農業信息化技術在玉米高產種植中運用分析

隨著經濟的發展與科學的進步，當前對農業發展有了新的要求，應加快現代化發展，將農業信息化技術應用到農業生產環節中，改變傳統農業生產方式，提高作物質量和產量。玉米是我國主要糧食作物，種植面積廣泛，產量、質量和我國糧食安全密切相關。將農業信息化技術應用到玉米種植中，可有效提高玉米產量和質量，保障國家糧食安全。為將農業信息化技術應用到玉米種植中實現豐產增效，本文從玉米種植中的整地、選種和播種、田間管理等幾個方向出發，探討激光平地、互聯網、智能技術、無人機、大數據技術等現代信息化技術在玉米種植中的具體運用，以此為相關人員提供技術實踐參考。

農業信息化指的是將現代化信息技術滲透到農業生產、市場、技術等諸多環節。信息化技術的應用可顯著提高農業生產效率，為農戶提供更高的經濟收益。根據國家統計局發布的最新數據，截至2022年，我國玉米種植面積高達6.03億畝，產量為2.59億噸，是我國種植面積最大的農作物。由此可見，玉米在農業結構中占據極為重要的地位，為進一步提高玉米產量，應用信息化技術創新玉米種植模式具有較強的現實意義。

一、農業信息化技術在整地中的運用

1、選地

整地是玉米種植前的重要準備工作，為玉米生長提供基礎條件。選地時，農戶應確保種植區域環境可達玉米生長要求，可為玉米提供充足的營養供應。通常，玉米種植區域應當選擇在有機質含量較為豐富，土層較厚，透氣性較強的土壤進行種植。選定玉米種植區域后，應對種植區域進行深耕或深松，打破土壤中存在的犁底層，為玉米植株的根系生長提供充足的生長空間。農戶可選擇現代機械設備，比如深翻機進行深耕，再在深翻機中安裝相匹配的智能監測系統，完成對土壤條件的初步分析。智能監測系統能夠對土壤中的有機質，營養成分含量和含水量進行簡要分析。農戶可根據土壤中的實際營養成分含量，對后續施肥方案，灌溉方案進行合理調整。為保證深耕或深松能夠切實達到疏松土壤的作用，農戶可調整深翻機相關參數，將深翻或深耕的深度控制在30cm左右，確保能夠徹底去除土壤中的犁底層，保證土壤深處無過冬蟲卵。深翻機和智能監測系統的運用，可顯著降低農戶勞動強度，幫助農戶制定更為準確的灌溉計劃和施肥計劃，為后續玉米生長打下良好基礎。

2、激光平地

整地過程中，農戶可使用激光平地技術，提高種植區域的平整度。土地平整度的提高可為增加肥料利用率，減少池埂占地面積增加總產，使得水資源灌溉時更為平均，達到為玉米提供充足養分和水分的目的。激光平地系統由激光發射器、設備桅桿（激光接收器）、控制箱、鏟運機構成，有效工作半徑通常在300m左右。由激發射器為種植區域提供水平基準面，將接收器安裝在桅桿中，通過接收激光信號，檢測平地鏟（鏟運機）和地面的位置差，再將此位置差轉換為數字信號，傳輸到鏟運機的電液伺服結構，對鏟運機液壓方向閥進行控制，實現激光平地。具體應用實施步驟如下：

首先，農戶應在種植區域內的最高點安裝激光發射器，確保激光發射器的光束高于種植區域內部的所有障礙物，使得設備桅桿能夠準確接收到激光發射器所發射的光束。農戶再采用電子手控測高儀對田間地形進行測量，將種植區域劃分為面積大致相同的網格，選擇半徑控制在300m以內，不同網格之間的距離控制在10m左右，測量不同網格地塊的相對高程。

其次，農戶對不同網格地塊的相對高程和自然坡度進行測量，確定基準點高程，盡可能將后續平地作業中的填方量和挖方量維持基本相等，避免挖方量大于填方量需要棄土，填方量大于挖方量無法滿足填土需求，影響到平地效果。農戶根據基準點高程，確定鏟運機刀口位置，將刀口落地后的位置調節到設備桅桿上激光接收器的高度。

最后，從農戶確定的基準高程開始，由拖拉機牽引鏟運機在玉米種植區域內進行往復前進，進行挖高填低，自動完成平地作業。完成作業后，農戶可通過激光發射器和激光接收器對平地效果進行評價，進行查缺補漏。

二、農業信息化技術在選種和播種中的運用

1、選種中的運用

雖然玉米的適應能力較強，可在多種類型的土壤生根發芽，但為提高玉米植株的成活率，提高玉米質量和產量，農戶應提高對玉米選種的重視程度。我國玉米種植面積極大，不同區域的氣候條件和土壤中的營養成分存在較大差異，所以不同玉米品種的側重點各不相同。農戶進行選種時，應結合種植區域實際條件，選擇玉米品種。

根據上述分析，農戶應將“因地制宜”作為選種原則，充分利用互聯網資源，查詢相關玉米品種的優勢和劣勢，結合地區實際氣候情況和土壤營養成分，挑選多個匹配程度較高的玉米品種，對比優勢和劣勢，制作相關表格。由于多數地區的農業部門均已開通了線上咨詢渠道，所以農戶可將相關表格或整理的信息，以線上形式發送至農業部門中，積極和相關工作人員進行溝通，咨詢專業意見，最終確定品種。此外，因網絡中不良信息較多，農戶在互聯網中搜尋信息時，應立足于實際，分辨玉米種子相關信息的真實性，避免造成經濟損失。

選定玉米品種后，應對種子進行拌種，提高玉米的抗病性。農戶可與農業部門的相關工作人員積極溝通，明確種植區域常見的病蟲害種類，進行針對性拌種。對于玉米黑穗病而言，農戶可采用濃度為25%的粉銹寧可濕性粉劑按照種子干重的0.4%進行拌種，或采用濃度為50%的多菌靈可濕性粉劑按照種子干重的0.7%進行拌種，可有效防治玉米黑穗病。此外，還可采用生物鉀肥進行拌種，此類鉀肥是基于硅酸鹽細菌經過發酵而成的生物性肥料，能夠幫助種子轉化土壤中的鉀元素、硅元素以及鎂元素。農戶可將生物鉀肥按照2∶1的比例兌水，配制成藥液后，進行拌種，可顯著提高玉米的抗旱能力、抗倒伏能力、抗早衰能力，降低病害的發生概率。同時，為增強玉米莖稈的抗折能力，促進光合作用效率，提高玉米產量，應進行曬種，農戶可利用所在區域的智能監測平臺，對種植區域的“小氣候環境”進行預測，挑選連續3天為晴天的天氣進行曬種，提高曬種的安全性。

2、播種中的運用

為提高播種效率和準確性，農戶可應用播種機進行播種，并配合自動導航系統，實現自動化播種。機械化播種中，玉米播種的行距通常和播種機的播種幅寬有關，比如型號為2BSJM-2的播種機，工作寬幅為75cm，播種行距為45cm-87cm，可同時對2行進行播種，具有2個排種器。型號為2BSJM-3的播種機，工作幅寬為125cm，播種行距為45cm，68cm，可同時對3行進行播種，具有3個排種器。玉米播種行距通常在50cm，70cm之間，多數播種機均可滿足，具體播種規范如下：

一是播種條件。農戶播種時，應使用儀器對土壤含水率進行檢測，保證土壤含水率在20%左右。若選擇使用免耕播種機，農戶需要將開溝、播種、覆土等多道工序一次性完成。作業過程中，應保證播種作業的連續性，對于田頭等播種難度較高的區域，可進行有限播種。

二是播種時間。農戶可根據當地農業部門的線上智能監測平臺，查詢相關農藝要求，進行適期播種。

三是種肥加施。為降低勞動強度，農戶可將種肥和玉米種子共同進行播種，可采用顆粒狀肥料，并選用側位深施模式，將種肥和種子兩者的距離控制在3cm以上，以此避免燒苗。

四是合理控制播種機的排種量，將不同行的排種量變異系數控制在12%以下，確保播種的均勻性。排種量應根據當地農業部門的具體農藝要求，設計播種機的排種量，若無明確要求，農戶可根據下列公式對排種量進行計算：

Q=667G/DπnB（1+φ）kg/667m²

公式中，Q為每667m²（畝）播種量，G代表排種器的排量和，n代表播種機地輪的圈數，D代表地輪直徑，φ代表播種機地輪的滑移率（干燥條件下可取值為0.13），B代表播種機的工作幅寬。

為實現自動化播種，農戶可在播種機中安裝自動導航系統，將激光平地過程所采集的地形數據輸入導航系統中，以激光平地過程中所劃定的網格為基準，在種植區域的邊界跑出邊界線輸入系統，再設定相關接行數據，并實時監測播種過程中的接行偏差，將誤差控制在50mm中，確保自動導航整體過程的準確性。

三、農業信息化技術在田間管理中的運用

田間管理是保證玉米高產的關鍵，農戶可靈活運用水肥一體化智能灌溉技術、植保無人機技術等加強田間管理。

1、水肥一體化智能灌溉技術

水肥一體化智能灌溉技術指的是將施肥工作和智能灌溉系統進行有機融合，利用智能化系統對田間具體情況進行感測，進行自動化施肥和灌溉?？蓪崿F在玉米種植區域土壤含水量較低時增大噴灌量，土壤含水量較高時減少噴灌量。農戶可應用噴灌技術作為智能灌溉技術的組成部分，將管道鋪設到玉米種植區域中，實現精準噴灌。并在玉米種植區域中安裝濕度傳感器，利用可編輯邏輯控制器，對傳感器所監測到的數據進行接收，根據具體數據調整噴灌系統的啟停。為實現噴灌水量的控制，可在可編輯邏輯控制器中預先設定土壤濕度閾值，利用變頻器實現對噴灌水量的控制，可將相對濕度控制在50%-60%。由于傳感器所采集的信號為模擬信號，但可編輯邏輯控制器只能接收數字信號，所以需要在傳感器和可編輯邏輯控制器之間安裝模數轉換模塊，將模擬信號轉換為數字信號。

通過可編輯邏輯控制器、濕度傳感器、變頻器、模數轉換模塊的配合，可實現根據土壤濕度自動啟動噴灌，停止噴灌。水肥一體化指的是將肥料和灌溉過程相結合，溶解在噴灌系統的管道中，將肥料均勻噴施在玉米種植區域。玉米種植過程中，需要追肥次數較少，農戶可以人工形式將肥料溶解在噴灌管道中。此外，水肥一體化技術僅可溶解顆粒狀肥料，為防止管道堵塞，應少量多次溶解。水肥一體化技術可將肥料均勻噴施在玉米附近，這便極大程度上提高了肥料利用率，降低了玉米種植成本，提升了農戶種植的經濟效益。

2、植保無人機防治病蟲害

病蟲害是影響玉米高產的關鍵因素，合理高效的病蟲害防治可顯著提高玉米產量和質量。植保無人機可顯著提高玉米病蟲害防治效果，且藥物噴施速度快，安全性較高。安全性指的是農戶可通過線上智能平臺操作植保無人機，不和相關藥劑存在直接接觸，極大程度上提高了農藥噴施過程的安全性。噴施速度快指的是植保無人機的飛行速度為3m/s-5m/s，是人工前進速度的3到5倍，且藥物噴施面積極大，僅需1分鐘便可完成一畝地的農藥噴施任務。而傳統人工噴施則需要至少30分鐘至40分鐘才可完成一畝地的農藥噴施任務，可顯著降低農戶的勞動強度。

實際運用中，農戶可先在植保無人機上搭載攝像頭，利用計算機視覺技術，明確玉米田間病蟲害的發展情況，根據田間實際病蟲害情況，進行藥液配制。選擇藥劑時，農戶應選擇符合國家標準，毒性較低，不會造成農藥殘留的藥劑，并根據當地農藝要求和田間玉米的實際發病情況，使用中性水溶液進行配制。將藥液加入植保無人機的裝載容器后，合理控制飛防的高度和速度，將飛防高度控制在距離玉米植株1m以上，2m以下的位置。飛防過程中，應通過智能操作平臺，實時監控風力等級，當風力等級超過3級后，應立即停止飛防。同時，飛防結束后，農戶還可利用植保無人機對玉米田間進行巡視，檢查藥液噴施的均勻情況。

此外，在藥液選擇方面，可利用大數據技術中的爬蟲技術，根據計算機視覺技術所拍攝的畫面，對玉米病蟲害的具體種類進行識別，抓取網絡中相關信息數據，幫助農戶選擇藥劑種類。

3、使用3S技術田間監測

3S技術指的是RS技術，GPS技術和GIS技術，為遙感技術、定位技術、地理信息技術。可利用遙感技術獲取玉米種植區域的基礎信息和生長情況，通過遙感設備和遙感系統，檢測玉米實際生長參數。遙感技術可根據不同物體種類對光線折射能力的差異，區別種植區域存在的其他作物。GIS技術是導航衛星相結合，劃分遙感技術所采集到的資料，將其和玉米種植區域的地理信息相結合。GPS技術則是為遙感技術的信息數據采集提供方向，劃定采集范圍，使遙感技術能夠在既定范圍內采集數據。同時，3S技術的綜合應用，可以地理信息為中心，基于遙感技術所采集的數據，利用GPS技術將數據來源固定在玉米種植區域中，對玉米種植區域進行實時監測。因GPS技術和GIS技術是基于導航衛星所衍生的技術，所以，農戶可將采集到的數據轉化為圖像，在相關智能終端中便可對玉米種植區域的實際情況進行觀察，如此便實現了實時田間監測。同時，農戶還可在其中融入大數據技術，根據玉米種植區域的實際情況收集相關資料，為農戶田間管理提供參考，可顯著提高意外情況的解決效率，達到提高玉米產量和質量的目的。

4、大數據技術適時采收

隨著生態環境的惡化，傳統按照節氣收獲玉米的方法無法適應現代農業的發展要求。若收獲時，玉米受環境因素影響，尚未發育完全，便會影響產量。為實現適時采收，相關部門可利用大數據技術建立農業“四情”智能監測平臺。利用此線上平臺對玉米病蟲害的發生情況、土壤墑情信息、氣候環境、農作物生長發育狀況進行實時監控。再使用物聯網技術、大數據技術、云計算技術等，實現自動化數據采集，網絡化數據傳輸，智能化數據分析，為農戶的玉米高產種植提供科學依據。農戶可基于上述智能監測平臺，根據玉米種植區域的實際情況和預測情況，確定采收時間，最大限度提高玉米產量。

綜上所述，農業信息化技術包括所有能夠應用于農業的現代信息化技術。玉米作為我國農業生產結構中的重要組成部分，應用農業信息化技術提高產量和質量極為必要。本文依托于玉米種植流程和當前應用較為廣泛的農業信息化技術，探討了不同信息化技術在玉米種植中的應用，相關人員可從此入手，進一步提高玉米種植的產量和質量。

（作者單位：274300 山東省菏澤市單縣李田樓鎮農業農村服務中心）