農(nóng)機信息化技術(shù)在玉米生產(chǎn)階段內(nèi)的高產(chǎn)種植技術(shù)的有效應(yīng)用

農(nóng)機信息化主要是建立在農(nóng)業(yè)信息科學(xué)理論基礎(chǔ)之上，通過將信息化的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備作為玉米種植中的生產(chǎn)工具，進(jìn)而達(dá)到對整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植全面管理和控制，從而推動農(nóng)業(yè)實現(xiàn)全面創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展，最終達(dá)到農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的目的。河南省在實際玉米生產(chǎn)階段內(nèi)對農(nóng)機信息化技術(shù)進(jìn)行有效運用，既能夠持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展本地區(qū)的玉米高產(chǎn)種植技術(shù)，以此在有限的種植區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)玉米產(chǎn)量最大化，又能夠持續(xù)提高農(nóng)民的經(jīng)濟收益。

一、利用衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)開展選地和整地工作

為選擇出有利于玉米健康生長的環(huán)境區(qū)域，在開展種植工作前，需要同河南省當(dāng)?shù)氐那闆r相結(jié)合，對具有豐富有機質(zhì)含量及水分的區(qū)域進(jìn)行選擇。在這過程中，可運用GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料，并與本地區(qū)的玉米種植生長條件相結(jié)合，全面細(xì)致地對比各個種植區(qū)域土壤中有機質(zhì)、水分及營養(yǎng)成分等數(shù)據(jù)。并在其中篩選出有410～640mm降水量、pH值在6～8范圍內(nèi)的區(qū)域。當(dāng)確定種植區(qū)域，并開展整地工作時，可對衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行利用，對該處土壤實施監(jiān)測，明確土壤中營養(yǎng)物質(zhì)成分以及水分含量。然后，同監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，確定最佳的整地形式，以此提高該處土壤的疏松度。需要注意的是，由于玉米在生長過程中會有發(fā)達(dá)的根系，所以，應(yīng)確保土壤有10%～15%的含氧量，保證土壤的透氣性。此時，可對具有傳感功能和監(jiān)測功能的深松機進(jìn)行使用，以此開展深松操作。深松時，應(yīng)將深松機的設(shè)備參數(shù)調(diào)整到20～25m，達(dá)到突破犁底層的目的，為后續(xù)玉米健康生長奠定基礎(chǔ)保障。

選地是玉米種植的第一步，直接關(guān)系到后續(xù)的生產(chǎn)效益。通過衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)，可以對候選地塊進(jìn)行全面的地理和環(huán)境分析，包括土壤類型、地形地貌、水文條件等。這些信息有助于評估地塊的種植潛力，選擇最適合玉米生長的土地。例如，衛(wèi)星圖像可以揭示土壤的肥沃程度、排水性能以及是否存在鹽堿化等問題，從而避免選擇不利于玉米生長的地塊。整地是種植前的準(zhǔn)備工作，對土壤進(jìn)行翻耕、平整、施肥等處理，以創(chuàng)造良好的種植環(huán)境。衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)可以在整地過程中提供實時的土壤濕度、溫度以及有機質(zhì)含量等數(shù)據(jù)，幫助農(nóng)民或農(nóng)業(yè)管理者精確調(diào)整整地策略。例如，根據(jù)衛(wèi)星監(jiān)測到的土壤濕度數(shù)據(jù)，可以決定是否需要灌溉或排水;根據(jù)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，可以制定科學(xué)的施肥計劃，確保土壤中的養(yǎng)分滿足玉米生長的需求。

二、利用人工智能技術(shù)開展選種工作

首先，在選種時，可借助信息化儀器設(shè)備，全面了解和掌握玉米育種的所有數(shù)據(jù)信息。與此同時，利用該設(shè)備還能夠明確各個玉米品種在種植階段內(nèi)的實際情況、產(chǎn)量以及土壤內(nèi)營養(yǎng)成分含量、生態(tài)環(huán)境條件和水分等動態(tài)數(shù)據(jù)信息。之后，與所獲取到的信息數(shù)據(jù)相結(jié)合，挑選出純度、發(fā)芽率、凈度以及水分等滿足種植要求的玉米種子即可。其次，在對種子進(jìn)行處理時，可借助智能監(jiān)測設(shè)備對天氣的變化情況進(jìn)行監(jiān)測。并在此過程中，選擇持續(xù)多天沒有降雨的天氣對種子實施晾曬處理。在對玉米種子實施包衣處理時，也可借助智能監(jiān)測設(shè)備。在此過程中，可通過設(shè)備對種子進(jìn)入到50%辛硫磷中的時間進(jìn)行嚴(yán)格、精準(zhǔn)地控制，以此提高包衣的有效性和科學(xué)性。最后，對玉米的播種時間進(jìn)行確定，可借助GPS、RS以及GIS等技術(shù)，對種植地表面的溫度數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取，從而選擇出最佳的種植時間，進(jìn)一步提高玉米種子的成活率，為玉米的健康生長提供支撐保障。

人工智能技術(shù)可以收集并分析歷史種植數(shù)據(jù)，包括不同品種玉米的生長周期、抗逆性、產(chǎn)量表現(xiàn)等，從而識別出適應(yīng)特定環(huán)境和種植條件的優(yōu)勢品種。這一過程中，機器學(xué)習(xí)算法能夠自動挖掘數(shù)據(jù)中的隱含規(guī)律，發(fā)現(xiàn)品種特性與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)，為選種提供精準(zhǔn)的預(yù)測和推薦。人工智能技術(shù)還可以結(jié)合氣候預(yù)測模型，預(yù)測未來一段時間內(nèi)的氣候條件，進(jìn)一步輔助選種決策。例如，在干旱頻發(fā)的地區(qū)，人工智能可以優(yōu)先推薦抗旱性強的玉米品種，以確保在不利氣候條件下也能獲得穩(wěn)定的產(chǎn)量。例如，氣候預(yù)測模型是復(fù)雜的氣候系統(tǒng)數(shù)值模擬工具，旨在預(yù)測未來一段時間內(nèi)的天氣和氣候狀況。這些模型通?；谖锢矸匠蹋枋龃髿?、海洋、陸地和冰雪圈之間的相互作用。在玉米選種的應(yīng)用場景中，主要關(guān)注的是與玉米生長密切相關(guān)的氣候要素，如溫度、降水、濕度、日照時數(shù)等。

氣候預(yù)測模型的構(gòu)建涉及多個步驟：

1、氣候預(yù)測的數(shù)據(jù)收集

需要收集大量的歷史氣象觀測數(shù)據(jù)，包括地面觀測站、衛(wèi)星遙感、雷達(dá)探測等多種來源的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)涵蓋了溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、降水等多種氣象要素。

2、初始化和邊界條件

模型運行時需要設(shè)定初始條件（如當(dāng)前大氣的溫度、濕度分布）和邊界條件（如海洋溫度、地形高度等）。這些條件通?；谧钚碌挠^測數(shù)據(jù)和再分析資料。

3、氣候系統(tǒng)的物理參數(shù)化

由于氣候系統(tǒng)的復(fù)雜性，許多物理過程無法直接通過數(shù)值方程求解，因此需要采用參數(shù)化方案來近似表示。例如，云的形成、輻射傳輸、湍流混合等過程都需要參數(shù)化。

4、模擬系統(tǒng)的數(shù)值積分

在給定初始條件和邊界條件后，通過數(shù)值積分方法（如有限差分法、譜方法等）求解氣候動力學(xué)方程組，模擬氣候系統(tǒng)的演化過程。

5、事處理與驗證

模擬結(jié)果需要經(jīng)過后處理（如插值、平均等）以生成用戶友好的輸出，并與觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比驗證，以評估模型的準(zhǔn)確性和可靠性。

在氣候預(yù)測模型中，關(guān)鍵的數(shù)據(jù)包括歷史氣象觀測數(shù)據(jù)、再分析資料（如ERA5、NCEP/NCAR等）、海洋觀測數(shù)據(jù)以及陸地表面參數(shù)等。這些數(shù)據(jù)用于驅(qū)動模型運行并驗證模擬結(jié)果。在人工智能輔助選種的應(yīng)用中，氣候預(yù)測模型輸出的關(guān)鍵氣候要素（如溫度、降水等）將被用于評估不同玉米品種對特定氣候條件的適應(yīng)性。通過對比不同品種的歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)與相應(yīng)年份的氣候條件，人工智能算法可以識別出品種特性與氣候要素之間的關(guān)聯(lián)模式，從而推薦最適合當(dāng)前和未來氣候條件的玉米品種。

此外，人工智能技術(shù)還可以輔助進(jìn)行種子質(zhì)量的檢測。通過圖像識別和機器學(xué)習(xí)算法，可以快速準(zhǔn)確地識別出種子的外觀特征、大小、形狀等，從而篩選出健康、無病害、活力強的優(yōu)質(zhì)種子，為玉米的高產(chǎn)種植打下堅實基礎(chǔ)。

三、利用信息化技術(shù)實施密度控制

玉米高產(chǎn)種植中的一個重要環(huán)節(jié)就是合理控制和調(diào)整玉米的實際種植密度，此時，為保障玉米實現(xiàn)健康生長。在實際種植階段，可對計算機視覺掃描技術(shù)進(jìn)行利用，對種植區(qū)域?qū)嵤┤娴膾呙韬头治?。因為不同的玉米品種，其有著不同的種植密度。所以，該技術(shù)可以全面分析和獲取各類品種的種植信息，并能夠分析種植區(qū)域內(nèi)的氣候環(huán)境情況，為后續(xù)種植人員選擇合適的種植密度提供參考。一般情況下，緊湊上沖型玉米品種密度為5000～5500株/667m2、半緊湊型玉米品種密度為4500～5000株/667m2、披散型品種密度為4000～4500株/667m2。此時種植人員通過對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的運用，分析實際的天氣環(huán)境和土壤條件，結(jié)合分析結(jié)果對種植密度實施科學(xué)有效的調(diào)整，能夠極大保障玉米的生長發(fā)育空間。

信息化技術(shù)在密度控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在精準(zhǔn)播種和實時監(jiān)測兩個方面。首先，通過精準(zhǔn)播種技術(shù)，可以實現(xiàn)玉米種子的精確定位和定量投放。這一技術(shù)依賴于先進(jìn)的農(nóng)機具和導(dǎo)航系統(tǒng)，能夠確保每粒種子在田間的位置和深度都達(dá)到最佳狀態(tài)，從而實現(xiàn)植株的均勻分布。這種均勻分布不僅有助于玉米植株充分利用光能，還能減少因植株過于密集而導(dǎo)致的通風(fēng)不良和養(yǎng)分競爭問題。例如，精準(zhǔn)播種技術(shù)的測量方式主要依賴于以下幾種技術(shù)和設(shè)備：

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（如GPS、北斗）：這些系統(tǒng)提供高精度的定位服務(wù)，確保農(nóng)機具在田間作業(yè)時能夠按照預(yù)設(shè)的路徑和間距進(jìn)行播種。通過衛(wèi)星信號，系統(tǒng)可以實時計算農(nóng)機具的位置，并調(diào)整其行進(jìn)方向和速度。

傳感器技術(shù)：安裝在農(nóng)機具上的傳感器可以實時監(jiān)測土壤濕度、硬度等參數(shù)，為播種深度的調(diào)整提供依據(jù)。這些傳感器還能檢測種子的投放情況，確保每粒種子都按照預(yù)定深度被準(zhǔn)確投放。

機器視覺技術(shù)：部分先進(jìn)的農(nóng)機具還配備了機器視覺系統(tǒng)，用于識別田間標(biāo)志物或已有的作物，以進(jìn)一步提高播種的精準(zhǔn)度。

精準(zhǔn)播種技術(shù)的原理在于通過集成多種現(xiàn)代信息技術(shù)，實現(xiàn)播種過程的自動化、智能化和精準(zhǔn)化。具體來說，它利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的高精度定位信息，結(jié)合傳感器實時監(jiān)測的土壤條件，以及機器視覺系統(tǒng)對田間環(huán)境的識別能力，共同作用于農(nóng)機具的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的播種參數(shù)（如行距、株距、播種深度等），自動調(diào)整農(nóng)機具的工作狀態(tài)，確保每粒種子都被準(zhǔn)確投放到預(yù)定位置，從而實現(xiàn)植株的均勻分布。先進(jìn)的農(nóng)機具控制系統(tǒng)能夠接收來自衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位信息，以及傳感器和機器視覺系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)，通過內(nèi)置算法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而精確控制農(nóng)機具的行進(jìn)方向和速度。在播種作業(yè)開始前，農(nóng)民或農(nóng)業(yè)管理者會根據(jù)作物品種、土壤條件、氣候條件等因素，設(shè)定合理的播種參數(shù)（如行距、株距、播種深度等）。這些參數(shù)被輸入到農(nóng)機具的控制系統(tǒng)中，作為播種作業(yè)的指導(dǎo)依據(jù)。在播種作業(yè)過程中，控制系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的播種參數(shù)和實時監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，自動調(diào)整工作狀態(tài)。例如，當(dāng)農(nóng)機具偏離預(yù)定路徑時，控制系統(tǒng)會發(fā)出指令進(jìn)行調(diào)整;當(dāng)土壤條件發(fā)生變化時，控制系統(tǒng)會調(diào)整播種深度以適應(yīng)新的土壤環(huán)境。

四、利用信息化開展田間管理工作

玉米高產(chǎn)種植工作中，若是缺乏科學(xué)、合理的田間管理工作措施，會嚴(yán)重影響到玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，增加倒伏和病蟲害的發(fā)生風(fēng)險，甚至?xí)斐捎衩字仓瓿霈F(xiàn)絕收的問題。所以，在實際開展田間管理工作時，可有效借助信息技術(shù)。例如，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控的形式對玉米缺苗情況進(jìn)行監(jiān)測，然后選用智能化機械種植設(shè)備，對存在缺苗的位置進(jìn)行自動補苗。需要注意的是，在運用設(shè)備時，應(yīng)結(jié)合實際需求對其參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，保證補苗的合理性;在對施肥量進(jìn)行確定時，利用人工智能技術(shù)。此時，該技術(shù)能夠同田間的實際監(jiān)測結(jié)果相結(jié)合，依照玉米的實際生長狀況，確定出合理的施肥量;此外，種植人員還可利用遠(yuǎn)程圖像檢測技術(shù)，對玉米的授粉、生長態(tài)勢、病蟲害等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程獲取。然后，使用大數(shù)據(jù)平臺分析相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對合理的種植方案進(jìn)行制定，向相應(yīng)智能化設(shè)備傳達(dá)指令要求，最終實現(xiàn)玉米種植管理的自動化施肥和灌溉工作。不僅如此，玉米生長階段內(nèi)，種植人員可利用智能機器人收集田間的各項數(shù)據(jù)和信息，然后將數(shù)據(jù)信息上傳至管理平臺當(dāng)中，進(jìn)而實現(xiàn)對整個玉米種植區(qū)域的無人化和自動化管理。

五、利用植保無人機技術(shù)開展病蟲害防治

實際玉米生產(chǎn)種植階段加大防控玉米病蟲害的工作力度，能夠為后續(xù)玉米實現(xiàn)高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)保障。在實際工作中，可利用現(xiàn)代植保無人機技術(shù)。該技術(shù)主要具備以下幾點優(yōu)勢：首先，具備較高的工作效率。無論在何種藥物噴施環(huán)境下，植保無人機都能夠更好地適應(yīng)，且玉米的長勢不會給其帶來影響。通常情況下，若是植保無人機搭載了約10kg的農(nóng)藥，其在噴施的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)低空超細(xì)噴灑，作業(yè)時間僅需2min/667m2。其次，可以有效節(jié)約藥物。傳統(tǒng)的藥物噴施方式，不僅會造成藥物浪費和污染環(huán)境，還極難達(dá)到高效性，此時農(nóng)藥僅有25%可以作用到玉米植株的表層位置。而對植保無人機技術(shù)進(jìn)行運用，可以減少藥物浪費，降低種植成本。不僅可以獲得較高的藥物使用率，還能夠保證藥液噴施的均勻性。一般情況下，植保無人機技術(shù)能夠使農(nóng)藥節(jié)約50%以上。若借助植保無人機開展灌溉工作，可以使水資源實現(xiàn)95%的節(jié)約。另外，植保無人機在進(jìn)行低空飛行作業(yè)時，其所形成的下旋氣流可以使藥液漂移情況得到有效控制。既能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的有效保護(hù)，又能夠增強藥物的防治效果。最后，植保無人機技術(shù)具有良好的穿透性和均勻性。植保無人機主要利用自動化技術(shù)，為此有利于種植人員更好地操作使用，并達(dá)到了全面自動化效果。在實際運用過程中，種植人員通過對相應(yīng)APP軟件的利用，能夠有效調(diào)整植保無人機的工作高度，保證了藥物噴施的精準(zhǔn)性。

六、利用實時監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)適時收獲

若是在玉米植株尚未完全成熟時收獲，不僅會影響其產(chǎn)量，還會影響玉米的質(zhì)量。所以，在收獲時，可利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)的共享數(shù)據(jù)信息，并同河南省的氣候環(huán)境相結(jié)合，對合適的玉米收獲時間進(jìn)行確定。通常情況下，當(dāng)玉米植株的葉片約有90%以上堅挺，并呈現(xiàn)出金黃色以后，即可借助玉米收割機收獲。此外，為了保證玉米能夠被及時收獲，需要在所確定的玉米收獲時間范圍內(nèi)，借助實時監(jiān)測系統(tǒng)，對玉米的生長情況進(jìn)行實時監(jiān)測，當(dāng)玉米植株符合收割要求以后，第一時間開展收割工作。

綜上所述，將農(nóng)機信息化技術(shù)運用到玉米種植工作中，可以為后續(xù)達(dá)到玉米高產(chǎn)目的奠定基礎(chǔ)保障。在實際開展玉米種植工作時，對衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)、人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、植保無人機技術(shù)等進(jìn)行有效地運用，可以實現(xiàn)對玉米各個生長階段的有效管理和控制。通過智能化設(shè)備和技術(shù)為玉米植株健康生長提供保障，不僅能夠達(dá)到玉米高產(chǎn)目標(biāo)，還能夠順利推動農(nóng)業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代化和智能化發(fā)展。