摘要：在国内科技发展视域下，农业机械前期设计、功能研发期间，成功融合了各类先进技术。目前，农业机械自动运行能力较强，成功减少了人工务农的劳动力，增强了机械化生产效果。在后续研发工作中，应以精确农业生产为目标，充分发挥农业机械生产效率高、质量高、数据精准的技术优势。本文简要介绍了自动、智能的农机含义，从自动生产设备、自动控制两个方面，阐述了自动农机的用法；从智能植保、定点土壤检测等角度，介绍了智能农机的用法；畅想了智能农机的未来走向：加强智能技术研发、无人智能技术等，以期全面展示智慧技术的农业生产价值，更加全面地掌握农情，保证粮食生产质量。

　　关键词：自动农机；作物；智能农机

　　1概念界定

　　1.1自动农机

　　自动农业主要通过运行农业机械，取代人工田间的生产方式，尝试利用最少人力，获取最多的生产收益。机械生产期间，尚需人工调控，确保机械运作正确。自动农机采取循环运转形式，能够代替人工重复处理简单的农业生产活动，具有较强的田间生产能力。

　　1.2智能农机

　　智能农机是以自动运转为前提，利用视觉感知、传感器等各类科技，全面获取环境情况。借助计算机全面处理感知信息，逐步增强农机自主判断、自主调整的技术效果，使农机更具生产决策功能，逐步发展无人生产模式。

　　2自动农机、智能农机的用法

　　2.1自动农机

　　2.1.1自动生产设备

　　自动生产农机的运作形式已经得以实现，在农业发展较好的地区，逐步采取全流程机械生产方式，开展各类主要粮食的生产活动。自动生产设备能够用于关键的农业生产环节，包括联合整地、播种施肥、收割等多功能的各类机械。自动农机设备运行时，需要农机操作员简单操作，以保证农业生产的高效性，而在自动农机生产期间，无须其他生产处理。在自动农机应用方面，逐步向生产前后方面延伸，比如，种子筛选、水稻育秧、谷物烘干等。此类自动生产机械的运行，能够显著提升田间生产效率，增强育种育秧、谷物处理的效果，显著降低农民田间生产的参与强度。

　　2.1.2自动控制技术

　　（1）节水灌溉。在农机自动控制中，节水滴灌技术表现出较好的节水功能。节水灌溉技术类型较多，具体如下。其一，喷灌技术。此技术是利用加压水泵的形式，有效连接管线、压力泵，高效运输田间所需的水资源，以此达到田间灌溉效果。喷灌技术中，利用自动喷嘴能够控制灌溉的均匀性。此技术的适用性较强，在规模田间生产中，喷灌技术能够减少30%~50%的浇水量，切实增强农作物生产量。其二，滴灌技术。此技术是微灌的一种类型，能够有效减少灌溉用水量。滴灌技术使用时，主要利用一个滴灌口，在田间作物根系四周开展滴灌浇水，有助于作物吸收水分，以此提高灌溉用水效率。滴灌技术使用时，需要明确作物需水量。参照各个作物的需水情况，合理分配灌溉水，以此提高灌溉节水效果。其三，微灌技术。此技术利用时，融合了灌溉控制、过滤程序、输水管线等多种技术，能够有效管理灌溉水。微灌技术使用时，通过有效调整“专用喷头”，能够减少土层养分散失量，确保水分灌注在作物根系周边的土层内，提高灌溉区域的精确性。同时，参照作物生长情况，适时调整灌水量，以此保证作物生长质量。其四，低压管道灌溉。此技术是参照灌溉的实际用水量，合理敷设灌溉管线，在土层中深埋输水管线。低压管道灌溉技术利用时，能够快速、精准地完成灌溉任务，确保农作物高效吸收水资源，形成较好的长势。此技术利用时，需要联合压水设备，创建低压生产条件，保证输水质量，获取最佳的灌溉效果。采取管线预埋形式，能够减少输水蒸发量，提高节水效果。

　　（2）自动施肥。此技术是结合田间生产需求，智能补充肥料，确保施肥及时。最新的技术研究，是在“智能大棚”中融合自动施肥技术。此技术能够自主调节土壤温度、合理调整光照强度，配合远程操控方式，顺应植物生长需求。“智能大棚”设计时，含有中控系统、感应技术、数据显示、电动控制等多个模块。大棚组成含有水箱、肥料箱等。使用内置温度检测设备、离子浓度测定模块，以此综合确定灌溉时间。大棚内添加了温度传感设备、增温设备，能够保证棚内作物的成活性。在大棚四周添加了雾状加湿器，能够保持叶片、茎部补水的及时性。设有供能装置，使水箱、肥料箱形成一个整体，精准补充根茎所需的养分。显示屏内，会展示作物生长的健康情况，便于农户及时查看。此技术，能够实现智慧灌溉、智慧施肥，确保作物生长管理的精准性。

　　在此智慧大棚内，开展作物生产活动，可以利用各类监测设备，向中控系统反馈作物根部的检测结果。农户利用线上平台，能够掌握作物的生长环境。针对不同作物，选择对应的施肥算法，精准配比营养液，进行定向施肥。控制系统能够有效获取土壤湿度的测定结果，联合控制水泵、电磁阀等设施，达到自动浇灌的效果。在土壤湿度较大，达到上限时，控制器会关闭水泵电源，暂停浇水。在作物出现病虫害问题时，配置器会自主喷施药物，消灭病害、除掉害虫。在环境湿度调控层面，利用大棚湿度检测设备，测定作物湿度。如果湿度检测结果未达到要求，会自动运行雾状喷射器，进行增湿处理。

　　此技术是以安卓系统为基础，开发了生产人员可操作的APP。与网络连接，能够获取智能大棚内的各类信息，便于生产人员进行远程监控。农户在APP的支持下，能够及时获取各类田块、各个植株的生长数据，掌握大棚内的环境情况，更好地做出生产决策。在APP上选择作物植株，逐一设计编号，可提高作物生长管理的精细性。APP会自行反馈田间作物的生长动态，便于用户自行控制浇水、施肥等。作物缺水时，APP会通知生产者，其会参照各类作物的特征，确定浇水方案，选择适宜的肥料。APP会自行推送各类作物的生产知识，建立线上生产交流平台，便于农户分享自身的种植经验。如表1所示，是APP反馈的各类控制设备参数。

　　（3）自动温控。在智慧大棚中，测定作物根部温度数据。如果温度不足，使用加热棒、空调，以增加大棚内的温度。在温度达到要求时，开启保温装置，保持大棚内温度的恒定性。

　　2.2智能农机

　　2.2.1智能植保

　　农业生产中，使用视觉检测技术，全面感知作物生长情况。借助摄像头测定作物长势，获取作物图像，利用计算机判断作物健康性，排除病虫害。在农药喷施期间，依照各个摄像头的实际拍摄范围，自主精确调节防病虫害的药量，取代人工用药决策流程，减少喷药不当的问题，切实维护环境生态，提高田间病虫害的防控质量。目前，在智能植保技术研究中，学者成功研发出一款智能机器人的农机产品。此农机采取四轮驱动形式，运行速度介于2.4～96km/h以内。此智能植保农机能够自主原地旋转90°,作业转向的灵活性较高。

　　2.2.2定点土壤检测

　　使用检测设备，安装在土壤内，获取目标区域内的土壤营养组成、含水率等各类信息。动态测定土壤情况，形成播种施肥的农作依据。在实际进行播种施肥生产期间，智能农机会结合区域内的土壤检测情况，精确给出播种量、播种最佳时间、土壤类别、单位区域的用肥量等各类参数，确保种肥配比质量，创建合理的农作物生长条件，防止用肥过度，保持田间用肥的生态性。

　　在智能农机应用时，融合了遥感、地理信息、定位等各类技术，联合农业生产、植物营养、土壤等各类学科，从农业精细管理角度出发，加强空间变量管理。在农业生产期间，全面获取作物生长情况，判断土壤环境，实时掌握田间气候。借助此类数据，精确掌握作物生长状态、发育情况、营养补充需求等，及时排查病虫害问题，形成全新的作物生产决策，增强田间管理的有效性。

　　2.2.3智能监测粮食成熟状态

　　其一，借助GPS、GIS技术，综合判断田间作物生产量。借助田间数据，整理成农作物的生产方案。在GPS定位的支持下，参照前期设定的生产方案，农机开展智能生产。参照各类作物生产状况，智能调节重要部件的运转速度，以此提高收获流程的合理性。其二，使用谷物损失监测方法，判断收获设备的运转情况，防止出现谷物损失较多的情况，以此保证田间监测的及时性。除粮食成熟状态的测定之外，在作物生长期间，还有各类智能农机技术，具体如下。

　　（1）高效测定作物营养数据。在土壤中含有各类营养成分，具体包括氮、磷、钾等。其中，对于作物产量、生长状态具有较大影响的是“氮”。一般情况下，是测定叶绿素含量，综合分析氮元素的含量。此种检测方法，具有操作简单、检测速度快等技术优势。然而，仅能测定单株含氮信息，需要人工操作，无法全面获取整体田间的含氮情况。当前，利用红外光谱、多光谱等各类新型技术，全面测定作物营养成分，创建植物生长与氮之间的分析模型，以此有效测定氮含量。

　　（2）高效测定作物生理生态各类数据。在作物生长期间，生理数据类型较多，具体包括呼吸、光合、蒸腾等。此类生理活动，直接决定着作物产量、质量。初期测定作物生理信息时，主要采取化学分析方法，借助专项设备，进行接触监测。专项设备具体包括“氨基酸自动分析仪”“气相色谱仪”等。此类设备检测过程具有一定的复杂性。目前，尝试利用近红外光谱技术，探寻作物生理数据与近红外测定信息的关系，技术应用适应性较强。

　　（3）高效测定作物形态信息技术。通过植株高度、茎叶粗壮、叶片大小、嫩芽数量等各类外形数据进行动态检测。此技术主要利用虚拟仪器，具体包括图像处理、视觉技术等，创建作物生长形态模型，预测作物生理生态数据，间接预估作物产量。比如，在测定作物叶片大小时，主要使用叶片无损伤测定设备。此设备添加了多晶硅光电感应板，能够测定各类作物，准确获取叶片形状，反馈叶片厚度、叶面大小等各类数据。此技术使用时，具有数据检测精准、测定速度快、检测无损伤等技术优势。

　　（4）高效测定作物病虫害技术。此类智能检测技术，主要利用图像识别法获取作物的图像，判断可能产生的病虫害问题。配合虫害声音测定技术，确定田间存在的害虫数量。利用光谱检测法，能够准确识别害虫类型。

　　3智能农机未来走向

　　3.1加强智能技术研发

　　在智能农机更新视域下，农业机械融合的智能技术类型逐渐增多。智慧农机运行时，想要获取最佳的生产状态，应开发智能农机管理系统。当前，国内智慧农业管理系统尚处于初期发展阶段，管理功能集中于数据管理方面，智慧农业管理的各类功能尚未完成开发任务。智慧管理系统的后续研发任务，应集中在智慧农机控制、作业管理、农机决策、农业数据管理、农业资源合理分配等各个方面。

　　3.2无人智能技术

　　智慧农机未来研发时，以无人生产为技术目标，开发逻辑判断模块，精准管控农机运行，合理调整农机生产方式。无人作业技术的未来发展，具体如下。其一，自动驾驶功能。当农机在田间运行时，应具备自动行驶功能，依照视觉、传感器各类技术，汇总田间的各类信息，智能调节机械行进速度，绕开障碍物，合理规划生产路线。其二，机电液整合技术。在智慧农机的未来发展中，应全面更新机械技术，增强农机功能部件的运作能力，从更智慧、更可控的角度，促进农机功能升级。在传感器技术的信息支持下，精确调整作用力、设备转速等各类参数，以此达成智能生产的目标。其三，保证智能调控的平稳性，改进农机中融合电子技术方案，更新计算机利用方式，提高农机决策、农机运行的智慧性。

　　3.3田间感知技术

　　智慧农机的未来发展，应以智能感知田间情况、智慧设定生产决策为目标。在农业生产期间，应展现智慧农机的决策功能。当前，国内农机融合的感知技术较少，传感器、视觉感知等各类科技的融合程度较浅，尚未达到农机与智慧技术深度融合的层次。在计算机程序方面，关于农业生产的逻辑判断，尚处于初期发展阶段，与实际运行尚有差距。因此，在未来农机智能技术更新时，应以智能感知、逻辑判断为主要的技术研究方向。

　　4结语

　　国内农业生产体系融合自动、智能各类技术后，逐步减少了田间的人工生产量，展现出农业机械的自主生产优势。智能技术是农机功能更新的主要方向，其技术研发程度，关乎着未来农业生产技术的发展状态。智慧农机更是推动农业发展的关键因素。因此，未来国内农机的研发工作，应结合田间实际生产需求，探索更具特色、更具智慧性的农机生产技术，增强农业生产方案的合理性，从而获取更多的农业生产收益。

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