測量繪制農(nóng)田糧食產(chǎn)量分布圖的新方法

測量繪制農(nóng)田糧食產(chǎn)量分布圖的新方法

據(jù)《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2010年3月報(bào)道，采用“基于稱重法的聯(lián)合收獲機(jī)測產(chǎn)方法” 農(nóng)民可以在收獲糧食的同時(shí)實(shí)時(shí)繪制產(chǎn)量圖，讓農(nóng)民知道自家田里哪里產(chǎn)量高，哪里產(chǎn)量低，有利于對當(dāng)年的生產(chǎn)管理措施進(jìn)行檢驗(yàn)與總結(jié)，對下一年田里哪里多施肥，哪里可以少施肥提供了決策依據(jù)。該方法具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，可以有效地提高測量糧食產(chǎn)量分布數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

此研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2010年第26卷第3期，標(biāo)題為“基于稱重法的聯(lián)合收獲機(jī)測產(chǎn)方法”，第一作者為中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院張小超研究員。

聯(lián)合收獲機(jī)糧食產(chǎn)量分布信息獲取技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)研究中占具極其重要的地位。“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的思想是通過了解每一塊耕地的土壤特性以及某一種農(nóng)作物的生長特性，確定在這一塊土地上的最合理、最優(yōu)化的種子、肥料、灌溉水等農(nóng)業(yè)資源的投入，進(jìn)而獲得經(jīng)濟(jì)和環(huán)境上的最大效益。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)突出的是“處方”的正確性、作業(yè)定位的準(zhǔn)確性以及所施物料量的精確性。但是田間信息獲取技術(shù)一直是該高新技術(shù)的瓶頸，借助于田間糧食產(chǎn)量分布圖，可以有效地改善該問題的嚴(yán)重性。

目前國外常見的糧食流量測量方式有沖擊式力傳感技術(shù)、γ射線流量傳感技術(shù)及容積式測量技術(shù)等，這些方法均為間接測量方法，存在諸多問題。針對目前國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)的中小型自走式縱軸流谷物聯(lián)合收獲機(jī)的糧食傳輸特點(diǎn)，研究者借助于籽粒提升器出口的螺旋推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)與位置，設(shè)計(jì)了稱重式聯(lián)合收獲機(jī)產(chǎn)量流量傳感計(jì)量方法。該動態(tài)稱重方法一方面可以保證糧食流量的計(jì)量精度，另一方面采用螺旋推進(jìn)方法解決了現(xiàn)有聯(lián)合收獲機(jī)的安裝問題，有利于作為聯(lián)合收獲機(jī)的附件在國內(nèi)各種現(xiàn)有的機(jī)型上配套使用。

該聯(lián)合收獲機(jī)糧食產(chǎn)量測量系統(tǒng)由流量傳感器、水分傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、行走速度傳感器、GPS(全球定位系統(tǒng)) 接收機(jī)、機(jī)載計(jì)算機(jī)等部分組成。測產(chǎn)裝置通過產(chǎn)量流量計(jì)的拉力傳感器數(shù)據(jù)來計(jì)算糧食流量,分別進(jìn)行濾波、水分補(bǔ)償、轉(zhuǎn)速補(bǔ)償和行走速度補(bǔ)償,得到實(shí)時(shí)的產(chǎn)量流量數(shù)據(jù),由GPS 接收到的原始數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)繪制產(chǎn)量分布圖。

為了驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性，性能試驗(yàn)進(jìn)行了傳感器的標(biāo)定與檢測、室內(nèi)臺架試驗(yàn)和田間試驗(yàn)。結(jié)果表明單點(diǎn)支撐傳感器的靜態(tài)測量誤差小于0.2%。臺架試驗(yàn)考查不同品種糧食的容重變化的影響進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)考慮不同流量情況下傳感器的測量誤差，并進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)結(jié)果誤差小于2%。2008年6月，在北京昌平中國農(nóng)機(jī)院試驗(yàn)站的小麥種植示范區(qū)進(jìn)行了聯(lián)合收獲機(jī)測產(chǎn)系統(tǒng)的試驗(yàn)，結(jié)合GPS數(shù)據(jù)繪制了產(chǎn)量分布圖。

研究者提出的基于稱重法的聯(lián)合收獲機(jī)測產(chǎn)新方法，解決了計(jì)量系統(tǒng)與動力直接傳輸問題和有效信號提取問題，在保證更好的測量效果的同時(shí)，還能方便的安裝在國產(chǎn)聯(lián)合收割機(jī)上，田間試驗(yàn)反映出該方法可以較好地為農(nóng)民提供準(zhǔn)確實(shí)用的糧食產(chǎn)量分布信息圖。

《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》