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山东寿光市智能农机与农业生产的融合应用与发展

  • 2026-10-28 18:10:57
山东寿光市智能农机与农业生产的融合应用与发展

本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2025年第11期,目次22

摘要:为推动智慧农业的纵深发展,该文以山东省寿光市为案例,探讨智能农机与现代农业生产的深度融合路径,系统分析了二者结合在提升生产效率、缓解劳动力短缺、实现精细化作业等方面的重要作用;详细梳理了寿光市在智能耕地播种、科学化田间管理及自动化收获运输等环节的具体应用实践;进而前瞻性地提出,未来寿光市智能农机发展应聚焦于技术深度创新与全域绿色化两大方向,通过政策引导、产学研协同与应用模式创新,全面赋能农业现代化。该研究旨在为同类地区推动智能农机应用与农业现代化发展提供可资借鉴的经验。

关键词:智能农机;精准农业;应用现状;寿光市        

随着物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的飞速发展,智慧农业已成为全球农业现代化的核心方向。智能农机作为智慧农业的物理载体,其与农业生产的深度融合是提升农业质量、效率和竞争力的关键。寿光市作为全国闻名的“蔬菜之乡”,在农业机械化、智能化方面一直走在前列,其探索实践具有重要的示范意义。然而,当前区域层面的智能农机全链条应用研究仍显不足,尤其缺乏对典型地区实践路径的系统梳理与发展前瞻。基于此,该文立足于寿光市的实践,旨在系统总结其智能农机应用成效,并对其未来发展趋势进行研判,以期为推动我国智慧农业的发展提供区域样本和经验参考。

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智能农机与农业生产结合的必要性

智能农机是集成信息化、智能控制等技术的农业装备。首先,它是应对农村劳动力结构性短缺的必然选择。以叶菜类蔬菜收获为例,传统人工方式需8人连续作业约8小时才能完成一亩地的采收,而采用智能收获机则仅需2人操作约45分钟即可完成,显著降低人工成本并大幅提升生产效率[1]。其次,它是实现农业精细化、标准化生产的重要工具。智能农机依托高精度传感器与智能决策模型,能够实现对水、肥、药等生产要素的精准投放,有效保障农产品品质,提升农业生产经济效益[2]。最后,它是推动农业现代化与可持续发展的核心动力。智能农机的广泛应用,正深刻改变着传统农业生产方式,为实现资源节约、环境友好型农业发展模式提供关键支撑。

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智能农机在寿光市农业生产各环节的应用实践

2.1   智能耕地和播种

在农业生产的基础环节,寿光市已推广使用集成北斗导航系统与自动驾驶技术的智能拖拉机。该设备以预先设定线路实施耕作,有效规避重复耕地或遗漏作业,提升耕地质量与均匀度。配套的智能化犁地机通过土壤传感器实时采集水分、硬度和肥力等数据,结合土壤具体参数信息进行耕作深度的合理调节,为种子萌发创造最佳土壤环境。在播种环节,智能播种机借助定位系统、传感器和电子地图等技术,结合农田环境与土壤参数数据,能够在农田内准确根据种植计划和方案开展作业,自动调整种子深度、种子间的距离和播种量,实现了播种作业的精准化和标准化[3]。

2.2   科学化田间管理

田间管理是智能农机应用的核心领域[4]。寿光市在此环节的应用呈现多元化特点:在长势监测方面,广泛采用搭载多光谱成像仪的无人机,对农作物进行无损监测,通过光谱指数精准诊断农作物长势与营养状况;在节水灌溉方面,基于土壤墒情传感器与气象数据,智能灌溉系统能够按需自动启停并调节灌溉量,实现了从“浇地”到“浇作物”的转变;在精准施肥与植保方面,变量施肥机可根据土壤参数地图以及农作物生长的监测数据,实现不同肥力区域的区别化施肥;在病虫害防治中,地面植保机器人能识别并定点清除杂草,而植保无人机则通过智能算法识别病斑区域,实现农药的精准靶向喷洒,相关实践表明农药利用率可提升约20%[5]。

2.3   自动化收获与运输

在收获环节,智能联合收割机已实现广泛应用。该设备可通过传感器自动识别作物倒伏情况,实时调整割台高度与倾角,有效减少收获过程中的作物损失。同时,机器能根据实时作物喂入量自动调节脱粒滚筒转速,有效降低农作物籽粒的破损率。收获后,部分园区已试点应用自动驾驶运输车,与收割机协同作业实现粮食从田间到仓储点的自动转运,并通过物流管理系统进行全程监控,提升了产后处理环节的自动化水平。

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寿光市智能农机发展面临的挑战与未来趋势

3.1   面临的核心挑战

当前智能农机在寿光农业应用中面临多重挑战。技术层面,高端传感器的核心算法、专用作业部件精控系统等依赖国外,致使设备成本居高不下,一台高性能智能果蔬收获机售价百万,普通合作社与菜农难以承受,出现“好用但用不起”的矛盾。融合方面,“农机-农艺”融合深度欠缺,寿光设施蔬菜种植品类多、农艺复杂,多数智能农机是针对大田作物的通用平台,与精细化农艺要求不匹配,存在“机器好用,但活儿干不细”的问题。数据层面,不同品牌、型号农机设备数据系统和控制协议独立,彼此难通信,形成“信息孤岛”,阻碍全程智能化实现。人才与服务上,智能农机操作、维护和故障诊断需复合型人才,但农村此类人才匮乏,传统农机维修服务点难以应对复杂电子和软件问题,设备停机时间长,影响使用体验与信心。

3.2   未来发展趋势

为突破上述瓶颈,寿光市智能农机的发展将呈现以下两大核心趋势:

3.2.1 技术深度融合与功能拓展:从“自动化”迈向“自主化”

未来,寿光市智能农机将超越单机自动化初级阶段,迈向以“数据驱动”和“群体智能”为特征的全域自主化。一方面,会实现从单机智能到“群体协同”的无人化农场转变。未来不再是几台孤立智能农机作业,而是形成“农机蜂群”,轻型无人机群大范围巡田采集数据,中型无人机群执行植保,地面机器人精准除草采摘,它们通过5G/6G网络和边缘计算实时通信、共享数据、协同决策,由“云-边-端”一体化智慧大脑统一调度,达成从耕到收的全域无人化作业。另一方面,智能农机将从“执行工具”升级为“决策主体”,深度融合人工智能与大模型技术。其视觉能力跃升,能精准诊断作物病害、缺素症状并匹配防治方案;具备预测性决策,可构建作物生长数字孪生模型,实现“事前干预”;还能自适应学习,积累作业经验,优化参数,实现个性化精准作业。

3.2.2 全域绿色化与生态化转型:从“减量”到“循环”

在“双碳”战略与农业可持续发展的双重推动下,智能农机的绿色内涵大幅拓展,从单纯“减施化肥农药”延伸至全生命周期的资源循环与生态保护。其一,新能源动力系统将全面普及。为解决传统农机高油耗、高排放问题,电动、混动及氢燃料电池动力会成为智能农机主流,在温室、大棚等封闭空间,零排放电动微型农机将完全取代燃油机械,同时配套建设田间光储充一体化能源站,构建低碳或零碳农业作业体系。其二,智能农机将基于精准感知开展生态系统管理,角色从“作物管理者”延伸为“农田生态系统管理者”。借助先进环境传感器网络,它能量化土壤碳汇,为农业碳交易提供可信数据;保护生物多样性,自动保护益虫栖息地;实现闭环管理,让废弃物经智能调度形成智能循环。其三,智能农机可赋能保护性耕作,高性能免耕播种机、智能秸秆还田机等能减少土壤扰动,达成保墒、培肥、固碳的多重生态目标。

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结语

该文分析了智能农机与农业生产结合的必要性,总结了我国智能农机在农业生产各环节的具体应用,以寿光市为例探讨了其发展趋势。研究表明,智能农机与农业生产结合对提升生产效率、推动农业现代化具有重要意义。未来,寿光市应在技术创新、功能优化和绿色转型方面持续发力,以实现农业可持续发展。

参考文献:

[1] 胡明花. 浅谈智慧农机在农业发展中的现状与促进性作用[J]. 中国农机监理, 2023, (6): 33-35.

[2] 安淑萍. 农业生产中农机与农艺融合的重要性、影响因素与应用路径研究[J].数字农业与智能农机, 2023, (7): 29-31.

[3] 臧国航, 张丽艳. 智能农机装备在现代农业生产中的应用与发展前景[J]. 中国农机装备, 2025, (3): 137-139.

[4] 敬国新. 玉米全程机械化生产中智能农机装备的应用及案例分析[J]. 数字农业与智能农机, 2024, (10): 50-52.

[5] 潘世刚. 智能农机设备在现代农业生产中的应用与发展建议[J]. 农业机械, 2025, (7): 104-106.

作者单位:山东省潍坊市寿光市农业农村局

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http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2025.32.022

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