农业信息化背景下玉米保护性耕作与机械化种植研究

摘要：农业信息化是精准农业发展的基础，农业信息化背景下传统的玉米种植模式已经无法满足时代发展要求。而合理应用保护性耕作与机械化种植技术能创造良好的经济、生态及社会效益。该文简单分析玉米保护性耕作、机械化种植技术各自的优势特点，归纳不同种植技术的实施要点，阐明相关注意问题，以期给中国玉米作物机械化种植提供参考。关键词：农业信息化；玉米种植；保护性耕作；机械化种植；技术应用中国农业经多年的改革与发展后，农业信息化已经成为农业生产效益的倍增器，在农业信息化背景下实现玉米保护性耕作与机械化生产，加强传感器自动化检测、大数据分析等信息化技术的应用力度，减少土壤资源过度耗用的次数，保护生态，全面增加玉米种植质量，使农业经济在发展中获得更大的进步。

1玉米保护性耕作与机械化种植概述1.1

玉米保护性耕作保护性耕作可以理解成对种植地采取免耕、少耕措施，配合大数据分析技术合理规划农田间的耕作路线，尽可能地将土壤的耕作次数降到最低，并且采用作物秸秆、残茬等覆盖地面，降低土壤风蚀、水蚀等情况的发生率，增加土壤肥力及抗旱能力等的一项农耕技术。1.2

机械化种植机械化已成为农业信息化背景下种植业发展的主流趋势，智能拖拉机、智能移动小车等的应用均是实现保护性耕作目标的重要举措。首先，玉米机械化种植能明显减轻种植人员的生产强度，节省人力、物力资源，减少人为因素给土壤造成的不必要破坏，提高土壤肥力及蓄水量，增强玉米作物的抗灾能力；其次，机械化种植是玉米作物实现规模化生产的助推器，引领中国农业的高质、高效化生产进程；最后，机械化保护性种植能明显减少种植对土壤表皮的破坏，利用机械深松全面增加土壤的孔隙率，提高其蓄水、保水能力，有助于防控水土流失问题。2技术要点2.1

基于无人机的灭高茬整地栽植该项技术保护性耕作技术的操作要点是在秋收时保留下玉米的高茬，留茬高度以25°为宜，利用无人机技术能显著提高整地效率与精准度，为后期深翻种植地过程提供可靠的指导，使玉米高茬在土内自然腐烂，成为第二年春播的一类优质肥料。灭高茬整地栽植实践中，作业人员不仅要严格控制高茬现场深翻的深度，也要明确本年度内玉米田病虫害发生情况，以防因大面积留茬而造成次年种植田间病虫害暴发，使玉米产量和品质得到更大的保障。2.2

自走式监测平台之下的玉米宽、窄行交替种植应用玉米宽、窄行交替种植措施玉米时配合使用自走式监测平台能显著增加田间种植生产效率，更为显著地改善土壤含水率与肥沃度，增强其对客观环境的适应能力。宽、窄行交替化种植时并不改动田间种植行总数，而是交错安排原本均匀对称的种植行距，第一次种植时，维持宽、窄距离分别在80～90°、40～50°范围内，并做到宽行深松，窄行播种的精细化管理。收割玉米时，窄行要做到高留根茬30～40°，根茬可后期自然腐烂以后能取得良好的还田效果，成为促进第2年种植作物茁壮成长的良好基料。来年春天在旋耕过的宽行上进行播种，生成新的窄行苗带，进入到追肥期时在新的宽行上进行中耕、施肥，这样就顺利地形成了隔年深松、苗带轮换的宽窄行耕种作业模式。2.3

基于计算机仿真模拟的秸秆覆盖免耕种植在秋季机械收获后，将秸秆直接覆盖地表，在秋季或是春季用归行机进行归行处理，春季适时用免耕播种机直接在苗带播种，运用计算机仿真模拟田间秸秆覆盖情况，能使各处秸秆覆盖均匀度得到更大的保障，更有效地抑制杂草生长行为，促进后期玉米种子的快速萌发，这种模式在土壤疏松地块内表现出良好的适用性。此种植模式可减少农机作业次数，保护土壤，抗风蚀和水蚀，保水抗旱效果好。3玉米机械化种植技术要点3.1

自动气吹抛散式秸秆还田机实现机械化桔秆还田多数状况下，建议将相邻两棵玉米植株的距离控制在60°内，要用统一的耕作模式以确保机械化种植质量。在整顿、清扫农田时，要注重提高土地的承载力，并结合墒情合理、精准地覆盖秸秆，碾压覆盖形式有助于实现高产增收。严格按照相关标准运用自动气吹抛散式秸秆还田机粉碎处理玉米秸秆，能显著增加田间秸秆覆盖的匀称度，使秸秆资源的利用度得到更大的保障，为后续玉米种植增产丰收创造良好的条件。秸秆还田期间，要配合使用收割机增加工作效率。北方地区适合用倒秆覆盖方法，即在农田上整齐地铺上玉米秸秆，能够严实遮盖农田地面，即便是有风力作用时秸秆也不宜被吹散到他处，不仅体现出良好的保水、保土功能，对田地中杂草生长还能起到一定抑制作用。3.2

机械化整地整地是玉米播种前必须落实的一项前期准备工作，其能显著增强农田的蓄水能力，改善土壤结构，为农作物健康生长创造良好的环境条件。运用传感器技术监测分析种植土壤环境，掌握其含水率、厚度等指标，如果种植地的黏土层偏厚时，种植人员一定要对其进行深松处理，以确保土壤具备良好的渗透能力，为玉米根茎提供足够的水分。深松环节，经常会出现少量秸秆散落于地表的情况，此时种植人员要用秸秆还田机对这些秸秆进行粉碎处理，随后再用深松机开展深松作业。种植人员要遵循因地制宜的原则组织机械化整地活动，合理应用深松加浅耕、深松加旋耕等耕作方式。播种前，可以用高于50Hp的拖拉机配套旋耕机进行浅旋，有助于缩小农田地表秸秆的覆盖面积，建议将各处浅旋深度控制在8°以下。秋收结束后，用深松机进行30°左右的深松，一般建议以2年作为一个周期对种植地进行深松作业。3.3

机械化播种在播种前后种植人员要对种植田地进行合理镇压，播种前的镇压目的主要是优化整地效果，增强土壤对有机物及水分的承载能力；播种后利用多功能镇压器进行镇压确保了各处土层的密实度，促进种粒和土壤的有效接触，加速种子发芽。种植人员也要积极落实以下几点工作内容：一是合理应用免耕播种机并配合地理信息系统（GIS）落实好施肥与播种工作；二是结合本地气候、土壤条件等选用质量优良的包衣种子，用遥感技术自动化监控田间病虫害发生情况，有利于增加玉米成活率；三是应用物联网技术实时监测光照、CO2、土壤温湿度计pH值等，将采集到的数据上传至物联网云平台上，科学分析数据后确定本地最适宜的玉米播种时间、方式，为科学化种植及田间管理提供可靠依据。例如，应用大数据采集技术精准检测出10°范围内地温连续一周稳定维持在10℃之上时，该阶段进行播种有助于增加出苗率；四是利用全球定位（GPS）与传感器技术监测分析田间土壤墒情，实现智能化灌溉，及时满足玉米生长期间水分需求，和传统灌溉方式相比较，智能化灌溉规避了水资源的大量浪费问题，且使田间灌溉的精准性与高效性得到更大的保障；五是玉米生长期间田间杂草会和其争夺光照及养料，可以选择在晴朗无风天气用智能除草机器人进行除草，能显著增加田间除草效率，减少人力资源的投用量，帮助广大农户创造出更多经济利润。3.4

基于液压驱动系统实现机械化收获秋季用自带液压驱动系统的收获机采收玉米，实现了作物收割的高效化、智能化，有效应对了传统收割机收割时遇到的雨天收割困难，陷车事件发生率高等问题，实际上可以参照动力配置情况对种植环境进行合理分类，选择型号、动力水平适宜的收获设备，全面提升玉米作物的田间收获效率与质量。结合玉米种植行距的长短，用自走式玉米收获机执行摘穗、剥皮、集箱、秸秆粉碎覆盖回填等一系列作业，并且配合使用液力无级式变速四驱行走仪达到一杆式操作，提