智能农机装备在江苏现代农机科技示范园的应用探索

雷任雄 陈骏 王婉宁 卢月

智能农机装备代表着先进的科学技术和生产力，它的广泛应用将改变传统农业机械的作业方式，引起农业生产领域的重大变革。目前，智能农机装备技术在江苏省内的应用水平还不高，仍处于展示和现场演示阶段，真正用于农业生产的智能农机极少。现结合智能农机装备在江苏现代农机科技示范园的使用情况，就技术推广应用提出思考。

1 技术应用背景

传统农机装备的设计参数和评价指标都以均匀一致性为基础，不能充分发挥土地、空气和其他资源最大功效，会造成资源浪费和土壤污染，不能很好地满足农机作业要求。智能农机装备是转变农业生产方式、提高农业生产力的重要工具，使用智能农机装备可以在减少投入的前提下提高亩产量、作业效率，有效降低成本，节约资源，减少污染，保护生态环境，而且作业精确度高，安全可靠性强。为展示江苏现代设施农业管控技术与装备，提升设施温室管理水平，促进农机化高质量发展，江苏省现代农业装备科技示范中心在江苏现代农机科技示范园建设标准化玻璃温室物联网监控平台，打造标准化智能温室示范区，开展智能农机装备技术应用试验示范。

2 技术体系

智能农机装备的技术体系主要由前3期、后3期和终端1期技术组成。

前3期技术（前3S）：

GPS——全球定位系统(GlobalPositioningSystem)；

GIS——地理信息系统(GeographicalInformationSystem)；

RSS——遥感系统(RemoteSensingSystem)。

后3期技术(后3S)：

ES——专家系统(ExpertSystem)；

SS——模拟系统(SimulationSystem)；

DSS——决策支持系统(DecisionSupport System)。

终端1期技术（最后1S）：

ICS——智能控制系统(IntelligenceControlSystem)。

前3S的功能是通过信息处理，及时采集现场信息，形成场状态图。田间状态图应能反映田间状态(肥料、水分、病虫害、产量等)的不均匀分布。

后3S的作用是及时作出最佳决策。其支持技术包括专家系统、仿真系统和决策支持系统。决策的表达途径可以是田间现场对策图或指令IC卡。IC卡便于在现场操作中智能控制新型农机装备的执行。

电子智能控制系统是智能农业机械设备的控制中心。农业机械操作人员发出指令后，电子智能控制系统接收DGPS的位置信息，从GIS执行电子地图中提取决策信息，及时接受传感器实时回传信息，并将接受到的决策信息转换为发送给执行机构的控制指令。执行设备收到指令后，通过气动、液压或电气系统实现对农作物的可变输入及操作调整。

3 智能化农业机械装备

智能农业机械装备是GPS、GIS、RSS、ES、SS、DSS系统在农业机械装备中的综合应用。

大多数先进的作物联合收割机都具有自动生成产量分布图的功能，粮食联合收割机、玉米收割机、棉花收割机、花生收割机等均配备数字化自动化生产系统。数字化生产概况是智能农业装备的重要基础信息，它可用于确定田间作物均匀生长的条件，并确定每个田块所需的作业量。

4 作物处方图的生成及精作种植的农机体系

4.1 作物处方图的生成

田间生产的诊断步骤如下：第一步，先看产量分布图，找出低产量存在的主要原因，如局部陡坡、水土流失、小鼠损伤等；第二步，测试土壤的物理特性（如果有必要）；第三步，对土壤的pH值和营养成分进行测试。在找出低产的原因后，可以根据专家的经验或作物生长模型量化相应的纠正措施，并将指令以数据卡和工作处方图的形式传递给智能变量控制农业机械，以实现精准农业生产。

4.2 精作种植的农业机械系统

当收割机在完成一块田块的作业时，系统就会绘制出相应的产量分布图，并在图上显示出该地块产量所存在的差异，然后进入产量诊断分析，查找出存在差异的主要原因，并计算出合理的操作方案，以此进行优化，生成下一轮现场作业的工作处方图。图1为江苏现代农机科技示范园精作种植的农业机械体系。

图1 精作种植的农机体系

5 结语

目前，江苏省智能农机装备的品种比较齐全，农业机械装备水平、运行水平和管理服务水平提升较快，但真正用于农业生产作业的并不多，主要原因是智能农机装备价格昂贵，农民无力购买。建议相关部门出台扶持政策，促进农机“产、学、研、推”一体化发展，加快智能化农机装备推广应用步伐，让普通农民都能用上智能农机，进而推进农机化高质量发展。