前言：在中國農業現代化建設中,影響農業資源可持續發展的主要因素是土、種、肥、藥、水。精準耕整技術、精準播種技術、精準施肥技術、精準施藥技術和精準灌溉技術是提高農業資源利用率的幾項關鍵技術。提高農業機械化水平,是促進農業資源可持續發展的重要途徑之一。本文介紹了提高農業資源利用率的機械化精準作業關鍵技術與機具，以期為進一步提高中國農業機械化水平、促進農業可持續發展提供重要戰略指導。
精準耕整
土地精準耕整是提高水、肥、藥利用率、促進作物生長、提高作物產量的重要途徑。保護性耕作、深松和激光平地是土地耕整的3項關鍵技術。
1，保護性耕作
保護性耕作的主要特征是不翻耕土地,在地表覆蓋秸稈,在提升農田土壤質量方面，主要表現在：1）減少土壤徑流。2)增加土壤有機質。3）減少水分蒸發。
2，深松
深松作業是替代傳統耕翻的一項土地耕整技術。通過疏松土壤,打破犁底層和加深耕作層改善土壤的透水、透氣性能和團粒結構,使雨水更容易入滲到土壤中,從而有利于作物根系的發育,提高蓄水保墑能力。
3，激光平地
農田表面平整度直接影響灌溉效率和效果。由于農田表面不平整導致的灌溉用水浪費率超過20%,同時影響作物生產。采用水田激光平地機平地,平地精度可達3 cm,節約了灌溉用水,增加了水稻產量,經濟效益和社會效益顯著。
精準播種
1，玉米精準播種
玉米實現精準播種可以節省種子40~45 kg/hm2,還可以節省或完全省去間苗時間,保證作物苗齊、苗壯,營養合理,植株個體發育健壯,群體長勢均衡,增產效果顯著,是保證豐產豐收的前提。總體來看,玉米氣力式播種機在中國發展較晚,大部分從國外引進或改造,而且只適用于小區域作業。因此,研制先進適用的玉米精密播種技術,完善與之配套的農藝措施,是當前玉米生產發展的重要方向。
2，水稻精量穴播
華南農業大學在水稻精量穴播技術和機具研究方面取得了重大突破,研制成功2BD系列水稻精量穴播機,可同步開溝、起壟和播種,實現了精量播種和節水栽培,并有效提高了水稻的抗倒伏性。
精準施肥
1，農田養分信息快速獲取
土壤養分測量是實施精準施肥(主要是基肥)的前提,施肥前對土壤中的養分情況了解不夠,未能做到按需施肥,是農業生產中肥料利用率低的一個很重要的原因。目前采用的土壤測量儀器主要有3類：1）基于光電分色等傳統養分速測技術的土壤養分速測儀;2)基于近紅外技術(NIR)通過土壤或作物葉面反射光譜特性直接或間接進行農田肥力水平快速評估的儀器;3)基于離子選擇場效應晶體管(ISFET)集成元件的土壤主要礦物元素含量測量儀器。
2，測土配方施肥
測土配方施肥是以土壤養分測量和肥料田間試驗為基礎,綜合專家知識,根據土壤供肥性能、作物需肥規律與肥料效應,在施肥前確定氮、磷、鉀及微肥的適宜用量與比例,是提高肥料利用率的措施之一。目前國內用于測土配方施肥的土壤養分測試方法包括ASI法、M3浸提劑和AB -DTPA浸提劑。
3，同步播種施肥
播種時同步深施緩釋肥或控釋肥是提高肥料利用率、減少施肥次數和降低生產成本的有效方法。華南農業大學研究成功同步開溝起壟施肥水稻精量穴播技術,研制了同步開溝起壟施肥水稻精量穴播機,可在播種時將肥料施于田面下10cm處,有利于根系吸收和水稻生長,可減少肥料用量30%以上,提高產量10%以上,達到了高效、增產、節肥、節水和減少田間甲烷排放量的目的。
4，作物養分信息快速獲取
要實現作物生長期間的精準施肥(追肥),在施肥前準確地獲取作物養分信息是前提。目前作物養分信息快速獲取技術仍是實現精準施肥的瓶頸技術,該技術依然停留在實驗室研究階段。
5，精準施肥
傳統的施肥量確定方法主要有養分平衡法和肥料效應函數法,不同作物或同一作物不同生長期對養分需求的差異很大,難以采用同一施肥模型進行精準施肥的指導。目前，我國在精準施肥網格識別、信息系統、養分管理施肥模型和專家系統等研究中取得了一些成果，但還沒有形成完善的精準施肥技術體系。因此,建立完善且便于使用的精準施肥技術體系,是中國現階段施肥技術要解決的重點和難點。
精準灌溉
1，田間水分信息快速獲取
由于作物不同生長期的需水量不同,作物不同生長階段對灌水排水的要求差異很大。要實現科學合理的灌水與排水,獲取田間水分信息是基礎。中國農業大學研制了車載式和田間移動式土壤水分、壓實復合傳感器。華南農業大學研制了基于無線網絡的水層高度及土壤含水率傳感器,可在稻田有水時測定水層深度,無水層時測定土壤含水率,測量誤差在±5%以內。
2，滴灌
滴灌是目前世界上較為先進的灌溉技術。是實現節水、節肥、增產、提高勞動效率、改善土壤質量等的有效手段,在中國大田作物生產中等到了廣泛應用,被譽為當前農業技術的一次革命。但是,目前中國的膜下滴灌技術的配套技術還不完善,使用器材成本高、壽命短,技術使用還不規范。因此,進一步完善配套技術,降低使用成本,延長使用壽命,因地制宜地進行推廣,是進一步提高中國滴灌技術水平的重要發展方向。
3，微噴灌
微噴灌技術是目前世界上對農作物進行水分調節的一項先進技術,主要適用于溫室蔬菜、育苗、花卉栽培或觀賞等對濕度有較高要求的作物。該項技術灌水均勻,能有效省水、省肥、省時、節能,還能控制地溫,保持大棚內溫、濕度恒定,減少病蟲害發生,提高作物的產量與質量,在設施農業和特色農業種植中應大力推廣應用。
4，水肥藥一體化灌溉技術
水肥藥一體化灌溉技術是將灌溉與施肥、施藥融為一體的先進灌溉技術,其核心技術是借助壓力灌溉系統將可溶性固體或液體肥料及農藥配兌而成的肥藥液與灌溉水一起均勻、準確地輸送至作物根部土壤中,使根系同時吸收水分和養分。相比傳統方式,水肥藥一體化技術在節水、節肥、增產、省工省本、提高經濟效益方面效果顯著。但是在中國,該項技術尚不成熟,提高灌溉、施肥與施藥各環節配合的自動化程度,實現智能交互式控制以及提高混肥、混藥精度,是該項技術應著重考慮和攻克的難題。
作者單位:華南農業大學
中國鄉村發現網轉自：《農業工程學報》
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