新型农机在实现精准农业中的应用探讨

刘 民

(兰西县农业机械服务总站，黑龙江 兰西 151500)

0 引言

精准农业是指将已经成熟的科学技术与传统农业相结合，运用科学技术对农业生产活动中的各项作业进行合理评估与分析，保证各项决策具有数据和科学的支撑，进而提升农业产量，减少生产成本。科学技术与传统农业结合最直接的体现是新型农机的研发和使用，本文着眼于新型农机和精准农业两方面，系统科学地阐述了新型农机在实现精准农业中的应用和相关的支撑技术[1]。

1 精准农业的优势和必要性

农业是我国经济发展的支柱产业。目前，我国仍存在耕地资源有限、人均农作物产量较低、农业产业地域分布不均衡等特点，确保农业朝着正确的发展方向具有重要意义。新型农机的不断出现和农户知识水平的不断提升必然推动我国农业朝着精准农业的可持续道路发展，且精准农业是我国未来农业的发展必然趋势，其在提升农业作业效率，降低耕种成本，减少农业管理等方面具有强大优势[2]。从精准农业在水土资源合理分配、农业生产资料投入管控和农业生产环境保护3个方面说明精准农业发展的必要性和优势。

1.1 水土资源合理配置

水土资源是作物生长的必要资源，将作物的生长需求与水土资源状况进行匹配是作物健康成长的最基本保障，精准农业要求根据作物对于光照、水分、土壤酸碱性和微量元素含量的要求不同，因地制宜进行农业生产。如在沙土土质的田地内种植抗旱作物，在盐碱地带种植适合盐碱环境下生长的植物。精准农业的发展通过建立土地的性质档案，向农户普及相关知识，推荐与土体水文环境相适应的作物类型。

1.2 农业生产资料管控

生产资料是指在农业生产中的原材料，如种子、拌种剂、农药、化肥及人力、设备等资源。传统的农业生产资料管控中，依靠经验、手感等粗略管控容易产生资源投入不足或过剩，对于某些需要精准剂量管理的生产资料不容易把控，甚至导致大面积减产或者作物死亡等现象，严重影响农户的经济收入，精准农业能极大地减少此类问题发生。通过对生产资料的科学管控，形成专业的知识专家系统，使得各项指标都有迹可循，最大程度保证生产资料成本的最小化和作物的健康生长。

1.3 农业生产环境保护

资源节约型、环境友好型社会一直是我国环境建设的目标，同样，在农业生产中也要注重环境的保护，近年来，随着大量不合理的使用农用化肥、农药，造成土地板结、地下水污染等现象，更有甚者，某些含有大量重金属的农药在土地里长时间不能进行分解，被植物吸收，直接对人体产生危害。精准农业通过对水土资源和生产资料的合理把控，既能保证农业生产的经济效益，又能将生产活动对于农业环境的影响降低至最小。

2 新型农机如何助力精准农业的实现

精准农业的实现必然借助新型农机，从作物种植过程中耕地、播种、植保和收割四个方面，对新型农机如何借助科学技术手段实现农业精准化进行说明。

2.1 精准耕地

耕地，顾名思义，翻松田土的意思，在作物种植中，耕地是第一步。相对于传统的先犁后耙的耕地方式，多功能一体机能实现一次性完成耕地的全部工序，同时与旋耕机、粉碎机结合，能实现在秋季作物收割完成后，无需对作物的秸秆进行处理，直接进行粉碎和旋耕，既减少农户在耕田前的准备工作，又能将秸秆粉碎作为肥料还田。同时伴随着无人驾驶和卫星导航技术的发展，为耕地过程中的边界控制，深度控制等提供可行的技术手段。

2.2 精准播种

精准播种是指根据作物的类型，选择与之相配套的播种方式和播种深度。作物的生长对环境的要求也不同，自动化播种机为精准播种提供了技术支撑，通过设计不同的螺距和传送速度，实现不同作物对于不同苗间距的要求，通过设计播种机切入地面的方式，实现不同作物对于播种深度的要求，进而实现精准播种。

2.3 精准植保

作物的植保活动包括除草、喷洒农药、施加化肥等，植保对于作物的生长至关重要，现阶段的农业对自然条件的依赖性仍然处于较高水平，作物生长过程中仍需要适当的植保作业来满足作物生长的需求。新型农机的使用，使得农业植保活动更加便捷，如借助卫星定位系统和虚拟空间规划，实现了无人机的农药自动喷洒工作，农户只需将配备好的农药放入药仓中，设定好飞行路线和飞行速度，无人机就能实现农药的自动喷洒。

2.4 精准收割

收割在所有的农业活动中对技术含量要求较高，不同的作物拥有不同的收割方式，如小麦与花生的收割方式，水稻与棉花的收割方式，因此实现精准收割对于现代化农机要求较高。随着科技的发展，各种全自动收获机、采摘机逐步面市，如针对新疆棉花种植的棉花采摘机，能通过辨别棉花的成熟程度对棉花进行有选择的摘取；自动花生收割机，将各种功能融合在一起，节省了大量的人力和物力，实现了从土里到晾晒场的一站式服务。新型农机的使用极大地助力了农业作业中的精准收割，完成了精准农业的最后环节。

3 支撑技术

精准农业的实现依托于各项新型农业设备和先进的科学技术，从位置信息技术、模式识别、智能算法和自动导航四项技术出发，对新兴技术是如何支撑精准农业的进行分析。

3.1 位置信息技术的应用

位置信息技术指通过卫星定位，显示设备的位置信息和对周围环境的相对位置信息，并通过相对坐标，能实现设备与周围环境的互动位置信息，在精准农业的实现过程中主要用在耕地、植保等活动中。通过位置信息技术确定田地的边界信息，为设备的自动运行提供坐标，从而能绘制田地的空间图像，在显示器上显示出田地和农机的位置信息，为后续的各项精准作业提供保证。

3.2 模式识别技术

模式识别技术是指通过传感器采集外部信息，对作物进行分类。模式识别技术最开始是用在产品生产过程的质量检测中，通过采集物品信息，与标准样本进行比较，分析产品的误差区间，进而确定产品的合格与不合格。在农业生产中，模式识别主要用于精准植保和精准收割中，机器通过采集作物信息，将作物与害草进行识别和铲除，在作物的收割时，如西红柿、草莓等，通过采集作物的颜色信息，与标准数据库中成熟作物的颜色信息进行对比，判断作物是否成熟，进而保证所有采摘的果实都是满足要求的。

3.3 自动驾驶技术

自动驾驶技术在各种商业车中已经进行多次尝试，自动驾驶技术对于精准农业的实现同样具有支撑作用，在精准耕种、收割、植保等环节中均有使用。自动驾驶技术能根据位置信息自动躲避障碍，自动调整行进速度，如智能拖拉机的使用，能够在泥泞的田间道路环境中规避水坑、洼地等障碍行进到目的地。自动驾驶技术对于降低人工成本，减少农业劳动对人的依赖性具有重要意义。

4 结语

现阶段，我国农业的发展已经进入稳定期，同时伴随着农业机械与最新科学技术的深入融合和发展，大批新型农机得以投产和使用，未来必然是朝着精细化、智能化和标准化方向发展，最终实现精准农业。本文首先阐述了精准农业在水土资源管理、生产资料控制和农业环境保护方面的优势和发展必然性；其次总结了新型农机如何推动精准农业的落地和实现；最后对精准农业实现过程中必要的支撑技术如位置信息、模式识别、自动驾驶进行说明，为后续精准农业的发展提供相应的参考。

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