我國激光控制土地精細平整設(shè)備的推廣應(yīng)用

北京盛恒天寶科技有限公司 劉范仲

1 激光控制平地技術(shù)

激光控制平地技術(shù)是目前世界上最先進的土地精細平整技術(shù)。它利用激光束平面取代常規(guī)機械平地中人眼目視做為控制基準，通過伺服液壓系統(tǒng)操縱平地鏟運機具工作，完成土地平整作業(yè)。

激光平地機主要包括激光部分和液壓部分，激光部分包括激光發(fā)射器、激光接收器、控制器等連接線纜。液壓部分包括齒輪泵、電磁閥、油缸、油管等連接組件。

激光平地技術(shù)是指激光接收器安裝在鏟運車上，以激光發(fā)射器產(chǎn)生的參考面作為基準，實時獲取高程數(shù)據(jù)，自動進行鏟運機高程控制，這就使得駕駛操作員用拖拉機進行土方清理或平整工作變得非常簡單。

應(yīng)用激光控制平地技術(shù)可以實現(xiàn):

（1）高精度農(nóng)田平整；

（2）平整效果達到高低誤差不超過2.5厘米；

（3）減少田間灌排渠系占地；

（4）減少灌溉用水；

（5）提高機械化作業(yè)率；

（6）提高作物產(chǎn)量；

（7）田間灌水效率由50%提高到80%以上；

（8）冬小麥生長期節(jié)水30%；

（9）糧食增產(chǎn)20%～30%。

激光發(fā)射器：發(fā)射激光平面，作為基準面；

激光接收器：接收激光信號，反饋平地鏟的情況；

激光控制器：通過接收器的反饋信號，控制電磁閥油路方向；

液壓電磁閥：執(zhí)行控制器的命令，控制油缸的升降，讓平地鏟與基準面平行；

齒輪泵：給電磁閥提供油壓動力。

2 投入設(shè)備及必備條件

激光控制平地系統(tǒng)包括激光發(fā)射器、激光接收器、控制器、液壓執(zhí)行機構(gòu)、旱田平地鏟和水田平地鏟。為了達到最佳的平地效果和最高的平地效率，需要配備65馬力以上拖拉機，而且該拖拉機備有液壓輸出。

3 推廣前景及意義

從20世紀80年代開始，一些發(fā)達國家開始推廣激光控制平地技術(shù)。查閱國外資料發(fā)現(xiàn)，利用激光控制平地技術(shù)平整土地，可使單位面積平地成本降低25%，作業(yè)時間減少40%，灌水時間減少50%。近10年來，發(fā)展中國家相繼推廣激光平地技術(shù)，取得了較好的效益。如在印度節(jié)水15%～20%；在土耳其，灌溉效率提高25%～100%，小麥增產(chǎn)25%～55%，棉花增產(chǎn)20%～50%；在巴基斯坦，灌溉效率提高30%～45%，小麥增產(chǎn)27%，棉花增產(chǎn)35%；在埃及，農(nóng)作物（小麥、大豆、棉花和玉米）的生產(chǎn)成本下降6.3%～5.4%。近幾年來，我國在激光控制平地技術(shù)方面的研究與實踐取得了較快的進展。1998年前后，黑龍江農(nóng)墾水稻產(chǎn)區(qū)、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團棉花產(chǎn)區(qū)先后引進了大量激光控制平地技術(shù)設(shè)備，開展平整土地實踐。結(jié)果表明，平整的土地可節(jié)水30%～50%，水田土地利用率提高9%，便于全程機械化作業(yè)，糧食產(chǎn)量提高20%～30%。2001年，天津市北辰區(qū)農(nóng)機局引進了一套激光控制平地系統(tǒng)，平整后的農(nóng)田節(jié)水30%，大大減輕了勞動強度，提高了農(nóng)田作業(yè)的精確度。

隨著節(jié)水農(nóng)業(yè)的大力推進和農(nóng)田基本建設(shè)的加快發(fā)展，對農(nóng)田的表面平整度要求越來越高，而且部分省份已經(jīng)將激光控制平地技術(shù)設(shè)備作為配套農(nóng)機具并享受農(nóng)機購機補貼政策，表明未來的激光控制平地技術(shù)具有廣闊的推廣前景。

4 平地機在中國的歷程

中國第1臺平地機誕生于20世紀60年代，由當時的天津工程機械廠參照前蘇聯(lián)樣機試制并生產(chǎn)，1985年又引進了德國技術(shù)，但是一直處于機械平整階段。

在20世紀90年代中后期，國內(nèi)自行研制了兩種激光平地機械，即應(yīng)用于鹽業(yè)生產(chǎn)的GP1型激光校準平地機和應(yīng)用于農(nóng)田基本建設(shè)的1PJY-6型激光平地機，但這些產(chǎn)品一直處于試驗和試用階段。

20世紀90年代后期，我國新疆、黑龍江等省區(qū)的大型農(nóng)場開始從國外引進激光平地技術(shù)和激光平地機，其中又以美國光譜精儀有限公司（已被美國天寶公司收購）的平地機為代表。引進的這些設(shè)備，平地效果很理想，但功率太大、價格太高，使得激光平地技術(shù)在當時未能得以大范圍推廣應(yīng)用，甚至在某些地區(qū)發(fā)生了設(shè)備長期閑置的現(xiàn)象。

隨著時光的變遷，技術(shù)的改進，激光平地技術(shù)在中國的東北和西北走過了漫長的10年。2007年，中央一號文件就明確提出“加大土地復墾、整理力度。按照田地平整、土壤肥沃、路渠配套的要求，加快建設(shè)旱澇保收、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的高標準農(nóng)田。”這無疑表明，田地平整對發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有非常重要的意義。進行農(nóng)田土地平整，可以有效改善農(nóng)田表面狀況，提高農(nóng)田灌溉水的利用率，有利于控制雜草和蟲害，提高化肥使用效率，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)精細的地面灌溉。但人工平整農(nóng)田土地耗資很大、費工多、精度差，因此，農(nóng)田平地機閃亮登場，采用機械化施工平整土地也成為越來越多農(nóng)民朋友的呼聲。這也使得在2007年之后，激光平地技術(shù)首先在西北地區(qū)開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的勢頭，繼而向全國蔓延開來。

5 激光平地技術(shù)的快速發(fā)展

激光平地機在2007年之前，在中國的使用主要分布在新疆、寧夏、黑龍江等地區(qū)，切實使用總量不超過100臺；2008年僅寧夏、新疆地區(qū)的銷售量就突破200臺；2009年銷售量更是突破300臺；2010年全國銷量突破600臺；2011年全國銷量更是達到1200多臺；2012年全國銷量超過1500臺，我國的激光平地機的使用量進入了一個飛速發(fā)展期。

2007年之前，激光平地機在農(nóng)業(yè)上的使用，主要分布在新疆、寧夏和黑龍江等地區(qū)；2010年以后，激光平地機的使用擴展到天津、甘肅、內(nèi)蒙古、河北、江蘇等24個省、市、自治區(qū)。

6 國產(chǎn)品牌進一步推動先進技術(shù)的推廣

在該技術(shù)上，我國最早引進的是美國的激光平地技術(shù)，隨著市場的發(fā)展，日本的拓普康激光平地機、瑞士的徠卡激光平地機等也陸續(xù)進入中國市場。2006年之后我國自行研發(fā)的上海舒瑞、寧波龍達世嘉、北京IGS愛迪斯等多種品牌的激光平地設(shè)備推向市場，等待市場的篩選。其中北京盛恒天寶科技有限公司激光平地機生產(chǎn)的自主品牌IGS愛迪斯激光平地機經(jīng)受住了市場的考驗?，F(xiàn)在北京盛恒天寶科技有限公司激光平地機的銷售量占市場份額的80%以上，盛恒天寶公司是中國最早銷售美國天寶激光平地機的公司，現(xiàn)在既是進口激光平地機的代理商，又有自己研發(fā)的IGS激光平地機。

隨著市場需求的增加、市場的發(fā)展、中國農(nóng)業(yè)化的改革，激光平地技術(shù)的推廣和應(yīng)用還有很大的空間，中國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化之路剛剛開始，農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化、自動化還有待我們一起努力。