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深化校企合作 共赢绿色兴农黄金时代
汤原农场有限公司推广精准管理遥感分区变量施肥技术
来源:黑龙江经济网   编辑:张宏玲   2021-06-24 13:39:18

黑龙江经济网讯(于海瑛 记者 马朝林)夏管时节,在北大荒农垦集团汤原农场有限公司遥感分工分区变量施肥示范基地大豆、玉米长势良好,一粒粒种子从孕育到生长,播散着希望,蕴含了无限的力量。

“播种的时候,我们先把变量施肥的电子设备安在机器里,看到这个变量施肥的油泵,电子设备在驾驶室里面,安装完之后我们做一个全部的调试。第一步是把肥料箱全部清理干净,第二步是加入肥料,第三步就是进行实验。实验设定为分钟20转、40转、80转,经过反复测算每转一圈单口下肥量为50克,机器整体转一圈下肥量为300克。通过试验,每公顷节约27公斤肥料。”汤原农场有限公司农业生产部技术人员郝庆斌回忆着变量施肥播种时的工作。

变量施肥主要两大技术体系,一个是变量施肥配方图生成系统,另一个是变量施肥控制系统。配方图是根据土壤养分分布信息、历史产量分布信息、作物生长状况等信息,结合专家知识综合分析生成。变量控制系统是变量施肥机的核心部件,是在行进过程中进行定位并同时进行测速,根据行进速度和配方图,实施变量施肥作业。目前采用的控制器类型主要是车载计算机、定位系统主要采用GPS定位模块,通过液压马达或电机驱动排肥机构实现固态颗粒肥的变量施肥。

变量施肥技术是精准农业的核心内容之一,它根据作物生长环境的空间差异以及作物的需肥规律,精细准确地调整作物的施肥量、施肥时期,以求最少的肥料投入,获取最高的经济效益生态效益。

劣势发展,精准先行

汤原农场有限公司地形以丘陵漫岗地形为主,土壤养分具有空间异质性,传统施肥方式不能针对不同土壤养分来施肥。过量的施肥又易造成耕地质量下降和农田生态环境的破坏,环境边际效益与经济边际效益大大降低。

“汤原农场有限公司耕地丘陵漫岗,肥力差异较大,适合变量施肥技术。去年我们试验种植了150亩的变量施肥,亩产大豆公顷增产520公斤。今年我们试验种植了180亩的变量施肥,为将来大面积推广做好数据积累。”汤原农场有限公司农业生产部部长李金友向记者介绍说。

汤原农场有限公司全面落实集团和宝泉岭分公司战略部署,今年,紧紧围绕“32366”任务体系,着眼长远,农业发展以科技示范引领,加大生态管理,实施“藏粮于地、藏粮于技、藏粮于外、藏粮于管”战略,落实农业“三减”,积极与中国科学院东北地理与农业生态研究所东北农业大学合作,推广精准管理遥感分区变量施肥技术,在祥和、安康管理区,示范种植了玉米、大豆1500亩,为农业健康可持续发展注入动力。

将智慧农业、数字农业、精准农业充分结合,利用卫星遥感技术、物联网技术,反演多年作物长势时空动态变化规律、土壤理化性质空间分异、水肥时空运移规律,构建低成本、高精度、易推广的减量施肥方案,利用变量施肥设备,针对不同营养水平变量施肥,实现米级空间分辨率的田块内部精准施肥,在稳产、增产的前提下,可实现减肥20%,提高产量15%,亩收益提高20%。

科技助农,技术保障

为了确保数据精准,东北农业大学工作人员在作物的苗期、开花期、盛夹期、成熟期等不同时间节点,对变量施肥地块进行采样信息收集,主要采集土样、植株样本,并用飞行器采集光谱等信息,为变量施肥提供精准数据。

基于精准管理遥感分区的变量施肥技术,在作业前将施肥处方图或目标施肥量输入到控制终端内,在车辆运行中,GPS模块会将本车的实时位置信息传递给控制终端;施肥软件根据这两方面的数据进行实时计算,通过控制器对液压阀组中的比例阀进行驱动,通过不断调节比例阀阀芯的开口大小来调节液压流量,从而使马达的转速发生连续的变化。编码器监测马达的实时转速,并反馈至控制器,实现控制上的闭环控制。

精准管理分区是根据产量的各种限制因素的相似性与差异性把一个田块分割成不同的若干小块来指导田间变量管理;通过多年土壤理化参数综合水土气生、产量、地形地貌、遥感影像数据库,及水肥时空运移规律,分析关键生长期作物长势与施肥量的关系,量化施肥量生成施肥处方图,输入变量施肥设备,实现基于处方图的精准施肥,满足等高种植的不同肥力需求;变量施肥系统采用高精度光电编码器实时监测排肥轴的转速、卫星定位模块实时测量作业的车速信息,通过先进控制算法使排肥速度与车速相匹配,系统支持机具多个区段精准控制功能,系统误差控制在5%以内。

变量施肥,前景可期

精量施肥是汤原农场有限公司基于变量施肥技术,以降低成本为出发点,通过简化控制系统,以施肥机行进速度为依据,通过调节排肥轴转速来实现固体颗粒肥料的均匀施用。精量施肥排除掉了地块中的肥料差异,力求施肥过程中均匀施肥,力求经过多年的积累,使地块中的各区域的肥力趋于一致。从实际作业中,简化作业强度,施肥量可以随动调节。与常规的施肥方法相比,精量施肥提高了施肥的精度,消除了地轮打滑对施肥精度的影响,日常作业更加简单。在更换作业地块时,目标施肥量的切换更加方便快捷。

利用卫星遥感技术、物联网技术等加快精准农业、变量施肥技术的实用化的方法,基于精准管理分区及变量施肥处方图进行变量施肥,并结合农业大数据平台APP,以期减少化肥施用量,构建低成本、高效、高精度、易推广的变量施肥技术体系,旨在达到减肥减药,减少农业投入、增加效益、减少面源污染、黑土地永续利用、绿色农业,智慧农业,数字农业的目标,构建适于农业规模经营主体的变量施肥技术模式。发展精准农业是提高垦区农业生产管理水平和标准化作业水平的需要。变量施肥设备,可实现米级空间分辨率的田块内部精准施肥。用科技术管理黑土地、保护好黑土地这一“耕地中的大熊猫”,夯实粮食综合生产能力。

业内人士观察认为,精准农业源于技术,服务大田农作。未来的精准农业将在从大田生产、到经营、到餐桌等全产业链上发力,与物联网、区块链、人工智能等结合,逐步达到闭环式精准农业效果。

汤原农场有限公司将党史学习教育与农业生产相结合,基于精准管理遥感分区的变量施肥技术,将智慧农业、数字农业、精准农业充分结合,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,必将是未来农业发展的方向,精准农业是我国粮食生产提质增效、节本环保的一条新途径。



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