梁冉冉 莊衛(wèi)東

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”如今受到越來越多科研人員的關(guān)注和農(nóng)業(yè)大國政府的資金投入，不僅因?yàn)榫珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)可以提高糧食產(chǎn)量、定時(shí)定量的給農(nóng)作物提供生長過程中的養(yǎng)分，更因?yàn)樗梢詼p少農(nóng)作物生長對生態(tài)環(huán)境的污染，提高水資源和肥料的利用率，在農(nóng)業(yè)科技發(fā)展浪潮中為調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，在土地平整方面，主要體現(xiàn)在精準(zhǔn)平地技術(shù)的研究應(yīng)用，為其他精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。水資源是農(nóng)作物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，在農(nóng)作物生長過程中起到不可或缺的作用。隨著社會(huì)的發(fā)展，水資源短缺的問題日益嚴(yán)峻，不僅對人類生活產(chǎn)生巨大影響，更對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出更高的技術(shù)要求，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)為解決農(nóng)業(yè)供水和需求之間矛盾提供了方法。中國農(nóng)田95%的灌溉面積采用地面灌溉的方式，用水量高達(dá)農(nóng)業(yè)總用水量的90%以上，其中20%以上的水由于農(nóng)田地勢不均被浪費(fèi)。土地地勢平整可以使地下水平整分布，使農(nóng)作物的根系統(tǒng)一接收灌溉，有助于提高灌溉用水的利用率和改善灌溉均勻性。

土地平整技術(shù)將地勢起伏不平的地面平整為平面或較緩的坡面，目的在于減少水土流失、提高農(nóng)田灌水利用率和改善農(nóng)田微地形，在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉中起到基礎(chǔ)作用。土地平整主要分為基本土地平整和精細(xì)土地平整，基本土地平整作業(yè)后平地效果不佳，需要對土地進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)平整。精準(zhǔn)平地技術(shù)主要指激光控制平地技術(shù)和GNSS控制平地技術(shù)。

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，西方發(fā)達(dá)國家在精準(zhǔn)平地技術(shù)領(lǐng)域研究處于前沿地位，平地作業(yè)后，經(jīng)濟(jì)效益顯著，水資源利用率高達(dá)90%以上。我國在精準(zhǔn)平地技術(shù)方面和發(fā)達(dá)國家相比平地技術(shù)落后，應(yīng)用范圍窄，主要集中在平原區(qū)域，而且大多平地設(shè)備采用西方進(jìn)口，價(jià)格昂貴，不利于平地技術(shù)的推廣。近年來，隨著國家對農(nóng)業(yè)機(jī)械的大力發(fā)展，精準(zhǔn)平地設(shè)備也已經(jīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。許多知名農(nóng)機(jī)公司運(yùn)用精準(zhǔn)平地技術(shù)進(jìn)行平地作業(yè)，對工作地塊進(jìn)行地形測量、精準(zhǔn)平地、作業(yè)記錄和作業(yè)評價(jià)，將多種功能統(tǒng)一集中到精準(zhǔn)控制軟件上，駕駛員在軟件上可實(shí)時(shí)觀測到平地鏟的行走軌跡和作業(yè)狀態(tài)等信息。精準(zhǔn)平地技術(shù)可以將土地平整到高度差為5cm的范圍內(nèi)，大大的改善了土地的綜合性能，為作物生長提供良好的生長環(huán)境。我國的精準(zhǔn)平地技術(shù)尚處于發(fā)展初期，主要的平地設(shè)備仍然依賴于進(jìn)口國外的控制系統(tǒng)和機(jī)械，雖然設(shè)備定位精度高、平地質(zhì)量好，但是由于其昂貴的價(jià)格使其難于在農(nóng)村推廣應(yīng)用。大中型農(nóng)場在應(yīng)用國外平地設(shè)備時(shí)存在和國內(nèi)設(shè)備不兼容、操作復(fù)雜等問題，難以發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。

二、存在問題

1.我國在精準(zhǔn)平地技術(shù)方面起步和發(fā)達(dá)國家相比較晚，技術(shù)方面不夠成熟，主要的差距體現(xiàn)在智能化程度低，定位系統(tǒng)多數(shù)靠引進(jìn)，平地質(zhì)量不理想。

2.我國自主開發(fā)的雙星定位系統(tǒng)定位精度達(dá)不到要求，變化幅度大，對智能化控制作業(yè)系統(tǒng)的自主開發(fā)力度不夠。目前多數(shù)平地機(jī)的使用僅限于大中型農(nóng)場，平地機(jī)的型號有限，在農(nóng)村的作業(yè)成本較高，普及率低。

3.液壓系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，系統(tǒng)調(diào)節(jié)不平穩(wěn)。當(dāng)精準(zhǔn)平地系統(tǒng)工作時(shí)，拖拉機(jī)速度的快慢對平地質(zhì)量產(chǎn)生影響，當(dāng)拖拉機(jī)速度快時(shí)，控制系統(tǒng)出現(xiàn)滯后調(diào)節(jié)，鏟刀高度和姿態(tài)角調(diào)節(jié)速度達(dá)不到要求，平地精度受到影響。

三、應(yīng)對方案

為了解決平地機(jī)技術(shù)現(xiàn)有的不足，精準(zhǔn)平地技術(shù)向大型化、自動(dòng)化、機(jī)電一體化和智能化的趨勢發(fā)展。

1.大型化。平地機(jī)作業(yè)幅寬增加，增加了平地作業(yè)的作業(yè)效率，減少作業(yè)時(shí)間和燃油消耗。

2.自動(dòng)化。根據(jù)精準(zhǔn)平地的實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)節(jié)平地鏟的高程和姿態(tài)角，具備精準(zhǔn)平地的功能。

3.機(jī)電一體化。平地機(jī)工作時(shí)需要的功率較大，平地鏟幅寬較寬，為了保障平地機(jī)的作業(yè)質(zhì)量，利用液壓系統(tǒng)給系統(tǒng)提供動(dòng)力。

4.智能化。利用3S技術(shù)給精準(zhǔn)平地系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的地勢地形圖，為精準(zhǔn)平地技術(shù)提供技術(shù)保障。