引言

本论文对农业机械节能减排的技术路径以及发展方向展开探讨。文中剖析了优化能源结构、提升能源利用效率、降低机械损耗以及维护水平、农业机械设计创新以及农业生产过程管理优化等关键路径，同时还对智能化与信息化技术、生物技术与新能源技术、绿色制造与循环经济以及政策与市场驱动等未来发展方向进行了展望。

一、农业机械节能减排技术路径

（一）优化能源结构

随着我国农业发展水平的不断提高和农业机械技术的不断进步，农业机械的利用率也越来越高，在改善农业产业结构、提升农业生产效率和经济效益等方面都发挥着重要的作用。

在推进农业机械现代化进程中，能源体系革新已成为实现生态友好型生产的关键突破口。当前需要凭借技术迭代提升农机设备中清洁能源的应用比例，例如在田间作业场景推广智能电动牵引机具，在水利设施中配置光伏发电驱动的精准灌溉系统，相较于传统燃油动力机械，电能驱动的农机设备在作业过程中可实现零尾气排放，这对改善农田空气质量有直接效果。氢能源动力系统的研发虽尚处于技术验证阶段，但其在能量密度和续航能力方面的优势已呈现出可观的应用潜力，构建多元化的清洁能源供给体系，可优化现有农机能源配置结构，为推动农业生产方式向环境友好型转变提供了切实可行的技术路径。

（二）提高能源利用效率

提升农业机械能效水平是实现节能减排的关键技术路径。在技术革新层面，可引入高压共轨电喷技术等新型动力系统，凭借精密控制燃油喷射压力与时间参数，实现燃油微粒化喷射与充分燃烧，使热机效率提升12%-15%，配合智能化控制系统，采用动态功率匹配算法，当检测到联合收割机行进至作物密度低于35株/平方米区域时，自动将发动机转速从2200rpm降至1800rpm，较大降低无效能耗。对传动装置实施模块化改造，采用低摩擦系数的行星齿轮变速箱与碳纤维传动轴，可将传统系统的能量损耗由18%压缩至9.5%以下。

（三）降低机械损耗与提高维护水平

优化农机设备的维护管理对实现绿色低碳生产有关键实践价值。建议每季度开展系统性设备养护作业，重点更换高性能润滑剂并校准关键部件的配合精度，有效降低摩擦系数导致的动能损耗。针对存在过度磨损的传动装置或液压系统构件，应及时采用激光熔覆技术修复或更换复合陶瓷材料部件，从材料学角度提升零部件的耐用性。同步构建数字化维护台账系统，运用传感器实时采集设备振动频率、油液金属颗粒含量等参数，形成动态化的机械健康评估体系。

（四）农业机械设计创新

现代农业机械的创新设计为构建低碳农业生产体系提供了关键技术支撑。在装备研发领域，工程技术人员依靠采用高强度复合材质替代传统钢材，构建出兼具结构强度与轻量化特性的农机框架，有效降低设备自重和作业能耗。在此基础上，凭借三维建模与风洞实验相结合的方式改良农机外形结构，例如将传统方形驾驶室升级为符合流体力学特性的水滴型舱体，提升高速作业时的空气动力学性能。针对多工序协同作业需求，开发模块化智能农机平台，实现播种、施肥、施药等功能的集成化操作，从根本上消除多机协同带来的能源浪费，借助仿生学技术改良耕作部件形态特征，如模仿鼹鼠爪趾结构设计的深松铲，在提升作业效率的同时降低动力损耗，这种源头性技术创新体系正推动着农业装备向环境友好型方向转型升级。

（五）农业生产过程管理优化

农业生产过程的精细化管控对实现低碳可持续发展有较大推动作用。科学规划农机行驶路径可最大限度减少不必要的往返与重复作业，借助GIS路径优化算法将作业里程压缩15%-20%，结合土壤湿度变化与作物生长周期动态调整作业时机，例如在露水消散后开展植保作业可提升20%药效利用率。借助现代信息技术手段，如基于LoRa网络的物联网传感器实时采集土壤EC值、NDVI指数等参数，配合决策支持系统实施变量施肥、按需灌溉等精准农艺措施，使水肥利用效率提升至92%以上，依靠农机共享平台的智能调度算法，将区域农机闲置率从35%降至12%，构建起覆盖作业全流程的节能减排技术体系。

二、农业机械节能减排技术发展方向

（一）智能化与信息化技术

现代信息技术与智能化装备深度融合为农业机械能效提升开辟新路径。依靠整合传感器网络与物联网平台，农机装备可动态感知田间环境参数与设备运行状态，自主优化作业模式，以智能播种设备为例，基于多光谱土壤检测数据，系统可实时匹配播种密度与下籽深度，有效提升肥料利用率。搭载北斗导航的路径优化系统能自动生成低耗能作业轨迹，降低无效行驶距离，依托云计算平台对海量作业数据进行深度挖掘，可构建故障预测模型实现主动维护，最大限度减少非计划停机造成的能源浪费。

（二）生物技术与新能源技术

生物技术与新能源技术的融合发展为农业机械的绿色转型开辟了创新路径。在作物改良领域，凭借选育有抗逆性强、产量稳定的新型品种，有效降低农机设备的田间作业频率和能源消耗强度，材料科学领域的突破则体现在生物基润滑剂与环保型农机部件的研发应用，减少传统石油基材料造成的生态负担。能源供给体系方面，除现有太阳能与电动农机的普及应用外，前沿的生物制氢技术正加速突破关键瓶颈，未来或可实现农业机械氢能驱动的规模化应用，值得关注的是微藻生物燃料的产业化进程，利用藻类高效固碳特性制备的清洁柴油，碳足迹低于化石燃料，更有与现有农机动力系统的良好适配性，形成多技术协同的可持续发展模式。

（三）绿色制造与循环经济

现代农业装备的绿色转型升级贯穿于全产业链生态优化实践。在装备制造阶段，借助引入清洁生产工艺，有效控制生产能耗和污染排放指标，优先选用生物基复合材料等环境友好型原料，从源头上缓解环境压力，创新性采用模块化设计理念，重点提升关键组件的易拆卸性和材料兼容性，为报废设备的资源化利用创造技术条件。同步构建农机零部件再制造体系，凭借专业化对旧件进行修复再生和技术升级，形成"制造-使用-回收-再制造"的循环经济闭环，这种创新模式有效降低了农机的使用成本，在节能减排方面取得较大成效，切实契合现代农业可持续发展的战略需求。

（四）政策与市场驱动

政策引导与市场机制协同发力成为推进农业机械绿色转型的核心推动因素。在政策引导方面，相关部门借助购机专项补贴、环保机型目录认证等组合措施，激励农业生产者主动更新节能装备，同步实施的技术研发税收减免、绿色创新基金扶持等政策，有效降低企业研发成本，驱动产业链生态化升级。环保法规层面，凭借制定严格的尾气排放标准与能耗分级标识制度，逐步淘汰落后农机产能，市场端绿色消费需求持续释放，新型农业经营主体对智能低耗农机的采购偏好较大提高，使得制造企业将环境效益纳入产品研发体系，这种双向互动模式构建起政策扶持与市场需求联动的良性循环。

结语：

综上所述，农业机械节能减排是农业生产绿色转型的关键所在。经由优化能源结构、提升能效、减少机械损耗、创新设计以及管理优化等技术路径，可切实推动农业机械朝着环境友好型转变。随着技术持续进步以及政策不断引导，农业机械节能减排会收获更大成效。

参考文献：

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[2]陈学亮.高效节能型农业机械传动系统结构设计研究[J].机械管理开发,2024,39(12):118-120+124.