Сельскохозяйственная техника относится к механическим конструкциям и устройствам, используемым в сельском хозяйстве или других видах сельского хозяйства . Существует множество типов такого оборудования , от ручных инструментов и электроинструментов до тракторов и сельскохозяйственных орудий, которые они буксируют или используют. Техника используется как в органическом , так и в неорганическом сельском хозяйстве. Особенно с появлением механизированного сельского хозяйства сельскохозяйственная техника стала неотъемлемой частью того, как мир питается.
Сельскохозяйственную технику можно рассматривать как часть более широких технологий сельскохозяйственной автоматизации, которые включают в себя более современное цифровое оборудование и сельскохозяйственную робототехнику . [1] В то время как роботы обладают потенциалом для автоматизации трех ключевых этапов любой сельскохозяйственной операции (диагностика, принятие решений и выполнение), обычная моторизованная техника используется в основном для автоматизации только этапа выполнения, где диагностика и принятие решений осуществляются людьми на основе наблюдений и опыта. [1]
С приходом промышленной революции и развитием более сложных машин методы ведения сельского хозяйства сделали большой шаг вперед. [2] Вместо того, чтобы собирать зерно вручную острым лезвием , колесные машины срезали непрерывный валок. Вместо того, чтобы молотить зерно, отбивая его палками, молотилки отделяли семена от колосьев и стеблей. Первые тракторы появились в конце 19 века. [3]
Первоначально источником энергии для сельскохозяйственных машин служил вол или другие одомашненные животные . С изобретением паровой энергии появился переносной двигатель , а позже и тяговый двигатель — многоцелевой мобильный источник энергии , который был ползучим родственником паровоза . Сельскохозяйственные паровые двигатели взяли на себя тяжелую тяговую работу волов и также были оснащены шкивом , который мог приводить в действие стационарные машины с помощью длинного ремня . Паровые машины были маломощными по сегодняшним меркам, но из-за своих размеров и низких передаточных чисел они могли обеспечивать большую тягу . Низкая скорость паровых машин заставила фермеров заметить, что у тракторов было две скорости: «медленно и чертовски медленно».
Двигатель внутреннего сгорания ; сначала бензиновый двигатель , а затем дизельные двигатели ; стали основным источником энергии для следующего поколения тракторов. Эти двигатели также способствовали развитию самоходного комбайна и молотилки, или зерноуборочного комбайна (также сокращенно «комбайн»). Вместо того, чтобы срезать стебли зерна и транспортировать их к стационарной молотилке , эти комбайны срезали, обмолачивали и разделяли зерно, непрерывно двигаясь по полю.
Тракторы выполняют большую часть работы на современной ферме . Они используются для толкания/тяги орудий — машин, которые обрабатывают землю, сажают семена и выполняют другие задачи. Почвообрабатывающие орудия подготавливают почву к посадке, разрыхляя ее и уничтожая сорняки или конкурирующие растения. Самым известным является плуг , древнее орудие, которое было модернизировано в 1838 году Джоном Диром . В настоящее время плуги используются в США реже , чем раньше, вместо этого для переворачивания почвы используются смещенные диски, а для набора глубины, необходимой для удержания влаги, используются долота .
Комбайн — это машина, предназначенная для эффективной уборки различных зерновых культур. Название происходит от объединения четырех отдельных операций по уборке — жатвы , молотьбы , сбора и веяния — в один процесс. Среди культур, собираемых комбайном, — пшеница , рис , овес , рожь , ячмень , кукуруза ( маис ), сорго , соя , лен ( льняное семя ), подсолнечник и рапс . [4]
Самый распространенный тип сеялки называется сеялкой , и она равномерно распределяет семена длинными рядами, которые обычно находятся на расстоянии двух-трех футов друг от друга. Некоторые культуры высеваются сеялками , которые высевают гораздо больше семян рядами на расстоянии менее фута друг от друга, покрывая поле культурами. Рассадопосадочные машины автоматизируют задачу пересадки рассады на поле. С широким распространением пластиковой мульчи , слоев пластиковой мульчи, рассадопосадочные машины и сеялки укладывают длинные ряды пластика и автоматически сажают через них.
После посадки можно использовать другие сельскохозяйственные машины, такие как самоходные опрыскиватели, для внесения удобрений и пестицидов . Применение сельскохозяйственных опрыскивателей — это метод защиты сельскохозяйственных культур от сорняков с помощью гербицидов , фунгицидов и инсектицидов. Опрыскивание или посадка покровной культуры — это способы смешивания роста сорняков. [5]
Пресс-подборщики для сена для посева могут использоваться для плотной упаковки травы или люцерны в форму, пригодную для хранения в зимние месяцы. Современное орошение зависит от машин. Двигатели, насосы и другие специализированные механизмы быстро и в больших объемах обеспечивают водой большие площади земли. Аналогичное оборудование, такое как сельскохозяйственные опрыскиватели, может использоваться для доставки удобрений и пестицидов .
Помимо трактора, для использования в сельском хозяйстве были адаптированы и другие транспортные средства, включая грузовики , самолеты и вертолеты , например, для перевозки урожая и обеспечения мобильности оборудования, для опрыскивания с воздуха и управления стадом скота .
Базовая технология сельскохозяйственных машин мало изменилась за последнее столетие. Хотя современные комбайны и сеялки могут работать лучше или быть немного измененными по сравнению со своими предшественниками, современный комбайн по-прежнему режет, молотит и разделяет зерно так же, как это делалось всегда. Однако технологии меняют способ, которым люди управляют машинами, поскольку компьютерные системы мониторинга, GPS- локаторы и программы самоуправления позволяют самым передовым тракторам и орудиям быть более точными и менее расточительными в использовании топлива, семян или удобрений. В обозримом будущем может начаться массовое производство тракторов без водителя , которые используют карты GPS и электронные датчики.
Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) определяет сельскохозяйственную автоматизацию как использование машин и оборудования в сельскохозяйственных операциях для улучшения диагностики, принятия решений или производительности, снижения тяжести сельскохозяйственных работ и повышения своевременности и, возможно, точности сельскохозяйственных операций. [1] [6]
Технологическая эволюция в сельском хозяйстве прошла путь от ручных инструментов к животной тяге, затем к моторизованной механизации и далее к цифровому оборудованию. Этот прогресс достиг кульминации в использовании робототехники с искусственным интеллектом (ИИ). Моторизованная механизация, например, автоматизирует такие операции, как вспашка, посев, удобрение, доение, кормление и орошение, тем самым значительно сокращая ручной труд. [7] С появлением цифровых технологий автоматизации стало возможным автоматизировать диагностику и принятие решений. Например, автономные роботы-уборщики урожая могут собирать и сеять урожай, а дроны могут собирать информацию, чтобы помочь автоматизировать приложения ввода. [1] [6] Тракторы, с другой стороны, могут быть преобразованы в автоматизированные транспортные средства, которые могут засевать поля самостоятельно. < ref name= ":1"/>
Отчет Министерства сельского хозяйства США (USDA) за 2023 год показал, что более 50% кукурузы, хлопка, риса, сорго, сои и озимой пшеницы в США высаживается с использованием автоматизированных систем наведения. Эти системы, использующие технологию для автономного управления сельскохозяйственным оборудованием, требуют только наблюдения со стороны фермера. Это наглядный пример того, как сельскохозяйственная автоматизация внедряется в реальных сельскохозяйственных сценариях. [8]
Многие фермеры расстроены невозможностью самостоятельно ремонтировать новые типы высокотехнологичного сельскохозяйственного оборудования. [9] Это происходит в основном из-за компаний, использующих закон об интеллектуальной собственности , чтобы лишить фермеров законного права ремонтировать свое оборудование (или получить доступ к информации, позволяющей им это делать). [10] В октябре 2015 года в DMCA было добавлено исключение , позволяющее проводить проверку и модификацию программного обеспечения в автомобилях и других транспортных средствах, включая сельскохозяйственную технику. [11]
Движение Open Source Agriculture насчитывает различные инициативы и организации, такие как Farm Labs, представляющая собой сеть в Европе, [12] l'Atelier Paysan, представляющая собой кооператив по обучению фермеров во Франции изготовлению и ремонту своих инструментов, [13] [14] и Ekylibre, представляющая собой компанию с открытым исходным кодом, предоставляющую фермерам во Франции программное обеспечение с открытым исходным кодом ( SaaS ) для управления сельскохозяйственными операциями. [14] [15] В Соединенных Штатах Инициатива Open Agriculture MIT Media Lab стремится содействовать «созданию экосистемы технологий с открытым исходным кодом, которая обеспечивает и способствует прозрачности, сетевому экспериментированию, образованию и гиперлокальному производству». [16] Она разрабатывает Personal Food Computer , образовательный проект по созданию «платформы сельскохозяйственных технологий с контролируемой средой, которая использует роботизированные системы для управления и мониторинга климата, энергии и роста растений внутри специализированной камеры выращивания». Она включает в себя разработку Open Phenom [17] , библиотеки с открытым исходным кодом с открытыми наборами данных для климатических рецептов, которые связывают фенотипическую реакцию растений (вкус, питание) с экологическими переменными, биологическими, генетическими и связанными с ресурсами, необходимыми для выращивания (входные данные). [18] Растения с одинаковой генетикой могут естественным образом различаться по цвету, размеру, текстуре, скорости роста, урожайности, вкусу и плотности питательных веществ в зависимости от условий окружающей среды, в которых они производятся.
В этой статье использован текст из свободного контента . Лицензия CC BY-SA 3.0 (лицензионное заявление/разрешение). Текст взят из In Brief to The State of Food and Agriculture 2022 – Leveraging automation in agriculture for Transforming agrifood systems, FAO, FAO.
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)