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[原创]电动力农业机械—未来农业发展新方向

发布日期:2018-02-24 来源:今日农业 浏览次数:53125

内容摘要:农业机械化是现代农业的基本特征,是解决我国“三农”问题的重要途径。随着我国农业现代化快速发展,农业机械化也发生了深刻的变化,尤其是新型电动农业机械成为发展亮点。本文就电动农业机械的发展向农民朋友做了详细介绍。

农业机械化是现代农业的基本特征,是解决我国“三农”问题的重要途径。随着我国农业现代化快速发展,农业机械化也发生了深刻的变化,尤其是新型电动农业机械成为发展亮点。山西农科110专家、山西省农业机械化科学研究院教授级高工裴进灵就电动农业机械的发展向农民朋友做了详细介绍。

记者:裴老师,您好。随着农业科学技术的发展逐渐出现了电动力农业机械,减轻了农民劳动力负担。但是仍有许多电动力农业机械不被人们所了解。您能给我们详细介绍一下吗?

裴进灵(以下简称裴):好的。电动力农业机械包括以电力作为驱动力的所有农业机械,这些机械应用范围较广,包括电动碾米机、榨油机、粉碎机和潜水泵等,使用220伏或380伏电源,称有线电动农机,已经有多年的发展历史。使用蓄电池提供能源的由直流电机为主的移动式田间作业机械等,也称无线电动农机。以蓄电池提供电力驱动的移动式较大功率的田间农业机械,目前刚刚进入应用阶段。

由于近年来直流电机的发展和电池技术的进步,使电动力田间作业机械逐步进入人们的视野。温室用小型多用途电动农机作为一种新型设施农用动力机械,具有效率高、噪音低、污染小、操作方便等优点。是一项集机、电于一体的高新技术装备.其将节能、环保、新能源技术引入到农机装备领域。符合高效绿色设施农业装备发展要求,同时推动了农机装备智能化的进程。电动力农业机械的发展与许多瓶颈技术有关,如新型电池(如太阳能电池、氢能电池、燃料电池)等技术的应用直接决定持续工作时间和作业效率,另外还有一些配套设施的缺乏,如快速充电设备的配套。电池充电时间过长等问题 这些关键技术的突破有助于加速电动播种机的推广应用。

随着近代科学技术的发展,各种蓄电池的技术进步,尤其是动力电池的进步,为无线电动农业机械使用带来了极其广泛的空间。如无人机在农业领域的广泛使用,边远山区道路崎岖之地,可以随时充电的电动农业机械,将给农民带来极大的方便。利用蓄电池作为电源,替代现有燃油动力的田间作业机械,是我国未来几年田间农业机械的一个发展方向。

记者:裴老师,随着农村产业结构的调整,农村劳动力大量缺乏,劳动力老龄化。电动力农业机械是否可以帮助农民解决这一问题?

裴:在平原地区,农业机械化水平已达到较高的水平,三大农作物玉米、小麦、水稻的全程机械化水平已达到90%以上。但是,随着人们生活水平的提高,经济作物的种植面积逐年扩大,设施农业得到飞速发展。大棚种植也越来越多。仅2013年山西省新增大棚种植面积1.88公顷,据山西省统计年鉴;2013年谷子种植面积22.8万公顷,杂粮种植面积仅山西北部地区就有53.6公顷,大部分分布在沟梁山坡不利于机械化作业的地方。山西著名的谷子“沁州黄”就是分布在山西武乡的沟梁坡地,由于目前用于大棚的微耕机一般使用燃油发动机,要排出大量废气造成污染,不利于大棚作业,大棚作业机械化水平还很低。而偏远山区、丘陵山区的田间作业也全部是燃油动力,体积笨重,能源消耗大,污染较严重。在一些地方,不适合拖拉机作业,仍然使用畜力或者人力进行田间作业。根据国家十三五规划纲要提出要大力推进农业现代化,加快转变农业发展方式,走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代化道路,推动建立农业绿色低碳循环发展产业体系。加大环境治理力度,以提高环境质量为核心,实行最严格的环境保护制度。2018年中央一号文件特别强调“牢牢守住国家粮食安全底线,持续推进种植业结构调整,大力推进绿色发展”,“加快推进农业机械化,推进机器换人”。山西省政府也出台了大力扶持电动农业机械产业发展规划,提出利用山西煤电资源改善生态环境的要求。农业生产过程中也迫切需要节能、机动性好、污染少、成本低、使用方便的农用电动力田间作业机械,不仅可以零排放废气,同时,可以在偏远山区、沟梁、山坡的经济落后地区,解决劳动力严重短缺问题。

记者:裴老师,电动力农业机械有何优越性?

裴:电动力农业机械具有结构简洁紧凑、控制灵活、低碳高效、无尾气、噪音污染和维护成本低等特点。根据能源发展方向、市场需求和技术条件,在目前国家给予的政策指导和扶植下,采用电动力是农业机械化的发展趋势之一。为此,近几十年来我国农村用电规模、动力电功率情况和主要用电生产机械的都有了较大发展,随着社会的发展、科技的进步及社会主义新农村建设步伐的加快,电动力农机的应用大大增加。现阶段我国的农机业已经形成了完整的生产使用体系,并且每年的农机进出口数量都呈增长趋势,农机业已经进入了高速发展的时期。农业是维持国之根本的行业。我国农业机械从最早的点种到现在的联合收获,人们自古至今都在为发展农业水平、提高农业收入而努力着。改革开放后,科技迅猛发展,农业机械化事业也在不断发展,呈现出蓬勃向上的趋势,但是,在偏远山区和大棚内还有许多人工田间作业,因此有必要发展“轻简化、集成化、模块化”的小型、移动便捷、拆装便利的电动力作业机械,针对山区杂粮、谷子等小颗粒种植分布广、地域差异大的特点,开发能够适应不同农艺要求,调节株、行距,节能、减排的电动力多功能机。对节能、减排、脱贫致富都有非常重要的意义。是满足农业生产和社会主义新农村建设的需要,也可以解决山区劳动力短缺、大棚不适合燃油发动机动力作业,偏远山区的贫困以及节能环保等问题。随着电动力农业机械农机购置补贴的规模逐步加大。电动力田间作业机械一定会大规模普及。

直流电机及控制技术的进步,改变了以往内燃机的应用方法,它可以用电子技术控制电机的转速、动力输出、转向等等,也改变了动力传输、机器操作的传统概念。是一个全新的技术。也为在农机领域的应用奠定了基础,打开了广阔的应用前景。

记者:裴老师,山西省在电动力农业机械研究方面取得了哪些进展?

裴:山西省农业机械化科学研究院,根据农机的发展趋势,研究、开发了自走式山地电动多功能拖拉机。主要研究解决生产中存在的几个问题:一是直流电机的控制。根据直流电机的动力输出特性,如何使其发挥最大的效率。二是如何降低整机的重量。在沟梁山坡上不适合拖拉机作业的地方,研究便于携带、移动的作业机械,研究新材料以减轻重量。三是采用模块化设计,可以简单分体、组装是研究的重点。四是直流电机的电源。由于直流电机需要电池供电,为了减少电池的浪费,研究使用已经普及到千家万户的电动自行车电池。在田间作业时使用电动自行车电源。可以减少电池的投资。该机通过模块化设计,简单更换工作部件,可以实现玉米、豆类、杂粮等颗粒种子的一般播种;玉米、豆类、谷子杂粮的铺膜播种;玉米等作物的中耕;喷药作业;简单的搬运作业。

总之,电动农机虽然目前仍处于发展起步阶段,短期内可能还不能取代传统燃油拖拉机带动的播种机,但是电动农机的产业化经营的前景非常广阔。

记者:裴老师,未来我国农机的发展方向有何特点,您给我们简单介绍一下好吗?

裴:好的。纵观国内外电动力田间作业机械的应用情况,未来农机的发展趋势在以下七个方面:

(1)随着直流电机及控制技术的进步,电动力田间作业机械逐步代替燃油动力机械,能够具有更好的工作质量、满足农艺要求。

(2)国家十三五规划中,对环境保护的要求更高。目前市场上的大棚用及田间播种机械99%都是燃油动力机械,消耗燃油造成环境污染,而且机械笨重,不适宜沟梁山坡操作。电动力机械向重量轻、智能化的方向发展。

(3)人工限制,在沟梁山坡劳动强度仍然较大,电动播种机在解决好此类问题的同时能更好的适应现代化农业的要求。

(4)功能更加完善,机型更加齐全。目前多数电动农机仅具有单一功能,未来将集播种玉米、高粱、谷子、胡麻、胡萝卜等多种作物于一体,同时可以中耕、铺膜、喷药等,并形成通用型的标准化产品。在作业的通用性方面也将进一步提高,通过局部的更换调整更能方便地实现不同作业要求,具有明显的一机多用功能。

(5)机具的质量更加可靠。随着设计手段和加工制造技术的不断提高,电动农机的零部件及装配将更加合理,降低机具的损坏率和返修率,保证机具的连续作业能力。

(6)设计的机具将更加合理。

随着人性化设计水平的不断提高,在电动农机设计过程中将更加注重作业工作人员的劳动强度,将人工作业劳动强度将至最低。

(7)农机与农艺结合的更加合理。农艺将更适应于农机,农机将更好地为农艺服务,实现农机与农艺的紧密结合。

山西省杂粮种植主要分布在沟梁山坡,劳动力少的地区,主要向小型化、重量轻操作方便、智能化方向发展。

小型化意味着人工成本上升,效益减低,长远看不具竞争力、竞争优势。尽管如此,在丘陵、山区还是应发展中小型农机设备,中小农机设备在低坡地、缓坡地、台地、山区小田块上有施展应用空间,应该注重轻简化、通用性,对尺寸、重量要有所限制,不能太大、太重,一般不采用全程环节一次性完成。实现轻简化、机械化、集约化。

农业部2018年要大力推进技术物化、轻简化和服务社会化的有机结合,加快形成一体化的技术推广体系;促进技术轻简化、集成化,创新农技推广模式,提高科学种养水平,增强专业化、社会化服务能力。全面部署实施乡村振兴战略从提升农业发展质量、推进乡村绿色发展等方面进行安排部署。进一步提高大宗农作物机械国产化水平,加快研发经济作物、养殖业、丘陵山区农林机械,发展高端农机装备制造。电动农机的发展也必将有一个飞速的发展。




编辑:柳晓林

审核专家:山西省农业机械化科学研究院教授级高工 裴进灵

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