玉米农机农艺融合种植技术的应用及有效推广措施分析

作者: 孔冬华 袁晓英 谢敏

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为提高玉米种植产量,促进农民经济收益的提升,需采用农机与农艺融合的种植技术,以减少人力成本,提升土地的产出效率。在农业生产过程中,农机与农艺的融合是引入先进的机械设备,并与传统耕作技术相融合,通过智能化和精准化的农机应用提升作物的生长效率。基于此,本文对玉米种植中的农机农艺融合措施进行探讨。

一、农机与农艺的相互关系

农机技术发展与农艺精细化管理相结合能有效提高玉米产量与品质,农业机械的应用能够为精确播种和施肥提供技术支持,实现了行间距、播种深度与种子分布的精确控制,优化玉米的种植密度,直接关系到作物光合作用效率。农机的使用在土壤管理中同样具备重要作用,深松作业能改善土壤结构,增加土壤的透气性,为玉米根系的扩展提供有利条件。现代农机搭载的传感器可以实时监测土壤湿度,配合变量施肥技术实现养分的精准投放,减少养分流失,提升肥料利用率。病虫害管理也是农机与农艺融合的重点,智能喷雾设备能根据玉米生长阶段自动调整药液的喷洒量,确保药效的同时减少化学残留。在收获期,采用高效收获机械可以提高收割效率,通过机械调整适应不同作物状态,减少对玉米的损伤,保证玉米品质(农机与农艺的相互关系,如表1)。

二、玉米种植中农机农艺融合存在的问题

1、种子质量无法满足机械化作业要求

当前种子市场中存在的种子质量不高问题严重影响种植效率,如种子的大小、形状差距较大会导致播种机械的播种不均匀,影响玉米发芽率。在使用精密播种技术时,此种问题差异会导致播种深度和密度不一致,影响作物的株间距。种子的生物习性也是影响机械化播种效果的关键,若种子存在休眠性或活力不足的情况,将难以保证良好的发芽率,从而影响后期田间管理。种子携带的病原体会影响作物生长,通过机械化作业传播到整个种植区,从而增加农艺管理的难度。

2、玉米种植行距、时间不统一

行距的不统一会增加田间管理的难度,影响作物的光合作用效率,从而间接影响玉米的生长速度。玉米种植行距应根据具体的土壤条件、气候特征进行调整,使资源利用效率最大化。由于缺乏标准化的技术指导,不同农户在实际操作时难以保持行距的一致性,从而增加机械化作业的难度,导致作物竞争养分和水分,降低产量。

播种时间应根据地区的气候条件和玉米的生长周期精确计算,以确保所有植株能在最适宜的环境条件下生长。播种时间过早或过晚均会导致玉米在关键生长阶段遭受不利气候条件影响,早春低温或秋季霜冻会影响植株生长发育,还会使田间病虫害管理更加复杂。

3、玉米秸秆影响后期机械化作业

在现代玉米生产过程中,大量秸秆残留在田间,增加土地准备和次年种植的难度,也会影响农机设备的运行效率。大量未处理的玉米秸秆会导致机械化播种时的堵塞问题,影响播种机的正常运作。需在种植前将秸秆切碎或移除,若处理不当,残留的秸秆会影响种子与土壤的接触,进而影响种子的发芽率。秸秆残留在土壤表层也会导致田间湿度增加,为病原体提供滋生的条件,同时未充分分解的秸秆会阻碍土壤的通气性,影响根系的营养吸收效率,从而抑制作物生长。秸秆处理需使用更高功率的耕作机械翻耕土壤以确保达到理想的种植标准,从而增加了燃油消耗,提高农机的维护成本。

三、玉米农机农艺融合种植技术的应用

1、在耕整地环节的应用

在现代玉米种植过程中,采用自动化耕作机械,如带有GPS定位和自动驾驶系统的耕作机,能够确保土地处理的精确性,实现每一次耕作深度和宽度的一致性,从而优化土壤的理化性质,为玉米种子提供更加理想的生长环境。应精确控制耕作深度,避免过度耕作,保持土壤结构的稳定,从而提高土壤的水分保持能力,促进根系的健康生长。集成传感器技术的耕作机械可以在耕作过程中实时监控土壤的湿度温度情况,以及残留作物的分布情况,并将这些数据通过精准农业系统实时反馈给种植人员,使耕作方式根据实时土壤数据进行调整,优化资源配置。在此过程中,分析土壤养分数据,农机可以在必要的区域自动增施土壤改良剂或有机肥料,从而提高养分利用率,减少环境污染的风险。现代耕整地技术需使用覆盖作物和深层翻土技术以改善土壤结构,增加有机质含量。覆盖作物能够在非生长季节保护土壤表层,根据其根系的生长情况增加土壤的有机质,同时通过其生长过程中的光合作用固定大气中的碳,减少侵蚀,并提高土壤水分和养分的保持能力。还需进行深层翻土以打破土壤的硬层,改善深层土壤的透气性,进而改善土壤的物理化学性质,促进根系更深层次的扩展,提高作物产量(如表2)。

2、在播种环节的应用

随着农机与农艺技术的融合,现代播种技术已经发展出多种先进方法,以提高玉米种植效率。精密播种技术的应用是提高玉米播种质量的重要措施,需要使用高精度的播种机械,配备种子监测系统,确保种子以恰当的深度和间距精确播放,减少种子间的竞争,优化光照利用效率,促进幼苗的均匀生长,从而提升田间作物的整体健康状况,增加产量。还可以通过精密播种的方法调节播种密度,以适应不同的土壤条件,优化种子的生长潜力。变量播种技术的集成是玉米种植的创新技术,其基于实时土壤数据,如土壤肥力、湿度等,调整种子深度、密度及施肥量。在不同的种植区域内使用不同的播种参数,变量播种技术可以精确适应各种土壤条件,减少资源浪费,土壤肥沃区域可以适当增加种植密度,而在较贫瘠的区域则减少,以此来均衡营养供应,提升整体产量。同时,与信息技术相整合,利用农业信息系统使播种机械接收来自田间传感器的大量数据,涵盖从土壤条件到气候变化的各种参数,使播种机械实时调整操作方法,以应对突发的环境变化。这些系统能够记录播种数据,为种植人员提供历史数据分析,帮助其评估播种效果,并根据历史信息调整未来的农艺技术。

3、在田间管理环节的应用

田间监测技术的应用能够提高管理效率,保证作物的生长质量。现代农业技术,如无人机和地面传感器可以实时收集田间数据,包括作物生长情况、土壤湿度、光照强度等信息,并结合专业的农业管理软件对相关数据进行分析,帮助种植人员精确调整灌溉计划,确保玉米作物在最适宜的环境中生长。结合所监测的土壤湿度数据可以自动调节灌溉系统的开关,节省水资源,防止因灌溉过量或不足对作物生长造成不利影响。在病虫害管理方面,集成化的病虫害监测与控制系统能够为田间管理提供强有力的支持,其结合图像识别技术与机器学习算法,在早期识别病虫害的迹象,并通过自动化的喷药机械进行精准喷洒,确保药剂的最佳利用效率并减少化学农药的使用。该系统还可以记录病虫害发生的时间及位置,帮助种植人员分析病虫害发生的原因,从而制定更有效的预防措施。在田间管理中,变量施肥技术能够提升肥料的使用效率,借助土壤养分监测设备,农机可以根据土壤肥力的实时数据调整施肥量,确保每个地块根据其具体需求获得适宜的营养支持。此种精密的管理方法能够提高作物的生长潜力,从而减少过量施肥带来的环境污染,有助于环境保护,同时也可以创建详细的营养管理记录,为今后的种植管理提供参考数据,使种植人员持续改进农艺技术。

4、在收获环节的应用

农机与农艺技术的融合能够提高收获效率,确保作物的最佳品质,减少损失,需采用先进的玉米联合收割机,并配备有自动导航系统的收割机械臂,根据作物的成熟度和行间距进行调整,以实现最优的收割效率。该机械以其高效的切割分离系统快速收集玉米穗,减少对植株的损伤,保持玉米的完整性,还能实时监测作物的湿度和其他关键参数,自动调整操作设置,以适应不同的田间条件,从而保证收获过程的均一性,减少损失。在收获后的处理环节,采用集成的数据管理系统对收获的玉米进行跟踪管理是现代农机农艺融合的典型应用,可以记录每个田块的产量数据、作物质量等信息,帮助种植人员分析产量趋势,了解作物生长情况,进而优化未来的种植计划。数据管理系统还可以与市场需求相联系,实现作物销售和分配效率的最大化,确保收获的玉米在最佳状态下迅速进入市场,减少仓储成本。还可以在收获环节使用秸秆回收机械,在收获后将秸秆收集并加工成秸秆块,用于生物质能源,实现对农田的可持续管理,减少农业废弃物,为农户提供额外的经济收入,从而提高农业生态系统的循环利用能力。

四、玉米农机农艺融合种植技术的优化

1、调整肥料配方,增加微生物菌肥用量

在玉米种植中,需对化学肥料与有机肥料比例进行优化,补充必需的微量元素,科学分析土壤养分状态及玉米的营养需求。农业技术人员可以设计一套针对性的肥料配方,涵盖氮、磷、钾等营养素,以及铁、锌、硼等对玉米生长有帮助的微量元素,以精确配比的肥料满足玉米在不同生长阶段的营养需求,防止过量施肥导致的土壤盐渍化。现代肥料配方趋向于低碳环保,应采用缓释和控释肥料持久释放养分,减少养分流失,并改善土壤结构以提高土壤水气调节能力,从而为玉米提供更稳定的生长环境。微生物菌肥可以改善土壤的生物活性,促进土壤中有益微生物的增殖,还能通过固氮、解磷、解钾等生物过程直接或间接地提供植物所需的营养。固氮微生物能提高土壤氮素的利用率,减少对化学氮肥的依赖,菌肥中的生物活性物质,如生长促进因子可以增强玉米的抗病能力,提高作物的整体健康。微生物菌肥的使用还有助于增加有机质的积累,改善土壤结构,从而提高土壤的保水保肥能力,强化根系的呼吸作用。

2、加强技术升级和设备更新

技术升级主要是农业机械和作物管理技术的现代化改进,需引入更先进的农业技术,利用自动导航系统、无人机监测等技术实现对玉米田间环境的精确监管,优化作物生长条件,提高资源使用效率。种植人员可以使用无人机进行定期监测,实时获取作物生长状况,及时调整管理措施,进行精确化的施肥和灌溉。同时,智能化农机械,如自动播种机,可以根据实时数据自动调整操作参数,确保作业的高效性,使作物保持在最佳生长状态。随着农业科技的快速发展,新一代农业机械不断涌现,这些机械通常具有更高的能效比,操作性能也更为优秀,更新老旧农机设备可以减少常规的维护成本和时间,降低能源消耗,增加作业的精确度。种植人员可以运用新型玉米联合收割机高效完成收割作业,减少作物损失,政府也需要提供财政补助,以低息贷款的激励措施鼓励农户更新设备,采用新技术。同时,建立农机共享平台,降低小型农户的设备投资成本,促进先进农机设备的广泛应用,为未来农业发展打下坚实的基础。

五、玉米种植中农机农艺融合的有效推广措施

1、加大相关政策的扶持力度

在农机农艺融合中,政府可以通过提供财政补贴来鼓励农民采用先进的农业技术和机械,对购买高效节能的农机设备,如精密播种机、智能喷药机等提供补助,以降低农户的初期投资成本,从而加速农机现代化的发展步伐,促使农户积极接受高新技术,提升整体的种植效率。同时,针对实施土壤保护和使用可持续种植技术的农户提供补助,以此激励更多的生产者参与到生态友好型农业实践中。还应加强农业科技研发,推广体系的建设,政府可以设立专项基金,支持农业科研机构和高等院校进行玉米种植相关的技术开发与创新,如耕种一体机的开发、病虫害智能监控系统的研究。同时,加强对农机操作和农艺管理技能培训的投入,组织定期的技术培训,开展现场演示活动,使农户及时了解最新的农业技术,并建立健全技术服务体系,提供从技术咨询到田间管理的全方位服务。以此解决农户在实际操作过程中遇到的问题,提高技术的普及率,实现产业升级,确保农业生产经济效益得到提升。

2、培养复合型农业人才

复合型农业人才的培养需要高校在课程设计上进行创新,与行业合作加强实际操作培训,确保学生能在未来的农业生产中发挥关键作用。农业人才需具备传统的农艺知识,掌握现代农业技术,能够在复杂的农业生产环境中做出科学的管理决策。在此背景下,教育体系应强化农业科技教育和实践培训,整合农学、机械工程、信息技术等多学科课程,为学生提供广泛的知识基础,提升其技术水平。这应涵盖从基础的土壤科学到先进的精准农业技术,如无人机监控、大数据分析等,以多学科的综合教育使学生全面理解并运用这些技术,从而优化玉米种植的各个环节,提高作物产量与质量。同时,加强与农业企业、农机制造商紧密合作,使学生获得实际操作经验,将理论与实践相结合,从而让学生在实际工作中应用所学知识,激发学生的创新思维,解决农业实际生产中遇到的问题。在此基础上,鼓励学生参与精准施肥系统的设计,使其根据土壤养分状态和作物生长需求调整施肥方法,进而增强学生的技术应用能力,培养其问题解决能力,实现农业教育的现代化,满足现代农业发展的人才需求。

综上所述,在玉米种植过程中,应用并推广农机与农艺相融合的种植技术能够增加玉米产量,优化生产配置,保护生态环境,进而提高劳动效率,解放劳动力,减少农药和化肥的使用,降低对环境的污染风险。应当加强对农机农艺融合技术的研发与推广,以促进玉米种植业的可持续发展。

(作者单位:410300湖南省浏阳市农业农村局)

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