我国变量施肥技术研究现状与发展对策

变量施肥是精准农业中的一个重要内容,是实现农业高产、高效与粮食安全的重要保证,它的实施可以有效控制化肥对环境的污染和破坏,大大提高肥料的利用率,降低生产成本。为此,从变量施肥技术的概念出发,由变量施肥技术的国外现状引入,具体分析了施肥处方生成技术、肥料施入控制技术及肥料施入监测技术的研究现状,并总结了目前我国变量施肥技术存在的主要问题,针对问题提出了发展对策。     

嵌入式变量施肥控制软件的设计——基于eSuperMap控件

针对国内变量施肥技术落后、肥料使用效率较低及严重污染环境等问题,设计了一款使用嵌入式地理信息系统控件—eSuperMap和C#编程语言开发的嵌入式变量施肥控制软件。该软件读取变量施肥处方图,生成变量施肥指令,由车载计算机通过RS232串口将指令发送到变量施肥控制设备,控制排肥器轴的转速,完成变量施肥控制功能。试验结果表明:该软件在车载计算机中运行稳定,控制精度良好,工作稳定可靠。     

变量施肥处方图识别与位置滞后修正方法

处方图变量施肥作业系统的技术关键在于根据处方图精确一致地“按图作业”.基于面向对象方法,设计并实现了变量施肥作业系统控制软件,提出基于作业机械位置的实时处方图识别算法,测试结果表明,单位处方识别时间不超过100 ms,能够满足实际系统作业的需要.在分析位置滞后原因的基础上,建立了变量施肥作业系统的位置滞后模型,通过田间实测试验,施肥时间延迟为1.84s.     

基于GPS的变量施肥播种机的试验研究

变量施肥播种机是根据精准农业的技术要求实施变量投放的关键设备。为此,在消化吸收国外先进的变量施肥自动控制技术的基础上,成功研制了国产变量施肥播种机。该播种机由变量控制器控制机械式无级变速器,根据GPS的位置信号,完成处方图设计的播种施肥作业。通过对播种机的静止和地块工作试验可知,施肥变量控制可靠,数据记录正常,变量施肥播种作业效果良好。     

变量施肥机械研究现状与发展对策

随着农业的不断发展,变量施肥在农业生产中显得越来越重要.为此,概述了变量施肥的概念和意义.同时,介绍了国内外变量施肥机械的研究现状,分析了我国现有变量施肥理论技术存在的主要问题和发展方向,探讨了变量施肥机械化的发展对策.     

氮磷钾配比施肥决策支持系统

为了解决传统施肥模式下化肥利用率低、氮磷钾施用量不合理等问题,研究了土壤取样策略及碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分分布图生成方法,开发了基于作业处方图的变量配比施肥作业决策系统,结合GPS信息,分别控制氮、磷、钾3种肥料独立施肥机构的电动机转速,实现尿素、磷酸二铵和硫酸钾的按需施用。选取黑龙江红星农场5-2号地块,进行了大豆和玉米传统作业与配比施肥作业对比试验。结果表明,与传统作业模式相比,变量配比施肥在节省15%肥料的情况下,大豆增产2.33%,玉米增产9.32%。     

基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件开发

根据大豆变量施肥播种机自动控制的需要,使用VB6.0编程语言和MO2.2地图控件,开发了基于GPS和土壤养分图的变量施肥控制软件.本软件具有串口通讯、GPS信号接收、输出调试、播种机参数设置和变量施肥作业控制等功能.同时,提出了使用地块平均施肥量、设定变量范围、利用土壤养分图的简易可行实现精准变量施肥控制方法.本软件能自动生成作业记录,作业后可根据记录生成施肥记录图,有利于农业精准管理和生产信息的积累.     

变量施肥技术体系的研究进展

传统的施肥方式存在着结构不合理、肥料利用率低、环境污染等问题.为了解决这些问题,必须进行因土、因时、因作物全面平衡施肥,即变量施肥.变量施肥技术是精准农业的重要内容之一.为此,综述了变量施肥的基本概念、研究现状以及技术体系,并对变量施肥技术体系的发展趋势进行了分析与展望.     

ArcView平台下变量施肥系统的设计

通过ESRI软件ArcView建立一套适合于AgGPS170田间计算机的精确农业的变量施肥系统。将地块的土壤养分信息和决策内容输入该系统,得到各种专题图和施肥处方图,以指导变量作业。     

精准变量施肥机械研究现状与发展建议

精准变量施肥是化肥现代减施增效技术体系重要组成部分之一,可因地制宜全面平衡施肥用量,保证化肥合理施用,在农业生产中具有重要作用。为满足对精准变量施肥机械迫切需求,重点阐述精准变量施肥技术概况,分析国内外配套施肥机械的技术特点和应用概况,并针对中国变量施肥机械化作业所存在的问题提出相应发展建议,为精准变量施肥技术及配套机械研究提供有效参考。      

基于增量式PID算法的多种固体肥精确施控系统研究

为了实现变量施肥过程中多种固体肥的实时自动配比、提高施肥控制系统的排肥量控制准确率,采用增量式PID闭环控制算法设计基于测土配方的多种固体肥精确施肥控制系统及与之配套的施肥装置,实现了氮、磷、钾3种固体肥的适时快速响应和实时精量施入.施肥控制系统主要包括主-从控制器模块、处方图模块、北斗卫星定位模块、测速模块、人机交互...     

玉米免耕变量施肥播种机作业质量监控系统设计与试验

针对中原地区玉米大规模播种作业质量缺乏有效监控手段、播种作业数据信息利用率偏低等问题,设计了玉米免耕变量施肥播种机作业质量监控系统,包括播种质量监测子系统和变量施肥质量监控子系统.播种质量监测子系统通过STM32单片机实现播量统计和漏播量等播种信息采集;变量施肥质量监控子系统通过PLC实现堵塞、缺肥和施肥量等作业信息采...     

2BFJ-24型小麦精量播种变量施肥机设计与试验

为了提高冬小麦播种质量与种肥利用率,降低生产成本,针对中原地区冬小麦适度规模种植种肥同播作业方式粗放、效能低的特点,基于CAN总线通信协议下的车载传感器与PIC控制融合技术,设计了2BFJ-24型小麦精量播种变量施肥机,由播种施肥机械部件、种子漏播监测系统、肥料堵塞监测系统、变量施肥控制系统及车载计算机组成。通过红外光电检测可实时监测排种管种子流量情况,通过检测排肥管下端口内介电常数变化可实时获取肥料下落信号;通过集成GPS模块获取机器田间位置信息,结合预先加载的田块处方图,确定当前位置目标施肥量,并基于压力传感与微机控制解算当前施肥量和流量信息,按照机器前进速度实时调整施肥量;最终实现作业过程漏播、堵塞声光报警与精准施肥目的。田间试验结果表明,整机监控系统能够适应复杂田间环境,漏播监测准确率可达91%,肥料堵塞报警误差小于2%,变量施肥准确率超过96%,具有较好的实用性和经济性。     

2F-12型变量施肥试验台试验

为了提高化肥的利用率,达到提高产量减少污染的目的,以黑龙江垦区施肥机械为基础,设计了一台2F-1 2型变量施肥试验台。变量施肥试验台的目的是研究降低施肥成本的方法和途径,提高农业生产的经济效益和环境效益,简化施肥操作步骤,降低劳动强度,在提高变量施肥控制系统的开发设计能力的同时,为田间变量施肥机具的大面积推广提供技术储备。2F-12型变量施肥试验台可以完成变量施肥软件的测试和变量施肥的监测工作,主要由箱体、排肥装置、液压系统、电控系统、车载计算机,以及施肥监测系统组成。测试试验结果表明:变量施肥软件无误,施肥口输出肥料正常,机具设计结构合理,可为黑龙江垦区变量施肥作业提供技术支持。     

智能变量施肥技术初步试验研究

结合承担的精确农业变量施肥技术研究项目，提出了智能变量施肥技术体系和实现方法。利用美国MAPINFO公司MapInfo Proression 6．0地理系信息系统，采用MapBasic语言编程，建立了施肥地理信息与决策系统；利用89C52单片机实现智能变量施肥机控制系统。试验表明。研制的智能变量施肥机能够实现精确农业信息控制自动变量施肥作业，为精确农业的进一步试验研究提供技术依据。     

信息农机农艺技术融合的小麦智慧生产模式研究

为研究智慧农业发展模式与实现途径,本研究设计了小麦产前、产中和产后各生产阶段信息技术与农机农艺融合的基本框架,即产前利用精准导航和激光平地技术实现对土地精准规范化作业,利用空间插值技术和变量施肥技术实现精准化播种与施肥;产中利用物联网和图像处理技术开展营养诊断服务;产后运用传感器技术开展产量实时预测服务。完成并实现了普通农机装备的智能化改造和与农业生产相适应的播种收获装备的研发;研究了具有高效利用光热资源、提高产量和绿色发展的小麦生产优化种植模式;研发了与小麦产前品种播期播量选择和施肥推荐、产中苗情营养诊断、产后产量实时测报等相关系统,并在河南省进行了试验。试验结果表明,采用信息技术与农机农艺融合方案可使小麦增产18.4%,增加产投比16.7%和8.1%,表明信息技术与农机农艺融合的小麦智慧化生产模式是有效的、可行的。     

变量施肥液压驱动系统设计及试验研究

针对变量施肥液压驱动系统转速控制精度不高、存在小范围转速波动及无法实现系统的无差控制等问题,设计开发了变量施肥驱动系统,并采用阀控马达的驱动方式。本文以国内外变量施肥驱动装置研究现状及发展趋势为指导,全球定位技术、地理信息技术和软件工程作为基础,设计了变量施肥驱动系统,利用液压马达排量大、转速低的特点,通过控制进油回路中的比例型流量控制插装阀的开度来实现液压马达的无级调速,进而达成变量施肥中对排肥轴速度控制的要求来实现变量施肥。室内试验结果表明:作业质量符合农艺要求;变量施肥驱动系统设计合理,为变量施肥的试验提供了技术支持。     

精细农业变量作业研究现状

精细农业变量作业具有保护环境,促进农业可持续发展的重要意义.介绍了国内外变量施肥和变量播种技术的研究现状,分析了各研究的技术特点和系统运行机理,并提出了精细农业变量作业的两种不同思路,为进一步的发展精细农业变量作业技术提供了理论依据和实例分析.