農田雜草機械化控制技術類型、現(xiàn)狀及其特點的簡要分析

在當前階段，隨著我國傳統(tǒng)農業(yè)生產模式逐步向機械化生產模式轉型，農田雜草的控制工作也開始廣泛應用機械化技術。機械化除草技術作為一項前沿的農田雜草控制手段，正受到廣泛關注。相關部門不僅要持續(xù)研發(fā)和升級這項技術，還應致力于宣傳和推廣工作，以擴大應用范圍并最大化其價值。本文旨在對農田雜草機械化控制技術的現(xiàn)狀及其特點進行簡要分析，以供讀者參考。

一、農田雜草類型

根據(jù)生長習性和形態(tài)特征，農田雜草可以分為1年生雜草、多年生雜草和寄生雜草三大類：

1、1年生雜草

是指在一個生長季節(jié)內完成生命周期，從種子萌發(fā)到開花結果再到死亡的雜草。這類雜草繁殖能力強，種子數(shù)量多，易于傳播和擴散。常見的1年生雜草有稗草、馬唐、牛筋草等。

2、多年生雜草

是指生命周期超過2年的雜草，它們可以通過種子繁殖，也可以通過地下莖、根莖等無性繁殖方式繁殖。這類雜草生命力強，難以根除，常見的有蘆葦、香附子、車前草等。

3、寄生雜草

是指寄生在其他植物體上獲取養(yǎng)分和水分的雜草，它們沒有或只有退化的根和葉，完全依賴寄主植物生存。寄生雜草對農作物的危害極大，常見的有菟絲子、列當?shù)取?/p>

二、農田雜草的危害

1、與農作物爭奪資源

雜草生長迅速，會與農作物爭奪水分、養(yǎng)分、光照和空間，導致農作物生長不良，產量下降。它們在農田中無處不在，不僅消耗了本應屬于作物的寶貴資源，還可能通過根系的擴展，進一步抑制作物根部的生長，影響作物對土壤中營養(yǎng)成分的吸收。

2、傳播病蟲害

一些雜草是病蟲害的中間寄主或傳播媒介，會增加農作物病蟲害的發(fā)生幾率。這些雜草為害蟲提供了棲息地，害蟲在雜草上繁殖后，會遷移到周圍的農作物上，造成農作物的病蟲害問題。此外，雜草還可能攜帶病原體，通過風、水、昆蟲等傳播給農作物，引發(fā)更廣泛的病害。

3、影響農作物品質

雜草的存在會影響農作物的通風透光條件，導致農作物品質下降。由于雜草的遮擋，作物不能得到充足的陽光，這不僅影響作物的光合作用，還可能導致作物生長不均勻，影響外觀和口感。此外，雜草還可能成為雜草種子的來源，影響作物的純凈度和市場價值。

4、增加生產成本

雜草的生長會增加農田管理的工作量，提高生產成本。農民需要投入更多的時間和精力來清除雜草，這不僅包括人工除草，還可能涉及使用除草劑等化學產品，這些都會增加農業(yè)生產的經(jīng)濟負擔。長期而言，頻繁使用除草劑還可能導致土壤退化和環(huán)境污染。

5、危害人畜健康

一些雜草具有毒性，會危害人畜健康。這些有毒雜草可能被牲畜誤食，導致牲畜中毒，甚至死亡。同時，如果這些雜草在農田附近生長，它們的種子或花粉可能通過風傳播到人類居住的區(qū)域，引起過敏反應或其他健康問題。

三、農田雜草機械化控制技術類型

1、機械除草

利用各種機械設備進行除草，如旋耕機、耙地機等。這些設備可以有效清除地表雜草，同時還能改善土壤結構。機械除草技術具有操作簡單、成本低廉等優(yōu)點，適用于大面積農田的除草作業(yè)。不同類型的機械設備可以根據(jù)農田的具體情況進行選擇，以達到最佳的除草效果。例如，旋耕機適用于淺層土壤的除草，而耙地機則更適合深層土壤的除草。此外，機械除草還可以與其他農業(yè)技術相結合，如施肥和播種，以提高農田的整體管理效率。

2、智能除草機器人

這是近年來發(fā)展迅速的一種新型除草技術。智能除草機器人能夠自主識別農田中的雜草，并進行精準清除，大大提高了除草效率。智能除草機器人在除草作業(yè)的過程中可自動區(qū)分雜草與作物，并利用機械臂清除雜草，確保作物不受損害。智能除草機器人會沿著預定路線移動，提升除草作業(yè)的效率，降低人力成本。例如，約翰迪爾智能噴霧除草機主要采用AI技術和攝像頭辨識雜草，并通過精確噴灑除草劑的方式，減少化學藥劑的用

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量，提升除草的準確度。

3、激光除草法

激光除草設備配備高分辨率攝像頭以便于辨識雜草，并發(fā)射激光將雜草燒毀。這一先進的技術手段使得除草作業(yè)過程無需依賴化學除草劑，從而避免了化學物質對環(huán)境的潛在污染。此外，由于激光除草不受風力或濕度的影響，且能夠實現(xiàn)全天候的作業(yè)，可提升除草作業(yè)的連續(xù)性和效率。與傳統(tǒng)的除草方法相比，使用激光除草設備可以顯著降低除草的成本，同時提高作業(yè)的精確度和速度。

4、光譜識別技術

光譜識別技術是一種先進的技術手段，主要依賴于植物反射光譜的差異性來進行工作。通過精確地分析和識別植物反射光譜差異，有效地辨識出農作物與雜草。當系統(tǒng)檢測到雜草的存在時，會通過信號觸發(fā)相應的除草機械，從而實現(xiàn)精準除草。該技術在實際應用中展現(xiàn)出了極高的效率，同時它還具有環(huán)保的特點，減少化學農藥的使用量，從而降低了對環(huán)境的污染和減少了農作物的潛在危害。

5、智能噴灌系統(tǒng)

智能噴灌系統(tǒng)的設計初衷是為了根據(jù)實時的氣象數(shù)據(jù)以及農田的具體情況，實現(xiàn)對除草劑施放位置和用量的精確管理。該系統(tǒng)通過智能化的操作，不僅能夠高效地噴施除草劑，確保農田的雜草得到有效控制，同時還能顯著減少化學藥物的使用量。這樣一來，既保護了農田的生態(tài)環(huán)境，又降低了農業(yè)生產成本，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)境保護的雙贏。

四、農田雜草機械化控制技術特點

機械化控制技術通過使用各種機械設備來有效地控制和管理農田中的雜草，從而提高農作物的產量和質量。機械化控制技術的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、環(huán)保性

農業(yè)機械化的雜草控制技術主要通過運用各種機械化技術手段來完成除草任務，相較于傳統(tǒng)的化學除草方法，機械化除草技術可避免使用化學藥劑，不會對土地和水體產生化學性污染，起到保護生態(tài)環(huán)境的作用。此外，采用機械化除草技術開展除草作業(yè)的時候，所產生的噪聲和排放的廢氣也顯著低于傳統(tǒng)除草方法，對環(huán)境的負面影響更小，有助于減少溫室氣體排放，減緩全球變暖的趨勢。

2、高效性

機械化除草技術具備高效性的特點，尤其是在大規(guī)模的農業(yè)生產中，高效性特點表現(xiàn)得尤為突出。機械化除草技術的應用，可更加迅速地完成雜草的切割工作，其作業(yè)范圍廣泛，能夠覆蓋大面積的農田。由于其高效的除草能力，機械化除草技術能夠顯著提高除草作業(yè)的效率，節(jié)省除草的時間。

3、經(jīng)濟性

通過使用先進的機械設備來替代傳統(tǒng)的人工除草方式，不但能夠顯著降低單位面積的除草成本，而且還能夠高效完成農田除草工作，降低對人力的依賴，減少人力成本。此外，機械化除草技術還能提高土地的生產效率，因為該技術可以更均勻、更徹底地清除雜草，為農作物生長提供更好的環(huán)境，提高農作物的生長發(fā)育質量，增加農作物產量，提升農業(yè)生產的經(jīng)濟價值。

4、靈活性

機械化除草技術的靈活性表現(xiàn)在其適應多種農田和雜草的能力。鑒于我國幅員遼闊，各地氣候、土壤及農作物種植方式各不相同，機械化除草技術必須具備較強的適應性和多樣性。例如，對于不同生長階段的農作物，除草機械能夠調整作業(yè)時間、深度和方式，避免對農作物造成損害。同時，面對不同種類和生長時期的雜草，也能通過更換除草機械作業(yè)部件或調整參數(shù)的方式適應不同情況。此外，隨著技術的發(fā)展，先進除草機械還可以利用傳感器、計算機輔助系統(tǒng)等先進技術，自動識別雜草并精確除草，進一步提升了除草作業(yè)的靈活性。

五、農田雜草機械化控制技術發(fā)展現(xiàn)狀

1、除草方式

目前主要采用機械除草和化學除草相結合的方式。機械除草包括旋耕、耙地、鎮(zhèn)壓等，而化學除草則通過噴灑除草劑來實現(xiàn)。這種結合方式能夠充分發(fā)揮兩種除草方法的優(yōu)勢。機械除草可以有效清除地表雜草，減少化學藥劑的使用量，而化學除草則能深入土壤，消滅根系雜草。兩者相輔相成，既提高了除草效率，又降低了環(huán)境污染。

2、機械設備選擇

根據(jù)不同作物和雜草類型，選擇合適的除草機械，如旋耕機、耙地機、鎮(zhèn)壓機等。此外，還需考慮土壤條件、氣候因素以及農作物的生長階段等因素，以確保機械除草的效果和效率。例如，在濕潤的土壤條件下，旋耕機可以更有效地翻動土壤，從而清除雜草；而在干旱條件下，耙地機則能更好地打碎土塊，減少水分蒸發(fā)。不同生長階段的農作物對除草機械的要求也有所不同，幼苗期需要更精細的操作，而成熟期則可以采用較為強力的機械。

3、農機和農藝結合

將現(xiàn)代農業(yè)機械技術與傳統(tǒng)的農藝措施相結合，是提升農田除草效率的重要途徑。通過精心設計的耕作制度以及作物的合理輪作，可以顯著地抑制雜草的生長，從而提高農作物的產量和質量。這種綜合性的管理方法，不僅能夠減少對化學除草劑的依賴，降低環(huán)境污染，還能通過改善土壤結構和增加土壤肥力，進一步促進作物的健康成長。

4、配套技術

包括精準農業(yè)技術、遙感技術等，這些技術的應用可以提高除草的精準度和效率。精準農業(yè)技術通過實時監(jiān)測和分析農田數(shù)據(jù)，幫助農民精準施肥、灌溉和除草，從而減少農藥和化肥的使用。遙感技術則利用衛(wèi)星和無人機等設備，實時獲取農田信息，識別雜草分布情況，為精準除草提供數(shù)據(jù)支持。這些技術的結合不僅提高了除草的精準度和效率，還減少了資源浪費和環(huán)境負擔。

5、取得效益

機械化除草技術在提高生產效率、降低勞動成本、保護生態(tài)環(huán)境等方面取得了顯著效益。在經(jīng)濟收益方面，采用機械化除草技術顯著地降低了人工除草的費用和勞動強度，大幅度提升了除草工作的效率，不僅有效控制了農作物的生產成本，而且顯著增加了農民的經(jīng)濟收益。在社會生態(tài)效益方面，機械化除草技術的應用也帶來了諸多積極的影響。機械化除草技術可顯著減少化學除草劑的使用量，從而有效降低對環(huán)境的污染，還有助于保護土壤的自然結構，避免土壤被破壞，也可降低對周邊水體和生態(tài)系統(tǒng)的潛在危害。此外，機械化除草技術還具有高效性特點，可在較短的時間內完成大面積的除草工作，大大節(jié)省了人力成本和時間成本。在作業(yè)過程中，機械化除草技術還能夠實現(xiàn)無“三廢\"排放，即無廢氣、廢水和廢渣的產生，進一步降低對社會生活和生態(tài)環(huán)境的影響。

六、農田雜草機械化控制技術發(fā)展中存在的問題

1、無法準確區(qū)分農作物和雜草

在現(xiàn)代農業(yè)中，機械化除草面臨一個挑戰(zhàn)：如何區(qū)分作物與雜草。作物品種多樣，地形復雜，土壤和水分吸收差異導致生長速度不一。即使同品種作物，在不同階段和環(huán)境下，生長特征也不同。這些因素導致除草設備難以精確識別作物和雜草，可能損害作物。盡管有視覺識別和精準定位等技術輔助，但這些技術無法完全準確區(qū)分作物與雜草。這一難題限制了機械化除草技術的發(fā)展和應用，影響了農業(yè)生產效率和質量。

2、不適用于高稈作物

在當前階段，我國技術部門對除草機械設備研究主要集中在低矮作物上，而對于高稈作物的研究則相對較少。由于農作物品種的限制，如果在農田中種植高稈作物，那么就無法使用機械化的除草技術來開展除草作業(yè)。這一情況導致在高稈作物種植區(qū)域，農戶仍然需要依賴傳統(tǒng)的手工除草方法，增加了農戶的農業(yè)生產負擔。因此，開發(fā)適用于高稈作物的除草機械設備顯得尤為重要，有助于提高農業(yè)生產的效率，減輕農民的勞動強度，并且能夠促進農業(yè)的現(xiàn)代化進程。

七、農田雜草機械化控制技術發(fā)展趨勢

1、機械化除草技術的智能化發(fā)展

與傳統(tǒng)的除草機械相比，智能機械除草技術擁有先進的智能識別功能，可以精準地辨識出農作物與雜草，并且能夠探測出雜草的分布情況和生長狀態(tài)。基于探測到的信息，智能機械除草設備可以發(fā)出相應的指令，執(zhí)行除草任務。雖然我國在機器視覺技術的研究上已經(jīng)取得了一定的成果，但與國際上的一些技術先進國家相比，依舊具有一定的差距。特別是在面對一些枝葉茂盛的農作物時，農作物的枝葉可能會遮擋下面的雜草，導致機器視覺技術在識別的時候，無法發(fā)現(xiàn)下面的雜草，從而造成除草作業(yè)遺漏的情況。為了解決這一難題，相關部門應積極開發(fā)一種新型的智能識別技術。例如，技術人員可以考慮研發(fā)機器觸覺技術，通過觸覺識別與區(qū)分雜草和農作物，借此彌補機器視覺技術無法觀測到的部分，可以有效地提高機械化除草設備對識別農田雜草的精確程度。

2、仿真機械除草技術的研發(fā)

仿生機械除草技術的靈感主要來源于對自然界中食草動物的生活習性的觀察與模仿，特別是其在土壤中的活動方式。通過深入研究食草生物如何在土壤中自由穿梭以及如何只攝取草類植物而不攝取農作物的習性特點，技術人員將其融合到機械化除草技術的研究當中，將食草生物的行為特征融入機械化除草作業(yè)中，開發(fā)出新型的除草機械，即仿真機械除草機械。在實際應用的過程中，該設備不僅可以提高了農業(yè)生產的效率，還在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展中起到促進的作用。

3、多技術聯(lián)合除草

隨著田間雜草數(shù)量的日益增多，單純依靠機械除草的方法已經(jīng)無法徹底地清除農田中的雜草。因此，技術人員提出實現(xiàn)多技術的融合，將其應用到農田除草作業(yè)當中，實現(xiàn)多技術聯(lián)合除草。該技術的核心在于將機械除草、化學除草以及生物除草技術等技術進行融合，采用多元化的技術組合來顯著提升除草的效果。實現(xiàn)多技術聯(lián)合，并將其應用到農田除草作業(yè)當中，可實現(xiàn)最佳的除草效果，也可以最大程度地避免對環(huán)境造成不必要的傷害。

綜上所述，在實際應用的過程中發(fā)現(xiàn)，盡管機械化的除草方法在現(xiàn)代農業(yè)中占據(jù)重要地位，但該技術也不是萬能的，特別是在處理多年生、根系深植等特定類型雜草的時候，難以起到良好的除草效果。為此，相關部門應當認識到機械除草技術的重要性以及其在農業(yè)生產中的關鍵性作用，加大對機械化除草技術的研究力度，實現(xiàn)機械化除草技術的智能化、自動化以及綜合性發(fā)展，這樣才能夠發(fā)揮機械化除草技術的最大價值和作用，提高農業(yè)生產效益，促進當?shù)剞r業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。

（作者單位：533500廣西壯族自治區(qū)百色市西林縣農業(yè)機械化服務中心）