小麦种植全程无人作业技术集成示范

陈留宝

摘要：本文介绍了小麦种植全程无人作业技术操作内容，再通过专业研究与分析，精准找出当前已存在的小麦种植无人作业技术，将自动规划操作轨迹系统、药物自动喷洒系统、水肥自动喷灌系统、无人驾驶控制系统及农作物自动收获系统等进行集成示范，为智慧农场的搭建提供准确信息；然后依照不同系统的操作状态，明确了无人作业技术的种植效率与经济效益，确保小麦种植全程无人作业技术操作的可持续性、科学性。

关键词：集成示范；无人作业技术；水肥自动喷灌系统；小麦；种植

随着农业机械化的快速发展，已衍生出智慧农业、精准农业与数字农业等全新形式。为实现区域农业现代化，相关部门将无人农业操作技术引入到农业种植控制管理中，利用机器来替代人工，高效解决当前农村种地人数少、种地效率低等问题，为农业发展提供全新方向。本文以小麦种植为例，集成示范不同类型的全程无人作业技术，充分展现该技术体系下小麦生长状态与种植效果。

1 小麦种植全程无人作业技术操作内容

小麦种植全程无人作业技术在实际操作中包含无人驾驶、大数据与物联网等多种技术，并利用技术手段全面设计了自动规划操作轨迹系统、药物自动喷洒系统、水肥自动喷灌系统、无人驾驶控制系统、农作物自动收获系统等；并打造智慧农场平台，将小麦种植全过程设置在无人作业技术系统平台中，提升了小麦种植整体效率。为确保小麦种植全程无人作业技术实施效果，本文以某区域的小麦种植为例，全面阐述不同类型无人作业技术操作过程，明确各项农机设备的内部参数，将技术操作程序集成示范，更好地规范各项无人操作系统，对区域小麦种植过程进行科学控制。在规范小麦种植全程无人作业技术操作内容后，相关部门还要利用自动监控系统详细监督不同系统平台中的小麦种植过程，精准规划小麦种植路线与生长中的各项细节，满足区域小麦种植需求，使无人作业技术在实践操作中更加有持续性、合理性。当前部分区域小麦种植存在质量问题，利用无人作业技术系统可全面整合小麦种植时的变化指标，保障小麦作物种植效果。

2 小麦种植全程无人作业技术集成示范分析

2.1 创新自动规划操作轨迹系统

在开展小麦种植全程无人作业技术集成示范时，可发现当前无人作业技术内存在自动规划操作轨迹系统，其能为小麦种植全过程设计出合适路线，增强种植播种的准确性。具体来看，在无人作业技术系统内搭建以小麦耕种管理为基础的智能机组，机组内部存在自动化操作平台，可自动规划小麦种植作业轨迹，将接行续行、转弯掉头、精准播种、精细耕作、秸秆还田与一次性施肥等内容引入到自动规划操作轨迹系统中，系统可根据小麦种植的正确顺序开展规划工作，极大提升小麦种植整体效率[1]。在小麦种植控制中，秸秆还田为重要操作内容，使用自动规划操作轨迹系统后可充分实现全量还田。明确小麦种植全过程的操作轨迹可帮助区域管理人员全面了解小麦种植细节，严格规范该项种植工作的操作程序，极大提升小麦种植生长的有序性，满足小麦种植管理的区域化需求。在集成示范小麦种植无人作业手段时，要全面观察自动规划作业轨迹的内在优势，并融合创新多道操作工序，将开排水沟、二次镇压、浅旋覆土与带状播种等内容充分结合，不仅高效实现无人作业，还能精准简化小麦种植管理步骤，确保各项种植操作程序的科学性、有序性。

2.2 完善药物自动喷洒系统

集成示范小麦种植无人作业手段时，相关部门还发现了药物自动喷洒系统，可在播种管理中自动喷洒不同类型的药物，确保小麦作物整体生长效果。当前某区域含有电动六旋翼式的无人飞机，其内部含有药物自动喷洒系统，因而作业效果较为出色且飞行性能较强，可将最大载重升高到30 L左右。一般来讲，在使用带有药物自动喷洒系统的无人飞机时，操作人员可恰当观察药物喷洒效率，明确小麦种植区域药物喷洒量。由于无人飞机的飞行高度较高，在开展药物喷洒工作时，可极大扩展药物喷洒范围，较短时间内可达到16 hm2/h的喷洒量[2]。无人飞机在使用药物自动喷洒系统时，系统平台可根据此前计算出的药物喷洒数量与药物类型来开展喷洒工作，借助专业性程序，提升药物自动喷洒的准确性。在正式使用电动六旋翼式无人飞机后，其能有效提高药物喷洒效率，增强农药利用效果，将农药利用率提升到20%左右。在完成药物自动喷洒工作后，操作人员可利用监控系统详细检查药物喷洒量、喷洒间距与喷洒时间等，可发现在使用电动六旋翼式无人飞机之后，药物喷洒间距变得较为理想，药物喷洒时间与喷洒量也处在标准范围内。

2.3 设置水肥自动喷灌系统

水肥自动喷灌系统也是当前小麦种植无人作业技术中的重要系统，其能全面控制水肥滴灌操作内容，全面监控与实施小麦种植时的灌溉操作。具体来看，水肥自动喷灌系统中采用圆形喷灌机，在正式使用前，要全面探索设备内部参数变化。圆形喷灌机中包括施肥桶容积、工作压力范围、施肥流量、定位控制精度、行走速度、喷头数量、整体长度等，其数值分别为2 000 L、0～0.8 MPa、300 L/h、±2.5 m、

2.06 m/min、62个、187 m；在充分了解圆形喷灌机的内部结构参数后，可根据智能控制技术设置合适的喷灌系统，系统包含压力监测系统、入机流量系统、远程水泵管理系统与智能施肥控制系统等，在该类系统的共同作用下，有效提升灌溉質量。应用水肥自动喷灌系统时，操作人员要详细检查不同系统平台中各项功能的操作状态，发现当前压力监测系统属北斗定位性质，即能全面观测到区域内全部小麦作物的种植生长情况，再运用合适的手机APP加以控制，切实强化系统平台使用状态。相关人员在操作水肥自动喷灌系统时，要明确水肥喷灌细节，借助远程监控来科学关注小麦水肥喷灌过程，鉴于系统内部含有多种视频与气象信息，可全面提升水肥喷灌操作的准确性。操作人员在正式使用水肥自动喷灌系统前，要科学设计水肥喷灌数量与时间，并启动自动喷灌程序，增进喷灌操作的顺利性。

2.4 搭建无人驾驶控制系统

集成示范小麦种植无人作业技术过程中，相关人员还会发现技术内部存在无人驾驶控制系统，实现该系统操作的机械设备为无人驾驶拖拉机。正式运用无人驾驶拖拉机前，要明确该类拖拉机中的内部参数，对参数应用标准进行详细控制。比如，文中选择的无人驾驶拖拉机为东风2204型号，其带有无级变速功能、多精准运用无级变速技术和电控底盘技术[3]。无人驾驶拖拉机的内部参数包含定位控制精度、控制周期、行驶速度、油门精度、电动控制精度与电控转向等，对应数值分别为±2.5 cm、0.1 s、0～35 km/h、1%、0～100%、-540°～+540°。在明确无人驾驶拖拉机内部性质与各项参数后，操作人员要详细探索机械内部的作业任务，当前该拖拉机的工作任务为中耕土地、小麦播种与耕地整地等，在该类任务与小麦种植技术相符后，可将其应用到小麦种植工作中。无人驾驶拖拉机在实际运用时，可进行远程控制、远程协助与远程启停等，可自动设置小麦播种程序，并严格规范各项播种细节，为小麦此后的种植生长打下较好基础。无人驾驶拖拉机在实际使用时还存在较强的电控能力，该项能力包含提升液压、输出液压、输出动力与控制挡位等。在设计使用无人驾驶拖拉机时，可发现内部系统平台存在定位模块、控制模块与规划模块等，不同模块负责对应操作任务。比如，定位模块要利用技术手段精准发现农业机械设备位置信息；控制模块则要严格把控机械器具的升降起落、规范小麦作业路线；规划模块则要全面规划掉头轨迹与作业路径。

2.5 改进农作物自动收获系统

在小麦种植无人作业技术中还存在农作物自动收获系统，该系统采用了纯电控机械设备，增强了操作使用的便利性。带有农作物自动收获系统的电控机械设备在正式使用前，相关人员要全面了解内部参数，参数包含粮仓容积、喂入量、作业幅度与机械动力等，具体数值分别为1.7 m3、6 kg、2.2 m寬、125柴油马力。在充分了解纯电控机械设备内在动力后，要观察控制系统中的功能使用方法，比如，当前控制系统多借助双天线开展定位工作，确保定位的高精度，即误差会缩减在2.5 cm内[4]。使用农作物自动收获系统时，可发现系统平台能自动规划多种作业路径，即完全模拟此前的人工操作，无形中提升作业效率。系统平台内部可充分控制车辆自动转弯、车辆停车、车辆倒退、车辆前进与车辆熄火点火等。操作人员还可发现农作物自动收获平台内存在手动自动一键切换功能，严格控制车辆操作程序，明确车辆运行过程中的数值变化，确保车辆运行安全。还发现纯电控机械设备在正式使用时能主动控制割台升降，对小麦种植生长过程中的各环节时间进行密切监控，在发现小麦作物达到收获时间与要求标准后，利用机械设备中的收割功能来获取小麦作物，增强收获处理的准确性。

2.6 打造智慧无人农场

在集成示范小麦种植无人作业技术期间，还可发现当前无人作业手段正逐渐倾向打造智慧无人农场，使农业种植实现规模化、专业化。打造智慧无人农场为当前国家区域农业发展的新趋势，可将5G技术引入到智慧农场建设中，创建出较为全面的农作物种植规划平台。以小麦种植为例，操作人员在创建以小麦种植为主的智慧无人农场时，在系统平台内部搭建出合适的监测系统，能全面监测小麦种植全过程，将灾情、虫情、气象环境与土壤性质变化状态等数据进行合理分析，为此后小麦作物的持续性生长提供精准数据。操作人员还可利用智慧无人农场操作平台科学采集与小麦科学种植生长的要素数据，包含营养指标、光照、气压变化、降水量与土壤性质等，并将该类数据纳入绿色防控、智慧灌溉与灾害预警等平台中，确保数字化管理的针对性，全面促进小麦的高效健康生长。相关部门在创建智慧无人农场的过程中，要将智慧物联农场与5G技术充分结合，严格规范智慧农场内部各项数据指标变化，明确变化范围，科学把控小麦种植生长的各项环节，为此后相关区域的集成示范奠定坚实基础；并利用对小麦种植全程无人操作技术的集成示范，真正了解区域小麦种植生长状态，为农作物种植提供更多专业性技术。

3 小麦种植全程无人作业技术应用效果

3.1 种地效率

在全面展示小麦种植各项无人作业技术后，相关部门需根据技术操作情况，明确技术应用效果。站在种地效率角度上看，拿无人驾驶控制系统来说，在开展小麦插秧播种时，借助直线行驶，其横向误差已缩减在2.5 cm以内，相较于人工驾驶操作，既提升了播种效率，且播种操作中的距离变得更为均匀。传统农业机械在进行小麦种植时，其种植效率多维持在80%上下，而使用小麦种植无人作业技术后，种植效率提高到97%。在大面积使用推广无人驾驶技术与智能导航后，机械操作效率得到全面提升，可借用较少的人全面全程检查小麦种植情况，再借用智能终端监控来全流程回溯，动态调度指挥农业机械设备，使农机服务管理更加精细化、可视化、实时化。

3.2 社会效益

在观看小麦种植无人作业技术获取的社会效益后，可发现自动操作系统能形成整合小麦种植过程中的数据信息，产生作业大数据。具体来看，全程无人作业技术系统设备可合理传输传感器数据，而该类数据能较为精准地展现作业面积、作业效率等。分析小麦种植无人作业技术系统中的作业数据信息时，可全面观察出区域农机使用情况、小麦收获播种情况与小麦作业分布情况等；在该类数据的持续影响下，可帮助区域管理部门制定出更为合适的农业种植发展计划，为区域农业发展带来较佳的社会效益[5]。

3.3 经济效益

在观察小麦种植全程无人作业技术获取的经济效益时，可全面探索当前区域农业的投入成本与劳动强度。一方面，使用无人作业技术系统后，发动机转速、无人驾驶时的作业速度都变得较为平稳，可精准控制三维地形，增强自动化系统操作与实际作业情况的匹配度，增强动力控制性能的有效性。与人工驾驶方案相比，当前采用的无人作业操作系统可缩减7%的油耗，降低环境污染范围。由于无人作业技术系统可自动规划设备机械操作路线，减少行驶路线数量，避免此前人工播种时的重播率，使直线度达到60%，因而降低了小麦种植投入成本。另一方面，采用无人作业技术系统时，农业机械设备无须手动操控，操作人员仅对系统设备的操作路线进行初步规划，即可开展小麦种植操作。操作人员在实际工作中，由此前的手动操作一台机械设备变成可主动控制多台机械设备，无形中增加了作业时间，提升了机械设备使用效率，缩减了工作人员手工劳动强度。

4 结语

综上所述，小麦种植全程无人作业技术在实践操作中可充分利用自动化系统，打造智慧农场操作平台，并密切关注与判定小麦种植生长中的指标变化。由于小麦种植生长操作程序较多，运用无人作业技术可全面规划不同环节的操作内容，并有效简化操作程序，使小麦生长控制变得较为理想。相关部门在开展小麦种植无人作业技术集成示范时，要关注技术与种植内容的适配性，提升种植效率。

参考文献

[1] 吴保瑞，王富峰.小麦病虫害飞防中植保无人机的应用研究[J].农业开发与装备，2022（5）：40-42.

[2] 邵益栋，夏秋霞，荣利，等.植保无人机对小麦田间主要病虫害的防治效果[J].农技服务，2022，39（1）：29-31.

[3] 莫卫国.植保无人机飞防对小麦病虫害田间防效探究[J].农业工程技术，2021，41（36）：32-34.

[4] 夏提古丽·牙生，吐逊古丽·热合曼.焉耆县小麦病虫害无人机飞防技术[J].农家参谋，2021（22）：51-52.

[5] 孙涛，薛新宇，张宋超，等.单旋翼植保无人飞机小麦返青期施药作业参数优选[J].农机化研究，2020，42（11）：133-138.