強的季節(jié)性,往往是在時間比較集中的高強度條件下進行作業(yè),這就需要作物生產(chǎn)機械具有較高的可靠性和生產(chǎn)效率。
(三)工作環(huán)境條件差
許多作物生產(chǎn)機械是在地面狀況較差的田間和高速行走狀態(tài)下工作的,作物生產(chǎn)機械必須有較高的質(zhì)量和管理水平。
其次氣候、地面狀況、作業(yè)速度相互之間產(chǎn)生影響。
(一)世界作物生產(chǎn)機械化發(fā)展
作物生產(chǎn)有近萬年歷史:
公元前3000年左右埃及等地開始用牛拉犁耕地,從而進入人力、畜力并用的時代。
1873年美國以蒸汽為動力的履帶式拖拉機,1892年美國以汽油為動力的拖拉機。
20世紀(jì)初,裝備內(nèi)燃機的拖拉機開始推廣應(yīng)用。
20世紀(jì)40-50年代發(fā)達(dá)國家以拖拉機及其他機電動力成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要動力。
20世紀(jì)70年代后,水稻生產(chǎn)為主的日本、韓國基本實現(xiàn)了水田作業(yè)機械化,北美和歐洲發(fā)達(dá)國家作物生產(chǎn)全面機械化。
以美國為代表的西方發(fā)達(dá)國家早在上個世紀(jì) 60 年代就已經(jīng)基本上實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機械化,70 年代初實現(xiàn)了全方位機械化,并逐步被自動化所取代。
80 年代末期,基于現(xiàn)代電子信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輔助決策支持技術(shù)和農(nóng)業(yè)工程裝備自動化技術(shù)等集成組裝起來的作物生產(chǎn)精細(xì)經(jīng)營技術(shù)-精確農(nóng)業(yè)在西方發(fā)達(dá)國家開始研究應(yīng)用。
精確農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)機械化、自動化的高度體現(xiàn),同時也是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的一種新挑戰(zhàn),最為關(guān)鍵的是他使人們對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化在觀念上發(fā)生了革命性的變化。
(二)發(fā)達(dá)國家作物生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀
1、全方位實現(xiàn)作物生產(chǎn)機械化并向自動化方向發(fā)展;
2、大馬力拖拉機迅速發(fā)展,高寬幅作業(yè)機具普遍應(yīng)用。最大工作幅寬的播種機為120行,植保機具100米,最大犁為31鏵,收獲機最大幅寬為9米,大大提高了勞動生產(chǎn)率;
歐洲的Profi Gigant Trac 3500超級拖拉機,長7120mm、寬4800mm、高3750mm,最大馬力為650匹.
折腰轉(zhuǎn)向拖拉機-實現(xiàn)最小轉(zhuǎn)彎半徑
3、高新技術(shù)快速應(yīng)用,為提高農(nóng)機化自動化水平創(chuàng)造了條件。無人駕駛拖拉機、可控農(nóng)機具等;
4、農(nóng)用飛機的普遍采用為農(nóng)業(yè)遙感、防蟲治病、自然災(zāi)害預(yù)防、農(nóng)田作業(yè)精準(zhǔn)化創(chuàng)造了條件;
5、基于GPS、GIS、RS技術(shù)的精確農(nóng)業(yè),使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加科學(xué)化、精細(xì)化。
精確農(nóng)業(yè)-基于現(xiàn)代電子信息技術(shù)、作物栽培管理輔助決策與支持技術(shù)和農(nóng)業(yè)工程裝備技術(shù)等集成組裝起來的作物生產(chǎn)精細(xì)經(jīng)營技術(shù)。它是以知識為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)微觀管理系統(tǒng),其特征是根據(jù)當(dāng)時當(dāng)?shù)販y定的作物實際需要確定對作物的變量投入。
精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)組成
精確農(nóng)業(yè)工藝框圖
精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)系統(tǒng)關(guān)系圖
精確農(nóng)業(yè)過程示意圖
(三)我國作物生產(chǎn)機械化現(xiàn)狀
耕播作業(yè)在1980年前快速增長,包產(chǎn)到戶后土地細(xì)化、大中型機具難以作業(yè),機械化程度下降。
1986年后小型機具增多,機械化程度上升。
1997年以機械耕、播、植保、收、脫粒、運輸、灌溉七項作業(yè)綜合計算的機械化程度接近45%。
2009年小麥生產(chǎn)基本實現(xiàn)了全程機械化。
2014年機械化程度達(dá)到61%,2016年全國農(nóng)作物耕種收綜合機械化率達(dá)到65.2%。2017年水稻、玉米機械化率超過80%。
(四)我國作物生產(chǎn)機械化存在的問題
1、發(fā)展不平衡,表現(xiàn)為“兩高兩低”
作物上,小麥水稻玉米三大主糧的綜合機械化水平較高,棉油糖等經(jīng)濟作物的綜合機械化水平較低;
區(qū)域上,北方平原地區(qū)機械化水平較高,南方丘陵山區(qū)機械化水平較低。
2、發(fā)展不充分,表現(xiàn)為“三多三少”
(1)小馬力、中低端機具多,大馬力、高品質(zhì)機具少;
(2)單項農(nóng)機作業(yè)的技術(shù)多,集成配套的農(nóng)機作業(yè)技術(shù)較少;
(3)小規(guī)模自用型農(nóng)機戶較多,大規(guī)模專業(yè)化農(nóng)機服務(wù)組織較少。
(4)發(fā)展不充分的主要特征是作業(yè)質(zhì)量不高,科技含量低,農(nóng)機化的作用沒有充分發(fā)揮。
(5)農(nóng)機“下田難”“存放難”和“保養(yǎng)難”問題比較突出。
(五)我國作物生產(chǎn)機械化發(fā)展趨勢
1、作物生產(chǎn)機械質(zhì)量提高
2、農(nóng)機農(nóng)藝融合,加快薄弱環(huán)節(jié)機械化發(fā)展
3、高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械新產(chǎn)品上應(yīng)用更加廣范
4、機械使用方便性、舒適性、自動化和智能化水平進一步提高
5、專業(yè)化作物生產(chǎn)機械服務(wù)組織