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日本微耕技术:迷你收割机让水稻收割变得简单高效

来源:月财生态  作者:月财   2024-06-16 阅读:196

当水稻成熟时,你可能在日本的乡村经常会看到这样的场景:

一位白发老人推着一辆前端呈锥形、底部贴地的小车,在他穿过稻田时,一团团稻米被“吞”进车里,然后自动分拣成捆,“吐”出来。

在老人的身后,捆好的稻草整齐地排列着,就像一个矩阵,等待着老人收割完一轮之后,可以一根一根地捡起来。

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这是利用微耕技术制作的“迷你收割机”。与传统联合收割机不同,它几乎没有学习成本,只需一个人推着就能完成收割、打捆、甚至脱粒等工序。可以说是日本土地资源紧缺的情况下,因地制宜的产品。

那么,什么是微耕技术?

什么是微耕技术?

所谓微耕技术,是为了适应丘陵山地旱地及果园等特殊环境而发展起来的一种新型农业技术。微耕机功率不超过7.5kW,由小型汽油机、柴油机或电动机驱动,体积小、重量轻、结构比较简单,可完成翻耕、除草、播种、施肥、喷药等多种作业。

日本土地资源有限,老龄化严重,全国80%的土地面积为山地丘陵,农业人口大多在65岁以上,这就意味着老年人要在山谷间小块的土地上劳作。

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他们面临的问题不仅包括年老导致的体力不足、学习新知识新技术的成本,还有环境多样性带来的土壤多样性。传统的农业知识通常以经验的形式一代一代传承下来,而这样充满未知的环境无疑给传统的农业管理模式带来了挑战。

二战后,日本政府出台了一系列促进农业发展的政策,1953年的《农业机械化促进法》标志着微耕技术发展的开始。至今,日本在该技术的应用上取得了许多创新,如鸭子机器人、无人机喷雾器、智能播种机、土壤养分检测仪、微灌系统,以及集多种农田管理功能于一体的智能机器人等。

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微耕技术的应用

在播种前期,农民可以利用土壤养分检测仪来筛选适合种植的作物,不同作物对营养元素的需求和配比都不同,所以需要根据土壤本身的营养环境,使用不同成分的肥料进行后期调整。

土壤养分检测仪通过检测土壤样品,让其中的养分与特定的着色剂发生反应,通过生成溶液的颜色深浅来确定各种元素的含量。而且该设备可以连接手机,农民可以随时随地了解土壤养分状况,科学规划种植范围,制定肥料配比;

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规划好要种植的作物后,就要进行播种。种子的选择不只是个技术活,为了提高种子的发芽率和抗病能力,还需要消毒、浸种、施药等。另外,根据不同作物的特性,播种的土壤深度、密度,以及行距等也需要分别考虑。并不是像通常想象的那样,把种子放进土壤里就行了。

针对这一问题,智能播种机集成多种决策算法和模型,满足不同品种的种植需求,同时具备精量播种装置和自动化控制系统,只需要将种子导入,就能根据摄像头采集的数据进行场地规划和评估,最后自动完成种子投放。

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农作物播种后需要定期灌溉,传统的灌溉方式需要打井、挑水、浇水,不仅要求周边有充足的水资源,而且挑水、浇水都是体力活,对农民的体能要求很高,容易造成水资源的浪费。

微灌系统解决了以上问题,它是在植物根部附近铺设直径小于1毫米的水管,将水直接送至植物根部的土壤中,并通过专门设计的孔口或滴头将水过滤净化后,一滴一滴均匀地注入植物的根部。

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传统的人工喷洒方式无法精准覆盖植物,不仅容易造成农药的浪费,还会污染非目标区域并引起土壤成分的变化。

搭载定位系统和流量计的无人机平台,可以实现对农药用量和喷洒范围的精准控制,可以快速覆盖大面积农田,作业效率比人工喷洒更高。

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可以看出日本有机农业,日本微耕技术的发展代表着农业走向智能化、无人化发展的趋势。其实,农业的变革是产业和技术发展水平的集中体现,既是城镇化、人口老龄化、特殊地理环境等带来的必然趋势,也是产业变革的结果。

我国农业也面临人口老龄化

如今,我国也面临着与日本类似的问题,即进入严重老龄化阶段,老龄化速度和程度已超过世界平均水平。到2023年底,我国60岁及以上老年人口约2.97亿,占总人口的21.1%,且仍在以每年3.3%的速度增加。

加之大多数年轻人倾向于在城市发展,不愿留在农村,农村成为孤寡老人、留守儿童的聚集地。

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那么,我国是否也应该学习日本的微耕技术来推动农业发展呢?

我们国家在推广微耕技术吗?

纵观我国的地理环境,主要可以分为三个层次:第一层次,海拔4000米以上,属高寒地区,不适宜农作物的生长;

第二级,平均海拔1—2千米,如四川、贵州、云南等地区,是我国重要农业生产区;

第三级梯队,平均海拔在500米以下,也是我国重要的农业生产区。

第二、三级阶地地貌与日本相似,适合采用微耕技术进行农业改造。

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其实,我国农业早已实现机械化,但主要分布在华北、华东等平原地区,主要采用传统大型农机。加之我国是以家庭为单位的小农经济,个体收入较低,传统农机不适合当地地形。如果将大量资金投入机械,何时能收回投资都是未知数,投入与收益难免不成比例。

2021年3月11日,十三届全国人大四次会议表决通过了《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的决议,即“十四五”规划。“十四五”时期,实现乡村全面振兴、推动山区丘陵地区经济转型发展是我国重大任务之一。

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2008年,云贵川渝西南丘陵山区农机化水平平均仅为19.06%,到2018年已提高到57.32%,年均增长3.47个百分点。

但这一趋势并未持续,目前增速有所放缓,而且这种较快的增长态势仅出现在耕地环节,播种、收割等环节的机械化水平尚处于起步阶段。

与此同时,近年来微耕机销量呈现快速下滑趋势,以四川省为例,2016年、2018年微耕机销量分别为19032台、19032台,同比下降82.82%。

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这些数据说明,丘陵山区机械化进程缓慢,并不是因为微耕机供给不足,而是因为作业效率低、成本效益不匹配,导致农户对微耕机的需求越来越少。

除了宣传力度不够,思想认识有待提高外,主要问题是国内微耕机研究起步较晚,产品不能完全适应国内各种地理环境,功能相对单一,不能满足更多生产环节的需要。

以贵州省微耕机推广为例,在水稻种植方面,农民使用的微耕机仍基于国外技术,没有根据当地地形特点进行创新。

首先,该水稻收割机使用的刀片为源自日本技术的50mm刀片,而这种刀片的使用寿命较短;其次,这款收割机内部结构复杂,连接口较多,如果操作不当,很容易导致刀片旋转过快,导致内部堵塞,机器无法正常运转;另外,与贵州梯田等其他地块相比,这款机器的体积还是偏大,给操作带来了不便。

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在发展微耕机、“机地适地”的同时,我国还在尝试对丘陵山区农田进行“机地适地”,即“小地块合为大地块、短地块长地块、陡地块平地块、弯地块直地块并连通,条带状分布”。

改造成机械化土地的土地,可以让大马力农业机械自由进出田间,大大提高生产效率,从而促使经营主体自发投资改造,促进我国农业发展。

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可见,我国在发展微耕技术、推动农机创新方面还有很长的路要走。这条路或许充满未知数,但在政府、科研人员、企业家、农民等各方的努力下,已经取得了初步成效。

那么日本有机农业,您对我国微耕技术发展和农机创新有哪些想法和建议?

参考:

[1]张宗益.“十四五”期间丘陵山区农田机械化改造若干重大问题及措施[J].中国农村经济.2020(11):13-26;

[2]金娥.微耕机在贵州的推广应用[J].服务“三农”.2023(3):163-165;

[3]李云飞,沈凯,曾泽龙.微耕机在农业生产中的作用及实施方法.广东蚕桑[J].2020(12):32-33;

[4]邱飞,蒋勤.微耕机在农业生产中的应用及发展趋势[J].2022(6):257-260

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