农机化技术在农业种植业的推广效益研究论文
2026-03-24 16:18:54 来源: 作者:xuling
摘要:为了构建农机化技术推广的结构化路径,采用作业参数包建模、设备运行数据采集与服务链路协同分析的方法,对作业组织、参数设定与推广执行的关键机制进行系统解析,研究影响推广效益的技术与流程要素。
摘要:为了构建农机化技术推广的结构化路径,采用作业参数包建模、设备运行数据采集与服务链路协同分析的方法,对作业组织、参数设定与推广执行的关键机制进行系统解析,研究影响推广效益的技术与流程要素。推广体系需依托数据链式调度、机具状态量化与场景化培训实现作业全流程的参数一致性与技术可复制性,为推进农业生产机械化提供可执行的技术框架。
关键词:农机化推广;参数包建模;作业数据链;技术培训体系;效益分析
1.引言
农机化推广在生产组织方式、作业效率与资源配置以及结构持续重塑的背景下呈现出由经验操作向参数化与数据化转型的趋势,其推动机制尚未体系化。为解析影响农机化推广效益的关键因素,围绕作业参数结构化、设备运行特征量化与服务链路协同展开研究,明确作业数据获取机制、机具匹配逻辑及推广流程的技术依托,对于加快农机化技术推广具有意义。在方法上以典型作物场景为对象,从作业需求表达、机具调度逻辑与示范培训结构进行系统建模,构建贯穿作业全流程的技术推广框架。预期形成一套可复现的参数化配置方法与数据链路支撑体系,为提升农机化技术推广的组织效率与技术可信度提供依据。
2.农机化技术在农业种植业中的应用现状
农机化技术在耕整地、播种、植保与收获等关键环节的应用呈现体系化扩展,机械具备的参数可调与作业稳定性使其能够在不同土壤条件下保持一致的作业深度与幅宽,提高了对不同地块的适应性。在当前推广中,旋耕机与深松机在整地阶段已实现较高覆盖率,配套的北斗导航系统能够实现行距偏差的厘米级控制,为后续作业的准确性奠定了基础[1]。在播种环节,精量播种装置凭借负压吸种盘、排种通道调控与行株距调节机构的组合,有效提高了单粒投放一致性,降低了种肥浪费。植保作业中,喷杆喷雾机依托压力调节阀、流量监测模块与折射雾化喷头实现药液覆盖率均匀化。收获阶段凭借割台高度自适应控制、喂入量监测以及滚筒转速闭环调节有效减少了粮食的损失率。
3.农机化技术推广效益分析
3.1经济效益
农机化技术的经济效益量化以作业参数采集、成本要素分解与设备运行数据归集为核心,通过将机械作业幅宽b、作业速度v、单位作业面积油耗f等指标纳入计算模型,实现投入—产出数据的结构化处理。作业效率计算公式为:

式中:Q为单位面积成本作业量(hm2/元),b为有效作业幅宽(m),v为稳定作业速度(m/s),k为田间作业系数(0.70—0.85),Cf为燃油费用(元/h),Cm为设备折旧与维护费用(元/h)。通过将作业参数实时读取并代入计算公式,可建立日作业量与单位成本的动态匹配关系。操作流程包含“机具参数标定—北斗终端获取速度与路径—油耗计量模块记录瞬时消耗—控制器计算有效作业幅宽—模型自动生成成本分项”。系统结构由作业监测终端、成本计算模块与数据回传单元组成,实现对不同作业条件下机械运行成本的连续量化,为后续调度与资源配置提供可直接使用的计算依据。
3.2社会效益
农机化推广在组织化作业、工序衔接与劳动力配置方式上形成结构性调整。作业组织层面,凭借联合作业机组构建跨环节连续作业链,调度端以区域任务包为单位生成排程表,使劳动力从高频体力投入转向设备看护与参数调校,单人可管理机组数量明显提升[2]。作业流程层面,农机作业轨迹、作业速度、喷幅覆盖率等指标凭借北斗终端与作业监测模块实时记录,乡镇作业监管平台依据轨迹密度、作业漏点和作业品质评分快速判定作业完成情况,减少人工巡检次数。服务体系层面,农机合作社依托机具共享平台实现机具预约、调度与费用结算的在线化,进一步压缩农忙期等待时间。数据结果在村级农事服务站与合作社之间共享,使农户能够在统一窗口完成作业申请、机具协调及作业验收,推动区域规模化作业的形成。图1展示了农机化推广在组织协同、作业调度与数据链构建中的运行关系。

3.3生态效益
生态效益量化基于作业油耗、碳排放系数与土壤扰动强度的参数化采集,凭借机具终端获取发动机转速、瞬时耗油量与作业阻力,并由控制器计算单位面积能耗与土壤扰动指数。碳排放采用实时油耗换算模型:

式中:C为单位面积碳排放量(kg/hm2),q为耗油量(mL/s),ρ为柴油密度(kg/L),α为碳排放系数(kg CO2/kg柴油),A为作业面积(hm2),b为作业幅宽(m),v为作业速度(m/s),k为田间作业系数。公式在“作业参数采集—终端计算—平台存储”流程中执行,实现作业期间排放实时量化。系统结构由油耗监测模块、机具姿态传感器与土壤扰动声学探头组成,控制器依据扰动幅值、频率与入土深度生成扰动指数。操作流程包括机具标定、传感器阈值设定、碳排放系数导入与作业后数据回传,为生态指标生成提供稳定的数据链支撑。
4.农机化技术推广面临的问题
4.1推广服务不到位
推广服务不到位主要体现在需求侧与供给侧匹配不精准、服务链条碎片化及作业过程技术支撑不足等环节。需求侧方面,农户作业需求未能形成标准化参数包,作物品种、地块规模、作业速度及施药量等关键参数以电话沟通方式提交,导致合作社难以生成精确排程,部分作业机组出现空驶或等待[3]。供给侧方面,服务站对机具状态掌握不完整,缺乏基于油耗、压力与作业时长的运行健康记录,使调度端无法依据可靠性预测进行编组分配,造成部分设备在高负荷区间持续运行。作业执行环节中,乡镇作业监管平台与合作社终端之间的数据链路不稳定,作业轨迹、喷幅覆盖率、作业速度等参数上传延迟,使验收节点无法及时反馈异常,影响后续派工。服务过程的技术支持体系未与机手培训系统联动,机手对作业机具自动控制、北斗路径修正等高级功能的使用率偏低,进一步加剧推广服务的执行偏差。
4.2宣传方式陈旧
农机推广宣传方式陈旧主要表现在信息触达渠道单一、内容结构不匹配作业需求以及技术演示环节缺乏参数化说明。当前多数地区仍依赖线下会议、张贴公告及口头通知推送农机化政策与作业技术,缺少基于机具型号、作物类型和地块条件的分级推送机制,农户很难在操作前获取与自家作业场景相匹配的机具配置指引。宣传内容以功能介绍为主,缺乏关键参数如作业幅宽推荐值、喷幅压力区间、导航路径间距、割台高度调校范围等可直接执行的技术指令,导致农户在设备选择和作业准备阶段无法形成标准化决策[4]。技术演示多以静态展示或非生产性试验场景进行,未提供速度—负荷曲线、油耗—速度响应曲线、喷杆稳定性等动态数据,使农户无法直观理解机具在复杂地块条件下的适用性。宣传工具也未与数字平台联动,缺乏基于作业监测数据的案例复现与参数回放功能,宣传材料难以支撑农机精准推广。
4.3农民认知与接受度低
农民认知与接受度低主要体现在对机具性能差异、作业参数设置方法以及投入回收节奏的理解不足,导致实际选型与作业决策偏离最优方案。在机具性能方面,农户多依靠经验判断深松机、播种机或喷杆喷雾机的适应性,未能根据土壤类型、作业速度、流量范围等参数进行匹配,部分机具出现功率冗余或作业不足。参数设置环节中,机手对导航行距修正、喷幅压力调节、割台高度自适应阈值等功能掌握不足,作业端未能将设备操作界面的速度区间、负荷率和油耗反馈转化为应用决策,使先进机具的性能无法得到充分发挥。在投入回收方面,对作业效率、燃油成本与设备折旧的耦合关系缺乏直观理解,未形成基于年度作业量的投资测算模型,影响机械化投入意愿。培训体系未实现常态化,缺少针对不同作物场景的参数包示范与作业实例复现,使农户难以在短时间内建立对机械化作业的稳定预期。
5.提升农机化技术推广效益的策略
5.1优化推广服务体系
推广服务体系的优化以作业需求结构化、设备可用性可视化与服务链路闭环化为核心。需求侧凭借建立“作业参数包”标准,统一提交作物类型、目标深度、行距、喷幅压力、地块面积与地形特征等字段,使合作社可利用调度算法生成机组匹配方案。供给侧依托机具状态监测终端,将发动机转速、液压压力、油耗曲线与历史故障记录上传至调度平台,形成设备健康度评分,用于机组分配与排程优先级计算[5]。服务链路中,乡镇作业监管平台与合作社系统凭借数据接口互联,实现“任务下发—作业轨迹回传—参数偏差报警—验收确认”的闭环流程。现场支撑方面,构建区域技术服务站,对导航标定、喷幅均匀性检测、割台高度自适应阈值设定等操作提供驻点服务,并凭借移动终端实时回传参数调校记录,保证作业过程一致性。数据归集后由服务平台生成作业质量报告,为下一轮调度提供可执行依据。
5.2创新推广模式
推广模式创新重点集中在作业数据驱动、机具配置智能化与服务端口前移三个方向。数据驱动层面,凭借在机具上集成北斗终端、油耗计量模块与压力传感器,形成可持续采集的“作业数据包”,平台依据作业深度偏差、喷幅覆盖率与轨迹密度自动生成技术示范片段,用于线上推送与线下演示。机具配置智能化方面,依托机型数据库构建“参数反推”模型,根据农户提交的目标作物与地块条件,自动匹配合适的作业幅宽、喷幅压力区间与导航路径间距,并生成可直接导入控制终端的参数文件,提高推广的落地性。服务端口前移环节中,村级服务站配置便携式喷幅检测仪、割台高度标定板与导航基站微终端,使示范培训可在田间完成,减少农户跨区域学习成本。构建跨村共用的作业案例库,通过参数回放功能展示在不同地块条件下的速度—负荷响应规律,强化推广的可理解性与可复现性。为展示数据驱动型推广模式的核心结构及参数生成的执行链路,构建了图2。

5.3加强农民培训与教育
农民培训与教育的强化应围绕作业参数理解、设备操作技能与数据判读能力三个维度构建可执行体系。培训模块基于“作物—机具—参数包”逻辑,将目标作物所需的行距、深度、喷幅压力与速度区间以标准化模板呈现,农户在移动终端上可直接加载至设备控制界面,减少独立设定误差。操作技能训练凭借小型实训区完成,对导航基站标定、路径修正阈值设定、喷杆高度自适应校准等关键流程进行拆解式演示,并同步记录按键行为、速度波动与负荷响应用于复盘。数据判读部分以作业轨迹密度、喷幅均匀性和油耗—负荷曲线为核心指标,凭借参数回放功能对异常段落进行放大呈现,使机手能够在地块条件变化时快速调整作业策略。培训体系与合作社调度平台联动,将机手技能等级与机组编组策略绑定,使参数执行能力直接反映到排程优先级中,形成持续提升机制。
6.结语
农机化技术推广的效益形成路径在作业参数结构化、设备状态数字化与服务流程闭环化的协同作用下得以清晰呈现,各环节的运行机制已逐步从经验驱动转向数据驱动。问题诊断显示,服务端口滞后、宣传载体单一与认知能力不足构成推广阻力,由此催生推广体系的重构需求。推广策略以作业参数包、数据链式调度与场景化培训为核心支点,形成面向实际生产情境的技术推广框架。未来可在多源传感融合、参数自适应调优与区域级作业知识库建设方面深化技术支撑体系,推动农机化推广从工具扩散向能力提升转变,进一步增强农业生产过程的可控性与技术渗透度。
参考文献:
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