劉 民

(蘭西縣農(nóng)業(yè)機(jī)械服務(wù)總站，黑龍江 蘭西 151500)

0 引言

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是指將已經(jīng)成熟的科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相結(jié)合，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的各項(xiàng)作業(yè)進(jìn)行合理評(píng)估與分析，保證各項(xiàng)決策具有數(shù)據(jù)和科學(xué)的支撐，進(jìn)而提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，減少生產(chǎn)成本?？茖W(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)結(jié)合最直接的體現(xiàn)是新型農(nóng)機(jī)的研發(fā)和使用，本文著眼于新型農(nóng)機(jī)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)兩方面，系統(tǒng)科學(xué)地闡述了新型農(nóng)機(jī)在實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用和相關(guān)的支撐技術(shù)[1]。

1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)和必要性

農(nóng)業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。目前，我國(guó)仍存在耕地資源有限、人均農(nóng)作物產(chǎn)量較低、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)地域分布不均衡等特點(diǎn)，確保農(nóng)業(yè)朝著正確的發(fā)展方向具有重要意義。新型農(nóng)機(jī)的不斷出現(xiàn)和農(nóng)戶知識(shí)水平的不斷提升必然推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)朝著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)道路發(fā)展，且精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是我國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展必然趨勢(shì)，其在提升農(nóng)業(yè)作業(yè)效率，降低耕種成本，減少農(nóng)業(yè)管理等方面具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)[2]。從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在水土資源合理分配、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料投入管控和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)3個(gè)方面說(shuō)明精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必要性和優(yōu)勢(shì)。

1.1 水土資源合理配置

水土資源是作物生長(zhǎng)的必要資源，將作物的生長(zhǎng)需求與水土資源狀況進(jìn)行匹配是作物健康成長(zhǎng)的最基本保障，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要求根據(jù)作物對(duì)于光照、水分、土壤酸堿性和微量元素含量的要求不同，因地制宜進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。如在沙土土質(zhì)的田地內(nèi)種植抗旱作物，在鹽堿地帶種植適合鹽堿環(huán)境下生長(zhǎng)的植物。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展通過(guò)建立土地的性質(zhì)檔案，向農(nóng)戶普及相關(guān)知識(shí)，推薦與土體水文環(huán)境相適應(yīng)的作物類型。

1.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料管控

生產(chǎn)資料是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的原材料，如種子、拌種劑、農(nóng)藥、化肥及人力、設(shè)備等資源。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料管控中，依靠經(jīng)驗(yàn)、手感等粗略管控容易產(chǎn)生資源投入不足或過(guò)剩，對(duì)于某些需要精準(zhǔn)劑量管理的生產(chǎn)資料不容易把控，甚至導(dǎo)致大面積減產(chǎn)或者作物死亡等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收入，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)能極大地減少此類問(wèn)題發(fā)生。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)資料的科學(xué)管控，形成專業(yè)的知識(shí)專家系統(tǒng)，使得各項(xiàng)指標(biāo)都有跡可循，最大程度保證生產(chǎn)資料成本的最小化和作物的健康生長(zhǎng)。

1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)

資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)一直是我國(guó)環(huán)境建設(shè)的目標(biāo)，同樣，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也要注重環(huán)境的保護(hù)，近年來(lái)，隨著大量不合理的使用農(nóng)用化肥、農(nóng)藥，造成土地板結(jié)、地下水污染等現(xiàn)象，更有甚者，某些含有大量重金屬的農(nóng)藥在土地里長(zhǎng)時(shí)間不能進(jìn)行分解，被植物吸收，直接對(duì)人體產(chǎn)生危害。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)通過(guò)對(duì)水土資源和生產(chǎn)資料的合理把控，既能保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，又能將生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)于農(nóng)業(yè)環(huán)境的影響降低至最小。

2 新型農(nóng)機(jī)如何助力精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)必然借助新型農(nóng)機(jī)，從作物種植過(guò)程中耕地、播種、植保和收割四個(gè)方面，對(duì)新型農(nóng)機(jī)如何借助科學(xué)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化進(jìn)行說(shuō)明。

2.1 精準(zhǔn)耕地

耕地，顧名思義，翻松田土的意思，在作物種植中，耕地是第一步。相對(duì)于傳統(tǒng)的先犁后耙的耕地方式，多功能一體機(jī)能實(shí)現(xiàn)一次性完成耕地的全部工序，同時(shí)與旋耕機(jī)、粉碎機(jī)結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)在秋季作物收割完成后，無(wú)需對(duì)作物的秸稈進(jìn)行處理，直接進(jìn)行粉碎和旋耕，既減少農(nóng)戶在耕田前的準(zhǔn)備工作，又能將秸稈粉碎作為肥料還田。同時(shí)伴隨著無(wú)人駕駛和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，為耕地過(guò)程中的邊界控制，深度控制等提供可行的技術(shù)手段。

2.2 精準(zhǔn)播種

精準(zhǔn)播種是指根據(jù)作物的類型，選擇與之相配套的播種方式和播種深度。作物的生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的要求也不同，自動(dòng)化播種機(jī)為精準(zhǔn)播種提供了技術(shù)支撐，通過(guò)設(shè)計(jì)不同的螺距和傳送速度，實(shí)現(xiàn)不同作物對(duì)于不同苗間距的要求，通過(guò)設(shè)計(jì)播種機(jī)切入地面的方式，實(shí)現(xiàn)不同作物對(duì)于播種深度的要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)播種。

2.3 精準(zhǔn)植保

作物的植?；顒?dòng)包括除草、噴灑農(nóng)藥、施加化肥等，植保對(duì)于作物的生長(zhǎng)至關(guān)重要，現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)對(duì)自然條件的依賴性仍然處于較高水平，作物生長(zhǎng)過(guò)程中仍需要適當(dāng)?shù)闹脖Ｗ鳂I(yè)來(lái)滿足作物生長(zhǎng)的需求。新型農(nóng)機(jī)的使用，使得農(nóng)業(yè)植保活動(dòng)更加便捷，如借助衛(wèi)星定位系統(tǒng)和虛擬空間規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的農(nóng)藥自動(dòng)噴灑工作，農(nóng)戶只需將配備好的農(nóng)藥放入藥倉(cāng)中，設(shè)定好飛行路線和飛行速度，無(wú)人機(jī)就能實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的自動(dòng)噴灑。

2.4 精準(zhǔn)收割

收割在所有的農(nóng)業(yè)活動(dòng)中對(duì)技術(shù)含量要求較高，不同的作物擁有不同的收割方式，如小麥與花生的收割方式，水稻與棉花的收割方式，因此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)收割對(duì)于現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)要求較高。隨著科技的發(fā)展，各種全自動(dòng)收獲機(jī)、采摘機(jī)逐步面市，如針對(duì)新疆棉花種植的棉花采摘機(jī)，能通過(guò)辨別棉花的成熟程度對(duì)棉花進(jìn)行有選擇的摘??；自動(dòng)花生收割機(jī)，將各種功能融合在一起，節(jié)省了大量的人力和物力，實(shí)現(xiàn)了從土里到晾曬場(chǎng)的一站式服務(wù)。新型農(nóng)機(jī)的使用極大地助力了農(nóng)業(yè)作業(yè)中的精準(zhǔn)收割，完成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的最后環(huán)節(jié)。

3 支撐技術(shù)

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)依托于各項(xiàng)新型農(nóng)業(yè)設(shè)備和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，從位置信息技術(shù)、模式識(shí)別、智能算法和自動(dòng)導(dǎo)航四項(xiàng)技術(shù)出發(fā)，對(duì)新興技術(shù)是如何支撐精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的進(jìn)行分析。

3.1 位置信息技術(shù)的應(yīng)用

位置信息技術(shù)指通過(guò)衛(wèi)星定位，顯示設(shè)備的位置信息和對(duì)周圍環(huán)境的相對(duì)位置信息，并通過(guò)相對(duì)坐標(biāo)，能實(shí)現(xiàn)設(shè)備與周圍環(huán)境的互動(dòng)位置信息，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中主要用在耕地、植保等活動(dòng)中。通過(guò)位置信息技術(shù)確定田地的邊界信息，為設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行提供坐標(biāo)，從而能繪制田地的空間圖像，在顯示器上顯示出田地和農(nóng)機(jī)的位置信息，為后續(xù)的各項(xiàng)精準(zhǔn)作業(yè)提供保證。

3.2 模式識(shí)別技術(shù)

模式識(shí)別技術(shù)是指通過(guò)傳感器采集外部信息，對(duì)作物進(jìn)行分類。模式識(shí)別技術(shù)最開(kāi)始是用在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量檢測(cè)中，通過(guò)采集物品信息，與標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行比較，分析產(chǎn)品的誤差區(qū)間，進(jìn)而確定產(chǎn)品的合格與不合格。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，模式識(shí)別主要用于精準(zhǔn)植保和精準(zhǔn)收割中，機(jī)器通過(guò)采集作物信息，將作物與害草進(jìn)行識(shí)別和鏟除，在作物的收割時(shí)，如西紅柿、草莓等，通過(guò)采集作物的顏色信息，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中成熟作物的顏色信息進(jìn)行對(duì)比，判斷作物是否成熟，進(jìn)而保證所有采摘的果實(shí)都是滿足要求的。

3.3 自動(dòng)駕駛技術(shù)

自動(dòng)駕駛技術(shù)在各種商業(yè)車中已經(jīng)進(jìn)行多次嘗試，自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)同樣具有支撐作用，在精準(zhǔn)耕種、收割、植保等環(huán)節(jié)中均有使用。自動(dòng)駕駛技術(shù)能根據(jù)位置信息自動(dòng)躲避障礙，自動(dòng)調(diào)整行進(jìn)速度，如智能拖拉機(jī)的使用，能夠在泥濘的田間道路環(huán)境中規(guī)避水坑、洼地等障礙行進(jìn)到目的地。自動(dòng)駕駛技術(shù)對(duì)于降低人工成本，減少農(nóng)業(yè)勞動(dòng)對(duì)人的依賴性具有重要意義。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)定期，同時(shí)伴隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械與最新科學(xué)技術(shù)的深入融合和發(fā)展，大批新型農(nóng)機(jī)得以投產(chǎn)和使用，未來(lái)必然是朝著精細(xì)化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。本文首先闡述了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在水土資源管理、生產(chǎn)資料控制和農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展必然性；其次總結(jié)了新型農(nóng)機(jī)如何推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的落地和實(shí)現(xiàn)；最后對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中必要的支撐技術(shù)如位置信息、模式識(shí)別、自動(dòng)駕駛進(jìn)行說(shuō)明，為后續(xù)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供相應(yīng)的參考。

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