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农业电气化

农业电气化指的是电能在农业生产和农村生活领域中的广泛应用。是农业生产机械化和自动化的重要技术基础。包括农业中电能的生产、输送、分配和利用,以电力为动力的农用技术装备的发展,农村家用电子、电器设备的推广等。在有些国家主要指在农村工副业、养殖业、园艺部门和生活方面使用电能。

农业电气化又叫农村电气化。是指在农村广泛地建立电站网,向农村中输送电力,以提高农业生产和改善农民生活。农业电气化是农业机械化的重要条件,比如,用电力拖拉机耕地,用电力收割机收割,用电力抽水机灌溉,用电动剪子剪羊毛,用电力挤奶器挤牛奶等等,都离不开电力。

1882年,T.爱迪生在美国纽约建立了世界上第一个电站并投入运行后不久,加利福尼亚州即开始把电能用于食物生产、照明和抽水灌溉。1920年交流电和变压器的应用,使电能有可能输送到辽阔、分散的农业地区,从而为农业电气化的发展提供了条件。美国在30年代即已开始设置农村电气化机构,并通过了农村电气化法案,以发放贷款方式促进农业电气化的发展。苏联在十月革命后,一方面加强农村电力基地的建设,一方面试验、生产为田间作业电气化用的机械与设备。到70年代,所有的国营农场和集体农庄已基本实现电气化,并出现了分立式多电机驱动的旋耕机、撒肥机、中耕机和棉花收获机等。目前在发达的国家中,几乎所有的农场和农庄都已实现了电气化。但发展中国家的农业电气化水平还较低,发展也不平衡。

中国在20世纪30年代,南方河网地区已出现用小船载着内燃发电机组给抽水和粮食加工等设备供电。中华人民共和国建立后,在全国范围内逐步开展农业电气化的工作。1966年全国农业用电量已达5.9×109千瓦小时,相当于1949年的81.4倍。1985年,农业用电量(不包括在农村的全民所有制单位的用电量)达5.089×1010千瓦小时,按乡村总人口平均的每人年用电量为76.8千瓦小时,每亩耕地年平均用电量为35千瓦小时。中国发展农业电气化的特点是:除由国家经营的大电网、大电厂供电外,还依靠地方政府和农民集资,大量兴办面向农村和小城镇的小型水电站,国家以适当方式给予补助和扶持。1983年在全国选定了小水电资源比较丰富、办电又有一定基础的 100个县作为农村电气化试点县,以带动全国农业电气化的发展。1985年这 100个县的农业用电量为3.8×109千瓦小时,人均达115千瓦小时。到1985年底,全国已建成农村小水电站55754座,发电能力为3802 兆瓦。同年全国已有90%的乡、70%的村、63%的农户用上了电。  农业电气化的范畴 在80年代,从技术上可能实现的农业用电项目约在500种以上,遍及农业各个部门的所有生产过程和绝大部分生产环节以及居民生活的各个方面。农村工业,粮食、食品和其他农产品加工业,供水、排灌、制冷、取暖、通风等农业固定作业已完全可以实现高度电气化。园艺部门的电气化也已获得成功的经验:高度电气化的温室可以创造适宜作物生长发育的人工气候和环境条件。在电气化畜牧场中,所有供水、喂食、通风、换气、采光、取暖、除粪、挤奶、集蛋、杀菌等作业都可自动进行,家畜不但可因而获得适宜的环境,而且能获得良好而经济的营养,从而保证畜产品的稳定高产。田间、野外流动作业的电气化难度较大,较多地在信号、控制系统、工况检测、显示装置和自动驾驶等方面获得发展。但圆形喷灌机则已可完全实现电气化、自动化,一人可以照管几台机组、数千亩地的灌溉作业。在农村生活方面,电气化首先在照明、广播、电话、电影、电视等方面取得进展。现在随着农村生活水平的提高,城市中使用的各种家用电器也已在农村居民中逐步得到推广使用。

电能具有其他形式能量所无法比拟的特点,在农业的特殊条件下充分显示了它的优越性:

农业生产劳动强度大、占用人力多、劳动条件差,利用电能可有效地改善这种状况。如 1千瓦的电动机即可取代约14个人的手工劳动。电动机还可完成其他动力机械难以甚至无法完成的作业,如在高原和严寒条件下的作业,潜水电机的水下作业等。

电动机结构牢固,工作可靠,使用方便,操作简单。与内燃机相比,不要求复杂的技术,不需要加油加水,不怕雨淋冰冻,并有很高的技术完好率,还可较好地满足农作时间性的要求。

电能分配的灵活性和输送的方便性非常适合于农业区域辽阔、负载分散等特点。机械能和热能只能在有限的空间传输,而电能传输的范围几乎是无限的。在大型、宽幅和联合田间作业机组上用电力传动取代机械传动,可以大大减轻机具重量,降低材料消耗和能耗,提高作业质量。利用电磁波传递信息和能量边远目标的遥控遥感技术也已开始进入农业领域。

发电站能利用劣质燃料生产高质量的电能,有利于综合利用当地能源。电气设备在工作过程中基本上不污染环境,这对温室和畜牧场尤为重要。

电能可同其他各种形式能量极为方便地又互为可逆地转换,因而可满足农业生物体对光、热、力、电、磁、声、化学和生物能等各方面的要求,而一切声、光、热、力、磁、化学和生物状态的变化,都可形成电讯号显示出来。如借助电磁波空中扫描,可监测整个地区、整个国家以至全球作物的长势和灾情,并据以估算产量;借助通电的植物生长计,可以测得在数分钟内茎秆直径生长速率的变化,从而观察农业措施或环境因素变化的影响。

静电场、交变电场、磁场、直流电流、工频、高频和超高频电流以及红外、紫外、伦琴和电离辐射等电能直接作用于农业生物体和农产品,可以产生特殊效果:如静电喷药可使有效沉降率增加30~40%;在高频电场中烘干谷物可杀死害虫而种子不受损伤;交、直流电作用于作物根部可使绿色物质产量增加40%;用电化学方法施微量元素有时可使作物产量提高2~3倍;土壤中通以高压脉冲电流可以灭草、杀虫;不同频率的电磁波可刺激动植物的生长,提高其产品率或产量等。此外,辐射对作物及微生物遗传性的影响还可被用于选育新品种、果蔬保鲜和杀雄治虫等。

一个国家或地区的农业电气化发展水平,可用不同的指标进行评价,常用的指标有3类:

①用百分比表示的指标,如已用电的农户占农户总数的百分比;电气化挤奶占奶牛总头数的百分比等;

②用绝对数字表示的指标,如农用高低压电网的长度,电动机或其他农用电气设备的总台数和总功率,年农业总用电量等;

③用单位用电量表示的指标,如每农业人口年用电量,每亩耕地的年用电量等。


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