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農(nóng)民買得起的種植施肥機(jī)械你了解嗎

時(shí)間: 2021-06-23 20:47
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  我國(guó)的農(nóng)民,大部分還在用純手工的方式耕種施肥,十分辛苦,種植施肥機(jī)械的推廣使用迫在眉睫,我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,盲目粗放施肥和長(zhǎng)期嚴(yán)重偏施已造成農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)降低、有害物質(zhì)超標(biāo)、地下水污染和土壤板結(jié)退化等問(wèn)題,嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)安全、生態(tài)環(huán)境及自然資源發(fā)展。

種植施肥機(jī)械

  精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)作為化肥減施增效技術(shù)體系的重要組成部分,可因地制宜全面平衡施肥用量,保證化肥合理施用,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用,推廣應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。

  在這里,筆者介紹一下精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)發(fā)展歷程及國(guó)內(nèi)外精準(zhǔn)變量施肥機(jī)械發(fā)展情況,為國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)械研發(fā)提供參考和借鑒。

  精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)

  精準(zhǔn)變量施肥是將農(nóng)田土壤進(jìn)行空間網(wǎng)格單元?jiǎng)澐?,以各單元?nèi)歷年農(nóng)作物產(chǎn)量信息與多層數(shù)據(jù)(土壤理化性質(zhì)、病蟲(chóng)草害及氣候等)疊合分析為依據(jù),作物生長(zhǎng)模型和作物營(yíng)養(yǎng)專家系統(tǒng)為支撐,高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及環(huán)保為目的因地制宜地進(jìn)行全面平衡施肥的先進(jìn)技術(shù),可為肥料合理施用提供可靠保障。

  該技術(shù)緊密圍繞糧食增產(chǎn)、生產(chǎn)高效、資源節(jié)約及生態(tài)環(huán)保理念,是信息技術(shù)、生物技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及化工技術(shù)的優(yōu)化組合,主要伴隨精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展得到快速應(yīng)用推廣。

  20世紀(jì)60年代,統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的創(chuàng)立,為定量描述土壤空間研究奠定了基礎(chǔ);70年代,機(jī)電一體化、智能監(jiān)控及信息采集等先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,推動(dòng)了農(nóng)業(yè)工程裝備現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程;80年代,部分發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)管理出現(xiàn)了資源緊缺和環(huán)境質(zhì)量下降等系列問(wèn)題,亟需采取更有效的方法提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

  1991年,全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)逐漸實(shí)現(xiàn)民用化,為施肥精準(zhǔn)定位管理提供了可靠保障;20世紀(jì)90年代現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展,特別是“3S”信息系統(tǒng)、作物栽培管理技術(shù)及農(nóng)業(yè)工程裝備技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到應(yīng)用,為實(shí)現(xiàn)田塊空間精準(zhǔn)變量操作奠定了可靠基礎(chǔ),即精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)誕生。

  變量施肥技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用最早的領(lǐng)域,經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展,該技術(shù)有效解決了土壤-作物-養(yǎng)分間互作關(guān)系,引領(lǐng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步。

種植施肥機(jī)械

  2. 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

  我國(guó)對(duì)精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)及配套機(jī)械的研究相對(duì)較晚。由于國(guó)內(nèi)農(nóng)作物種植模式多樣且各地區(qū)地形地貌差異性較大,前期僅進(jìn)行了部分理論探索及試驗(yàn)研究,并未進(jìn)行大面積應(yīng)用推廣。

  至20世紀(jì)90年代,隨著對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)逐漸重視及應(yīng)用推廣,通過(guò)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新模式,將國(guó)外先進(jìn)精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)基本國(guó)情相結(jié)合,創(chuàng)制系列適于各種農(nóng)作物生產(chǎn)的變量施肥系統(tǒng)與排肥機(jī)構(gòu),集成了多種精準(zhǔn)變量施肥機(jī)械,部分得到示范應(yīng)用推廣。

  國(guó)內(nèi)學(xué)者結(jié)合施肥農(nóng)藝要求,開(kāi)發(fā)了水稻與冬小麥變量施肥控制系統(tǒng),分別設(shè)計(jì)了離心勻肥罩式水稻地表變量撒肥機(jī)和冬小麥精準(zhǔn)變量施肥機(jī),有效提高施肥控制精度。

  有研究者采用仿生設(shè)計(jì)方法集成配置大豆仿生智能耕播機(jī),基于控制變量施肥控制系統(tǒng),采集機(jī)械位置及作業(yè)速度,結(jié)合處方信息控制排肥軸轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)施肥量,可一次性完成淺松、碎土、播種、施肥、扶壟和鎮(zhèn)壓等復(fù)合作業(yè),在黑龍江省進(jìn)行應(yīng)用推廣。

  有學(xué)者基于CAN總線通信協(xié)議車載傳感器與PIC控制融合技術(shù),設(shè)計(jì)了2BFJ-24型小麥精量播種變量施肥機(jī),根據(jù)定位信息和處方信息進(jìn)行變量施肥,實(shí)現(xiàn)了小麥種肥同播且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)漏播及堵塞等復(fù)合功能。

  種植施肥機(jī)械

  存在的問(wèn)題及發(fā)展建議

  國(guó)內(nèi)對(duì)精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)及配套機(jī)械研究起步相對(duì)較晚,多集中于關(guān)鍵執(zhí)行部件優(yōu)化設(shè)計(jì),而對(duì)核心智能化控制系統(tǒng)自主研發(fā)能力較弱,高精準(zhǔn)性及適用性的施肥機(jī)械研究較少,產(chǎn)品自動(dòng)化及智能化程度低且應(yīng)用示范面積小,整體水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在較大差距。

  在研究與應(yīng)用過(guò)程中所采用配套傳感器技術(shù)無(wú)法完全實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地分析土壤養(yǎng)分及微量元素等信息;農(nóng)作物生長(zhǎng)模型和農(nóng)作物養(yǎng)分專家系統(tǒng)無(wú)法與精準(zhǔn)變量施肥機(jī)械緊密配套;施肥專家決策分析系統(tǒng)更新周期較慢,所需數(shù)據(jù)繁多且不易獲取。

  由于國(guó)內(nèi)地形地貌差異性較大,導(dǎo)致通用性及適應(yīng)性較差;排肥機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)范圍局限,難以實(shí)現(xiàn)氮磷鉀等元素在線混合,配套機(jī)械作業(yè)性能與技術(shù)指標(biāo)有待提高;綜合作業(yè)成本較高,部分農(nóng)民思想并未完全轉(zhuǎn)變,影響該技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用推廣。

  種植施肥機(jī)械

  未來(lái)發(fā)展中,應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)各區(qū)域特點(diǎn)綜合施策,加快發(fā)展精準(zhǔn)變量施肥技術(shù),開(kāi)展配套機(jī)械應(yīng)用培訓(xùn)及宣傳推廣,重點(diǎn)確定各區(qū)域各作物合理化肥施用方式及比例,為精準(zhǔn)變量施肥實(shí)施提供支持。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息感知及數(shù)據(jù)處理等先進(jìn)技術(shù),開(kāi)展高精度且覆蓋全面的土壤及作物養(yǎng)分信息高效檢測(cè)采集技術(shù)和數(shù)字化營(yíng)養(yǎng)管理系統(tǒng)研究。

  研發(fā)可快速精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)農(nóng)田土壤及作物養(yǎng)分含量傳感器件及適合多種農(nóng)藝模式的精準(zhǔn)施肥控制系統(tǒng),提高作物生長(zhǎng)模型及施肥專家決策分析系統(tǒng)通用性及適應(yīng)性;將單一施肥作業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞渴┓首鳂I(yè),設(shè)計(jì)優(yōu)化多種關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)多變量在線配肥和施肥作業(yè),提高施肥系統(tǒng)自動(dòng)化和智能化水平。


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