精準農業(yè)種植技術在玉米生產(chǎn)中的應用與效果評估

李春暉

摘要：隨著科技化水平的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)進入信息化時代，中國作為傳統(tǒng)農業(yè)大國，玉米是重要經(jīng)濟作物，怎樣將玉米高產(chǎn)栽培與農業(yè)信息化技術相結合，已經(jīng)成為當前工作重點。玉米的種植歷史悠久，種植面積較大，且科學技術的不斷發(fā)展以及種植方法的不斷優(yōu)化，玉米種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度也有明顯加快。精準農業(yè)種植技術是信息技術和人工智能技術的高速發(fā)展所形成的一種新型農業(yè)生產(chǎn)管理技術，該技術的應用配合在大田玉米栽培生產(chǎn)中的應用效果也是尤為顯著的。高科技信息化管理技術的推廣以及相關配套服務措施的實施，對于玉米的良種改良以及高產(chǎn)栽培均有非常顯著的促進作用，對于玉米畝產(chǎn)量的提升有所促進。本文主要以農業(yè)信息化環(huán)境為基礎，進行精準農業(yè)種植技術在玉米生產(chǎn)中的應用分析，并就部分關鍵技術的應用效果進行相關評估，同時進行詳細介紹，旨在為玉米栽培工作的開展提供相關參考。

關鍵詞：精準農業(yè)種植；玉米生產(chǎn)；應用；評估

與傳統(tǒng)的農業(yè)種植技術相比，現(xiàn)代化的精準農業(yè)種植技術比較依賴現(xiàn)代信息化技術的支持，并且需要結合人工智能去實行。傳統(tǒng)的農業(yè)發(fā)展在很大程度上依賴生物遺傳育種技術，并需要加上化肥、農藥、機械動力等其他因素來介入輔助來實現(xiàn)農產(chǎn)物高量生產(chǎn)。這也容易導致因大量使用化學物質給周邊的生態(tài)環(huán)境造成污染以及農產(chǎn)品的質量下降，高能耗的農產(chǎn)品生產(chǎn)管理方式使得農業(yè)生產(chǎn)效能低下，資源損耗也日漸增加，從而讓農產(chǎn)品在國際市場上的競爭越來越激烈，基于這一背景下，傳統(tǒng)的農業(yè)生產(chǎn)管理已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)狀，不斷深化現(xiàn)代化精準農業(yè)種植技術已經(jīng)成為科技化時代發(fā)展的一種必然趨勢。玉米作為我國的重要農業(yè)經(jīng)濟作物，在近兩年來其應用范圍在不斷擴大，在農作物市場上的需求量也在日漸增大，各類玉米衍生商品的發(fā)展也促進了玉米的價格在不斷上漲，這對玉米種植產(chǎn)業(yè)的促進也有所幫助。越來越多的農戶以及農產(chǎn)品投資商在參與玉米種植的積極性變得更高。但由于受到生產(chǎn)難度大、環(huán)境污染、作物質量下降等因素的影響，對玉米種植工作造成了不小的限制，致使其生產(chǎn)效率下降，傳統(tǒng)的玉米培育技術已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代需求，需要充分去考慮農業(yè)信息化環(huán)境變化特點以及發(fā)展趨勢，通過不斷深入應用精準農業(yè)種植技術去優(yōu)化玉米栽培技術，提升高質玉米的生產(chǎn)效率。

1 精準農業(yè)的概述

1.1 精準農業(yè)的概念

精準農業(yè)是世界信息科技發(fā)展到一定程度的一種新型現(xiàn)代化農業(yè)生產(chǎn)管理技術，該技術需要在信息技術支持下去根據(jù)農作物的空間變異、定時、定位以及定量地去實施一整套現(xiàn)代化農業(yè)事務操作技術與管理的科技化系統(tǒng)，其本質的作用是根據(jù)農作物生產(chǎn)的土壤性狀以及周圍環(huán)境的變化，對農作物的投入進行相對應的調節(jié)，也就是一方面對作物種植所處田塊內部土壤進行清查，了解其土壤性狀以及生產(chǎn)力空間變異，同時能夠更加精確快捷地去確定好農作物的生產(chǎn)目標，通過以最少的以及最節(jié)省的投入來達到更高的收入以及改善作物種植環(huán)境，從而達到獲得環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的雙豐收的目的。精準農業(yè)由全球定位系統(tǒng)、農田信息采集系統(tǒng)、農田遙感系統(tǒng)、智能化農機具系統(tǒng)、農田地理信息系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等組成，其中核心的一個系統(tǒng)就是農田地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)以及計算機自動控制的建設。精準農業(yè)種植并不像傳統(tǒng)農業(yè)那樣只是一味地去追求高產(chǎn)量，而是主要強調生產(chǎn)效益。精準農業(yè)成功地將農業(yè)帶入到科技信息化的時代，這也是我國21世紀農業(yè)發(fā)展的新趨勢。

1.2 精準農業(yè)種植技術

精準農業(yè)種植技術是基于現(xiàn)代化生物技術、信息技術以及工程技術等現(xiàn)代化生物技術、信息技術以及工程技術等發(fā)展起來的重要農業(yè)生產(chǎn)技術，其核心技術是GPS全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)以及計算機自動控制系統(tǒng)技術。精準農業(yè)系統(tǒng)所涉及的技術領域非常廣且復雜，它是實現(xiàn)農業(yè)生產(chǎn)從傳統(tǒng)走向現(xiàn)代化的重要載體之一。

1.2.1 現(xiàn)代化信息技術

精準農業(yè)種植技術早在20世紀的90年代中在發(fā)達國家興起，發(fā)展至今已經(jīng)延伸至世界上多個國家，跟隨著科學技術水平的發(fā)展而不斷發(fā)展，其先進性和效率性也得到了明顯的提升，已經(jīng)成為當前農業(yè)現(xiàn)代發(fā)展的普遍趨勢。現(xiàn)代信息化農業(yè)生產(chǎn)技術的主要特點是通過利用地理信息系統(tǒng)對作物資料以及土壤異況進行整理分析，再制成具有時效性且可操控的大田管理信息系統(tǒng)。在此條件下再通過利用全球定位系統(tǒng)、計算機自動控制技術以及遙感技術去根據(jù)空間的每一操作單元的相關條件，通過控制調整所投入的資源，達到既能夠減少投入又能增加量產(chǎn)，且能夠保護農業(yè)資源和生態(tài)資源的目的。

1.2.2 生物技術

生物技術也是精準農業(yè)種植技術所采用到的重要技術之一，現(xiàn)代生物技術從廣義上看主要包括了基因工程、微生物工程以及細胞工程等。精準農業(yè)所采用的生物技術其最顯著的特點便是打破了以往遠緣物種不能雜交的禁區(qū)，也就是說可以通過利用新的生物技術方法去開辟一個世界性的新基因庫源泉，通過該方法培育出來的農作物新品種具有更加強的抗病性，同時具有產(chǎn)量更高、品質更好、營養(yǎng)更加豐富等優(yōu)勢，該過程的投入成本比傳統(tǒng)的培育作物技術更低?，F(xiàn)如今已經(jīng)有了將血紅蛋白轉移到玉米中的案例，不僅能夠讓玉米的生產(chǎn)性能更高，同時還提升了它的蛋白含量?？瓜x害轉基因玉米已經(jīng)在美國、加拿大，阿根廷等國家在數(shù)以萬頃的土地上去試種。

1.2.3 工程裝備技術

工程裝備技術是精準農業(yè)種植技術中的重要組成部分，也是這么多項技術中硬件部分，該技術的核心是需要利用到機電一體化的技術。在現(xiàn)代的信息化精準農業(yè)種植技術之中，工程裝備技術大多數(shù)情況是投入在農作物的播種、施肥、灌溉以及收獲這四個環(huán)節(jié)中。在播種這個環(huán)節(jié)中，主要是通過精準種子工程和精準播種技術的融合，該技術能夠使得農作物的播種分布以及播種深度都比較均衡，與傳統(tǒng)的播種方式相比大幅提升的播種效率，節(jié)省了種植戶的時；施肥環(huán)節(jié)則是需要根據(jù)不同地區(qū)、不同氣候條件、土壤類型等去給農作物施以多種含有微量元素的有機肥料，并運用科學合理的配方去進行，減少環(huán)境污染的情況，增加生產(chǎn)效能；灌溉環(huán)節(jié)需要在自動檢測控制條件下去應用精準灌溉技術，結合不同農作物的不同生長周期以及作物需水量去進行精確灌溉，從而節(jié)省水能源消耗的同時還能提高資源的利用率；最后一步精準收獲需要通過信息化機械設備對農作物進行準確的顆粒歸倉，并進行逐一分級。

2 精準農業(yè)種植技術在玉米生產(chǎn)中的應用

2.1 應用背景

博野縣地處河北省中南部，總面積為331km2，為暖溫帶半干旱季風氣候，常年平均光照時間適中，具有四季分明以及雨量熱量同步的特點。年平均降水461.2mm，主要集中在七月份到八月份，分配不均勻，年平均氣溫12.9℃，年均日照時數(shù)2357.1h，無霜期一般在189d左右。博野縣的6月份和7月份為一年日照時間最長月份。在玉米種植中，光照條件、水分、溫度等條件適宜玉米栽培，為進一步提高玉米產(chǎn)量，則應當在栽培中應用精準農業(yè)種植技術，以此分析控制高產(chǎn)栽培各環(huán)節(jié)參數(shù)，達到良好應用效果。

2.2 應用措施

在精準農業(yè)種植技術中，農業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代信息化技術是最核心基礎，精準農業(yè)種植需要通過利用計算機網(wǎng)絡技術與人工智能相融合，為農業(yè)生產(chǎn)與管理提供指導的現(xiàn)代化技術，下文將以博野縣玉米種植為例，分析精準農業(yè)種植技術的具體應用措施。

2.2.1 衛(wèi)星監(jiān)測選地

衛(wèi)星定位是農業(yè)生產(chǎn)中非常值得推廣的一種信息化農業(yè)生產(chǎn)技術，該技術在博野縣玉米大田深松整地監(jiān)測中的應用，能夠有效提升整地質量，對于整地面積的控制也有幫助，大部分大田玉米在整地時的深松深度需達到20cm，才能夠確保土壤的肥水儲藏能力，滿足玉米的生長要求。選地是玉米栽培第一步，土壤是種子的溫床，對于玉米植株生長具有直接影響。所以，應當開展選地整地工作，避免由于農戶為追趕進度出現(xiàn)田間留茬多、整地深度不足等問題，導致大量細菌留存，影響玉米生長。在通過應用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)配合相應通訊傳送系統(tǒng)之后，實現(xiàn)了全方位的深松整地狀態(tài)監(jiān)測，通過傳感技術對深松整地情況的傳送，能夠通過最小的力量投入，獲得最為全面的深松整地監(jiān)測情況，同時能夠及時發(fā)現(xiàn)深松整地過程中出現(xiàn)的問題，并可對深松整地數(shù)據(jù)進行分析，明確影響深松整地質量的主要因素，進而優(yōu)化深松整地措施，提升土壤的肥力水平，確保玉米種植之后能夠獲得高質量的生長。

2.2.2 智能選種系統(tǒng)的應用

人工智能選種技術，在大田玉米種子選擇中的應用，通過對不同玉米品種的育種數(shù)據(jù)進行綜合統(tǒng)計，分析所獲得的育種數(shù)據(jù)也更為全面，分析各類玉米品種在各類農田環(huán)境下的生長情況以及對各個種植區(qū)水分、肥料、氣溫等動 態(tài)因素的適應情況，并且盡早明確不同玉米品種所適合的生長環(huán)境以及較為敏感的影響因素。其次，對種子進行智能化處理，還能夠在智能監(jiān)控環(huán)境下對種子進行曬種、浸種、藥劑包衣等。最后，通過智能化技術考慮不同地區(qū)的氣候條件、土壤濕度水平，從而進行針對性玉米品種的挑選，并可進行播種時間的測算，能夠將傳統(tǒng)玉米種子的盲目選擇進行更為數(shù)據(jù)化、信息化的科學調整，提升玉米品種選擇的科學性和合理性，滿足玉米高產(chǎn)的根本需求。另外，玉米種子在選擇時除了要對其生長習性有所了解之外，還需要注意各玉米品種生長時根部以及葉片的發(fā)育特點，根部葉片的生長情況，是影響玉米種子生長過程中營養(yǎng)吸收以及光合作用水平的重要結構部位也是影響玉米產(chǎn)量和質量的主要條件，同樣需將其作為選種的重要參考因素。

2.2.3 控制種植密度

在玉米種植過程中，采用精準農業(yè)種植技術能夠合理地控制好玉米在大田土壤的種植密度，可以利用計算機視覺掃描技術對玉米種植密度掃描。雖然不同的玉米品種其種植密度存在差異，但整體的種植密度要求還是比較大，一般不低于4000株/667m2，可以根據(jù)博野縣的土壤條件以及氣候條件的大數(shù)據(jù)分析進行適當調整，提升地方玉米高產(chǎn)栽培的保障。

2.2.4 田間管理監(jiān)測

必須要做好玉米生長過程中的水肥管理以及田間的監(jiān)測工作。結合博野縣的種植條件可以從以下方面操作：首先第一步是做好水肥控制系統(tǒng)。由于博野縣的年均降水量較少，因此玉米栽培中可能出現(xiàn)長時間干旱問題，因此需要實施補水及水肥一體化工作，可以充分利用好水肥控制系統(tǒng)去統(tǒng)計當?shù)貧夂驐l件與土壤情況，再結合大數(shù)據(jù)分析方式，以獲得玉米栽培中最佳水肥效果，為玉米生長提供預警，探明是否存在缺肥、干旱問題，發(fā)現(xiàn)問題后能夠及時告知種植戶，做好補救措施。

例如，在玉米穗期對水的需求量會大大增加?？梢岳么髷?shù)據(jù)對土壤濕度進行分析，明確玉米種苗是否需要灌溉；陰雨天氣減少灌溉頻率，干旱天氣則增加灌溉頻率；與此同時，玉米生產(chǎn)培育過程中通過應用定位系統(tǒng)與傳感器來完成對玉米生長狀況的監(jiān)測，以此為農民高產(chǎn)栽培提供參考。

2.2.5 玉米病蟲害防治

在實際玉米種植管理時，需要加強對于病蟲害的防治重視，大部分玉米種植地區(qū)的玉米生長情況來看，影響較為嚴重的病蟲害主要為大小斑病、青枯病、蚜蟲等，此類病蟲害的發(fā)生以及發(fā)展會對玉米的葉片、果穗、根系等部位造成嚴重影響，導致玉米植株發(fā)育不良，影響其正常的營養(yǎng)吸收情況，降低其光合作用效率以及有機物的積累，從而干擾到玉米的正常開花授粉，因此需要及時對病蟲害的發(fā)生進行處理，避免種植的玉米植株被害蟲啃食枯死。針對玉米常見病蟲害的防治管理，需要進一步認識到先進科學技術應用的優(yōu)勢以及特點，通過分析各類病蟲害發(fā)生機制的方式，來選擇更為高效的防治措施。比如，明確了解玉米患病為何種病蟲害類型之后，可以對應分析其發(fā)病特征、發(fā)病進展以及防治措施等，進而通過相應防治方法的實施，來提升防治效果，避免病蟲害的進一步發(fā)展導致受損情況加重。

2.2.6 適時收獲

玉米收獲也就是玉米培育的最終環(huán)節(jié)，選擇已經(jīng)完全成熟的玉米。目前存在一部分玉米種植戶由于趕產(chǎn)量而操之過急，在玉米沒有成熟的階段就收獲，造成其質量與大小均造成影響。因此，可通過數(shù)據(jù)庫中信息共享，結合博野縣的氣候條件等情況收集數(shù)據(jù)信息去預測正確農作物收獲時間，從而有效減少勞動需求量，為農民提供良好服務。

3 結語

綜上可知，精準農業(yè)種植技術的應用能夠在玉米栽培時獲得更加高品質的栽培成果，同時需要積極認識到各環(huán)節(jié)栽培技術的作用和優(yōu)勢，明確農業(yè)信息化技術應用措施，以提高玉米種植產(chǎn)量。先進信息技術的應用以及推廣為玉米大田栽培技術的合理實施，提供了更為全面的參考，能夠通過各類信息技術的應用，更為科學合理地對玉米各個種植以及管理階段的技術實施提供指導，進而促進玉米產(chǎn)業(yè)的信息化現(xiàn)代化發(fā)展，提升各個地區(qū)的土地利用率以及玉米栽培質量，讓我國的玉米種植產(chǎn)業(yè)以及整體農業(yè)產(chǎn)業(yè)得以長期穩(wěn)定健康發(fā)展。

參考文獻

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