衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化中的應(yīng)用分析

● 文|新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械管理局 裴新民新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院 張艷彬 劉書(shū)艷阿勒泰農(nóng)機(jī)推廣站 金曉青

技術(shù)進(jìn)展 Technology Progress

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化中的應(yīng)用分析

● 文|新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械管理局 裴新民
新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院 張艷彬 劉書(shū)艷
阿勒泰農(nóng)機(jī)推廣站 金曉青

摘 要：介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化中的應(yīng)用狀況、應(yīng)用效果和發(fā)展前景，結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化中的應(yīng)用實(shí)際情況，指出了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化發(fā)展過(guò)程中存在的主要問(wèn)題和相應(yīng)的解決措施。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù) 新疆農(nóng)機(jī)化 應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展

Technology Progress

21世紀(jì)，我國(guó)人口呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)，糧食與其他農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)量與質(zhì)量都面臨巨大壓力；對(duì)此，農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化也遇到新的挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化提出了新的要求。近幾年，各地的示范推廣實(shí)踐證明，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用，目前以及未來(lái)尚需各地積極開(kāi)展衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究以及相關(guān)的設(shè)備研制，特別是在大平原進(jìn)行大規(guī)模機(jī)械化作業(yè)的地區(qū)，必須重視衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)田各項(xiàng)作業(yè)環(huán)節(jié)和管理中的應(yīng)用，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)引導(dǎo)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)作業(yè)實(shí)用化，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)引導(dǎo)下耕作和收獲機(jī)械將成為技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。大力推廣應(yīng)用農(nóng)用車(chē)輛衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，將為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化又好又快發(fā)展發(fā)揮不可估量的作用。

一、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化中的應(yīng)用狀況

新疆農(nóng)機(jī)系統(tǒng)于2012年開(kāi)始在農(nóng)機(jī)化中引進(jìn)示范衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，經(jīng)過(guò)兩年的試驗(yàn)示范推廣，取得了比較顯著的成效。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前新疆地方擁有衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)設(shè)備約500臺(tái)（套），這項(xiàng)技術(shù)在北疆的昌吉州、伊犁州、阿勒泰、塔城地區(qū)、博州和南疆的阿克蘇、巴州的各縣市推廣，尤其是在棉花、玉米、小麥、番茄的播種中廣泛運(yùn)用，效果十分明顯。之所以推進(jìn)速度快、效果好，不僅與這項(xiàng)技術(shù)自身發(fā)揮的良好作用有關(guān)，還與自治區(qū)各級(jí)黨委政府、各級(jí)農(nóng)機(jī)部門(mén)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的認(rèn)可并給予大力的扶持有關(guān)。新疆自治區(qū)農(nóng)機(jī)局召開(kāi)了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)機(jī)化的應(yīng)用的研討和現(xiàn)場(chǎng)演示會(huì)，及時(shí)組織衛(wèi)星導(dǎo)航企業(yè)申報(bào)支持推廣的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品目錄，將農(nóng)機(jī)運(yùn)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)納入補(bǔ)貼范圍，上述地州也組織了演示會(huì)并出臺(tái)了優(yōu)惠政策。以昌吉州為例：2012年州、市財(cái)政拿出50萬(wàn)元資金，支持安裝了6套GPS全球衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)設(shè)備，用于各種農(nóng)機(jī)化作業(yè)，每臺(tái)拖拉機(jī)僅市級(jí)購(gòu)機(jī)補(bǔ)助就達(dá)5萬(wàn)元，農(nóng)民僅掏部分費(fèi)用。又如博樂(lè)市在2014年購(gòu)置了25套：州政府出資3萬(wàn)元/套，市政府出資4萬(wàn)/套，國(guó)家補(bǔ)貼3萬(wàn)/套的情況下，農(nóng)民只花費(fèi)1萬(wàn)元/套。

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能在新疆快速推廣的另一個(gè)重要原因在于，近十年來(lái)新疆在棉花、番茄、玉米和甜菜等農(nóng)作物生產(chǎn)中大力推廣機(jī)械化精細(xì)耕整地技術(shù)、機(jī)械化精量播種技術(shù)、機(jī)械化精確噴藥施肥技術(shù)和先進(jìn)的機(jī)械化收獲技術(shù)。這些新技術(shù)對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量要求非常高，特別是對(duì)拖拉機(jī)駕駛?cè)藛T的操作技能要求很高。農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量完全依賴(lài)駕駛員的駕駛技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，如果在農(nóng)機(jī)作業(yè)的行走直線精確度和作業(yè)交接行距精確度上作業(yè)質(zhì)量不高，對(duì)精量播種、精確噴藥施肥和精準(zhǔn)收獲等的作業(yè)質(zhì)量影響很大。為達(dá)到農(nóng)機(jī)作業(yè)的精準(zhǔn)質(zhì)量，各地農(nóng)機(jī)部門(mén)投入了大量的人力、物力和財(cái)力，加大了對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛操作人員的技術(shù)培訓(xùn)。由于工作量大、范圍廣等因素，農(nóng)機(jī)作業(yè)技術(shù)水平提高緩慢。

通過(guò)近幾年的試驗(yàn)示范和推廣應(yīng)用，實(shí)踐證明，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)不僅能夠有效提高農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量，還能降低作業(yè)成本，因此現(xiàn)在到了最適合推廣的時(shí)期。

二、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化的應(yīng)用效果

1.衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）提高機(jī)車(chē)作業(yè)使用率

該系統(tǒng)提高了機(jī)車(chē)的駕駛操作性能，可延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間（夜間也可作業(yè)），大大提高了機(jī)車(chē)的作業(yè)使用率。

（2）提高土地利用率

作業(yè)中減少重耕和漏耕，實(shí)現(xiàn)節(jié)本降耗，并提高了土地的利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益。

（3）降低勞動(dòng)力成本

當(dāng)前和今后勞動(dòng)力成本將越來(lái)越高，為提高農(nóng)機(jī)作業(yè)水平，每年在拖拉機(jī)操作人員的技能培訓(xùn)方面投入的資金越來(lái)越多。支付給高水平的農(nóng)機(jī)操作手的報(bào)酬很高，目前一臺(tái)大型采棉機(jī)駕駛員月工資已達(dá)3萬(wàn)元以上，精量播種拖拉機(jī)駕駛員月工資已達(dá)1.5萬(wàn)元以上，這樣就無(wú)形中加大了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的投入成本。而衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)為農(nóng)機(jī)駕駛?cè)藛T的操作提供了非常高的控制精度，大大降低了對(duì)農(nóng)機(jī)駕駛?cè)藛T的操作技能要求。

（4）減輕駕駛?cè)藛T勞動(dòng)強(qiáng)度

衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用使農(nóng)機(jī)駕駛?cè)藛T不用關(guān)注收獲機(jī)或拖拉機(jī)的方向盤(pán)、行走方向，更多的時(shí)間用來(lái)關(guān)注播種機(jī)內(nèi)種子的增減量、打藥機(jī)內(nèi)農(nóng)藥的增減量等，有效地降低農(nóng)機(jī)駕駛?cè)藛T的作業(yè)疲勞度，有效提高田間作業(yè)質(zhì)量。

（5）減少機(jī)械作業(yè)過(guò)程中對(duì)作物的損傷

由于衛(wèi)星導(dǎo)航播種質(zhì)量好，在進(jìn)行中耕、施肥、植保、化控、脫葉、打頂、抽雄作業(yè)中具記憶功能，對(duì)行性好，可以避免對(duì)作物的損傷。

（6）減少機(jī)械收獲損失

實(shí)施衛(wèi)星導(dǎo)航精準(zhǔn)播種作業(yè)的機(jī)采棉、機(jī)收甜菜、制種玉米等作物，減少因?yàn)樽魑锝唤有衅顚?dǎo)致的機(jī)械化收獲作業(yè)損失。如機(jī)收甜菜無(wú)法對(duì)行采收導(dǎo)致部分甜菜破損，降低產(chǎn)量；如制種玉米機(jī)械化去雄率不高等，另外還能提高殘膜回收機(jī)的回收率。

2.衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化應(yīng)用中的問(wèn)題

1）國(guó)內(nèi)農(nóng)機(jī)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)及裝備存在著品種少、功能不全和質(zhì)量不過(guò)關(guān)、國(guó)產(chǎn)化率低、很多關(guān)鍵部件需要依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口等問(wèn)題。

2）衛(wèi)星導(dǎo)航的主要設(shè)備大多數(shù)為美國(guó)純進(jìn)口設(shè)備，設(shè)備價(jià)格虛高，高達(dá)10萬(wàn)元，雖然政府有補(bǔ)貼，但對(duì)于收入不高的農(nóng)戶(hù)來(lái)說(shuō)購(gòu)買(mǎi)力仍較低，近年國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品的出現(xiàn)，將價(jià)格降低到了8萬(wàn)/套，但多數(shù)農(nóng)民仍難以接受。

3）目前農(nóng)機(jī)用的衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備（國(guó)內(nèi)外）普遍存在著操作復(fù)雜、維護(hù)困難，拆裝不便、使用成本高等問(wèn)題。另外還存在著架設(shè)的固定信號(hào)基站少、信號(hào)覆蓋范圍小、衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)質(zhì)量受限等問(wèn)題。周?chē)辛謳?、地?shì)較低洼的作業(yè)地塊易受到信號(hào)干擾，在有效信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)（電臺(tái)基站15km）仍頻繁出現(xiàn)掉線現(xiàn)象，使得自動(dòng)導(dǎo)航功能失去作用。

4）就目前從全疆各地州的使用情況來(lái)看，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)主要用于播種、中耕、植保、化控、機(jī)收等幾項(xiàng)作業(yè)，犁地、耕地、整地、秸稈粉碎、殘膜回收等作業(yè)試驗(yàn)示范不足，沒(méi)能大面積推廣。另外此技術(shù)在農(nóng)機(jī)作業(yè)管理、農(nóng)機(jī)行政管理中的應(yīng)用還處于摸索階段。

5）衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)設(shè)備非農(nóng)機(jī)原裝品，需要改裝，與現(xiàn)行農(nóng)機(jī)法規(guī)有抵觸之嫌。

三、效益分析

1.經(jīng)濟(jì)效益

使用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，大幅度提高了作業(yè)時(shí)交接行的精準(zhǔn)度，可節(jié)約土地面積達(dá)1%～2%。以昌吉市種植棉花為例，棉花株數(shù)可提高3%以上。在同一地塊、同一架播種機(jī)播種的同等條件下，采用自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)械化作業(yè)技術(shù)，畝株數(shù)在原有的基礎(chǔ)上增加了690株，每株5鈴，每鈴5克，畝產(chǎn)量增加可達(dá)17.25千克，增收138元/畝；全市2.1萬(wàn)畝核心區(qū)采用了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，提高了土地利用率，增加土地面積可達(dá)420畝，增收節(jié)支達(dá)5.8萬(wàn)元。另外，衛(wèi)星導(dǎo)航自動(dòng)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)連續(xù)作業(yè)。結(jié)合本地實(shí)際，使用自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)播種比常規(guī)播種每天多作業(yè)40畝，加快了播種進(jìn)度，縮短了播種期，減少了雇用操作技術(shù)好的駕駛員200～300元／天的費(fèi)用和跟機(jī)作業(yè)人員100元／天的費(fèi)用，降低了作業(yè)成本。

此外，分析應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在棉花耕種整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中（播種、中耕施肥作業(yè)、植保噴霧作業(yè)、棉花收獲、殘膜回收、棉花測(cè)產(chǎn)、采棉機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控、測(cè)土施肥、節(jié)水滴灌、災(zāi)后重播、農(nóng)機(jī)具跨區(qū)作業(yè)調(diào)度管理等環(huán)節(jié)）發(fā)揮的作用。采用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作，可節(jié)省聘請(qǐng)播種機(jī)手薪酬支出60%，增加機(jī)組經(jīng)濟(jì)收入20%～30%，采棉機(jī)采凈率提高2%～3%以上，每畝增加收入60～90元，土地利用率提高1%～2%，作物產(chǎn)量提高2%～3%，殘膜回收率提高8%～10%以上，棉花抗災(zāi)重播面積達(dá)到20%以上。

2.社會(huì)效益

使用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，解決了困擾農(nóng)機(jī)人一直以來(lái)“播行端直、接茬準(zhǔn)確”的大難題以及雇用技術(shù)好的駕駛員難且工錢(qián)高的問(wèn)題。能夠24小時(shí)連續(xù)作業(yè)，使作業(yè)時(shí)間不受白天黑夜的困擾，大大提高了機(jī)車(chē)的出勤率和時(shí)間利用率，縮短了播種期，減少雇駕駛員和跟機(jī)作業(yè)人員的費(fèi)用，降低成本，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)質(zhì)量。農(nóng)民使用裝有衛(wèi)星定位系統(tǒng)的機(jī)車(chē)播種，增加了農(nóng)機(jī)手的收入。農(nóng)民把自己的土地及早種完，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村剩余勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步增加農(nóng)民收入，緩解了春耕生產(chǎn)期間用工難的問(wèn)題。使用該技術(shù)提高作業(yè)時(shí)交接行的精準(zhǔn)度，避免作業(yè)時(shí)產(chǎn)生交接行的“重漏”，提高了土地、水、肥、藥的利用率，為后期田間管理、收獲作業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。后期噴藥時(shí)作物生長(zhǎng)茂盛，很難分辨行距，需要安排專(zhuān)人在前面負(fù)責(zé)分行，否則分不清行會(huì)嚴(yán)重軋苗，使用該技術(shù)能夠自動(dòng)分行，省去分行需要的人力和費(fèi)用，降低了生產(chǎn)成本，提高農(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)本增收。

四、應(yīng)用需求

1.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用的性能需求

一方面要具備一機(jī)多用、便于拆裝，具有記憶功能、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)良性能，使用維護(hù)方便，即要傻瓜一些。另一方面由于使用對(duì)象為農(nóng)村農(nóng)民，機(jī)具價(jià)格要大幅度降低，即要?jiǎng)?wù)實(shí)一些等。

2.數(shù)量上的需求

1）從現(xiàn)有農(nóng)機(jī)保有量的30%推算：現(xiàn)有大中型馬力拖拉機(jī)保有量30多萬(wàn)臺(tái)，按30%推算，需9萬(wàn)多臺(tái)（套）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備；現(xiàn)有收獲機(jī)保有量8萬(wàn)多臺(tái)，按30%推算，需2.4萬(wàn)多臺(tái)（套）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)備。

2）從新疆耕地面積上計(jì)算：新疆有8000萬(wàn)畝耕地，要進(jìn)行各種農(nóng)機(jī)作業(yè)和管理，隨著機(jī)械化水平和作業(yè)質(zhì)量的提升，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)設(shè)備的需求會(huì)越來(lái)越大。

3） 農(nóng)機(jī)專(zhuān)業(yè)合作社、鄉(xiāng)農(nóng)機(jī)管理站實(shí)施信息管理，需求量很大。

3.配套設(shè)備的需求

拓展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要開(kāi)展精確施肥、精確施藥、農(nóng)機(jī)作業(yè)管理的配套設(shè)備及軟件。因此衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在新疆農(nóng)機(jī)化的需求量巨大，可拓展范圍廣闊，發(fā)展?jié)摿Σ豢尚∮U。

五、發(fā)展建議

1.對(duì)農(nóng)機(jī)設(shè)備研發(fā)單位和生產(chǎn)企業(yè)的建議

1）建議研發(fā)和生產(chǎn)農(nóng)機(jī)用的衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的企業(yè)，增加農(nóng)機(jī)用導(dǎo)航設(shè)備的品種、擴(kuò)大功能，增加維護(hù)保養(yǎng)、拆裝方便、操作簡(jiǎn)化的傻瓜型設(shè)備。

2）大幅度降低價(jià)格和減少使用成本。

3）加大配套設(shè)備研發(fā)，為擴(kuò)展衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)機(jī)化的應(yīng)用創(chuàng)造條件。

4）銷(xiāo)售企業(yè)要加大售前、售后的培訓(xùn)，加大售后服務(wù)力度。

5）衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)與農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的聯(lián)合，在主機(jī)上加裝衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備以解決與農(nóng)機(jī)法規(guī)的抵觸問(wèn)題。同時(shí)要努力研究衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)中加裝技術(shù)的安全措施，杜絕安全隱患。

2.對(duì)政府和農(nóng)機(jī)管理部門(mén)的建議

1）加強(qiáng)對(duì)加裝衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備農(nóng)機(jī)的管理，采取一些有力手段杜絕安全事故發(fā)生。

2）積極拓展衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)機(jī)化的應(yīng)用范圍，積極組織試驗(yàn)示范、現(xiàn)場(chǎng)觀摩、經(jīng)驗(yàn)交流。

3）加大政策扶持。充分利用國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼政策，做到應(yīng)補(bǔ)盡補(bǔ)，地、縣兩級(jí)政府在財(cái)政資金支持方面強(qiáng)化政策引導(dǎo)，在國(guó)家補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上實(shí)施累加補(bǔ)貼。促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)盡快在全疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大面積應(yīng)用。積極支持北斗系列產(chǎn)品，促進(jìn)農(nóng)機(jī)用衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，在政策上向國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品傾斜，促使企業(yè)提升產(chǎn)品性能，降低成本。

4）加強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的培訓(xùn)工作。組織相關(guān)企業(yè)及農(nóng)機(jī)等部門(mén)技術(shù)人員編寫(xiě)具有針對(duì)性、實(shí)用性和操作性的培訓(xùn)教材，加強(qiáng)對(duì)農(nóng)機(jī)、農(nóng)業(yè)等相關(guān)部門(mén)技術(shù)人員，管理人員，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村組干部及農(nóng)民的培訓(xùn)。

5）加強(qiáng)自主研發(fā)。建議國(guó)家加大對(duì)自主研發(fā)農(nóng)機(jī)用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的科研費(fèi)用的投入，調(diào)動(dòng)研發(fā)積極性，加快對(duì)進(jìn)口設(shè)備機(jī)械消化吸收，盡快研制出擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、集多種功能于一體、高科技含量的農(nóng)機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)，提高產(chǎn)品科技含量，保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能，降低產(chǎn)品價(jià)格。

參考文獻(xiàn)

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