在这里各路农机打擂台!“铁牛”下地,耕种管收全是科技范

沛菡评国际 2023-07-23 17:20:05
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文|史说百家

编辑|史说百家

前言

农业自古以来就是人类文明的基础,手工劳动是收割农作物的主要方法,然而,随着世界人口的增长和农业实践的发展,对更高效和多产的收获方法的需求变得显而易见。

这导致了农业收获机械的发展,这些年来农业收获机械经历了显著的进步,从简单的手动工具到技术先进的复杂设备,农业收获机械彻底改变了农业部门,确保提高生产力和粮食安全,该技术是如何演变的?

农业收割技术

在农业的早期,收割是一个劳动密集型的过程,依赖于使用镰刀、镰刀和连枷等基本工具的手工方法,收割是一项公共活动,需要农民和劳动者的集体努力才能从地里收获庄稼,手工工具的使用限制了可耕地的数量和农业生产的规模。

18世纪打谷机的发展标志着农业收获技术的一个重要里程碑,脱粒机彻底改变了从谷壳中分离谷物的过程,以前这一过程是用连枷手工完成的。

脱粒机的发明大大提高了效率,减少了收割过程中这一重要步骤所需的时间和劳动力,该机器使用旋转搅拌器和筛子将谷物从秸秆中分离出来,这是农业机械的一项重要进步。

农业收获机械的下一个重大突破是收割机的发明,19世纪初,美国发明家赛勒斯·麦考密克(Cyrus McCormick)发明了机械收割机,这是一种马拉的机器,可以有效地收割作物,尤其是小麦。

收割机使用一系列移动的刀片和传送带来切割和收集田地里的作物,麦考密克的发明不仅提高了生产率,而且在改造美国农业和开辟大片耕地方面发挥了重要作用。

19世纪末和20世纪初见证了联合收割机的发展,这是一项突破性的发明,将收割、脱粒和风选功能结合在一台机器中,联合收割机通过自动化多个流程、节省时间和减少劳动力需求,大幅提高了收割效率。

这一创新使农民能够更快、更有效地收获大片土地,从而提高农业生产率,农业收获机械的广泛采用,包括脱粒机、收割机和联合收割机,推动了19世纪和20世纪的农业革命。

机械化在改变传统耕作方式、提高产量和使农业更具经济可行性方面发挥了至关重要的作用,随着拖拉机和其他种植和耕作机械的引入,农业生产率大幅提高,为粮食安全和经济增长做出了贡献。

随着农业实践的多样化和专业化作物越来越突出,专业化收获机械的发展成为必要,棉花采摘机、土豆收割机和葡萄收割机等创新产品迎合了不同作物的特定需求,简化了农民的收割流程。

20世纪中期推出的机械采棉机,将手工采摘棉花的劳动密集型过程自动化,彻底改变了棉花种植,土豆收割机配有传送带和挖掘刀片,大大减少了土豆收割所需的劳动力。

葡萄收获机,无论是机械的还是机器人的,轻轻地从葡萄藤上采摘葡萄,保持水果质量并减少体力劳动,近几十年来,精准农业已经成为包括收割在内的农业实践的变革者。

精准农业利用GPS、传感器和数据分析等先进技术来优化作物管理和资源利用,这些技术已经集成到现代收割机械中,以提供关于作物产量、土壤条件和设备性能的实时数据,使农民能够做出数据驱动的决策并最大限度地提高效率。

装有产量监测器的收割机在收割期间收集作物产量数据,使农民能够评估作物表现并为未来季节制定计划,先进的收割机械采用可变速率技术,根据田间条件和作物变化调整设备设置,优化投入的使用。

新兴技术正在导致自主收割机的发展,能够在没有人类干预的情况下操作,自主收割机械有可能彻底改变农业部门,提供24/7操作、精确控制和更高的安全性。

随着人们对环境可持续性的日益关注,收割机械的发展已转向生态友好和资源保护,现代收割机械的设计符合严格的排放标准,最大限度地减少了农业作业对环境的影响。

发动机设计和动力管理的创新提高了收割机械的能源效率,减少了燃料消耗,收获机械促进了保护性耕作做法的采用,这种做法最大限度地减少了土壤扰动,减少了侵蚀,并保存了水。

虽然农业收获机械的发展带来了显著的进步,但该行业仍面临进一步改善的挑战和机遇,现代收割机械的高成本对小规模农民来说可能是一个障碍,限制了他们获得先进技术。

需要继续研究和开发,以提高农业收获机械的可持续性,包括减少环境影响和优化资源利用,随着收割机械日益数字化,确保农村地区的数据安全和可靠连接对于高效运营至关重要。

由于重点往往集中在大规模农业经营上,因此有必要解决发展中国家小规模农民的具体需求,在这些国家,体力劳动仍然盛行,集成人工智能和物联网(IoT)等新兴技术将在塑造农业收获机械的未来方面发挥至关重要的作用。

农业收获机械的发展有助于彻底改变农业部门,提高生产率,并确保日益增长的全球人口的粮食安全,从脱粒机的发明到精准农业和自主收割机的出现,技术进步不断推动收割机械的发展。

创新发展

农业收获机械在彻底改变我们种植和收获作物的方式方面发挥了关键作用,从早期的手工劳动到收获过程的机械化和自动化,农业机械的创新大大提高了农业生产率,改善了效率,并为全球粮食安全做出了贡献。

18世纪晚期打谷机的发明标志着农业技术的一个重要里程碑,在其发展之前,脱粒,即从谷壳中分离谷物的过程,是一项使用连枷手工完成的劳动密集型和耗时的任务,脱粒机使这一过程自动化,大大提高了效率和生产率。

早期的脱粒机是以马为动力的,带有旋转的搅拌器和筛子,将谷物从稻草中分离出来,这些机器减少了脱粒所需的劳动力,使农民能够在更短的时间内加工更多的谷物,随着技术的发展,蒸汽动力脱粒机和最终的柴油动力脱粒机进一步提高了产量和效率。

赛勒斯·麦考密克(Cyrus McCormick)在19世纪初发明的收割机是农业收获机械的另一项关键创新,收割机将切割和收集作物的过程机械化,大大减少了收割所需的劳动力。

收割机由马或其他牵引动物牵引,其切割机构由往复运动的刀片组成,刀片来回移动以切割作物,麦考密克的收割机改变了农业的游戏规则,特别是在北美,它让农民更有效地收获大片土地。

收割机的成功导致了麦考密克收割机公司的成立,这是一家开创性的农业设备制造商,为该行业的进一步发展奠定了基础,联合收割机,也简称为联合收割机,是一项突破性的创新,将多个收割过程整合到一台机器中。

联合收割机发展于19世纪末20世纪初,集收割、脱粒和风选功能于一身,简化了整个收割过程,这台联合收割机的特点是前端有一个切割装置,用于切割和收集作物。

收获的作物随后被输送到机器中,进行脱粒和分离,谷物被收集起来,而稻草和谷壳被排出,这一集成流程大大提高了收割效率,因为它消除了对单独机器的需求,并减少了收割过程中的搬运和损失。

20世纪中期,在绿色革命的推动下,农业机械化得到了显著发展,这一时期农业生产力提高的特点是广泛采用高产作物品种、化肥和杀虫剂,机械化在实施这些现代耕作方法和提高作物产量方面发挥了关键作用。

拖拉机成为农业的主力,取代了畜力和体力劳动,它们不仅用于耕作和种植,还用于牵引和驱动各种农业工具,包括收割机,拖拉机牵引和自走式联合收割机的发展进一步改变了收割过程,使农民能够更有效地覆盖更大面积的土地。

拖拉机成为农业的主力,取代了畜力和体力劳动,它们不仅用于耕作和种植,还用于牵引和驱动各种农业工具,包括收割机,拖拉机牵引和自走式联合收割机的发展进一步改变了收割过程,使农民能够更有效地覆盖更大面积的土地。

现代联合收割机配备了变速技术,可根据作物状况调整机器速度,该功能优化了燃油效率,减少了谷物损失,并确保收割机以最适合收割作物的速度运行。

联合收割机中的割台控制系统可调节切割割台的高度和角度,以确保机器即使在不平坦或充满挑战的地形中也能高效收割作物,一些现代联合收割机配备了传感器,可以检测作物的水分含量和质量。

这些数据有助于农民做出关于收获和收获后储存和管理的明智决策, 全球定位系统(GPS)技术和自动转向能力使农业机械发生了革命性的变化,包括联合收割机。

GPS导航系统能够实现精确控制和直线收割,减少重叠并最大限度地提高效率,现代收割机械中的远程信息处理系统收集有关机器性能和作物产量的实时数据。

可以对这些数据进行分析,以优化收割实践,最大限度地减少停机时间,并提高整体生产率,新兴技术正在引领自主联合收割机的发展,这些自动驾驶机器有可能彻底改变农业行业,因为它们可以连续运行,降低劳动力成本,并提高收割精度。

除了在一般作物收割方面的创新之外,还开发了专门的机械来高效地收割特定的作物,并最大限度地减少浪费,葡萄收获机,无论是机械的还是机器人的,都被设计用来轻轻地从葡萄藤上采摘葡萄,保持水果的质量并降低受损的风险。

机械采棉机大大减少了采摘棉花这种劳动密集型作物所需的劳动力, 专门的水果和坚果收割机被设计成在最大限度提高效率的同时最大限度地减少对脆弱作物的损害。

随着人们越来越认识到可持续农业的重要性,收割机械的创新已聚焦于减少环境影响和优化资源利用,现代收割机械采用了节能发动机和动力管理系统,减少了燃料消耗和温室气体排放。

一些特种作物收割机的设计对土壤和植被的影响很小,最大限度地减少了收割过程中对环境的破坏,专为有机农业设计的收割机避免使用合成化学品,并设计用于可持续农业实践。

虽然农业收获机械的创新大大提高了生产率和效率,但挑战仍然有待解决,现代收割机械的高成本可能成为小规模农民的一个障碍,特别是在发展中地区。

在偏远或欠发达地区,获得先进收获机械和技术支持的机会可能有限,不同的作物和地区有独特的收割要求,可能需要进一步定制机械以优化性能。

需要继续研究和开发,以提高收割机械的可持续性,包括减少排放、能源消耗和废物,随着收割机械变得越来越先进和自主,人们开始担心农场劳动力的潜在转移。

随着世界面临新的挑战和机遇,农业行业将继续适应和创新,采用可持续的做法和尖端技术来满足不断变化的世界的需求,农业收获机械的未来大有可为,其持续发展仍将是解决粮食安全、环境可持续性和农村社区繁荣的关键。

参考文献

【1】《中国农书》中国农业出版社2000年3月1日

【2】《中国农业百科全书(林业卷)》吴中伦农业出版社1989年4月

【3】《农政全书》徐光启岳麓书社2002年10月

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