精準平地技術發展與分析

梁冉冉 莊衛東

“精準農業”如今受到越來越多科研人員的關注和農業大國政府的資金投入，不僅因為精準農業技術可以提高糧食產量、定時定量的給農作物提供生長過程中的養分，更因為它可以減少農作物生長對生態環境的污染，提高水資源和肥料的利用率，在農業科技發展浪潮中為調整農業生產結構提供強有力的技術支持。

精準農業技術在農業生產領域有廣泛的應用前景，在土地平整方面，主要體現在精準平地技術的研究應用，為其他精準農業技術的開展打下堅實的基礎。水資源是農作物生長的物質基礎，在農作物生長過程中起到不可或缺的作用。隨著社會的發展，水資源短缺的問題日益嚴峻，不僅對人類生活產生巨大影響，更對農業生產提出更高的技術要求，發展節水農業為解決農業供水和需求之間矛盾提供了方法。中國農田95%的灌溉面積采用地面灌溉的方式，用水量高達農業總用水量的90%以上，其中20%以上的水由于農田地勢不均被浪費。土地地勢平整可以使地下水平整分布，使農作物的根系統一接收灌溉，有助于提高灌溉用水的利用率和改善灌溉均勻性。

土地平整技術將地勢起伏不平的地面平整為平面或較緩的坡面，目的在于減少水土流失、提高農田灌水利用率和改善農田微地形，在農業節水灌溉中起到基礎作用。土地平整主要分為基本土地平整和精細土地平整，基本土地平整作業后平地效果不佳，需要對土地進行進一步精細平整。精準平地技術主要指激光控制平地技術和GNSS控制平地技術。

一、國內外研究現狀

目前，西方發達國家在精準平地技術領域研究處于前沿地位，平地作業后，經濟效益顯著，水資源利用率高達90%以上。我國在精準平地技術方面和發達國家相比平地技術落后，應用范圍窄，主要集中在平原區域，而且大多平地設備采用西方進口，價格昂貴，不利于平地技術的推廣。近年來，隨著國家對農業機械的大力發展，精準平地設備也已經農業生產領域的研究重點。許多知名農機公司運用精準平地技術進行平地作業，對工作地塊進行地形測量、精準平地、作業記錄和作業評價，將多種功能統一集中到精準控制軟件上，駕駛員在軟件上可實時觀測到平地鏟的行走軌跡和作業狀態等信息。精準平地技術可以將土地平整到高度差為5cm的范圍內，大大的改善了土地的綜合性能，為作物生長提供良好的生長環境。我國的精準平地技術尚處于發展初期，主要的平地設備仍然依賴于進口國外的控制系統和機械，雖然設備定位精度高、平地質量好，但是由于其昂貴的價格使其難于在農村推廣應用。大中型農場在應用國外平地設備時存在和國內設備不兼容、操作復雜等問題，難以發揮技術優勢。

二、存在問題

1.我國在精準平地技術方面起步和發達國家相比較晚，技術方面不夠成熟，主要的差距體現在智能化程度低，定位系統多數靠引進，平地質量不理想。

2.我國自主開發的雙星定位系統定位精度達不到要求，變化幅度大，對智能化控制作業系統的自主開發力度不夠。目前多數平地機的使用僅限于大中型農場，平地機的型號有限，在農村的作業成本較高，普及率低。

3.液壓系統響應速度慢，系統調節不平穩。當精準平地系統工作時，拖拉機速度的快慢對平地質量產生影響，當拖拉機速度快時，控制系統出現滯后調節，鏟刀高度和姿態角調節速度達不到要求，平地精度受到影響。

三、應對方案

為了解決平地機技術現有的不足，精準平地技術向大型化、自動化、機電一體化和智能化的趨勢發展。

1.大型化。平地機作業幅寬增加，增加了平地作業的作業效率，減少作業時間和燃油消耗。

2.自動化。根據精準平地的實際情況自動調節平地鏟的高程和姿態角，具備精準平地的功能。

3.機電一體化。平地機工作時需要的功率較大，平地鏟幅寬較寬，為了保障平地機的作業質量，利用液壓系統給系統提供動力。

4.智能化。利用3S技術給精準平地系統提供準確的地勢地形圖，為精準平地技術提供技術保障。