智慧農業技術在小麥生產中的創新應用

摘要：文章對小麥生產中的智慧農業技術做了介紹，其中包含無人駕駛路徑規劃系統、農藥設備、水肥自動灌溉設施、無人車間控制系統、自動收割糧食設備等。建立了智慧農業生產系統，根據每一部分的執行狀態分析了智慧農業對提高產量和提高生產效率的作用，保障了小麥種植的全智能化，供業內相關人士借鑒。

關鍵詞：智慧農業；小麥生產；智慧農場；種植業

隨著農業機械化的發展，智慧農業、精準農業、數字農業等先后出現。政府為了加快各地區的農業現代化建設，在農業生產和管理上引入了智慧農業技術，用機器代替人工在農田中工作，解決了當前農村耕地人手不足和工作效率低下的問題。文章以小麥的種植為例，將相關智慧農業技術進行綜合，完整呈現了小麥生產在智慧農業技術加持下的發展情況。

1 小麥種植中的智慧農業

在小麥生產領域，涉及智慧農業的技術十分廣泛。例如，自動化管理、數據挖掘以及網絡技術。通過這一技術，我們可以將整個過程設計為一套完善的自動化系統，包括路徑規劃、自動化藥劑噴灑、水肥一體化灌溉、機器人行走操作、作物自主收割等，另外，我們還開發了一款智能農田管理軟件，將小麥生長的全過程集成進了智能農業技術平臺中，從而極大地促進了小麥生產的效率[1]。為進一步驗證該種智能農業技術的應用效益，本論文選擇在某一區域開展小麥種植工作進行案例研究，詳細介紹了各種智慧農業技術的實施過程，并通過確定各類農業機械的內部參數設置值來展現其配合使用的方法，旨在達到當地小麥生長情況的有效監控，避免人工參與其中[2]。當確定了固化的智慧農業策略后，有關機構需要借助自動監測手段持續檢查整段期間內的小麥播種過程，直接到每一個細節環節上，根據當地對于小麥生產的相關要求保證將實際工作過程中的智慧農業技術統一化和邏輯化[3]。

2 小麥種植智慧農業技術分析

2.1 自動化路徑規劃系統

小麥種植全路徑規劃系統主要基于小麥種植全程，有效提高小麥種植種子播種任務的完成率。該系統基于小麥種植管理的高效機械設備系統，包括自動控制臺，在自動控制臺設置小麥種植合適的路徑。此系統集合連續作業、轉彎行駛、精細播種、深度耕耘、廢棄物收集、集中施肥等功能，保證正確順序執行小麥種植計劃，有效提高農作物的產量。在小麥種植中，處理廢棄物是十分重要的環節，采用了該系統的自動路徑規劃系統后，就能夠實現全部廢棄物處理完畢的清理工作。而地區管理人員為了保證各個小麥種植環節按照具體的路徑規劃進行運作，必須要充分明白和認識各個小麥種植環節，嚴格按照預先制定標準的操作規程做好小麥種植工作，確保小麥種植活動的一致性與有序性，更好地適應地區種植管理的需要。我們向大眾展示介紹小麥無人工廠時，需要對該系統的自動路徑規劃進行更深的探索，實現創新的挖渠澆水、二次碾地、壓實土表層以及條播種植等工作，從而能夠實現高度自動化的無人工廠效果。同樣，也會對小麥種植生產管理工作進行合理細化處理，保證小麥種植生產工作的合理性和過程的有序管理[4]。

2.2 自動化藥物噴射裝置

智能藥物噴灑設備在播種環節能自動施加多種藥劑，從而保證麥田的整體生長狀態。目前，某地區配備的電動六葉螺旋槳無人機內置此智能噴灑系統，作業表現優異，飛行能力出眾，最大裝載量可達30 L。通常，操作人員能通過該無人機實時監控藥物噴灑效果，精確掌握麥田的用藥量。無人機飛行高度較高，在進行藥物噴灑時，能大幅度擴大覆蓋面積，短時間內即可完成16 hm/m2的高效噴灑。智能噴灑系統依據預先計算的用藥量和藥劑種類，利用專業軟件，確保噴灑的精確度。電動六葉螺旋槳無人機投入使用后，顯著提升了藥物噴灑的效率，增強了農藥的利用效率，將農藥使用率提高至20%左右。噴灑作業結束后，操作人員可通過監控平臺細致檢查噴灑量、噴灑間隔和時間等參數，發現使用無人機后，噴灑間隔更加合理，噴灑時間和量均符合規范要求[5]。

2.3 水肥自動噴灌系統

在現代農業小麥種植領域，水肥智能噴灑系統扮演著至關重要的角色。此系統負責全面調控水肥灌溉的各個環節，并實時監管小麥種植過程中的灌溉作業。深入分析，該系統內置的圓形噴灑裝置在投入使用前需對內部參數進行詳盡研究。此裝置具有施肥箱容量、工作壓力范圍、施肥流速、定位控制精度、行駛速度、噴嘴數量、總長度等關鍵參數，具備圓形噴灑裝置結構參數的認知后，再結合智能控制系統設計噴灑系統。將壓力控制、進液流量控制、遠程水泵控制以及自動施肥控制相結合，從而提高灌溉質量。在運用水肥智能噴灑系統時，操作人員需對各個系統模塊的操作情況進行細致檢查，確認壓力監控系統具備北斗定位功能，能夠全方位監控區域內地里所有小麥的生長狀況，并通過相應的手機應用程序進行有效控制，以加強系統平臺的使用效率。在進行智能水肥噴霧作業的過程中，相關人員必須詳細了解噴灑的具體操作，通過遠程觀測工具對小麥的水肥噴灑過程實施嚴密監控，并結合系統內置的多樣化信息和氣候數據，大幅提升噴灑作業的準確性。在啟動智能水肥噴霧系統之前，操作者需要合理制定噴灑的水肥量與時間表，然后激活自動噴灑功能，以此保障噴灑作業的有序開展[6]。

2.4 無人駕駛控制系統

在啟用全自動駕駛的拖拉機之前，需要對拖拉機各項內置參數進行精準設定，并嚴格遵循相關標準。例如，本研究選取的自動駕駛拖拉機是東風2204型，配備了先進的CVT無級變速箱技術和精準的電控底盤技術。對農業機械要充分掌握各項參數，比如精準定位能力、轉向能力、前進速度、油門控制精度、電機控制精準度、方向盤控制能力等。對農業機械中的這些基本功能和參數有所掌握后，才能夠完成工作的規劃任務，即對耕地、小麥播種和平整土地等工作，完成工作內容和小麥栽培技術中的工作要求保持一致后，便可進一步投入到對小麥的種植工作中。在此次實踐的過程中，該自動拖拉機可以實現遠程監控、隨行啟動/停止以及自動設定麥田耕作過程，嚴格按照播種過程的各項要求，從而為麥田耕作打好基礎。此牽引車也具有極強的電控能力，比如提升壓力與輸出的液壓、動力傳動及擋位的控制等。車輛設計過程中的重要環節包括定位、操作和路線規劃等，各項部分均承擔各自工作任務。以定位階段為例，該環節采用先進技術實現對農業機械定位數據的采集；控制環節主要根據實際數據對機械升降動作以及工作路線做出準確修改；路徑規劃環節則是將轉向、工作的流程制定出來。

2.5 農作物自動收獲系統

在智慧農業領域，小麥種植技術中融入了先進的農作物自動收割設備，這些設備全由電力驅動，極大地提升了操作的便捷性。在使用這些配備自動收割功能的電力驅動設備之前，工作人員必須對設備的各項參數有深入的了解，這些參數包括糧倉容量、進料量、作業寬度以及機械動力等。明白了動力參數之后，我們要理解一下相關的電力驅動設備的控制系統知識，比如說當下最為普遍的雙天線定位技術，能夠保證定位精確度極高，它的精確度誤差僅有2.5 cm。在運用農業機械設備自動化收獲體系的過程中我們可以看出，該體系可以獨立制定多組工作線路，也就是說在無形當中提高了工作的效率。此外，該體系可以精準調控汽車轉彎、停車、倒車、行進以及停止的行動。值得注意的是在這一農業機械設備自動化收獲體系當中配有“一鍵式”手動與自動化切換按鈕，這種舉措可以嚴格約束車輛的行動，將車輛的相關數據變化控制和管理起來，通過這種方式來保證車輛的行進安全。另外，我們也發現電力驅動設備在使用過程中能夠對割臺高度進行自動化調整，對小麥的生長狀態在每一時刻都進行有效的監測。等到小麥的收割時間達到一定的標準之后，能夠借助設備內部的收割功能對小麥進行收割，并增強收割處理的精準度。

2.6 智慧農場

智能無人農場通過不同類型的載體來執行高精確度的種植方案，以此完成從播種到收割之間的機械自動化。農場配置了一定的輕型機械車輛和飛機搭載式植物生長監測器，并且通過部署大型數據庫，通過人工智能的管理作出決定來進行自動控制。在信息化感知中，智慧農場使用多樣化的衛星遙感器來監控農業資源的利用、實時的狀態以及自然災害。另外，無人機遙感系統同樣可以根據它的多波段性對生產做出提供。另外，通過安裝智能化設備（如智能灌溉、智能殺蟲、無人駕駛等）收集及控制生產過程中的相關數據，實現了農場精細化管理。

將5G技術巧妙地應用于智慧農業領域，能夠打造一個全方位的農作物栽培管理系統。以小麥種植為例，在打造以小麥種植為核心的智能型無人化農場過程中，管理者需要在系統平臺上建立一個全面的監測網絡，對小麥生長的每一步進行細致的監控，對可能出現的災害、病蟲害、氣候和環境變化以及土壤特性進行深入剖析，以確保小麥能夠持續穩定生長并得到精準的數據支撐。管理者可利用智能無人工場控制臺獲取小麥生長的各類相關信息，包括營養狀況、光照、大氣壓、降雨量、土壤特性等，并納入綠色防控方案、智能灌水方案、災害預警體系中，實現數字化精準執行，從而實現對小麥的全面有效合理生長促進。

3 小麥生產智慧農業技術應用效果

3.1 農田作業效能

從農田作業效能的視角出發，以無人駕駛操控系統為例，在執行小麥的插秧和播種任務時，通過精準的直線行駛，其橫向偏差已降低至2.5 cm以下。相較人工操作，此舉大幅提升了播種作業的效能，同時顯著增強了播種間距的一致性。以往在小麥種植環節，農業機械的作業效率多維持在80%左右，而引入智慧農業的小麥種植技術后，效率可飛躍至九成七。隨著無人駕駛和智能導航技術的廣泛應用，機械操作效率實現了質的飛躍，僅需少量人力即可高效完成小麥種植的全面檢查，并利用智能設備進行全程監控，實現農業機械設備的動態調度和管理，從而使得農機服務管理變得更加精細、直觀和即時。

3.2 社會與經濟效能

智能化的工作平臺能夠整合小麥生產所涉及的數據信息，進而產出眾多任務信息。經過深入研究可得知，智能化農業器械能夠精準傳遞通過傳感器采集到的信息，這能夠精準掌握工作區域、工作效率等方面的關鍵參數。對小麥生產方面的智能化農業技術運行數據的全面分析，能夠精準反映區域農機應用情況、小麥播種、收割的情況和小麥工作的散布情況等。連續對此數據進行跟蹤研究分析，能夠給區域主管管理部門制定出更為精準的農業種植發展規劃提供參考，使區域農業能獲得更為顯著的社會、經濟效益。

在引進智能化農業系統后，運行次數以及無需人為干預的工作進度都是穩定的，它對于復雜三維地形有著良好的匹配度，增加了自控系統的實際工作環境與需求契合性，并很大程度上促進了節能性。對比人工操作模式，這個智能化系統能夠節約石油消耗7%左右，減少環境壓力。得益于智能農機應用，農機自動行駛的軌跡已經實現了自動設計，極大地縮短了行駛路線，防止了在人工插播中出現重復路線的情況，使得小麥播種直立率達到60%，如此能有效地節省生產成本。通過智能農產系統，農機械都實現了機器自主運行，人工干預程度很低。只要提前設定農機工作的路線即可開始播種小麥。在正常工作流程中，操作員從單臺機械的操作切換為對多臺機械主動控制，不但工作時間延長，設備使用效率提高，同時也大大降低了員工的體力勞動強度。

4 結語

在小麥生產領域，應用智慧農業技術，能夠通過充分利用智能機器設備建立智慧型大規模農業生產運行體系，并在其中對小麥生長指標進行嚴密控制與評估。因小麥粒狀食品生產過程當中涉及大量動作用途，借助農業智能科技能夠對其每一個環節進行嚴格規劃，同時，縮減操作步驟，使其更加吻合預期中的小麥成長監控指標。此外，機構在將智能農業技術引進到小麥種植中時，一定要考慮技術與實際的生產需求是否契合，從而實現對生產效率的進一步提升。

參考文獻

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