【科技前沿】聚焦农机 5.0，干货e文捞尽（上）

（About agricultural machinery 5.0, these things should know earlier）

简单的说，农机5.0是农机4.0的升级版本，是更高水平的农机智能化、数字化，是世界农业科技革命的新聚焦点。农机5.0为农业生产带来了诸多机遇，包括提高生产效率、促进可持续发展和创新经营模式。然而，要充分利用这些机遇，还需要克服技术创新、市场竞争和农民接受度等方面的挑战。通过不断的创新和努力，农机5.0有望推动农业向更高水平的现代化发展。

Simply put, agricultural machinery 5.0 is the upgraded version of agricultural machinery 4.0, which is a higher level of agricultural machinery intelligence. It is the new focus of the world agricultural science and technology revolution. Agricultural machinery 5.0 has brought many opportunities to agricultural production, including improving production efficiency, promoting sustainable development and innovating business models. However, to make full use of these opportunities, challenges in technological innovation, market competition and farmer acceptance. Through continuous innovation and efforts, agricultural machinery 5.0 is expected to promote agriculture to a higher level of modernization development.

一、什么是农机5.0

农机5.0是农机发展的一个新阶段，与农业5.0（即数字农业）紧密相连。农业5.0被称为数字农业，应用物联网智能（IoT）、大数据、机器人、人工智能、自主农业设备、具有自学和虚拟现实能力的集成系统、无人机等先进技术。农机5.0便是在这样的数字农业大框架下，将这些前沿科技融入到农业机械之中的产物。

传统的农机是农业生产中的重要机械，主要目的是弥补人工生产存在的效率低、时间长等不足，进而提高农业生产效率，并且农机维修技术能够保障农机的质量与作业效率，维护农机作业稳定运行，从而带来重要的经济效益与社会效益。而农机5.0在这些基础上发生了质的飞跃。

例如，传统农机可能需要人工操作，并且操作相对比较机械、不灵活。而农机5.0可以依托于物联网技术实现机械之间、机械与人、机械与管理系统之间的数据交互。像现代一些先进的联合收割机，它能够通过内置的传感器采集自身运行状态、作物收获量、作物中的杂质含量等数据。并且还可以连接卫星定位系统，精准获取自己的农田位置信息，误差可能在厘米级别的范围内。这使得整个农业生产过程变得更加精确，管理更加高效。

另外，在农业生产场景中，大数据分析可以为农机5.0的作业提供支持。如果积累了一定区域长时间的土壤信息、作物产量信息等，就可以通过数据挖掘，分析出不同土壤类型适合的作物品种、施肥量等。那么农机5.0在进行耕地、施肥、播种作业时就可以根据这些分析结果自动调整作业参数。

同时，农机5.0还可能包括机器人技术的应用。比如除草机器人，它们可以精准识别农作物和杂草，只是针对性地拔除杂草而不伤害农作物；智能采摘机器人可以根据果实的成熟度、颜色等特征进行采摘工作。总之，农机5.0是和现代化信息技术深度融合的新型农业机械概念，旨在颠覆传统农业机械的操作和生产模式。

二、农机5.0的特点和优势

1、高度智能化

传感器等设备的大规模应用是农机5.0智能化的基础。在农田作业过程中，各类传感器如土壤肥力传感器、作物生长传感器等，能够实时采集农业生产相关的数据，如土壤中的养分含量、作物的生长状态等。例如在播种环节，播种机通过传感器根据采集到的土壤肥力、湿度等因素，自动调整播种量和播种深度。农机还能依据环境数据智能调整作业方式，遇到复杂地形或不同作物的生长环境时，自动切换适合的工作模式。并且，农机能够自我学习，在多次作业后基于积累的数据优化自己的作业流程，提高作业效果。

人工智能技术的赋能进一步增强了农机的智能化。农机5.0借助人工智能算法对采集的数据进行分析和处理，如对病虫害图像数据的分析以便精准识别病虫害种类，并给出相应的防治方案。智能农机还可以与农场管理系统或农户的终端设备进行信息交互，实现远程监控和操作。例如农户可以通过手机APP实时查看农机的作业状态、故障预警，并进行远程启动、停止和作业参数调整等操作。

2、自动化作业

传统农机往往需要大量人力进行操作和辅助，而农机5.0能够实现高度自动化的作业。以收割作业为例，大型联合收割机可以在无人驾驶的情况下自动规划收割路径，避开障碍物，同时准确识别作物的成熟度不同而进行差异化收割，确保在最佳收割期内进行高效作业。

在灌溉施肥方面，自动化的农机设备会根据预先设定的程序或实时土壤水分和作物营养需求数据，精确地进行灌溉和施肥操作，避免资源浪费和过度施肥对环境造成的负面影响。另外，一些农机设备具备自动装卸和运输功能，可以将农产品从田间自动运输到指定的仓库或加工地点，减少了人工搬运过程中的损耗和成本。

3、作业精确高效

农机5.0借助高精度的定位系统（如北斗高精度导航系统）实现精确作业。在田间管理方面，像除草、病虫害防治等工作，能够精确到具体的位置，做到精准施药，既不会遗漏病变区域，又能减少农药对健康作物和土壤的污染。

在播种时，相比传统农机的粗放式播种，农机5.0可以按照预先设定的株距、行距进行精量播种，提高种子的利用率，保证作物生长空间的合理性。而且还能够在高速作业的情况下维持精确性，大大提高了生产效率。例如在大面积的农田作业中，一台农机在保证高精确度的同时一天能够完成上百亩甚至更多面积的作业任务，极大缩短了农业生产周期。

4、多功能集成

农机5.0将多种功能集成于一体，减少了农户购置多种单功能农机设备的成本。很多农机设备可以通过更换不同的作业部件实现不同功能，如一台基础的农业动力设备通过更换播种组件成为播种机、更换耕作组件变为耕耘机等。一些大型的智能农业机械装备还集成了作物种植、管理（包含病虫害防治、除草等）、收获的一站式功能。例如某些多功能的农业机器人装备可以预设好作物从播种到收获整个过程的任务程序，包揽所有流程的工作，并根据作物生长周期不同阶段，自适应调整其作业模式和功能策略。

三、农机5.0对农业发展的积极影响

1、改变农业生产方式

传统农业生产方式多依靠人力和畜力，农机5.0的出现使农业从传统的人畜力劳动转变为高度智能化的机械作业，从而彻底改变了生产作业的模式。例如以前农民要进行繁重的耕地劳作，现在通过操作智能化的拖拉机或者耕地机器人就可以轻松完成，并且能达到更均匀、更深层次的耕地效果。 在灌溉方面，摒弃了完全依靠人工肉眼和经验判断土壤湿度，使用自动感知土壤湿度并且自动调节灌溉量的智能灌溉系统，避免了过度灌溉或者灌溉不足的问题，显著提升水资源利用效率 [13]()。

2、提高农业生产效率和质量

在效率方面，农机5.0能够实现高速、连续、精确作业。比如大型收割机在作业时速度相比传统机械更快，并且故障停机时间大幅减少，通过精准的作业对作物的损伤也更小。在品质保障上，智能农机通过精确施肥、施药等环节，有助于减少化学物质对农产品的残留影响，提高食品安全性和农产品品质。 农机5.0的自动化作业能够协调多种作业环节，确保农业生产按最佳顺序和时间节点进行。例如在作物生长周期中，精确的播种期、施肥期、喷药期等相互衔接配合，使得作物能在理想条件下生长发育，从而提升整体产量和质量。

3、提升农业可持续发展能力

在资源利用上，农机5.0可以通过高精度的作业方式实现资源的精确投放。例如，在施肥和灌溉过程中减少资源的浪费，保护土壤和水资源的可持续利用。而且智能农机对环境的影响更小，精确化的农药和除草剂使用降低了对土壤和周围生态环境的污染风险，有利于保护生态多样性。 在应对劳动力短缺方面，随着城镇化进程的加快，农村劳动力不断减少，农机5.0的高度自动化可以在人手不足的情况下确保农业生产不受影响，维持农业可持续发展的动力。