目前，日本農(nóng)業(yè)機械化已經(jīng)發(fā)展到較高水平，在國際上屬于先進行列。而日本的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件，與我國南方的很多地方比較相似，其發(fā)展路徑有著很好的借鑒作用。我們簡要總結(jié)日本農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展經(jīng)歷，重點介紹目前無人農(nóng)機發(fā)展現(xiàn)狀，以便在我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展進程中

目前，日本農(nóng)業(yè)機械化已經(jīng)發(fā)展到較高水平，在國際上屬于先進行列。而日本的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件，與我國南方的很多地方比較相似，其發(fā)展路徑有著很好的借鑒作用。我們簡要總結(jié)日本農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展經(jīng)歷，重點介紹目前無人農(nóng)機發(fā)展現(xiàn)狀，以便在我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展進程中能夠吸收借鑒。

一、日本農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展經(jīng)歷了3個階段

日本農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展始于1947年，經(jīng)過70多年的發(fā)展，日本經(jīng)歷了恢復(fù)和打基礎(chǔ)、基本實現(xiàn)機械化、全面全程實現(xiàn)機械化3個階段，目前已經(jīng)處在農(nóng)機智能化階段。

1、恢復(fù)和打基礎(chǔ)階段

從二戰(zhàn)結(jié)束到20世紀(jì)60年代初，為日本經(jīng)濟恢復(fù)和打基礎(chǔ)時期。這一時期，日本農(nóng)業(yè)人口比例大，農(nóng)民收入不是很高。為此，這一階段，日本主要發(fā)展一些價格較低的小型農(nóng)業(yè)機械，來代替手工勞動，促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動力轉(zhuǎn)移，基本解決了糧食自給問題。

2、基本實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化階段

從20世紀(jì)60年代初到80年代末，是日本農(nóng)業(yè)機械化高速發(fā)展時期。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，農(nóng)村勞動力大量涌向城市，于是為了適應(yīng)勞動力短缺的情況，寬幅聯(lián)合收割機、高速插秧機、大中型拖拉機及配套農(nóng)機具便應(yīng)運而生。日本的水稻生產(chǎn)，從育秧、整地、插秧、田間管理到收獲，基本都用上了機械。這一時期日本農(nóng)業(yè)基本實現(xiàn)了機械化。

3、全面全程實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化階段

從20世紀(jì)80年代到2017年，日本農(nóng)業(yè)基本上實現(xiàn)了全面、全程機械化。這一階段日本農(nóng)業(yè)機械化呈現(xiàn)以下特點。

（1）高端化和自動化。由于這一階段，日本農(nóng)民老齡化比較嚴(yán)重，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人口大都是老人和婦女，因此小型、輕便、易操作、舒適性好和可靠性高的農(nóng)機產(chǎn)品，受到用戶青睞。同時，也是由于農(nóng)業(yè)勞動力的老齡化和女性化，一些自動化程度高的"傻瓜"型農(nóng)機得到發(fā)展。

（2）主要糧食作物實現(xiàn)全程機械化。水稻是日本的主要糧食作物，這一時期水稻生產(chǎn)從整地、育秧、插秧、田間管理、收獲到烘干，逐步實現(xiàn)了全程機械化。

（3）農(nóng)業(yè)全面機械化。除水稻這一主要糧食作物外，日本其他農(nóng)作物的生產(chǎn)也基本實現(xiàn)了機械化，特別是水果和蔬菜的生產(chǎn)，機械化發(fā)展較快，水平也很高。例如，廣泛推廣應(yīng)用的大蒜種植機、小籽粒蔬菜播種機、蘿卜收獲機、蔬菜移栽機、瓜苗全自動嫁接機等等。

二、日本水稻全程機械化主要農(nóng)機作業(yè)

1、整地和育秧

一般采用旋耕機和碎土攪漿整地機，整地效果比較好。水稻育秧采用棚室育秧，采用稻殼粉碎后，經(jīng)專用設(shè)備加工成秧盤和苗床土，全部采用機械播種和工廠化育秧。

2、栽插秧

日本水稻栽插秧全部實現(xiàn)了機械化。在高寒地區(qū)采用缽苗栽插的方式，而在其他地區(qū)采用高速插秧機模式。缽苗栽插方式的插秧機為三菱公司的產(chǎn)品技術(shù)，我國江蘇亞美柯引進了該產(chǎn)品技術(shù)，但推廣難度比較大。

在日本農(nóng)村，幾乎家家都有插秧機，插秧機每年工作時間都不到一周。

3、田間管理

田間管理主要是施用農(nóng)藥和追肥，一般他們用射程近30米的噴霧機進行，或者使用直升機和無人飛機進行。

4、收獲與烘干

日本水稻收獲全部采用機械，主要機型為4-6行的半喂入聯(lián)合收割機，目前也有使用全喂入聯(lián)合收割機的。由于日本氣候濕潤，水稻收獲后含水率比較高，一般要用烘干機處理。日本的水稻專用烘干機5～30噸不等，大的也有上百噸。

三、日本無人農(nóng)機的發(fā)展

所謂智能農(nóng)機，就是自動化程度很高的農(nóng)機，它能夠根據(jù)當(dāng)時的作業(yè)環(huán)境，以及對作業(yè)的要求，自動調(diào)整有關(guān)動作，最終自動完成相關(guān)作業(yè)。

1、農(nóng)業(yè)勞動力減少和老齡化催生無人農(nóng)機

從事農(nóng)業(yè)的主要勞動力不斷減少且老齡化嚴(yán)重。據(jù)介紹，日本農(nóng)業(yè)人口從1995年的256萬人，減少到2015年的175萬人，農(nóng)業(yè)人口老齡化顯著，從業(yè)者平均年齡約67歲，其中65歲以上的人口占比更是高達68%，人手短缺與老齡化問題嚴(yán)重。日本綜合研究所的三輪泰史認(rèn)為，2030年農(nóng)業(yè)人口將減少到100萬人。

盡管日本農(nóng)民收入在全球農(nóng)民收入中名列前茅，但和中國農(nóng)村一樣，年輕人都愿意到城里工作，只剩下老年人和女性從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。另外，福島核事故之后，當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)民大量逃離，使得農(nóng)田無人耕種。于是，在日本的農(nóng)機制造商為了開拓市場，適應(yīng)農(nóng)民的需求，致力于無人農(nóng)機的開發(fā)生產(chǎn)。

2、無人拖拉機的研發(fā)試制和概念機展示

如果把無人農(nóng)機作為智能農(nóng)機的標(biāo)志，則日本智能農(nóng)機的出現(xiàn)始于2016年。這一年的1月19日，日本久保田在京都市舉行的展示會上，展示了利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的無人駕駛拖拉機，該拖拉機只要輸入農(nóng)場的GPS位置指定耕種場地，便可自行前往進行工作。

與此同時，洋馬農(nóng)機與大米生產(chǎn)廠家神明簽署合作協(xié)議，為其提供安裝通信儀器的拖拉機和能分析土壤水分含量的小型無人機，以此提高生產(chǎn)效率。

2016年11月，無人駕駛拖拉機出現(xiàn)在日本福島縣。當(dāng)?shù)貢r間29日，相關(guān)團體在福島縣南相馬市，向媒體展示了無人駕駛的"機器人拖拉機"樣機耕田的樣子，該無人駕駛拖拉機由井關(guān)公司提供。

也就是2016這一年，日本三大農(nóng)機公司均已涉及并開始研制智能農(nóng)機產(chǎn)品。

3、無人拖拉機的市場銷售和推廣

經(jīng)過兩年的改進提高，無人駕駛拖拉機終于成熟，日本三大農(nóng)機公司久保田、洋馬和井關(guān)，到2018年已經(jīng)全部將無人駕駛拖拉機推向了市場。因此，2018年也被稱為日本的無人農(nóng)機元年。

率先銷售無人拖拉機的是久保田公司。2017年５月，久保田在日本率先推出了售價約100萬日元（約合5.85萬元人民幣）的無人駕駛耕作農(nóng)機"SL60A"，它帶有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和久保田公司自己研發(fā)的自動操作系統(tǒng)，以及傳感器、相機等多種裝置，以保證自動操作時的安全。

據(jù)《日經(jīng)亞洲》報道，久保田與英偉達近日已達成合作協(xié)議，將開發(fā)研制高端自動駕駛拖拉機。久保田搭載英偉達AI技術(shù)的自動駕駛拖拉機，不久將會成為田野里的靚麗風(fēng)景。另外，久保田計劃在今年推出新款無人駕駛插秧機，并計劃發(fā)售新款無人駕駛聯(lián)合收割機。

洋馬農(nóng)機公司于2018年下半年推出的無人駕駛拖拉機。只要預(yù)先在操作平臺上輸入農(nóng)場相關(guān)信息和行進路線等，無人拖拉機就可以利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)自動行駛和耕作。

井關(guān)農(nóng)機公司2018年發(fā)售的一款無人駕駛農(nóng)機，對１公頃農(nóng)田的耕作效率能達到普通農(nóng)機的1.5倍以上。這款無人駕駛拖拉機，其頂部安裝有衛(wèi)星信號接收裝置，能實現(xiàn)誤差僅數(shù)厘米的高精度作業(yè)。機身周圍還安裝有超聲波傳感器等，能感知障礙物并自動停止。由于采用了這些新技術(shù)和設(shè)備，無人農(nóng)機的制造成本也相應(yīng)增加。據(jù)介紹，這款農(nóng)機售價約為1200萬日元 （約合73萬元人民幣），是同款有人駕駛拖拉機的1.67倍。

這款無人拖拉機可以在有人駕駛和無人駕駛間切換。同時，它不僅可以實現(xiàn)單獨無人駕駛作業(yè)，還可以進行一輛有人駕駛一輛無人駕駛協(xié)同作業(yè)，大大提高耕作效率。

四、其他無人農(nóng)機的發(fā)展?fàn)顩r

為了降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的勞動力成本，緩解農(nóng)業(yè)人口老齡化，日本近年來不僅發(fā)展無人拖拉機，同時還涌現(xiàn)出小型無人機、無人駕駛收割機、插秧機和農(nóng)用機器人等智能設(shè)備，以致力于發(fā)展無人化農(nóng)業(yè)。

去年，日本農(nóng)林水產(chǎn)省開始在全國進行小型無人機和無人駕駛農(nóng)機的智能農(nóng)業(yè)試點工作。這項試點選出了遍布各地的69個項目，涉及不同條件的農(nóng)地，實驗內(nèi)容包括水稻耕作、旱地耕作、蔬菜栽培、畜牧業(yè)等。試點工作將持續(xù)兩年時間。農(nóng)林水產(chǎn)省將根據(jù)相關(guān)試點數(shù)據(jù)，推廣相關(guān)技術(shù)。

老農(nóng)前兩年就職的農(nóng)業(yè)機械雜志社與日本農(nóng)林社之間，歷史上有著較多交往，雜志也經(jīng)常性地交換。最近這幾年，從日本農(nóng)林社出版的《機械化農(nóng)業(yè)》雜志，可以看到很多關(guān)于蔬菜機械方面的信息。根據(jù)有關(guān)媒體披露的信息，我們介紹幾種農(nóng)用機器人。

1、農(nóng)用無人飛機

農(nóng)用無人飛機從水田上方對圖像進行分析，計算出施用肥料和農(nóng)藥的時間，以便 于精準(zhǔn)施肥（藥），這樣能夠降低四分之三的肥料（農(nóng)藥）用量。該款無人機的售價在500萬日元（約合4.5萬美元）左右。據(jù)介紹，如果耕作面積在30公頃以上的大規(guī)模經(jīng)營，農(nóng)戶兩年就可以收回成本。

為推動無人機的進一步普及和安全使用，日本農(nóng)林水產(chǎn)省近日首次制定了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域普及小型無人機計劃，包括擴大小型無人機在生產(chǎn)狀況分析、農(nóng)藥化肥噴灑、防治鳥獸害等領(lǐng)域的使用。該計劃稱，到2022年要將無人機噴灑農(nóng)藥的面積從目前的兩萬公頃擴大至100萬公頃。此外，日本還專門成立了由政府和民間代表組成的聯(lián)席會議，以進一步普及小型無人機。

不過，要推廣小型無人機仍需解決一些技術(shù)問題。例如，需要研發(fā)適合噴灑化肥的材料，通過技術(shù)更新實現(xiàn)均勻播種，如何在作業(yè)過程中保持機身穩(wěn)定等。

2019年3月，日本茨城縣河內(nèi)町舉行了第二次"探尋農(nóng)業(yè)用無人機可能性大賽"。為期兩天的比賽除了開展噴灑除草劑和施肥作業(yè)的無人機操作比賽外，還舉辦了研討會，邀請產(chǎn)學(xué)研各界就解決無人機的技術(shù)問題獻計獻策。

2、新型智能插秧機和遠程操作的挖掘機

日本農(nóng)機企業(yè)還在研發(fā)新型智能插秧機、可遠程操作的小型挖掘機等。其中插秧機可以通過安裝在車輪上的傳感器，瞬時檢測田地內(nèi)土壤的深度及肥沃程度，從而在插秧的同時播撒適量的肥料。小型挖掘機操作者只要佩戴防風(fēng)鏡形狀的顯示器，就能借助3D影像遠程駕駛。這種無人挖掘機可以在山間完成開墾及運送木材等作業(yè)。

3、蔬菜作業(yè)機器人

日本蔬菜機器人的種類比較多，有的已經(jīng)研發(fā)了很多年，產(chǎn)品已經(jīng)比較成熟。例如，蔬菜移栽機器人、瓜苗嫁接機器人和有些各類的蔬菜瓜果采摘機器人等。

收獲蘆筍的機器人，用機械手臂將一排排的蘆筍拔起，放到隨身攜帶的籃子里。地面上的白線，讓機器人搭載的攝像頭識別行進路線，使用紅外線照射蔬菜，利用人工智能進行技術(shù)分析，識別蔬菜的大小，以判定是否應(yīng)該收獲。

這些機器人會由研發(fā)公司出借給種植蘆筍和黃瓜的農(nóng)戶使用，同時收取農(nóng)戶蔬菜銷售額的15%作為服務(wù)費。據(jù)實驗結(jié)果表明，機器人的引進使得每個溫室大棚的人力成本從4人降至1人。

此外，還有不少小型企業(yè)正在加緊研發(fā)各種小型農(nóng)業(yè)用機器人。位于神奈川縣鐮倉市的一家創(chuàng)業(yè)公司將于今年夏天發(fā)售一種機器人，不僅能采摘蔬菜，還能診斷病蟲害和土壤狀況。

有企業(yè)正在合作研發(fā)一款用于采摘梨、杏等水果的機器人，相關(guān)實驗已經(jīng)在福島縣進行多次，計劃今年將該款機器人將引入果園。

業(yè)界人士認(rèn)為，利用人工智能技術(shù)的無人化農(nóng)業(yè)機械的推廣和普及，將大大提高日本農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率，有望吸引更多個人和企業(yè)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提升本國農(nóng)業(yè)競爭力。

日本的農(nóng)業(yè)機械化就介紹這些，有什么想法可在評論中發(fā)表，謝謝！

我是清閑老農(nóng)：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都用上了機器，老農(nóng)就清閑了。

（圖片來自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者）