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农业机械精准施肥技术研究与应用论文

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2024-06-17 16:03:26    来源:    作者:xuling

摘要:科学施肥是充分发挥优良品种生产性能,提高农作物产量的关键环节。结合农作物的生长发育规律做到精准施肥,能够保证养分的精准供给,在节约肥料资源的同时满足农作物的生长需求。机械化精准施肥技术的应用对于农作物施肥作业具有重要意义。结合实际工作经验,分析了农业机械精准施肥技术的应用特点及优势,以推动精准施肥技术的推广应用。

  摘要:科学施肥是充分发挥优良品种生产性能,提高农作物产量的关键环节。结合农作物的生长发育规律做到精准施肥,能够保证养分的精准供给,在节约肥料资源的同时满足农作物的生长需求。机械化精准施肥技术的应用对于农作物施肥作业具有重要意义。结合实际工作经验,分析了农业机械精准施肥技术的应用特点及优势,以推动精准施肥技术的推广应用。

  关键词:农业,精准施肥技术,应用措施

  1.精准施肥技术应用的现实意义

  1.1有利于养分精确供给和节约肥料资源

  传统施肥方式往往存在过量或不足的问题,而过量施肥不仅会增加农业生产成本,还会导致肥料资源的浪费,同时增加环境污染;不足施肥则会影响作物生长,降低产量和品质。精准施肥技术可以根据土壤肥力和作物生长需求,精确控制施肥量,提高肥料利用率,减少资源浪费。同时,通过精确控制施肥量,还能够保证作物在生长过程中获得充足的养分,从而提高作物品质,增强市场竞争力,减少农业生产中的人力和物力投入,降低生产成本,提高农业生产效率。

  1.2有利于优化农业产业结构和保护生态环境

  农业生产过程中传统的施肥方式往往需要大量的人力和物力,而精准施肥技术则可以通过机械设备进行施肥,大大提高了施肥的效率,降低了农业生产的成本,有利于农业产业结构的优化,提高农业的整体效益。同时精准施肥技术能够根据土壤的实际需要进行施肥,避免了过量施肥和不足施肥的问题,保护生态环境,提高了农作物的产量和品质,使得农业生产更加科学化、精细化,有利于提高农业的整体竞争力。

  1.3有利于推动农业科技创新

  精准施肥技术的核心是通过农业机械设备,精确控制施肥的数量和位置,从而实现肥料的精确利用,提高肥料利用率,减少肥料浪费,降低农业生产成本。这种技术的应用,不仅可以满足作物生长的需要,提高作物产量和品质,而且还可以减少农业生产对环境的污染,促进农业可持续发展。此外,精准施肥技术的研发和应用需要涉及农业机械、农业生物技术、农业信息技术等多个领域的知识和技术,这对推动农业科技创新具有重要的推动作用。同时,这种技术的应用,也需要农业从业人员的积极参与和推广,从而促进农业科技的发展和应用。

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  2.传统农作物施肥模式存在的问题

  许多农民在施肥时过于依赖某一类型的肥料,例如在农业种植过程中会大量使用氮肥,忽视了作物对其他营养元素的需求。单一肥料的长期使用,容易造成土壤养分的失衡,影响农作物的生长和产量。在传统农作物施肥模式中,施肥时机和施肥量的控制一直是农业生产中的难题。首先,由于天气、土壤状况以及作物生长周期的不同,决定了施肥时机的多样性,而传统的施肥方式往往无法精确把握施肥的最佳时机。很多时候农民依据的是经验或者固定的农时,往往导致施肥过早或过晚,不能与作物的实际需求相匹配。过早施肥可能导致养分流失,过晚施肥则可能错失作物生长关键期的养分供给,影响作物产量和品质。由于缺乏精准的测量和调控手段,农民在施肥时常依赖于主观判断和经验,容易造成养分浪费或供给不足。同时,过量施肥不仅增加成本,还可能导致土壤盐渍化,影响土壤生态和环境质量;而施肥不足则会导致作物生长受限,影响产量和品质。

  3.农业机械精准施肥技术的应用

  3.1GPS定位导航精准施肥技术

  GPS定位导航精准施肥技术通过对土地进行详细绘制和分析,实现了对农田施肥的精确控制,这项技术通过卫星定位系统获取农田的具体位置信息,并结合土壤肥力检测数据,对土地的养分状况进行分析。施肥机械被精确地引导至农田的特定区域,并根据土壤养分状况的差异进行有针对性地施肥。这一过程中施肥机械会自动调整施肥量,以确保每一块土地获得最适宜的养分供应。通过这种精准施肥技术不仅可以有效减少化肥的使用量,降低环境污染风险,还能提升肥料利用率,增加作物产量。实践证明,采用GPS定位导航精准施肥技术的农田其作物平均产量比传统施肥方法高出10%-30%。更值得关注的是,这种技术的应用促进了农业生产的可持续发展。但是这项技术的推广应用还面临一些技术难题。一般施肥机械的成本相对较高,对于中小型种植户来说初期投入较大,同时相较于传统设备模式,该种机械设备技术操作要求较高,需要农户掌握一定的技术知识和操作技能。因此加强对农户的技术培训,提高其操作技能和管理水平,是实现技术普及的关键。同时,政府应给予政策扶持和财政补贴,降低农户的使用门槛,推动技术的广泛应用。

  3.2光传感施肥技术

  光传感施肥技术利用先进的光谱传感器来监测作物叶片的光谱特性,进而判断植物的营养状况,通过对作物叶片进行光谱扫描,可以快速识别作物缺氮、缺磷等营养元素的情况,实现精准施肥。该技术的应用减少了传统施肥方式中的盲目性,大大提高了肥料利用效率,对于节约农业资源、减轻环境压力具有重要意义。此外,光传感技术还可以通过监测作物叶绿素含量的变化,了解作物对水分的需求,在适宜的时期进行适量的灌溉,避免灌溉过量或不足,保证作物的健康生长。当前,光传感施肥技术已经在温室种植、果园管理、大田作物等多个农业领域得到应用。在温室种植中,通过光传感器实时监控作物生长状况,可以实现环境控制系统与施肥系统的联动,根据作物生长需求自动调节光照、温湿度及肥水供应,达到精细化管理。在果园管理中,光传感器不仅能够指导施肥,还能辅助果农进行果实品质评估,通过监测果实的光谱特性,预测果实的成熟度及营养价值,指导采收时间和后期加工。大田作物方面,光传感施肥技术可以整合到无人机和其他智能化农业装备中,实现大范围、高效率的作物生长监测和精准施肥。

  3.3红外热成像施肥技术

  红外热成像技术在农业生产中尤其是精准施肥领域的应用,展现了极大的潜力。通过检测作物的温度分布能够间接反映作物的蒸腾作用,从而评估其生理状态。例如作物在缺水或者营养不良的情况下,蒸腾作用会受到抑制,从而影响到植物体的表面温度,利用这一原理,红外热成像技术可以帮助农户识别出作物生长过程中的营养需求,进而实施精准施肥。此外,红外热成像还能够提供关于作物病虫害的早期信息,病虫害的发生往往会引起植物局部的温度变化,通过分析热成像图,可以在病虫害扩散之前就进行干预,这样不仅能够节约农药使用量,减少环境污染,同时也能提高作物的产量和质量。例如病虫害防控过程中可以利用红外热成像技术对叶片进行局部喷肥,能够针对性地解决叶片在生长过程中出现的营养不均问题。进一步地利用红外热成像技术结合无人机等现代化技术手段,可以实现对大面积农田的快速监测,为大规模精准施肥提供数据支持。总之农业生产过程中通过对农田热成像数据的深入分析,可以制定出更为精确的施肥方案,使每一处田地都能得到适宜的养分供给,最大程度地提高肥料利用率,并且减少因过量施肥带来的环境负担。

  3.4无人机施肥技术

  植保无人机的施肥技术利用其搭载的高精度定位系统和智能监控装置,可以根据作物生长的实际需求进行精确施肥,优化肥料使用效率。无人机通过遥感技术监测土壤肥力和作物长势,实现了对农田的精准施肥。此外,无人机施肥系统还能实现施肥作业的自动化,通过预设的飞行路线和施肥参数,能在无人工干预的情况下完成整个施肥过程,高效率的施肥方式大幅度减少了人力物力成本,降低了劳动强度[1]。在大面积农田施肥中,植保无人机能够根据不同的地块土壤类型、作物种植情况调整施肥方案,实现差异化管理。通过制定个性化差异化的施肥策略有助于作物更好地吸收养分,促进作物均衡生长,同时避免了因施肥不均导致的资源浪费。另外,植保无人机施肥技术的应用,不仅提高了施肥的准确性和均匀性,还对环境保护起到了积极作用。通过精确控制肥料用量,减少了肥料对土壤和水源的污染,有助于实现农业生产的可持续发展。未来随着无人机技术的不断进步和智能化水平的提高,其在农业生产中的应用将更加广泛,对提升农业现代化水平、推动农业科技进步具有重要意义。

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  4.农业机械精准施肥技术的发展方向

  4.1人工智能算法

  人工智能算法在今后农业机械精准施肥技术中扮演着至关重要的角色,通过运用深度学习、机器学习等算法,可以实现对农田土壤养分、作物生长状态的智能识别与分析。人工智能系统还能够处理大量的数据,并自主学习优化施肥方案,提高施肥的精确度和效率。在实际应用中,人工智能算法可以根据不同地区的气候、土壤、作物类型等因素,为每一块农田定制个性化的施肥计划,从而实现化肥的合理使用,减少环境污染,提高作物产量和品质。

  4.2传感器技术深度应用

  传感器技术的深度应用是农业机械精准施肥技术的另一重要发展方向,在农田中部署诸如土壤成分传感器、植物生长传感器等多种传感器,可以实时监测农田的养分状况和作物生长需求,利用传感器能够收集包括土壤湿度、pH值、氮、磷、钾等养分的含量以及植物的株高、叶绿素含量等信息[2],通过对数据进行分析为精准施肥提供了科学依据,使得施肥更加精准和高效。

  4.3物联网互联互通

  在农业生产过程中通过在农田、农业机械、施肥设备上安装物联网设备,可以实现数据的远程监控和设备间的互联互通。物联网技术使得农民能够实时获取农田信息和设备状态,远程控制施肥机械进行精准施肥。也可以将互联网技术与其他技术如人工智能、大数据等相结合,形成一个闭环的智能施肥系统,进一步提升施肥的自动化和智能化水平[3]。未来在农业生产过程中可以利用物联网技术的互联互通特性形成一个农业机械精准施肥的技术生态,推动整个行业的技术进步和效率提升。

  5.结束语

  在农作物施肥管理环节,通过积极推广应用农业机械精准施肥技术,能够借助现代化的农机装备保证施肥的精确合理,更好地满足农作物的生产需求,节约肥料资源,充分发挥其助推农业现代化的应用价值。未来在农业生产过程中应该注重做好农业机械精准施肥技术的深度研究和科学攻关,进一步提高农机作业效率,实现农业生产的可持续发展。

       参考文献:

  [1]王云翔,咸云宇,赵灿,王维领,霍中洋.缓控释氮肥施用技术在水稻上应用研究进展与展望[J].中国稻米,2023,29(4):20-26.

  [2]曹亮.基于无人机遥感监测的施肥控制技术探究[J].时代农机,2019,46(7):3-4.

  [3]周旭峰,包英美.水稻钵苗机械化移栽与精准施肥技术应用分析[J].农业工程技术,2020,40(12):54-55.