小麥種植全程無人作業技術集成示范

陳留寶

摘要：本文介紹了小麥種植全程無人作業技術操作內容，再通過專業研究與分析，精準找出當前已存在的小麥種植無人作業技術，將自動規劃操作軌跡系統、藥物自動噴灑系統、水肥自動噴灌系統、無人駕駛控制系統及農作物自動收獲系統等進行集成示范，為智慧農場的搭建提供準確信息；然后依照不同系統的操作狀態，明確了無人作業技術的種植效率與經濟效益，確保小麥種植全程無人作業技術操作的可持續性、科學性。

關鍵詞：集成示范；無人作業技術；水肥自動噴灌系統；小麥；種植

隨著農業機械化的快速發展，已衍生出智慧農業、精準農業與數字農業等全新形式。為實現區域農業現代化，相關部門將無人農業操作技術引入到農業種植控制管理中，利用機器來替代人工，高效解決當前農村種地人數少、種地效率低等問題，為農業發展提供全新方向。本文以小麥種植為例，集成示范不同類型的全程無人作業技術，充分展現該技術體系下小麥生長狀態與種植效果。

1 小麥種植全程無人作業技術操作內容

小麥種植全程無人作業技術在實際操作中包含無人駕駛、大數據與物聯網等多種技術，并利用技術手段全面設計了自動規劃操作軌跡系統、藥物自動噴灑系統、水肥自動噴灌系統、無人駕駛控制系統、農作物自動收獲系統等；并打造智慧農場平臺，將小麥種植全過程設置在無人作業技術系統平臺中，提升了小麥種植整體效率。為確保小麥種植全程無人作業技術實施效果，本文以某區域的小麥種植為例，全面闡述不同類型無人作業技術操作過程，明確各項農機設備的內部參數，將技術操作程序集成示范，更好地規范各項無人操作系統，對區域小麥種植過程進行科學控制。在規范小麥種植全程無人作業技術操作內容后，相關部門還要利用自動監控系統詳細監督不同系統平臺中的小麥種植過程，精準規劃小麥種植路線與生長中的各項細節，滿足區域小麥種植需求，使無人作業技術在實踐操作中更加有持續性、合理性。當前部分區域小麥種植存在質量問題，利用無人作業技術系統可全面整合小麥種植時的變化指標，保障小麥作物種植效果。

2 小麥種植全程無人作業技術集成示范分析

2.1 創新自動規劃操作軌跡系統

在開展小麥種植全程無人作業技術集成示范時，可發現當前無人作業技術內存在自動規劃操作軌跡系統，其能為小麥種植全過程設計出合適路線，增強種植播種的準確性。具體來看，在無人作業技術系統內搭建以小麥耕種管理為基礎的智能機組，機組內部存在自動化操作平臺，可自動規劃小麥種植作業軌跡，將接行續行、轉彎掉頭、精準播種、精細耕作、秸稈還田與一次性施肥等內容引入到自動規劃操作軌跡系統中，系統可根據小麥種植的正確順序開展規劃工作，極大提升小麥種植整體效率[1]。在小麥種植控制中，秸稈還田為重要操作內容，使用自動規劃操作軌跡系統后可充分實現全量還田。明確小麥種植全過程的操作軌跡可幫助區域管理人員全面了解小麥種植細節，嚴格規范該項種植工作的操作程序，極大提升小麥種植生長的有序性，滿足小麥種植管理的區域化需求。在集成示范小麥種植無人作業手段時，要全面觀察自動規劃作業軌跡的內在優勢，并融合創新多道操作工序，將開排水溝、二次鎮壓、淺旋覆土與帶狀播種等內容充分結合，不僅高效實現無人作業，還能精準簡化小麥種植管理步驟，確保各項種植操作程序的科學性、有序性。

2.2 完善藥物自動噴灑系統

集成示范小麥種植無人作業手段時，相關部門還發現了藥物自動噴灑系統，可在播種管理中自動噴灑不同類型的藥物，確保小麥作物整體生長效果。當前某區域含有電動六旋翼式的無人飛機，其內部含有藥物自動噴灑系統，因而作業效果較為出色且飛行性能較強，可將最大載重升高到30 L左右。一般來講，在使用帶有藥物自動噴灑系統的無人飛機時，操作人員可恰當觀察藥物噴灑效率，明確小麥種植區域藥物噴灑量。由于無人飛機的飛行高度較高，在開展藥物噴灑工作時，可極大擴展藥物噴灑范圍，較短時間內可達到16 hm2/h的噴灑量[2]。無人飛機在使用藥物自動噴灑系統時，系統平臺可根據此前計算出的藥物噴灑數量與藥物類型來開展噴灑工作，借助專業性程序，提升藥物自動噴灑的準確性。在正式使用電動六旋翼式無人飛機后，其能有效提高藥物噴灑效率，增強農藥利用效果，將農藥利用率提升到20%左右。在完成藥物自動噴灑工作后，操作人員可利用監控系統詳細檢查藥物噴灑量、噴灑間距與噴灑時間等，可發現在使用電動六旋翼式無人飛機之后，藥物噴灑間距變得較為理想，藥物噴灑時間與噴灑量也處在標準范圍內。

2.3 設置水肥自動噴灌系統

水肥自動噴灌系統也是當前小麥種植無人作業技術中的重要系統，其能全面控制水肥滴灌操作內容，全面監控與實施小麥種植時的灌溉操作。具體來看，水肥自動噴灌系統中采用圓形噴灌機，在正式使用前，要全面探索設備內部參數變化。圓形噴灌機中包括施肥桶容積、工作壓力范圍、施肥流量、定位控制精度、行走速度、噴頭數量、整體長度等，其數值分別為2 000 L、0～0.8 MPa、300 L/h、±2.5 m、

2.06 m/min、62個、187 m；在充分了解圓形噴灌機的內部結構參數后，可根據智能控制技術設置合適的噴灌系統，系統包含壓力監測系統、入機流量系統、遠程水泵管理系統與智能施肥控制系統等，在該類系統的共同作用下，有效提升灌溉質量。應用水肥自動噴灌系統時，操作人員要詳細檢查不同系統平臺中各項功能的操作狀態，發現當前壓力監測系統屬北斗定位性質，即能全面觀測到區域內全部小麥作物的種植生長情況，再運用合適的手機APP加以控制，切實強化系統平臺使用狀態。相關人員在操作水肥自動噴灌系統時，要明確水肥噴灌細節，借助遠程監控來科學關注小麥水肥噴灌過程，鑒于系統內部含有多種視頻與氣象信息，可全面提升水肥噴灌操作的準確性。操作人員在正式使用水肥自動噴灌系統前，要科學設計水肥噴灌數量與時間，并啟動自動噴灌程序，增進噴灌操作的順利性。

2.4 搭建無人駕駛控制系統

集成示范小麥種植無人作業技術過程中，相關人員還會發現技術內部存在無人駕駛控制系統，實現該系統操作的機械設備為無人駕駛拖拉機。正式運用無人駕駛拖拉機前，要明確該類拖拉機中的內部參數，對參數應用標準進行詳細控制。比如，文中選擇的無人駕駛拖拉機為東風2204型號，其帶有無級變速功能、多精準運用無級變速技術和電控底盤技術[3]。無人駕駛拖拉機的內部參數包含定位控制精度、控制周期、行駛速度、油門精度、電動控制精度與電控轉向等，對應數值分別為±2.5 cm、0.1 s、0～35 km/h、1%、0～100%、-540°～+540°。在明確無人駕駛拖拉機內部性質與各項參數后，操作人員要詳細探索機械內部的作業任務，當前該拖拉機的工作任務為中耕土地、小麥播種與耕地整地等，在該類任務與小麥種植技術相符后，可將其應用到小麥種植工作中。無人駕駛拖拉機在實際運用時，可進行遠程控制、遠程協助與遠程啟停等，可自動設置小麥播種程序，并嚴格規范各項播種細節，為小麥此后的種植生長打下較好基礎。無人駕駛拖拉機在實際使用時還存在較強的電控能力，該項能力包含提升液壓、輸出液壓、輸出動力與控制擋位等。在設計使用無人駕駛拖拉機時，可發現內部系統平臺存在定位模塊、控制模塊與規劃模塊等，不同模塊負責對應操作任務。比如，定位模塊要利用技術手段精準發現農業機械設備位置信息；控制模塊則要嚴格把控機械器具的升降起落、規范小麥作業路線；規劃模塊則要全面規劃掉頭軌跡與作業路徑。

2.5 改進農作物自動收獲系統

在小麥種植無人作業技術中還存在農作物自動收獲系統，該系統采用了純電控機械設備，增強了操作使用的便利性。帶有農作物自動收獲系統的電控機械設備在正式使用前，相關人員要全面了解內部參數，參數包含糧倉容積、喂入量、作業幅度與機械動力等，具體數值分別為1.7 m3、6 kg、2.2 m寬、125柴油馬力。在充分了解純電控機械設備內在動力后，要觀察控制系統中的功能使用方法，比如，當前控制系統多借助雙天線開展定位工作，確保定位的高精度，即誤差會縮減在2.5 cm內[4]。使用農作物自動收獲系統時，可發現系統平臺能自動規劃多種作業路徑，即完全模擬此前的人工操作，無形中提升作業效率。系統平臺內部可充分控制車輛自動轉彎、車輛停車、車輛倒退、車輛前進與車輛熄火點火等。操作人員還可發現農作物自動收獲平臺內存在手動自動一鍵切換功能，嚴格控制車輛操作程序，明確車輛運行過程中的數值變化，確保車輛運行安全。還發現純電控機械設備在正式使用時能主動控制割臺升降，對小麥種植生長過程中的各環節時間進行密切監控，在發現小麥作物達到收獲時間與要求標準后，利用機械設備中的收割功能來獲取小麥作物，增強收獲處理的準確性。

2.6 打造智慧無人農場

在集成示范小麥種植無人作業技術期間，還可發現當前無人作業手段正逐漸傾向打造智慧無人農場，使農業種植實現規模化、專業化。打造智慧無人農場為當前國家區域農業發展的新趨勢，可將5G技術引入到智慧農場建設中，創建出較為全面的農作物種植規劃平臺。以小麥種植為例，操作人員在創建以小麥種植為主的智慧無人農場時，在系統平臺內部搭建出合適的監測系統，能全面監測小麥種植全過程，將災情、蟲情、氣象環境與土壤性質變化狀態等數據進行合理分析，為此后小麥作物的持續性生長提供精準數據。操作人員還可利用智慧無人農場操作平臺科學采集與小麥科學種植生長的要素數據，包含營養指標、光照、氣壓變化、降水量與土壤性質等，并將該類數據納入綠色防控、智慧灌溉與災害預警等平臺中，確保數字化管理的針對性，全面促進小麥的高效健康生長。相關部門在創建智慧無人農場的過程中，要將智慧物聯農場與5G技術充分結合，嚴格規范智慧農場內部各項數據指標變化，明確變化范圍，科學把控小麥種植生長的各項環節，為此后相關區域的集成示范奠定堅實基礎；并利用對小麥種植全程無人操作技術的集成示范，真正了解區域小麥種植生長狀態，為農作物種植提供更多專業性技術。

3 小麥種植全程無人作業技術應用效果

3.1 種地效率

在全面展示小麥種植各項無人作業技術后，相關部門需根據技術操作情況，明確技術應用效果。站在種地效率角度上看，拿無人駕駛控制系統來說，在開展小麥插秧播種時，借助直線行駛，其橫向誤差已縮減在2.5 cm以內，相較于人工駕駛操作，既提升了播種效率，且播種操作中的距離變得更為均勻。傳統農業機械在進行小麥種植時，其種植效率多維持在80%上下，而使用小麥種植無人作業技術后，種植效率提高到97%。在大面積使用推廣無人駕駛技術與智能導航后，機械操作效率得到全面提升，可借用較少的人全面全程檢查小麥種植情況，再借用智能終端監控來全流程回溯，動態調度指揮農業機械設備，使農機服務管理更加精細化、可視化、實時化。

3.2 社會效益

在觀看小麥種植無人作業技術獲取的社會效益后，可發現自動操作系統能形成整合小麥種植過程中的數據信息，產生作業大數據。具體來看，全程無人作業技術系統設備可合理傳輸傳感器數據，而該類數據能較為精準地展現作業面積、作業效率等。分析小麥種植無人作業技術系統中的作業數據信息時，可全面觀察出區域農機使用情況、小麥收獲播種情況與小麥作業分布情況等；在該類數據的持續影響下，可幫助區域管理部門制定出更為合適的農業種植發展計劃，為區域農業發展帶來較佳的社會效益[5]。

3.3 經濟效益

在觀察小麥種植全程無人作業技術獲取的經濟效益時，可全面探索當前區域農業的投入成本與勞動強度。一方面，使用無人作業技術系統后，發動機轉速、無人駕駛時的作業速度都變得較為平穩，可精準控制三維地形，增強自動化系統操作與實際作業情況的匹配度，增強動力控制性能的有效性。與人工駕駛方案相比，當前采用的無人作業操作系統可縮減7%的油耗，降低環境污染范圍。由于無人作業技術系統可自動規劃設備機械操作路線，減少行駛路線數量，避免此前人工播種時的重播率，使直線度達到60%，因而降低了小麥種植投入成本。另一方面，采用無人作業技術系統時，農業機械設備無須手動操控，操作人員僅對系統設備的操作路線進行初步規劃，即可開展小麥種植操作。操作人員在實際工作中，由此前的手動操作一臺機械設備變成可主動控制多臺機械設備，無形中增加了作業時間，提升了機械設備使用效率，縮減了工作人員手工勞動強度。

4 結語

綜上所述，小麥種植全程無人作業技術在實踐操作中可充分利用自動化系統，打造智慧農場操作平臺，并密切關注與判定小麥種植生長中的指標變化。由于小麥種植生長操作程序較多，運用無人作業技術可全面規劃不同環節的操作內容，并有效簡化操作程序，使小麥生長控制變得較為理想。相關部門在開展小麥種植無人作業技術集成示范時，要關注技術與種植內容的適配性，提升種植效率。

參考文獻

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[3] 莫衛國.植保無人機飛防對小麥病蟲害田間防效探究[J].農業工程技術，2021，41（36）：32-34.

[4] 夏提古麗·牙生，吐遜古麗·熱合曼.焉耆縣小麥病蟲害無人機飛防技術[J].農家參謀，2021（22）：51-52.

[5] 孫濤，薛新宇，張宋超，等.單旋翼植保無人飛機小麥返青期施藥作業參數優選[J].農機化研究，2020，42（11）：133-138.