農業電氣化
農業電氣化
徠農業電氣化是指農業中廣泛使用電力。農業現代化的重要組成部分,主要包括:(1) 以電力作為農業機械化的動力資源;(2) 採用電器裝置進行增溫、加熱、冷卻、照明等;(3) 把電子設備 (如電子計算機) 用於生產管理。電氣化生產具有效率高、費用低廉、機動靈活和穩定可靠等優點,是農業機械化、自動化、工廠化和管理現代化的物質技術基礎。農業電氣化是農業生產力發展到一定水平的標誌。農業電氣化的過程在20世紀40年代進展很快,在70年代,電子技術大量運用於農業生產經營管理之後,便進入了一個嶄新的階段。
農業電氣化又叫農村電氣化。是指在農村廣泛地建立電站網,向農村中輸送電力,以提高農業生產和改善農民生活。農業電氣化是農業機械化的重要條件,比如,用電力拖拉機耕地,用電力收割機收割,用電力抽水機灌溉,用電動剪子剪羊毛,用電力擠奶器擠牛奶等等,都離不開電力。
1882年,T.愛迪生在美國紐約建立了世界上第一個電站並投入運行后不久,加利福尼亞州即開始把電能用於食物生產、照明和抽水灌溉。1920年交流電和變壓器的應用,使電能有可能輸送到遼闊、分散的農業地區,從而為農業電氣化的發展提供了條件。美國在30年代即已開始設置農村電氣化機構,並通過了農村電氣化法案,以發放貸款方式促進農業電氣化的發展。蘇聯在十月革命后,一方面加強農村電力基地的建設,一方面試驗、生產為田間作業電氣化用的機械與設備。到70年代,所有的國營農場和集體農莊已基本實現電氣化,並出現了分立式多電機驅動的旋耕機、撒肥機、中耕機和棉花收穫機等。目前在發達的國家中,幾乎所有的農場和農莊都已實現了電氣化。但發展中國家的農業電氣化水平還較低,發展也不平衡。
中國在20世紀30年代,南方河網地區已出現用小船載著內燃發電機組給抽水和糧食加工等設備供電。中華人民共和國建立后,在全國範圍內逐步開展農業電氣化的工作。1966年全國農業用電量已達5.9×109千瓦小時,相當於1949年的81.4倍。1985年,農業用電量(不包括在農村的全民所有制單位的用電量)達5.089×1010千瓦小時,按鄉村總人口平均的每人年用電量為76.8千瓦小時,每畝耕地年平均用電量為35千瓦小時。中國發展農業電氣化的特點是:除由國家經營的大電網、大電廠供電外,還依靠地方政府和農民集資,大量興辦面向農村和小城鎮的小型水電站,國家以適當方式給予補助和扶持。1983年在全國選定了小水電資源比較豐富、辦電又有一定基礎的 100個縣作為農村電氣化試點縣,以帶動全國農業電氣化的發展。1985年這 100個縣的農業用電量為3.8×109千瓦小時,人均達115千瓦小時。到1985年底,全國已建成農村小水電站55754座,發電能力為3802 兆瓦。同年全國已有90%的鄉、70%的村、63%的農戶用上了電。農業電氣化的範疇 在80年代,從技術上可能實現的農業用電項目約在500種以上,遍及農業各個部門的所有生產過程和絕大部分生產環節以及居民生活的各個方面。農村工業,糧食、食品和其他農產品加工業,供水、排灌、製冷、取暖、通風等農業固定作業已完全可以實現高度電氣化。園藝部門的電氣化也已獲得成功的經驗:高度電氣化的溫室可以創造適宜作物生長發育的人工氣候和環境條件。在電氣化畜牧場中,所有供水、餵食、通風、換氣、採光、取暖、除糞、擠奶、集蛋、殺菌等作業都可自動進行,家畜不但可因而獲得適宜的環境,而且能獲得良好而經濟的營養,從而保證畜產品的穩定高產。田間、野外流動作業的電氣化難度較大,較多地在信號、控制系統、工況檢測、顯示裝置和自動駕駛等方面獲得發展。但圓形噴灌機則已可完全實現電氣化、自動化,一人可以照管幾台機組、數千畝地的灌溉作業。在農村生活方面,電氣化首先在照明、廣播、電話、電影、電視等方面取得進展。現在隨著農村生活水平的提高,城市中使用的各種家用電器也已在農村居民中逐步得到推廣使用。
電能具有其他形式能量所無法比擬的特點,在農業的特殊條件下充分顯示了它的優越性:
①
農業生產勞動強度大、佔用人力多、勞動條件差,利用電能可有效地改善這種狀況。如 1千瓦的電動機即可取代約14個人的手工勞動。電動機還可完成其他動力機械難以甚至無法完成的作業,如在高原和嚴寒條件下的作業,潛水電機的水下作業等。
②
電動徠機結構牢固,工作可靠,使用方便,操作簡單。與內燃機相比,不要求複雜的技術,不需要加油加水,不怕雨淋冰凍,並有很高的技術完好率,還可較好地滿足農作時間性的要求。
③
電能分配的靈活性和輸送的方便性非常適合於農業區域遼闊、負載分散等特點。機械能和熱能只能在有限的空間傳輸,而電能傳輸的範圍幾乎是無限的。在大型、寬幅和聯合田間作業機組上用電力傳動取代機械傳動,可以大大減輕機具重量,降低材料消耗和能耗,提高作業質量。利用電磁波傳遞信息和能量邊遠目標的遙控遙感技術也已開始進入農業領域。
④
發電站能利用劣質燃料生產高質量的電能,有利於綜合利用當地能源。電氣設備在工作過程中基本上不污染環境,這對溫室和畜牧場尤為重要。
⑤
電能可同其他各種形式能量極為方便地又互為可逆地轉換,因而可滿足農業生物體對光、熱、力、電、磁、聲、化學和生物能等各方面的要求,而一切聲、光、熱、力、磁、化學和生物狀態的變化,都可形成電訊號顯示出來。如藉助電磁波空中掃描,可監測整個地區、整個國家以至全球作物的長勢和災情,並據以估算產量;藉助通電的植物生長計,可以測得在數分鐘內莖稈直徑生長速率的變化,從而觀察農業措施或環境因素變化的影響。
⑥
靜電場、交變電場、磁場、直流電流、工頻、高頻和超高頻電流以及紅外、紫外、倫琴和電離輻射等電能直接作用於農業生物體和農產品,可以產生特殊效果:如靜電噴葯可使有效沉降率增加30~40%;在高頻電場中烘乾穀物可殺死害蟲而種子不受損傷;交、直流電作用於作物根部可使綠色物質產量增加40%;用電化學方法施微量元素有時可使作物產量提高2~3倍;土壤中通以高壓脈衝電流可以滅草、殺蟲;不同頻率的電磁波可刺激動植物的生長,提高其產品率或產量等。此外,輻射對作物及微生物遺傳性的影響還可被用於選育新品種、果蔬保鮮和殺雄治蟲等。
一個國家或地區的農業電氣化發展水平,可用不同的指標進行評價,常用的指標有3類:
①用百分比表示的指標,如已用電的農戶占農戶總數的百分比;電氣化擠奶占奶牛總頭數的百分比等;
②用絕對數字錶示的指標,如農用高低壓電網的長度,電動機或其他農用電氣設備的總台數和總功率,年農業總用電量等;
③用單位用電量表示的指標,如每農業人口年用電量,每畝耕地的年用電量等。