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丘陵山地专用农机装备的轻量化设计与适应性改造论文

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2026-04-30 15:15:44    来源:    作者:xuling

摘要:基于河南省丘陵山地农机装备应用现状,探讨了丘陵山地专用农机装备的轻量化设计技术、适应性改造方案及农机农艺融合路径。

  摘要:基于河南省丘陵山地农机装备应用现状,探讨了丘陵山地专用农机装备的轻量化设计技术、适应性改造方案及农机农艺融合路径。结合郑州市等地的实践,构建的分区域农机轻量化、适应性改造技术体系具有很强的适配性。实地验证表明,该体系能显著提升丘陵山地农业生产效率与综合效益,降低作业能耗。

  关键词:丘陵山地;农机装备;轻量化设计;适应性改造

  河南省山地丘陵面积占全省44.3%,是重要的粮经产区。但是受地形破碎、土壤差异大等限制,该区域的机械化水平明显低于平原地区。劳动力老龄化、成本上升、农机适配性差、效率低等问题叠加在一起,丘陵山地农业机械化生产面临严峻挑战。推动农机轻量化设计及适应性改造,可为解决困境找到出路[1]。郑州市及其周边丘陵区域通过支持相关企业研发与推广轻量化、智能化专用农机装备,有效地提高了区域农机化应用水平。虽然省内企业高端农机研发取得进展,但是针对丘陵山地的专用装备还存在机身重、通过性差、功能单一等问题。因此,系统开展相关研究,建立适合本地区的农机农艺融合体系,对保证农业生产和增加收入具有重要的意义。

  1.河南省丘陵山地农机装备应用现状

  河南省丘陵山地地形、土壤和种植模式差异大,豫西为贫瘠土石山地,南阳周边丘陵主产粮食,豫南酸性土壤多种植经济作物。这些地区农机应用起步晚,装备普遍存在适配性差、效率低、种类少的问题。大多数农机装备系平原机型的改良,缺少针对性设计,机身笨重、通过性差,难以适应小地块、多作物作业需求,作业效率比平原地区低30%至50%[2]。

  郑州市的部分丘陵地区积极引入并推广适配的专用装备,有效提升了机械化作业水平。中国一拖等企业已经推出丘陵山地专用拖拉机,郑州的专精特新企业在农机轻量化、智能化改造方面也有突破。但是其轻量化水平和地形适应性还存在不足,尚未大规模应用,是未来改进的重点。

  2.河南省丘陵山地农机装备适配性优化分析

  2.1区域特性与农机装备需求分析

  由于河南丘陵山地各区域地形、土壤、种植模式不同,因此对农机装备轻量化与适应性的要求也不同,根据区域特性,可以将它划分为豫西土石山地型、南阳盆地周边丘陵型、豫南丘陵山地型三大类型,针对这些区域的特点分析农机装备需求[3]。而像郑州部分丘陵区域这样处在平原与丘陵过渡地带的地区,其需求既有规模化效率又有地形适应性,对轻量化、智能化、能应对复杂工况的专用装备需求迫切。需求的不同决定了轻量化、适应性改造不能一刀切。就豫西土石山地坡度大、土壤磨蚀性较强而言,轻量化设计要首先考虑到采用高强度耐磨钢材,优化底盘重心,而在南阳盆地等大规模的区域,可以重点选择搭载北斗导航的轻量化高效机组,从而达到精准作业、提高效率的目的[4]。丘陵山地不同区域类型农机装备需求与改造重点如表1所示。

  2.2农机农艺融合优化方案

  针对河南丘陵山地农机装备适配性痛点,从区域种植模式出发,推行农机适配农艺、农艺配合农机的融合策略,从种植标准、品种选育、耕作制度三个方面入手,破解有机难用、有艺无机的困境,提高农机装备轻量化、适应性改造的实际应用效果。

  在河南丘陵山地重点区域,结合轻量化农机装备作业需求,统一粮食作物与经济作物种植规格,从源头上提高农机装备作业的适应性。在郑州等先行地区已经形成了农机农艺融合的一系列标准化操作规程,并通过建设示范基地进行推广。品种选育上,河南省有关科研机构同企业合作,定向培育宜机化作物品种,株型紧凑、抗倒伏、成熟一致的小麦品种,适于机械化作业的中药材品种,以适应专用农机装备。

  耕作制度优化,根据区域地形、农机装备特点,实行地块整合和适宜的保护性耕作,改善土壤条件,降低耕作阻力,为轻量化农机装备高效作业打下良好的基础。经过实践证明,农机农艺融合既可以提高作业效率,又可以带来明显增收效果,郑州周边区域农户使用新型装备后每亩的综合收益得到有效提升[5]。

  2.3装备轻量化与适应性改造优化路径

  根据河南丘陵山地各个区域不同的需求差异,分类施策,优化农机装备轻量化及适应性改造路径,达到区域适配、精准改造、高效实用的目的。总体路径就是构建企业研发、政策扶持、用户反馈三者相互配合的协同创新体系。

  政策扶持属于装备升级的重要一环。如郑州市及下辖各区县制定了相应的农机购置与应用补贴政策,鼓励先进适用农机的推广。根据不同的区域类型,改造重点也应有所不同,豫西土石山地侧重耐磨、通过性,南阳周边丘陵侧重效率、智能化,豫南丘陵山地侧重多功能、土壤适配性[6]。

  另外,建立起“企业、科研机构、推广部门、农户”共同参与的改造机制十分重要。以获嘉为例,本地龙头企业负责创新研发和生产,政府部门提供政策支持和推广支持,农户真实的反馈又推动技术不断改进,这样就形成了一个闭环生态,极大提高了装备改造的针对性、实用性。

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  3.结束语

  丘陵山地地形复杂、种植模式多样,农机装备轻量化设计与适应性改造是促进区域农业机械化转型升级、助力乡村全面振兴的重要措施。根据丘陵山地不同区域特点以及实践探索,从农机装备轻量化设计、适应性改造、智能化适配三个方面分析核心技术和优化途径。从案例分析中可知,材料、结构、智能技术的集成创新加上强大的农机农艺融合和政策支持,可以很好地解决丘陵山地农机装备适配性差、效率低下等问题。

  未来要继续加强技术融合、加大核心研发投入、完善农机农艺融合机制、推广宜机化品种、健全示范推广和售后服务体系。最终目的是像郑州市推动“获嘉造”农机走向全国一样,使经过轻量化、适应性改造的农机装备服务更多的丘陵山地,为国家粮食安全和农业现代化提供坚实的装备支撑。

 参考文献:

  [1]任耀武.锚定目标创新突破奋力推进湖北“十五五“农业机械化智能化[J].农机科技推广,2025(10):7-10.

  [2]闫锋欣,李许杰,杨永霞,等.手持冲击梳刷式油茶果采摘装置设计与试验[J].农业机械学报,2023,54(12):129-140.

  [3]潘群林,廖敏,陶金京,等.丘陵山地拖拉机整机轻量化技术研究[J].农机化研究,2020,42(03):254-258.

  [4]赵春江,马晨,李瑾,等.丘陵山地水稻机械化技术研究现状与展望[J].农业工程学报,2024,41(01):1-11.

  [5]韩明兴,徐琨,廖宜涛,等.液电混动履带底盘电液系统联合仿真与试验[J].农业机械学报,2024,55(1):396-408.

  [6]胡志超,张萌,罗伟文,等.加快中国丘陵山区农机化发展的思考与对策[J].农业工程学报,2025,41(14):39-50.