玉米高光效保护性耕作全程农机化技术的应用研究

王科研

全球粮食安全和农业可持续发展是当前全球面临的重要挑战之一。农业生产面临着土地资源有限、气候变化、环境污染和劳动力不足等问题，因此寻找高效、环保的农业生产方式成为当务之急。保护性耕作技术作为一种可持续农业生产模式，强调最大限度地减少土壤侵蚀、保持水分和养分，同时提高农田生产力和农产品质量。特别是在玉米种植中，采用高光效保护性耕作全程农机化技术可以有效解决传统耕作方式对土壤的破坏问题，提高玉米产量和品质，降低农业生产成本。该技术的核心是通过精细化的操作和科学化的管理，可以最大程度地降低土壤侵蚀、避免营养流失和水分蒸发，提高土壤质量和生态环境。

一、土地准备阶段的农机化操作

1、土壤改良和翻耕的农机化处理

一是土壤改良。土壤测试：首先，进行土壤测试以了解土壤的养分含量、质地、酸碱度等特性。这可以通过采集土壤样本送至实验室进行化验，或使用便携式土壤测试仪器进行现场测试。施用有机物质：根据土壤测试结果，判断土壤养分缺乏的情况，选择合适的有机物质进行施用，如畜禽粪肥、厩肥、堆肥等。有机物质能够增加土壤的有机质含量，改善土壤结构和保水能力。施用矿质肥料：根据土壤测试结果和作物需求，科学配比矿质肥料，并利用施肥机等农机设备实现精准施肥。矿质肥料可以提供作物所需的主要营养元素，如氮、磷、钾等。

二是翻耕。深松翻耕：采用深松翻耕机等农机设备对土壤进行深度松耕。这可以改善土壤的通气性、排水性和根系生长空间，促进作物根系的发育和养分吸收。耕后覆盖：在完成翻耕后，可以使用覆膜机等设备将覆盖物（如塑料薄膜）快速铺设在耕地表面。覆盖物可以减少土壤水分的蒸发、控制杂草生长，并保护土壤免受风蚀和水蚀。

农机化处理土壤改良和翻耕操作的优势包括提高工作效率、降低劳动强度和实现作业的一致性。通过采用先进的农机设备，可以更好地控制施肥和翻耕的深度和强度，确保土壤改良和翻耕操作的质量和效果。此外，农机化操作还可以减少对土壤的压实和侵蚀，有利于土壤的保持和持久利用。

2、土壤平整和杂草清除的农机化

一是土壤平整。土地铲平：使用土地平整机等农机设备对土地表面进行铲平作业。这有助于去除土壤中的高低起伏，使土地表面更加平坦。土地平整机：采用土地平整机可以对土地进行更精细的平整处理。它可以调节刀片或滚筒的深度和角度，以达到所需的平整效果。压实作业：在土地平整后，可以使用压路机等工具进行土壤的轻微压实，以进一步提高土壤的密实度和平整度。

二是杂草清除。化学除草剂：使用喷雾机等农机设备喷洒化学除草剂，对田间的杂草进行控制。在选择和使用化学除草剂时，应遵循安全使用和环境保护的原则。机械除草：利用除草机、旋耕机等农机设备进行机械除草。这些设备可通过刀片、锄头或拖链等工具，将杂草割断或翻起，从而清除田间的杂草。热力除草：利用燃烧式除草机等农机设备，对杂草进行热处理，以达到灭除杂草的目的。

在进行土壤平整和杂草清除的农机化操作中，农机设备的选择和调整是关键。根据不同的土地情况和作物需求，合理选择适用的农机设备，并根据实际情况调整其工作深度、角度和速度，以确保土地的平整度和杂草的清除效果。农机化处理土壤平整和杂草清除操作的优势包括提高作业效率、减少劳动强度和减少人为误操作的可能性。农机设备可以快速、准确地进行土壤平整和杂草清除，从而提高作物生长的环境质量和产量。此外，农机化操作还可以有效控制杂草的增长，减少与作物的竞争，有利于作物的生长和发育。

二、播种和定植阶段的农机化操作

1、精确播种技术

一是精确播种技术是一项关键的农机化操作。精确播种技术旨在实现种子的均匀分布、适宜深度的埋藏和准确的行距，以最大程度地提高种子的出苗率和作物产量。

二是种子选用：选择优质、无病虫害的种子，并根据品种特性和目标产量确定适宜的播种密度。

三是种子处理：对种子进行处理，如浸种处理、种衣处理等。浸种可以利用脱氧雄三唑等处理剂对种子进行浸泡，以促进种子萌发和增强抗逆能力。

四是播种设备：选择适用的精确播种设备，如精量播种机、精密空心钻播机等。这些设备具有可调节播种行距、播种深度和种子投放量的功能。

五是GPS技术：利用全球定位系统（GPS）进行定位和导航，实现行走轨迹的自动控制和记录，从而保证播种行距的一致性和准确性。

六是自动控制系统：配备自动控制系统，通过传感器实时监测播种过程中的参数，如速度、深度等，并根据预设的目标值进行自动调整。

七是数据记录与分析：使用信息管理系统记录和分析播种数据，包括行距、种子投放量、出苗情况等。这有助于评估播种效果并进行进一步优化。

精确播种技术的应用可以带来多方面的好处。首先，它能够确保作物种子的均匀分布，避免过密或过稀的播种情况，提高作物的出苗率和均匀度。其次，精确播种可以控制作物之间的竞争，提供良好的生长环境，促进植株的发育和产量的提高。此外，精确播种还有助于减少种子的浪费和成本的降低，提高作业效率和资源利用效率。总之，玉米高光效保护性耕作全程农机化技术中的精确播种技术是实现高产稳产的关键环节。通过合理选择播种设备、利用先进的定位导航技术和自动控制系统，可以提高播种的准确性和效率，为玉米作物的生长奠定良好的基础。

2、农机自动化定植系统

农机自动化定植系统是一项重要的农机化操作。该系统利用先进的技术和设备，实现对种子的自动定位、准确投放和深度控制，以提高种子的生长环境和产量。

一是自动导航系统：利用GPS或其他导航技术，实时获取农机的位置信息，以确保行驶的准确性和稳定性。

二是传感器系统：通过传感器监测土壤条件、行驶速度和深度等参数，并将数据反馈给自动控制系统。

三是控制系统：根据传感器反馈的数据，自动调整播种设备的工作参数，如行距、种子投放量和播种深度等。

四是种子投放装置：采用精密的种子投放装置，通过电机或气动装置控制种子的定量投放，保证种子的均匀分布。

五是自动调整播种参数：农机自动化定植系统可以根据作物品种、土壤条件和目标产量等信息，自动调整播种参数。例如，根据播种密度要求，系统可以精确控制每亩播种的种子数量，以实现适宜的种植密度。

六是深度控制：农机自动化定植系统可以根据土壤条件和作物需求，自动调整播种深度。通过传感器检测土壤硬度和湿度等指标，系统可以实时调整播种设备的工作深度，确保种子埋藏在最适宜的位置，促进正常的发芽和生长。

七是数据记录与分析：农机自动化定植系统可以记录并存储播种过程中的数据，如行驶距离、种子投放量、深度调整等。这些数据有助于农民进行后续的数据分析，评估播种效果，并为未来的决策提供依据。

农机自动化定植系统的应用带来了许多优势。首先，它提高了种子的均匀分布和定位准确性，确保作物出苗率和均匀度的提高。其次，自动化定植系统能够减少人为误操作和人力劳动，提高作业效率和减少劳动强度。此外，自动化定植系统还能够准确控制播种深度和投放量，提供良好的生长环境，促进作物的发育和产量的提高。总之，在玉米高光效保护性耕作全程农机化技术中，农机自动化定植系统的应用可以实现精确、高效的种子定植，为作物的优质生长和高产稳产奠定坚实基础

三、施肥灌溉阶段及病虫害防治阶段的农机化操作

1、定量追肥的农机化实现方法

定量追肥的目的是根据作物生长需求和土壤肥力状况，在适当的时间和位置提供准确的营养补给，以满足作物对养分的需求并最大程度地提高产量。

一是土壤检测与养分评估：首先进行土壤样品采集，并通过实验室分析确定土壤养分含量和pH值等指标。根据土壤养分评估结果，了解作物的养分需求及缺失情况，制定相应的追肥方案。

二是追肥机具选择：根据追肥方式和追肥量的要求，选择适用的农机具和施肥设备。常见的农机化追肥设备包括精确量控制的营养液喷洒系统、无人机喷洒系统、气动播种机配合肥料投放器等。

三是GPS导航和自动控制：利用GPS导航技术，实时获取农机的位置信息，并结合自动控制系统，实现定量追肥的精确施放。根据预先设定的追肥方案，控制农机具在田间准确行驶和投放肥料。

四是实时监测与调整：配备传感器系统，监测土壤养分含量、作物生长情况和养分供应等参数。通过传感器反馈的数据，自动调节追肥设备的工作参数，如喷洒器的开启时间、油门大小和喷洒速度等，实现定量追肥的精确控制。

五是数据记录与分析：使用信息管理系统记录和分析追肥过程中的数据，包括追肥量、追肥时间和位置等。这有助于评估追肥效果和调整追肥策略，提高施肥的准确性和效率。

定量追肥的农机化实现方法能够带来多方面的好处。首先，它可以根据作物需求和土壤条件，精确投放适量的营养物质，避免浪费和过量施肥对环境造成的负面影响。其次，定量追肥可以提高养分利用效率，避免因缺肥或过肥而导致的产量减少和品质下降。此外，农机化实现的定量追肥操作还能够减少人为误差和劳动强度，提高作业效率和降低劳动成本。总之，在玉米高光效保护性耕作全程农机化技术中，定量追肥的农机化实现方法通过选择合适的设备、利用GPS导航和自动控制系统，并结合传感器监测和数据分析等手段，可以实现精确、高效的营养补给，为作物的健康生长和高产稳产提供有效支持。

2、农机化灌溉系统的设计和应用

一是设备构成。灌溉管道和喷头：选择合适的灌溉管道和喷头，能够实现均匀的水分分布和喷洒范围控制。水泵和水源：根据灌溉需求和水源条件，选择适当的水泵来提供所需的水压和流量。控制系统：使用自动控制系统，结合传感器数据和预设的灌溉方案，实现对灌溉操作的精确控制。

二是自动化控制：农机化灌溉系统利用自动控制技术，可以实现定时灌溉，根据作物需水量和生长阶段，预设灌溉时间和频率，使灌溉操作可以按照预定的计划自动进行。实现定量供水，通过控制水泵和阀门，精确计量供给作物所需的水量，并控制喷洒范围和强度，以保证作物生长需要的水分。并利用传感器进行反馈与调整，科学配备土壤湿度传感器或其他环境传感器，实时监测土壤湿度、气温等参数，将数据反馈给控制系统，根据实际情况自动调整灌溉操作。

三是智能化管理。农机化灌溉系统可以通过信息管理系统进行智能化管理：数据记录与分析：记录灌溉过程中的关键数据，如灌溉时间、用水量、土壤湿度等。这些数据有助于评估灌溉效果和优化灌溉方案。远程监控与操作：利用互联网技术，可以远程监控和控制灌溉系统，进行状态检查、故障排除和参数调整等操作。

农机化灌溉系统的设计和应用带来多重好处。首先，它可以提供准确的水分供给，满足作物对水的需求，并避免过度灌溉或缺水导致的产量损失。其次，农机化灌溉系统能够提高水资源利用效率，减少水的浪费和环境污染。此外，自动化控制和智能化管理可以降低人工操作和劳动强度，提高灌溉的效率和可靠性。总之，在玉米高光效保护性耕作全程农机化技术中，农机化灌溉系统的设计和应用通过选择合适的设备、自动化控制和智能化管理，实现对水分的精确供给和控制，为作物的优质生长和高产稳产提供有效支持。

3、农机化病虫害监测与防治策略

在玉米高光效保护性耕作全程农机化技术中，农机化病虫害监测与防治是非常重要的环节。通过使用农机化设备和先进的技术手段，可以实现精确的病虫害监测和快速、有效的防治策略。

一是病虫害监测。传感器监测：利用农机化设备配备相关传感器（如昆虫诱捕器、病毒检测仪等），实时监测田间的病虫害情况。这些传感器可以收集数据并将其传输到监控系统进行分析。遥感技术：利用遥感技术，如航空无人机或卫星影像，对大范围的农田进行病虫害监测。这种方法可以提供高分辨率的图像数据，帮助农民发现潜在的病虫害灾害点。数据分析：通过整合传感器数据和遥感图像，利用计算机算法和模型分析，对病虫害的分布、严重程度和趋势进行评估和预测。

二是病虫害防治策略。生物防治：通过农机化技术，实施生物防治措施。例如，使用农机具精确喷洒生物农药，如昆虫杀菌剂或病毒防治剂，来抑制病虫害的发生和传播。定向喷雾：利用农机化喷雾设备，对受感染或潜在受感染的区域进行定向喷雾。这样可以减少农药的使用量，并提高防治效果。精准施药：运用农机化技术进行精准计量和施药。根据病虫害分布情况，调整农机喷洒装置的参数，确保农药均匀喷洒到目标区域，避免过量喷洒和浪费。植物品种选择：通过选育或选择抗病虫害的玉米品种，降低病虫害发生的风险。在农机化作业中，将这些抗病虫害品种应用于种植，有助于减少防治工作的需求。

在玉米高光效保护性耕作全程农机化技术中，通过农机化病虫害监测与防治策略，能够实现对病虫害的实时监测和精确防治，从而保证作物的健康生长和高产稳产。

综上所述，本研究旨在探讨玉米高光效保护性耕作全程农机化技术的应用，以提高农田生产效率和土壤质量，推动农业可持续发展。通过对该技术的研究与实践，可以更好地理解其在玉米种植中的表现、效果和经济效益，并为农民提供科学、可行的技术指导。这一技术将有助于减少农业对土壤的侵蚀，降低农药和肥料的使用量，提高水资源利用效率，并为农民创造更多的经济收益。通过深入研究和实践应用，可以进一步完善玉米高光效保护性耕作全程农机化技术，探索适应不同地区和环境条件的最佳实施方法，并促进其在农业生产中的广泛推广和应用。相信这项研究将为农业领域的可持续发展作出积极贡献，为实现粮食安全和农村经济发展作出重要贡献。

（作者单位：112536辽宁省昌图县宝力镇农业综合服务中心）