現代農業(yè)機械在新型設施大棚中的應用

趙淑芳

(靖遠縣農業(yè)機械化服務(wù)中心，甘肅 白銀 730600)

傳統的大棚技術(shù)僅具備簡(jiǎn)單的防雨以及保溫功能，對自然災害的抵御能力差，無(wú)法實(shí)現溫度、光照、肥度、水量以及濕度等各種環(huán)境因素的綜合調控。而新型設施大棚就是在傳統大棚的基礎之上，將各種物理技術(shù)以及新型職能技術(shù)有效融合，在大棚內模擬植物最適宜的生長(cháng)環(huán)境，通過(guò)調整溫度、濕度、光照以及二氧化碳等，使大棚內環(huán)境指標得以全面提升，與此同時(shí)通過(guò)配合使用計算機等各類(lèi)軟件設備，可綜合分析大棚種植過(guò)程相關(guān)數據，通過(guò)放置以及控制水簾、遮光板以及風(fēng)機等設施，調整大棚內生態(tài)環(huán)境，使農作物獲取最為適宜的生長(cháng)環(huán)境[1]。當前，較為常見(jiàn)的新型設施大棚包括玻璃溫室大棚、塑料溫室大棚以及自動(dòng)化溫室大棚內。

2.1 耕作機

耕作機是一種能夠一機全部解決農業(yè)所有耕作作業(yè)的實(shí)用新型機械。耕作機的應用可有效解決辛苦耕作的局面，為種植戶(hù)創(chuàng )收、保收奠定基礎。近年來(lái)，在現代農業(yè)耕種中，耕作機應用范圍日漸擴大，其作業(yè)流程日益簡(jiǎn)化，耕作效率顯著(zhù)提升，幫助作業(yè)者有效減少了工作勞動(dòng)量[2]。目前，聯(lián)合式耕作機應用范圍較為廣泛，其主要包括松土機、旋耕機以及滾籠耙等多個(gè)設備，可一次性完成表土耕作以及基礎耕作；
因耕作機配備有釘齒耙、彈齒耙、圓盤(pán)耙以及滾籠耙等各個(gè)部件，使其在耕作后播種前可完成種床的準備工作；
耕耙犁是一種由驅動(dòng)型碎土以及鏵式犁部件所組成的耕作機，在其具體應用過(guò)程中，可通過(guò)旋耕器上的旋耕刀將犁體翻起的土垡切碎，這一機具實(shí)現了旋耕機以及鏵式犁的綜合特點(diǎn)，可將全部耕層土壤松碎。

2.2 微噴灌系統

在現代城市綠化以及農業(yè)種植過(guò)程中，微噴灌系統已得到了廣泛的應用，其主要是利用低壓管道將水分疏松至農作物植株附近，接著(zhù)利用小噴頭為土壤或者作物枝葉噴灑灌溉[3]。微噴灌系統所需要的工作壓力較小，同時(shí)其流量較低，可有效保證土壤含水量，為植株提供充足的水分，同時(shí)可有效調節氣候以及植物局部濕度，為植物的生長(cháng)奠定基礎。當前，新型設施大棚內，微噴灌技術(shù)已得到廣泛應用，其主要部件包括過(guò)濾器、疏水管道、供水泵以及噴頭等。在具體應用中，必須合理安裝相關(guān)設備，定期對其檢查。

2.3 智能化溫度調控系統

在農作物生長(cháng)中，溫度是尤為重要的一個(gè)外界影響因素。智能化溫度調控系統就是利用計算機對大棚內溫度進(jìn)行智能化控制，其主要工作涉及采集溫度、顯示溫度以及增溫控制等，一方面，不斷優(yōu)化并完善控制系統，另一方面通過(guò)MAT-LAB實(shí)現系統仿真[4]。通過(guò)智能化溫度調控系統，可實(shí)現人機的有效結合，同時(shí)其操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)化控制性能較高。另外，智能化溫度調控系統制作成本不高，因而具備良好的應用前景。

3.1 耕作機操作受限

在建設新型設施大棚時(shí)，需采用支架以起到支撐作用，同時(shí)為實(shí)現棚舍內溫度的有效控制，棚舍內空間有限，耕作機若體積較大，在作業(yè)中常受到限制[5]。

3.2 智能化水平不高

當前在新型設施大棚內，噴灌以及溫度控制尚未實(shí)現完全的智能化調整，多數仍然依賴(lài)于人工，其智能化水平并不高。

3.3 成本過(guò)高

新型設施大棚在制造過(guò)程中需要較高的成本，若農村經(jīng)濟發(fā)展程度較低，很難實(shí)現新型設施大棚的大范圍覆蓋，同時(shí)在地理等外界條件的影響下，在新型設施大棚內農業(yè)機械很難得到快速的推廣以及應用[6]。

4.1 應用市場(chǎng)

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現了快速發(fā)展，新型設施大棚的建造日益成熟，為農業(yè)機械的應用提供了良好的條件。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可有效結合現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、感知技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及人工智能等，使其相互處于集成應用狀態(tài)。在新型設施大棚內溫度控制中，可以對物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢充分發(fā)揮，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器實(shí)現網(wǎng)絡(luò )監測，在傳感器節點(diǎn)以及執行機構節點(diǎn)的基礎之上構建一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，從而對大棚內溫度、濕度、光照、氣壓以及二氧化碳濃度等各個(gè)指標進(jìn)行檢測，接著(zhù)利用模型分析并進(jìn)行針對性的調節，從而有效控制大棚內溫度環(huán)境、灌溉以及施肥等工作的有效控制，使農作物獲取一個(gè)適宜的生長(cháng)環(huán)境[7]。

在溫室生產(chǎn)不同階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)均可得到有效應用。例如，在生產(chǎn)準備階段，可通過(guò)分析傳感器所傳回大棚內的溫室信息，初步掌握大棚內環(huán)境狀況，以種植適宜的農作物[8]；
而在植物生長(cháng)過(guò)程中，可通過(guò)對溫室內溫度以及濕度的調控以監測植物生長(cháng)，從而開(kāi)展精細化的管理，需結合植物生長(cháng)需求以調節大棚內的空氣、土壤溫度以及土壤濕度。另外，還需結合溫室內溫度以及光照調節遮陽(yáng)網(wǎng)的開(kāi)啟時(shí)間，利用溫度采集信息以實(shí)現溫室內加溫系統的調整[9]；
待植物成熟并對其收獲后，可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以分析制備生長(cháng)過(guò)程中所需開(kāi)展的環(huán)境調控，待下一輪生產(chǎn)時(shí)，對這部分信息充分利用，以便于生產(chǎn)管理。

4.2 應用前景

在新型設施大棚種植生產(chǎn)中利用農業(yè)機械時(shí)，可有效控制大棚內的透光性以及溫度，同時(shí)可降低機械成本，節約勞動(dòng)力，增加農業(yè)耕作產(chǎn)量，保證農作物質(zhì)量。由此可以看出，這一技術(shù)的應用可靠性較高，具備良好的經(jīng)濟效益，因而深受種植戶(hù)的喜愛(ài)，具備廣闊的應用前景，在未來(lái)，將逐漸成為我國農業(yè)生產(chǎn)的重要技術(shù)措施[10]。

5.1 大力宣傳

無(wú)論是單獨使用新型設施大棚、單獨使用現代農業(yè)機械，亦或是將現代農業(yè)機械應用于新型設施大棚內，均需要種植戶(hù)了解這一農業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，明確其特點(diǎn)及優(yōu)勢，進(jìn)而愿意在農業(yè)生產(chǎn)中嘗試應用這一技術(shù)。由此可以看出，對這一技術(shù)加大宣傳力度，做好種植戶(hù)技術(shù)培訓工作尤為重要。需大力普及上述技術(shù)的種植優(yōu)勢以及經(jīng)濟效益，從而對種植戶(hù)有效引導，使其實(shí)施這一技術(shù)，進(jìn)而獲取良好的農耕效果[11]。

5.2 推廣技術(shù)

推廣技術(shù)亦是較為重要的一項工作，相關(guān)部門(mén)需不斷優(yōu)化并完善現代農業(yè)機械在新型設施大棚中的應用技術(shù)，保證該技術(shù)具備功能完善的農業(yè)設備，以不斷提升農業(yè)耕種水平[12]。另外，還需積極應用各種示范性的農機推廣方式，大力推廣先進(jìn)技術(shù)設備以及機械，使我國農業(yè)生產(chǎn)力得以全面提升。

5.3 強化政策扶持

在我國農村地區，經(jīng)濟發(fā)展普遍較為落后，在農業(yè)種植過(guò)程中經(jīng)濟效益并不理想，因而無(wú)法承擔新型設施大棚建設所需要的各項成本，基于此，政府部門(mén)需提供適量經(jīng)濟補貼以及政策扶持，使該技術(shù)得到更多的應用。一方面，可建設示范園區，并在其中構建新型設施大棚，展示各種先進(jìn)的農業(yè)耕種技術(shù)，引導種植戶(hù)正確使用[13]。另一方面，國家還需在種子以及幼苗培育方面給予經(jīng)濟投入，大力支持相關(guān)高等院校培養技術(shù)人才，為新型農業(yè)設施大棚的建設提供經(jīng)濟以及政策扶持，進(jìn)而為我國農業(yè)生產(chǎn)的機械化以及科技化發(fā)展奠定堅實(shí)的基礎。