农业机械化机械装置与可持续发展初探论文Word格式.docx
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农业高产、高效、优质、低消耗和农业产业化的重要技术措施；
是促进农业劳动力转移、增加农民收入的先决条件；
是加速农村城镇化、服务社会化和经济发展的重要手段。
农业机械作业特点
1、作业对象为生物及其生长的环境，复杂多样，必须满足其性能要求
2、农业生产过程作业环节多、自然条件、作物品种、耕作制度差异大，须因地制宜
3、季节性强
4、田间移动作业受地形、地表的制约
5、野外露天作业，工作环境条件恶劣
农业机械及机械化发展史
中华人民共和国成立初期，广为发展新式畜力农具，如步犁、耘锄和水车等。
随着我国工业的发展，特别是前苏联援建项目的投产，我国开始生产各种类型轮式和履带式拖拉机，全国各地建立了许多农业机械制造厂，逐步形成一定的生产能力。
（洛阳一拖于1959年建厂）
1984年，全国机耕面积达5.24亿亩,占耕地面积的39%。
机电灌溉面积达3.76亿亩，占灌溉面积的56.4%。
2001年，耕地、播种、收获的机械化水平分别达到47.4%、26.1%和18%。
耕种综合机械化水平达到30.5%，呈现出积极推进的良好发展态势。
农业机械制造中选择材料原则：
1、考虑材料的力学性能；
2、考虑材料的工艺性能；
3、考虑材料的经济性；
农业机械中常用的材料：
碳钢、铸铁、铸钢、合金钢、65Mn、非金属材料
农业机械发展趋势
农业机械进一步向大功率、多功能方向发展。
发展大功率拖拉机；
特别是轮式拖拉机，设计大幅宽、高速度、高配套性的配套农具。
发展联合作业机械；
可一次作业行程可同时完成两种或数种作业项目，提高生产率降低作业成本，同时减少机器类型和机器在田间的运行次数，避免土壤的过度压实。
发展多功能、多用途农业机械；
一台机器经过简单的改装即可进行多种作业，降低机器成本，提高机器利用率。
发展农用飞机；
利用农用飞机进行播种、施肥、防治病虫害、除草、人工降雨、护林防火等，具有生产率高、成本低、作业效果好等优点。
农业机械进一步向高科技、智能化方向发展
广泛采用先进的科学技术；
随着科学技术的发展，许多新技术已应用于农业机械，例如：
液压技术、电子技术、计算机、红外线等。
广泛实现产品的系列化、通用化、标准化；
农业机器系列型号设定完整，使其适应性好，生产成本低，配件组织和供应十分方便。
广泛发展精准农业；
近年来国外联合收割机已向完全自动化、智能化的方向发展，大部分联合收割机均已采用电子传感器对所收获的粮食质量进行在线监控，并结合GPS辅助系统进行收获作业综合管理。
农业机械进一步向资源节约、环境保护方向发展
生产出有利于保护资源环境的农业机械，适应农业机械化与农业可持续发展相结合这一新的发展趋势。
农机与农艺的配合进一步加强
农业机械作业对象非常复杂，单靠机器来满足农业技术的要求比较困难，因此需要农业科学紧密与农机配合。
研究出适用于机械化作业的农艺措施和作物品种，培育出生长形态和特性适合机械化作业要求的品种，这对提高机械化水平具有重要意义。
土壤耕作的目的
耕地是作物栽培的基础，耕耘质量的好坏对作物收成有显著影响。
耕地作的作用主要表现在：
（1）改善土壤结构。
通过耕作使板结的土壤疏松，土块破碎，形成具有吸收和保持适量水份和空气能力的团粒结构，为种子的发芽和作物根系生长创造良好的条件。
（2）消灭杂草和虫害。
通过土壤耕作可以将杂草覆盖于土壤底层，控制其生长；
也可以使虫害暴露于地表而死亡。
（3）作物残茬以及肥料、除草剂、杀虫剂等混合在土壤中以增加其作用。
（4）将地表整平或整成一定形状以利于种植、灌溉、排水或减少土壤侵蚀。
（5）将过于疏松的土壤压实到适当的疏松状态，使其既能保持水分，又有利于作物根系发育。
（6）改良土壤。
耕地可使质地不同的土壤彼此易位，有利于控制盐碱。
土壤耕作方法
土壤耕作方法又称土壤耕作制度，指根据作物对土壤的要求和土壤的特性，采用机械或非机械方法改善土壤耕层结构和理化性状，以达到提高土壤肥力、消灭病虫、杂草的目的而采取的一系列耕作措施，它是提高农作物产量的重要措施之一。
目前的土壤耕作方法有：
精耕细作法、免耕法、少耕法、保水耕作法和联合耕作法。
精耕细作法：
在作物生长过程中由机械耕翻、耙压和收获等工序组成的土壤耕作体系。
免耕法：
指农业生产过程中，免除土壤耕作，利用免耕播种机直接播种，或对作物秸秆和残茬进行适当处理后直接播种的一种作业方式。
少耕法：
指一种缩小土壤耕耘面积和减少耕耘次数的耕作制度，也称留茬播种法。
保水耕作法：
对土壤表层进行疏松、浅耕，防止或减少土壤中水分蒸发的一种保护性耕作法，也称浅耕法。
联合耕作法：
作业机在同一种工作状态或通过更换某种工作部件一次完成深松、施肥、灭茬、起垄、播种、喷药等多项作业的耕作方法。
整地的作用与目的
整地机械是使土壤疏松而不乱土层的耕作机械。
通过整地机械，可进一步破碎土块，松碎土壤，平整地面并压实图层，混合化肥、除草剂以及机械处草等，从而达到消除土块间的过大间隙、保持土壤水分、消灭杂草和病虫害，并通过改良土壤为作物的生长创造良好的条件。
目的要求：
土壤松、碎、软、平，便于插秧和灌水。
整地作业包括耕地以后播种以前对土壤表层进行松碎、平整、镇压、开沟、作畦、起垄等项目，如旋耕机、圆盘犁、圆盘耙、钉齿耙、动力驱动耙、联合整地机、镇压器、筑埂机、开沟机的等的工作。
农业技术要求
a.地表平整、土粒细碎;
;
b.耕深耕透，深度应更均匀一致；
c.无漏耕地，应消除暗坷拉
d.土壤要有一定的松软度，又要有事宜的紧密度，以利于作物扎根生长
e.不应有漏耙、漏压的现象
f.对于水田整地还要打浆、打糊好，并能覆盖绿肥和杂草
g.地表成形应符合播种条件
整地机械的分类
作业条件：
旱田整地机械和水田整地机械；
作业种类：
耙地机械、镇压器、地表成形作业机械、松土除草机械；
机具结构：
圆盘耙、钉齿耙、滚笼耙、镇压器、起垄机等；
机动插秧机对农艺的要求
a.保证每穴苗数达到农业技术要求，在一定范围内可以调节，插秧时苗数应均匀。
b.符合插植规格，行距应符合4（仅用于宽窄行平均行距）、5、6、7、8、9寸等系列。
穴距应符合3、4、5寸规格，并应可调节。
插深可以调节，最大插深为70毫米。
c.作业质量指标，在适合插秧机工作条件的情况下，均匀度合格率应在70％以上，漏插率在2％以下，勾伤秧率在1.5％以下。
d．适应泥脚深度，插秧机在泥脚深度小于
400毫米时应能正常工作。
e.工效，插秧频率适当。
行距为4、5、6寸的插秧机，最大插秧频率为150次／分；
行距为7、8、9寸的插秧机，最大插秧频率为170次／分。
f.田间转移速度和运输速度，田间转移速度为2－5公里／小时；
陆地运输速度为7－10公里／小时。
按栽插秧苗类别分：
拔取苗插秧机、带土苗插秧机和兼用型插秧机（可插拔取苗及带土苗）按驾驶操作方式分：
乘座式机动插秧机和手扶式机动插秧机；
按分插秧原理分：
滚动直插式机动插秧机和往复直插式机动插秧机
插秧机的类型
插秧机一般由动力行走部分和插秧工作部分组成。
插秧工作部分的构造因分插秧原理不同而有较大差异，但基本上包括分插机构、移箱机构、送秧机构等工作机构。
动力行走部分均由发动机、传动系统、地轮、牵引架、操纵装置和座位等组成。
机动插秧机的一般构造
用以完成分秧和插秧工作部件称为秧爪（或分离针），控制秧爪运动轨迹的机构称为分插机构。
插秧机工作时秧爪尖相对于插秧机机架的轨迹称秧爪静轨迹或称为相对运动轨迹，而秧爪尖相对于地面的轨迹称秧爪动轨迹或绝对运动轨迹。
秧爪运动轨迹可分为分秧、运秧、插秧、出土和回程五个阶段。
分插机构由栽植臂、摇杆、曲柄、凸轮、拨叉、推秧弹簧、推秧器、分离针、栽植臂盖和调节手扭等零件组成。
播种是农作物栽培的重要环节，必须适时并满足农艺要求，使作物苗齐苗壮，并获得良好的生长条件，为增产建立了可靠的基础。
播种机械化是农业机械化过程中最为复杂，也是最为艰巨的工作。
播种机械所面对的播种方式、作物种类品种等变化繁多这就需要播种机械有较强的适应性和能满足不同种植要求的工作性能。
机播可加快播种进度并提高播种质量，因而是农田作业机械化的重要环节。
播种方法
我国地域辽阔，作物生产的环境、条件、种植方式等多种多样，南北方有着明显的差异。
北方表现为旱地作业，以向土壤中播入规定量的种子为主要种植手段，所用机具为播种机械，这样可充分利用土壤中的水分和温度使之出苗、生长，适时播种成为关键。
而南方则表现为水田作业，种植方式主要是幼苗移栽，所用机械为栽植机械或插秧机械。
用于现阶段农业生产的种植方式仍然是经典的和传统的，总结起来大致有以下几种方式：
撒播、条播、穴播、精密播种、铺膜播种、免耕播种
播种机一般由排种器、开沟器、种子箱、输种管、地轮、传动机构、调节机构等组成，在施肥播种机上还有排肥器、输肥管等。
播种机的工作过程如下：
种箱内的种子在其自重的作用下，产生均匀一致的种子流，填充到排种器内，排种器在地轮、传动机构等机构的作用下转动，将这些种子以一定的流量和流速，均匀的从排种口排出，被排除的种子经过输种管流到开沟器所开的种沟内；
最后由覆土器和镇压器进行覆土和镇压。
化肥施用机具
根据肥料的种类和特性，施肥机械可分为：
固态化肥施用机、固态厩肥施用机、液态化肥施用机和液态厩肥施用机。
按照施肥的方式可分为：
撒布机械、施种肥机械、施追肥机械和施肥播种机械。
杂草作为农作物的强有力的竞争对象，已成为农业生产上不可忽视的一个重要问题。
据联合国粮农组织报道，全世界杂草总数5万种，其中8000种为农田杂草，而为害主要粮食作物的约250种。
国内对于杂草的研究一般都限于利用化学药剂控制杂草，但化学除草存在不少弊端，带来诸如农田中许多生物灭绝，杂草群落变迁，其抗药性增强且抗药谱扩大及环境污染，残留等问题。
为了更好地制控草害，提高除草的生态经济效益,许多国家采用非化学除草方法，取得了很好的效果。
除草必要性：
杂草与作物争夺养分和水分，直接影响作物的产量与质量，同时杂草也是病虫害的主要寄主。
除草方法主要有两大类:
机械除草（中耕除草）和非机械除草，种类有：
化学药剂除草，火焰除草，电击除草微波除草，生物除草、泡沫除草等。
中耕作业：
农作物在苗期生长过程中，常需在苗株行间进行除草、松土或对苗株根部进行培土等作业。
这些作业通常称为中耕作业。
中耕机械是指在作物生长过程中进行松土、除草、培土等作业的土壤耕作机械。
中耕的目的：
消灭杂草，蓄水保墒，培土保温，促进有机物分解，为作物生长发育创造良好的条件。
中耕作业的农业技术要求
1、松土良好，但土壤位移小；
2、除草率高，不损伤作物；
3、按需要将士培于作物根部，但不压倒作物；
4、中耕部件不粘土、缠草和堵塞；
5、耕深应符合要求且不发生漏耕现象；
6、间苗时应保持株距一致，不松动邻近苗株。
中耕机类型
按不同的分类方法有：
1、按动力可分为人力、畜力和机力三种类型；
2、按与动力机的连接形式分为牵引式、悬挂式和直连式；
3、按工作条件分为旱地中耕机和水田中耕机；
4、按工作性质可分为全面中耕机、行间中耕机、通用中耕机、间苗机等；
5、按工作部件的工作原理可分为锄铲式中耕机和回转式中耕机。
收获是谷物栽培的最后一个环节，而收获作业的季节性又很强。
收获过早，籽粒不饱满，影响产量；
收获过晚，则容易造成落粒损失。
北方许多地区还需要在小麦收获后及时腾地种植其它大秋作物。
所以，赶农时是机械收获的一个重要目的。
脱粒机是将谷粒从谷穗上脱下，并从脱出物（由谷粒、碎秸秆、颖壳、和混杂物等组成）中分离、清选出来。
对脱粒装置的性能要求：
（1）脱粒干净、分离率高；
（2）谷粒破碎率低、水稻不脱壳；
（3）谷粒机械损伤小；
（4）脱粒装置通用性好、能耗低、生产率高。
联合收获机——是将收割机和脱粒机通过中间输送装置、传动装置、行走装置、操作控制装置等有机地结合成一体的自走式机械。
他能同时完成作物的收割、脱粒、分离、清选和秸秆处理等多项作业，从而获得比较清洁的籽粒。
联合收获机特点：
生产率很高、谷物损失小、机械化程度高
联合收获机存在问题：
1、机器构造复杂，价格昂贵，作业成本高
2、联合收获机仅在谷物达到完熟期时，才能充分发挥其高效作用
3、国内技术水平有待提高，产品质量存在一定问题
联合收获机主要工作部件：
收割台、脱粒装置、分离清选装置还包括动力系统、传动系统、电气系统、中间输送装置、底盘支架、履带行走装置、粮箱及驾驶室等。
农业可持续发展中存在的几个问题
1、我国农业资源丰富，但人口众多，人均占有率很低，粮食产量的提高没有消除我国的粮食危机，粮食安全问题仍然存在。
2、随着我国工业化程度的不断提高，农业环境问题严重，耕地面积逐年减少，这就带来诸多的问题。
3、淡水资源短缺，农业用水紧缺，在我国北方大部分地区都会出现缺水的问题，再加上农业淡水利用率低，就更加影响了我国的农业发展。
4、农产品生产加工与安全问题也日益严重，我国农产品加工利用率不及发达国家的四分之一，农产品的安全也存在着较大漏洞，尤其在我国的广大农村。
农业机械化对农业可持续发展所起的作用
1、农业机械化是合理、充分利用农业淡水资源和耕地资源的重要手段
（1）保护淡水资源需要发展节水农业机械我国是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量为2300立方米,只相当于世界人均水平的1/4。
人口增长和工农业发展对水的需求大幅度增加,超强度地使用淡水,已使北方一些河流断流、地下水位大幅度下降。
每年因缺水,约有0.1067亿公顷（1亿亩）可灌溉面积得不到灌溉。
根据水利部门预测,到2010年中国缺水将达1000亿立方米,2030年缺水还将大幅度增加。
由于长期使用土渠输水、大水漫灌等不科学灌溉方法,灌溉用水的有效利用率只有45%左右,每年灌溉浪费的水相当于全国总用水量的40%。
所以,开发节水灌溉技术,保护水资源永续利用,对于水资源十分匮乏的我国来说意义重大,而且迫在眉睫。
大力发展节水灌溉机械是我国保护农业淡水资源保护的必由之路。
发达国家都非常重视发展节水灌溉,英国、德国、奥地利、丹麦、瑞典、日本的喷灌面积占本国总灌溉面积都在90%以上,以色列微灌面积占其总灌溉面积的70%,美国微灌面积1981～1991年10年间增加了3倍。
我国目前推广的节水技术主要有低压管道输水灌溉技术、U形渠道防渗技术、喷灌和微灌技术等。
喷灌面积已达80多万公顷,滴灌（微灌的一种）约313万公顷。
节水机械化技术（喷灌、微灌）与传统地面沟渠灌溉相比,已显示出节水、扩大耕地、增加产量的优越性。
诚然,节水机械投资较大,如按移动式、轻小型喷灌机组以及滴灌投资较大,但是,从我国农业可持续发展的战略意义上认识,国家应制定相应政策,鼓励多道投资,积极推进先进节水机械的发展。
（2）保护耕地资源需要农业机械化由于我国人口平均每年以1500万的速度增加,发展工业、交通等不断占用耕地,使耕地每年平均以33133万公顷速度减少,而开荒增加耕地潜力有限,致使我国人均耕地面积不断下降,1952年人均为0.1188公顷,1995年降到人均0.1079公顷。
据1992年遥感普查,我国水土流失面积367万平方公里,其中水蚀面积17914万平方公里,风蚀面积18716万平方公里,水土流失量每年约50亿吨。
现有耕地中一半以上是中低产田。
保护耕地资源,除依据国家有关法规抑制耕地过量占用外,应用农业机械拓展新的可耕地资源、提高耕地质量也是有效措施之一。
开垦荒地、改造中低产耕地和草场、开发滩涂、治理荒沙盐碱无一不需要农业机械。
工厂化农业可以人工控制动植物生长的小环境,还可以向立体空间发展以节约有限的耕地,这是近年来世界农业的发展趋势,而工厂化农业必须有配套的机械装备。
近几年来我国大力发展保护性耕种，有效地抑制了我国耕地沙漠化，水土流失等一系列的重大问题。
保护性耕作不仅可以改善了我国的耕地减少的的问题，也对减少农业农药、化肥等污染起到了积极的作用。
所以说，保护性耕作机械化是我国农业可持续发展的重要主成部分。
2、农业机械化是农业生态环境的防护必要技术之一
现代农业生态环境问题主要指农业生产中应用现代科技成果带来的环境破坏、环境质量下降、对人的健康和可持续发展造成的危害问题。
在我国,当前主要是化肥、农药、地膜的大量使用和焚烧秸秆造成污加剧的问题。
长期不科学施用化肥、农药,引起化肥、农药大量流失到空气、土壤、水中。
我国131个主要湖泊,已有67个出现硝酸盐污染;
全国受化肥、农药污染的2800多公里河段鱼虾基本绝迹;
粮食、水果、蔬菜等受到污染,每年都有多起残留药物中毒事件发生;
残留在土地里的地膜造成“白色污染”;
每年6亿多吨的秸秆,大量被丢弃在田间或焚烧,成为农业环境的新污染源,甚至影响涉及国计民生的消防、航空安全。
农业环境污染对农业可持续发展造成巨大威胁。
解决农业环境污染越来越受到重视,一些遏制农业环境污染的技术应运而生,农业机械就是其中之一。
（1）发展机械深施肥技术我国农业施肥十分不合理，为了增加粮食产量大量施肥，导致化肥的极大浪费，这不仅造成了农业资料花消的增加，农民单位土地收入的减少，而且对我国的农业生态环境也造成了更大的伤害。
实施机械深施肥技术，不仅可以减少农民对土地的投入，增加他们的收入，而且对农业生态环境也有好处，所以，在我国现阶段大力发展深施肥技术是农业可持续发展的必然选择。
（2）发展机械精密喷洒农药技术国外的植保机械已大量采用静电喷雾、低量喷雾、控滴喷雾等技术,药液在植物叶片上的有效沉积高达90%以上。
我国已达到国际80年代水平的低量喷雾、喷雾防滴漏技术、弥雾喷粉、热烟雾机和常温烟雾机等技术,可较落后的手动植保机具降低农药用量20%,降低用水量50%。
但目前国内大量使用的植保机械还比较落后,农药在作物叶片上的沉积率只有40%。
因此,今后应致力于开展对低毒高效农药、精密喷洒技术和生物防治等方面的研究,以减少农药对生态环境的污染。
所以说，发展机械精密喷施农药技术不仅可以减少投入，还会减轻农药残留对人体的伤害，机械精密喷施农药技术对农业生态环境，农产品的质量和安全都起到极其重要的作用。
（3）机械秸秆粉碎还田技术秸秆还田能改善土壤理化性状,减少地表水径流量和水分蒸发,提高土壤养分,抑制杂草滋长。
有关专家研究证明,秸秆还田一公顷耕地相当于增加255公斤磷、255公斤氮、285公斤钾,一般增产效果在5%～12%之间,具有肥田和防治污染的双重效果。
秸秆还田一般用秸秆粉碎还田机或带有切碎装置的收获机械直接还田。
（4）机械回收地膜技术全国每年地膜用量500多万吨,由于连年铺膜回收不净,带来了白色污染,包括地上污染和土层内污染。
有关研究机构正在开发以纸浆或淀粉为原料的可自然降解地膜和地膜清理回收机械。
原国家计委和科委都把机械残膜回收技术列为“九五”国家科技攻关项目,新疆、黑龙江、内蒙古等地都在进行对比研究。
从研究情况看,在秋后地表残茬多、地膜破损严重的地方,收膜难度较大。
3、农业机械化对抵御自然灾害起到重要作用
我国是一个自然灾害频繁的国家，每年都会有很多地区发生不同程度的旱涝病虫害等自然灾害。
2006年，我国东南部沿海地区发生了罕见的自然灾害，西南四川、重庆地区发生了五十年不遇的旱灾。
在这些自然灾害中，农业机械都起到了很大的作用，无论是沿海地区的农民转移还是四川、重庆地区的饮用水的运输都离不开农业机械的帮助。
再有就是，我国积极发展的农田水利建设中，农业灌溉机械，农业运输机械等在其中也发挥了很大作用，可以说农业机械在抵御农业自然灾害上发挥了不可替代的作用。
4、农业机械化是农产品生产加工与安全问题的重要工程措施
（1）农业机械对农产品产出贡献越来越大在水、化肥、种子、农药等物质要素综合作用下,农业机械对粮食产量的贡献随着农作物生产机械化水平的提高也相应提高,而畜力的贡献率则相应地减小。
1950～1978年长达29年间,我国禽畜饲养业以手工为主,年均肉类产量增加不到22万吨。
1979～1984年6年间,我国肉类年均增加量提高到114万吨。
此后,大批禽畜饲养机械、饲料加工机械开发成功并投入使用,大中城市郊区养鸡、养猪、养牛基本实现了机械化,使肉、蛋产量大幅度提高。
（2）农业机械对农产品加工和安全问题起到关键性作用我们知道我国农业水平非常低，不仅体现在土地产出率上，而且在产品加工和安全上也和国外有很大的差距，我国已经进入WTO（国际贸易组织）已经近六年了，农产品加工与安全得到了一定的发展，但是，对抵御国际上的冲击还是有很多的不适应，最近日本等发达国家对我国农产品质量要求不断提高就是一个很好的例子。
虽然近几年来国家对农业实施了一定的保护措施，但要想我国的农业发展起来就必须参与国际间的竞争，要想在竞争中获得一席之地，就应该缩小我国农产品加工与安全上与其他
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