卫星导航技术在新疆农机化中的应用分析

● 文|新疆维吾尔自治区农牧业机械管理局 裴新民新疆农业大学机械交通学院 张艳彬 刘书艳阿勒泰农机推广站 金晓青

技术进展 Technology Progress

卫星导航技术在新疆农机化中的应用分析

● 文|新疆维吾尔自治区农牧业机械管理局 裴新民
新疆农业大学机械交通学院 张艳彬 刘书艳
阿勒泰农机推广站 金晓青

摘 要：介绍了卫星导航技术在新疆农机化中的应用状况、应用效果和发展前景，结合卫星导航技术在新疆农机化中的应用实际情况，指出了卫星导航技术在新疆农机化发展过程中存在的主要问题和相应的解决措施。

关键词：卫星导航技术 新疆农机化 应用技术进展

Technology Progress

21世纪，我国人口呈现快速增长，粮食与其他农产品生产的数量与质量都面临巨大压力；对此，农业及农业现代化也遇到新的挑战，同时对农业机械化提出了新的要求。近几年，各地的示范推广实践证明，卫星导航技术在农业领域将发挥重要作用，目前以及未来尚需各地积极开展卫星导航技术在农业中的应用研究以及相关的设备研制，特别是在大平原进行大规模机械化作业的地区，必须重视卫星导航技术在农田各项作业环节和管理中的应用，卫星导航技术引导农业机械自动作业实用化，卫星导航技术引导下耕作和收获机械将成为技术发展趋势。大力推广应用农用车辆卫星导航技术，将为我国农业机械化又好又快发展发挥不可估量的作用。

一、卫星导航技术在新疆农机化中的应用状况

新疆农机系统于2012年开始在农机化中引进示范卫星导航技术，经过两年的试验示范推广，取得了比较显著的成效。

据统计，目前新疆地方拥有卫星导航技术设备约500台（套），这项技术在北疆的昌吉州、伊犁州、阿勒泰、塔城地区、博州和南疆的阿克苏、巴州的各县市推广，尤其是在棉花、玉米、小麦、番茄的播种中广泛运用，效果十分明显。之所以推进速度快、效果好，不仅与这项技术自身发挥的良好作用有关，还与自治区各级党委政府、各级农机部门对这项技术的认可并给予大力的扶持有关。新疆自治区农机局召开了卫星导航技术在农机化的应用的研讨和现场演示会，及时组织卫星导航企业申报支持推广的农机产品目录，将农机运用卫星导航技术纳入补贴范围，上述地州也组织了演示会并出台了优惠政策。以昌吉州为例：2012年州、市财政拿出50万元资金，支持安装了6套GPS全球卫星导航技术设备，用于各种农机化作业，每台拖拉机仅市级购机补助就达5万元，农民仅掏部分费用。又如博乐市在2014年购置了25套：州政府出资3万元/套，市政府出资4万/套，国家补贴3万/套的情况下，农民只花费1万元/套。

卫星导航技术能在新疆快速推广的另一个重要原因在于，近十年来新疆在棉花、番茄、玉米和甜菜等农作物生产中大力推广机械化精细耕整地技术、机械化精量播种技术、机械化精确喷药施肥技术和先进的机械化收获技术。这些新技术对农机作业质量要求非常高，特别是对拖拉机驾驶人员的操作技能要求很高。农机作业质量完全依赖驾驶员的驾驶技术经验，如果在农机作业的行走直线精确度和作业交接行距精确度上作业质量不高，对精量播种、精确喷药施肥和精准收获等的作业质量影响很大。为达到农机作业的精准质量，各地农机部门投入了大量的人力、物力和财力，加大了对农机驾驶操作人员的技术培训。由于工作量大、范围广等因素，农机作业技术水平提高缓慢。

通过近几年的试验示范和推广应用，实践证明，卫星导航技术不仅能够有效提高农机作业质量，还能降低作业成本，因此现在到了最适合推广的时期。

二、卫星导航技术在新疆农机化的应用效果

1.卫星导航技术在新疆农机化的应用优势

（1）提高机车作业使用率

该系统提高了机车的驾驶操作性能，可延长作业时间（夜间也可作业），大大提高了机车的作业使用率。

（2）提高土地利用率

作业中减少重耕和漏耕，实现节本降耗，并提高了土地的利用率，增加经济效益。

（3）降低劳动力成本

当前和今后劳动力成本将越来越高，为提高农机作业水平，每年在拖拉机操作人员的技能培训方面投入的资金越来越多。支付给高水平的农机操作手的报酬很高，目前一台大型采棉机驾驶员月工资已达3万元以上，精量播种拖拉机驾驶员月工资已达1.5万元以上，这样就无形中加大了农业生产中的投入成本。而卫星导航技术为农机驾驶人员的操作提供了非常高的控制精度，大大降低了对农机驾驶人员的操作技能要求。

（4）减轻驾驶人员劳动强度

卫星导航技术的应用使农机驾驶人员不用关注收获机或拖拉机的方向盘、行走方向，更多的时间用来关注播种机内种子的增减量、打药机内农药的增减量等，有效地降低农机驾驶人员的作业疲劳度，有效提高田间作业质量。

（5）减少机械作业过程中对作物的损伤

由于卫星导航播种质量好，在进行中耕、施肥、植保、化控、脱叶、打顶、抽雄作业中具记忆功能，对行性好，可以避免对作物的损伤。

（6）减少机械收获损失

实施卫星导航精准播种作业的机采棉、机收甜菜、制种玉米等作物，减少因为作物交接行偏差导致的机械化收获作业损失。如机收甜菜无法对行采收导致部分甜菜破损，降低产量；如制种玉米机械化去雄率不高等，另外还能提高残膜回收机的回收率。

2.卫星导航技术在新疆农机化应用中的问题

1）国内农机用卫星导航技术及装备存在着品种少、功能不全和质量不过关、国产化率低、很多关键部件需要依赖国外进口等问题。

2）卫星导航的主要设备大多数为美国纯进口设备，设备价格虚高，高达10万元，虽然政府有补贴，但对于收入不高的农户来说购买力仍较低，近年国产化产品的出现，将价格降低到了8万/套，但多数农民仍难以接受。

3）目前农机用的卫星导航设备（国内外）普遍存在着操作复杂、维护困难，拆装不便、使用成本高等问题。另外还存在着架设的固定信号基站少、信号覆盖范围小、卫星导航信号质量受限等问题。周围有林带、地势较低洼的作业地块易受到信号干扰，在有效信号覆盖范围内（电台基站15km）仍频繁出现掉线现象，使得自动导航功能失去作用。

4）就目前从全疆各地州的使用情况来看，卫星导航技术主要用于播种、中耕、植保、化控、机收等几项作业，犁地、耕地、整地、秸秆粉碎、残膜回收等作业试验示范不足，没能大面积推广。另外此技术在农机作业管理、农机行政管理中的应用还处于摸索阶段。

5）卫星导航技术设备非农机原装品，需要改装，与现行农机法规有抵触之嫌。

三、效益分析

1.经济效益

使用卫星导航技术，大幅度提高了作业时交接行的精准度，可节约土地面积达1%～2%。以昌吉市种植棉花为例，棉花株数可提高3%以上。在同一地块、同一架播种机播种的同等条件下，采用自动导航机械化作业技术，亩株数在原有的基础上增加了690株，每株5铃，每铃5克，亩产量增加可达17.25千克，增收138元/亩；全市2.1万亩核心区采用了卫星导航技术，提高了土地利用率，增加土地面积可达420亩，增收节支达5.8万元。另外，卫星导航自动技术，能够实现24小时连续作业。结合本地实际，使用自动导航技术播种比常规播种每天多作业40亩，加快了播种进度，缩短了播种期，减少了雇用操作技术好的驾驶员200～300元／天的费用和跟机作业人员100元／天的费用，降低了作业成本。

此外，分析应用卫星导航技术在棉花耕种整个生产过程中（播种、中耕施肥作业、植保喷雾作业、棉花收获、残膜回收、棉花测产、采棉机实时监控、测土施肥、节水滴灌、灾后重播、农机具跨区作业调度管理等环节）发挥的作用。采用卫星导航技术进行农业精耕细作，可节省聘请播种机手薪酬支出60%，增加机组经济收入20%～30%，采棉机采净率提高2%～3%以上，每亩增加收入60～90元，土地利用率提高1%～2%，作物产量提高2%～3%，残膜回收率提高8%～10%以上，棉花抗灾重播面积达到20%以上。

2.社会效益

使用卫星导航技术，解决了困扰农机人一直以来“播行端直、接茬准确”的大难题以及雇用技术好的驾驶员难且工钱高的问题。能够24小时连续作业，使作业时间不受白天黑夜的困扰，大大提高了机车的出勤率和时间利用率，缩短了播种期，减少雇驾驶员和跟机作业人员的费用，降低成本，减轻驾驶员的劳动强度，提高作业质量。农民使用装有卫星定位系统的机车播种，增加了农机手的收入。农民把自己的土地及早种完，实现农村剩余劳动力转移，进一步增加农民收入，缓解了春耕生产期间用工难的问题。使用该技术提高作业时交接行的精准度，避免作业时产生交接行的“重漏”，提高了土地、水、肥、药的利用率，为后期田间管理、收获作业打下坚实基础。后期喷药时作物生长茂盛，很难分辨行距，需要安排专人在前面负责分行，否则分不清行会严重轧苗，使用该技术能够自动分行，省去分行需要的人力和费用，降低了生产成本，提高农机作业质量和效率，实现节本增收。

四、应用需求

1.卫星导航系统设备应用的性能需求

一方面要具备一机多用、便于拆装，具有记忆功能、性能稳定可靠等优良性能，使用维护方便，即要傻瓜一些。另一方面由于使用对象为农村农民，机具价格要大幅度降低，即要务实一些等。

2.数量上的需求

1）从现有农机保有量的30%推算：现有大中型马力拖拉机保有量30多万台，按30%推算，需9万多台（套）卫星导航系统设备；现有收获机保有量8万多台，按30%推算，需2.4万多台（套）卫星导航系统设备。

2）从新疆耕地面积上计算：新疆有8000万亩耕地，要进行各种农机作业和管理，随着机械化水平和作业质量的提升，对卫星导航技术相关设备的需求会越来越大。

3） 农机专业合作社、乡农机管理站实施信息管理，需求量很大。

3.配套设备的需求

拓展卫星导航系统需要开展精确施肥、精确施药、农机作业管理的配套设备及软件。因此卫星导航技术在新疆农机化的需求量巨大，可拓展范围广阔，发展潜力不可小觑。

五、发展建议

1.对农机设备研发单位和生产企业的建议

1）建议研发和生产农机用的卫星导航设备的企业，增加农机用导航设备的品种、扩大功能，增加维护保养、拆装方便、操作简化的傻瓜型设备。

2）大幅度降低价格和减少使用成本。

3）加大配套设备研发，为扩展卫星导航技术在农机化的应用创造条件。

4）销售企业要加大售前、售后的培训，加大售后服务力度。

5）卫星导航设备生产企业要加强与农机生产企业的联合，在主机上加装卫星导航设备以解决与农机法规的抵触问题。同时要努力研究卫星导航技术中加装技术的安全措施，杜绝安全隐患。

2.对政府和农机管理部门的建议

1）加强对加装卫星导航设备农机的管理，采取一些有力手段杜绝安全事故发生。

2）积极拓展卫星导航技术在农机化的应用范围，积极组织试验示范、现场观摩、经验交流。

3）加大政策扶持。充分利用国家农机购置补贴政策，做到应补尽补，地、县两级政府在财政资金支持方面强化政策引导，在国家补贴的基础上实施累加补贴。促进卫星导航技术尽快在全疆农业生产中的大面积应用。积极支持北斗系列产品，促进农机用卫星导航设备国产化，在政策上向国产化产品倾斜，促使企业提升产品性能，降低成本。

4）加强卫星导航技术的培训工作。组织相关企业及农机等部门技术人员编写具有针对性、实用性和操作性的培训教材，加强对农机、农业等相关部门技术人员，管理人员，乡镇、村组干部及农民的培训。

5）加强自主研发。建议国家加大对自主研发农机用卫星导航技术的科研费用的投入，调动研发积极性，加快对进口设备机械消化吸收，尽快研制出拥有自主知识产权、集多种功能于一体、高科技含量的农机导航系统，提高产品科技含量，保证产品质量和性能，降低产品价格。

参考文献

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