我国激光控制土地精细平整设备的推广应用

北京盛恒天宝科技有限公司 刘范仲

1 激光控制平地技术

激光控制平地技术是目前世界上最先进的土地精细平整技术。它利用激光束平面取代常规机械平地中人眼目视做为控制基准，通过伺服液压系统操纵平地铲运机具工作，完成土地平整作业。

激光平地机主要包括激光部分和液压部分，激光部分包括激光发射器、激光接收器、控制器等连接线缆。液压部分包括齿轮泵、电磁阀、油缸、油管等连接组件。

激光平地技术是指激光接收器安装在铲运车上，以激光发射器产生的参考面作为基准，实时获取高程数据，自动进行铲运机高程控制，这就使得驾驶操作员用拖拉机进行土方清理或平整工作变得非常简单。

应用激光控制平地技术可以实现:

（1）高精度农田平整；

（2）平整效果达到高低误差不超过2.5厘米；

（3）减少田间灌排渠系占地；

（4）减少灌溉用水；

（5）提高机械化作业率；

（6）提高作物产量；

（7）田间灌水效率由50%提高到80%以上；

（8）冬小麦生长期节水30%；

（9）粮食增产20%～30%。

激光发射器：发射激光平面，作为基准面；

激光接收器：接收激光信号，反馈平地铲的情况；

激光控制器：通过接收器的反馈信号，控制电磁阀油路方向；

液压电磁阀：执行控制器的命令，控制油缸的升降，让平地铲与基准面平行；

齿轮泵：给电磁阀提供油压动力。

2 投入设备及必备条件

激光控制平地系统包括激光发射器、激光接收器、控制器、液压执行机构、旱田平地铲和水田平地铲。为了达到最佳的平地效果和最高的平地效率，需要配备65马力以上拖拉机，而且该拖拉机备有液压输出。

3 推广前景及意义

从20世纪80年代开始，一些发达国家开始推广激光控制平地技术。查阅国外资料发现，利用激光控制平地技术平整土地，可使单位面积平地成本降低25%，作业时间减少40%，灌水时间减少50%。近10年来，发展中国家相继推广激光平地技术，取得了较好的效益。如在印度节水15%～20%；在土耳其，灌溉效率提高25%～100%，小麦增产25%～55%，棉花增产20%～50%；在巴基斯坦，灌溉效率提高30%～45%，小麦增产27%，棉花增产35%；在埃及，农作物（小麦、大豆、棉花和玉米）的生产成本下降6.3%～5.4%。近几年来，我国在激光控制平地技术方面的研究与实践取得了较快的进展。1998年前后，黑龙江农垦水稻产区、新疆生产建设兵团棉花产区先后引进了大量激光控制平地技术设备，开展平整土地实践。结果表明，平整的土地可节水30%～50%，水田土地利用率提高9%，便于全程机械化作业，粮食产量提高20%～30%。2001年，天津市北辰区农机局引进了一套激光控制平地系统，平整后的农田节水30%，大大减轻了劳动强度，提高了农田作业的精确度。

随着节水农业的大力推进和农田基本建设的加快发展，对农田的表面平整度要求越来越高，而且部分省份已经将激光控制平地技术设备作为配套农机具并享受农机购机补贴政策，表明未来的激光控制平地技术具有广阔的推广前景。

4 平地机在中国的历程

中国第1台平地机诞生于20世纪60年代，由当时的天津工程机械厂参照前苏联样机试制并生产，1985年又引进了德国技术，但是一直处于机械平整阶段。

在20世纪90年代中后期，国内自行研制了两种激光平地机械，即应用于盐业生产的GP1型激光校准平地机和应用于农田基本建设的1PJY-6型激光平地机，但这些产品一直处于试验和试用阶段。

20世纪90年代后期，我国新疆、黑龙江等省区的大型农场开始从国外引进激光平地技术和激光平地机，其中又以美国光谱精仪有限公司（已被美国天宝公司收购）的平地机为代表。引进的这些设备，平地效果很理想，但功率太大、价格太高，使得激光平地技术在当时未能得以大范围推广应用，甚至在某些地区发生了设备长期闲置的现象。

随着时光的变迁，技术的改进，激光平地技术在中国的东北和西北走过了漫长的10年。2007年，中央一号文件就明确提出“加大土地复垦、整理力度。按照田地平整、土壤肥沃、路渠配套的要求，加快建设旱涝保收、高产稳产的高标准农田。”这无疑表明，田地平整对发展现代农业具有非常重要的意义。进行农田土地平整，可以有效改善农田表面状况，提高农田灌溉水的利用率，有利于控制杂草和虫害，提高化肥使用效率，减少环境污染，实现精细的地面灌溉。但人工平整农田土地耗资很大、费工多、精度差，因此，农田平地机闪亮登场，采用机械化施工平整土地也成为越来越多农民朋友的呼声。这也使得在2007年之后，激光平地技术首先在西北地区开始呈现快速发展的势头，继而向全国蔓延开来。

5 激光平地技术的快速发展

激光平地机在2007年之前，在中国的使用主要分布在新疆、宁夏、黑龙江等地区，切实使用总量不超过100台；2008年仅宁夏、新疆地区的销售量就突破200台；2009年销售量更是突破300台；2010年全国销量突破600台；2011年全国销量更是达到1200多台；2012年全国销量超过1500台，我国的激光平地机的使用量进入了一个飞速发展期。

2007年之前，激光平地机在农业上的使用，主要分布在新疆、宁夏和黑龙江等地区；2010年以后，激光平地机的使用扩展到天津、甘肃、内蒙古、河北、江苏等24个省、市、自治区。

6 国产品牌进一步推动先进技术的推广

在该技术上，我国最早引进的是美国的激光平地技术，随着市场的发展，日本的拓普康激光平地机、瑞士的徕卡激光平地机等也陆续进入中国市场。2006年之后我国自行研发的上海舒瑞、宁波龙达世嘉、北京IGS爱迪斯等多种品牌的激光平地设备推向市场，等待市场的筛选。其中北京盛恒天宝科技有限公司激光平地机生产的自主品牌IGS爱迪斯激光平地机经受住了市场的考验。现在北京盛恒天宝科技有限公司激光平地机的销售量占市场份额的80%以上，盛恒天宝公司是中国最早销售美国天宝激光平地机的公司，现在既是进口激光平地机的代理商，又有自己研发的IGS激光平地机。

随着市场需求的增加、市场的发展、中国农业化的改革，激光平地技术的推广和应用还有很大的空间，中国的农业现代化之路刚刚开始，农业的现代化、自动化还有待我们一起努力。