基于信息化技術的玉米機械化種植模式的優化與創新

玉米是我國重要的糧食型作物，同時在工業飼料加工等諸多領域都有著廣泛的應用，在我國南北方地區廣泛種植。目前，隨著社會經濟的不斷向前推進和發展，玉米已經從傳統的糧食二元作物向著糧、精、飼、蔬、加工等多途徑拓展，應用范圍逐漸擴大，產業鏈條逐步完善，已經成為具有推動社會以及國家經濟發展的重要農產品的產業。與其他農作物相比，玉米品種類型較多，生態環境和生產條件各異，生產目的也存在較大差異性，栽培管理期間為了切實提升玉米的產量和品質，滿足各領域的實際需求，需要進行有效的技術指導。在玉米機械化種植過程中，通過將現代信息技術充分應用，其能夠大幅提升種植效率和種植質量，更好地緩解傳統種植模式下對玉米生長發育造成的不良影響。本文主要結合實際工作經驗探討了基于信息化技術的玉米機械化種植模式的優化與創新，希望通過研究對廣大同行有所幫助。

隨著全球氣候變暖問題的逐漸加重，農業可持續發展已經成為全球共同關注的熱點和焦點，如何提高農業生產效率、生產質量，最大程度減少對生態環境造成的污染和破壞，是當前農業生產面臨的一大挑戰。農業機械化種植模式在基層地區得以有效地推行，利用現代農機裝備科學高效地開展玉米種植，切實提升生產效率，將農民群眾從繁重的農業勞作中解脫出來。農業機械化種植不僅改變了傳統的農業方式，也對農業可持續發展產生了深刻影響。為進一步提升玉米機械化種植效率和種植質量，就需要充分借助現代信息技術如大數據、云計算、物聯網、人工智能等不斷完善玉米機械化種植方案，實現玉米機械化種植的創新應用，最終實現農業生產和生態環境保護的和諧共生。

一、玉米機械化種植中應用的主要信息技術

1、3S技術

3S技術，即遙感技術（RemoteSensing，RS）地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）和全球定位系統（GlobalPositioningSystem，GPS）的統稱，在玉米機械化種植中起到了重要的技術支撐作用，通過整合這些技術，可以實現對玉米種植環境的實時監測、精確管理和高效利用。遙感技術通過衛星或航空器搭載的傳感器，對地表植被、土壤濕度、溫度等參數進行遠程監測，通過遙感圖像識別土壤類型、肥力等級，為合理配置農業資源提供數據支持，同時還能夠分析植被指數變化，評估玉米生長狀況，識別玉米病蟲害發生區域和程度，及時采取防治措施。GIS技術能夠對空間數據進行采集、管理、分析和可視化展示，對于玉米種植的地理分布、土壤特性、氣候條件等多源信息的管理與分析至關重要。利用GIS，可以結合地形、王壤、氣候等數據，分析適宜種植區域，優化種植布局，并對農田進行精確劃分，實施個性化管理，如灌溉、施肥等，同時構建玉米種植決策支持系統，提供種植方案、風險評估等服務。GPS技術通過衛星信號為地面用戶提供精確的定位服務，對于玉米機械化種植中的精準農業操作極為重要。GPS技術能夠為農業機械提供精確的地理位置信息，確保播種、施肥等操作的準確性，也可以結合GPS導航實現農業機械的自動化作業，提高生產效率，還可以利用GPS標記田間調查點，進行土壤、作物數據采集，為GIS分析提供基礎數據。

2、專家系統

在玉米機械化種植中，專家系統是一種模擬人類專家知識和經驗的信息技術，它通過計算機程序來提供決策支持和問題解決能力。專家系統能夠結合土壤檢測數據和種植歷史，通過分析土壤的物理、化學性質，推薦適合玉米生長的最佳施肥方案和輪作模式。另外，專家系統集成地理信息系統（GIS）全球定位系統（GPS）和遙感技術（RemoteSensing）能夠用于監測玉米種植區域的氣候條件、土壤濕度、作物長勢等，實現對農田的精確管理。在玉米機械設備維修過程中，利用專家系統構建智能化的專家維修系統，能保證機械設備維修更加精確和合理。

3、數據庫技術

在玉米機械化種植過程中，數據庫技術是支撐整個信息化技術體系的核心。數據庫技術在玉米種植中的應用主要體現在對種植數據的收集、管理和分析上，通過構建高效、可靠的數據庫系統，實現對玉米種植各個環節的數據進行存儲、查詢、更新和分析，從而為種植決策提供科學依據。借助數據庫技術能夠實現土壤肥力、氣候條件、種植模式、作物生長周期、農事活動記錄等數據的采集和管理，收集到的數據經過整理和分析，可以轉化為有價值的信息，為玉米種植提供科學依據。

二、基于信息化技術的玉米機械化栽培種植技術

1、優選玉米品種

當地四季分明，春季溫暖、夏季炎熱、秋季涼爽、冬季寒冷，這種氣候條件對玉米的生長有著一定的影響，在選擇玉米品種時，需要考慮選擇適應當地氣候和土壤條件，抗病性抗倒伏性強，產量高，成熟期適中，蛋白質、淀粉含量高、口感好的品種。當地推廣應用較好的優質玉米品種主要有登海605、魯單988、先玉335、登海618、丹玉405、魯單510、沃玉3號等幾種。在具體選擇玉米品種時，還需要引導農民群眾結合實際情況和當地農業部門推薦的品種合理選擇。

2、玉米精細化整地

玉米在種植之前要做到合理選擇種植地，通常情況下應該選擇地勢平坦、土層深厚、有機質含量較高，pH值在5.5～7.5之間、有良好的排水條件的種植地，以壤土和砂壤土為宜。播種之前要做到精細化，翻耕種地，一般在秋季進行深翻整地，深翻深度控制在 25～30cm 以上，打破犁底層，增加土壤通氣性和水分滲透性，推薦采用精細智能化深松機械，智能自動化的控制深松深度和松土質量，深松后要及時耙檐、鎮壓，保證土壤情和種子發芽條件。結合整地還需要做好底肥的深入工作，以農家肥、堆肥等有機肥為主并搭配適量的化肥，將有機肥和化肥分層施入土壤中。

3、玉米科學播種

根據氣候條件和農業生產實際，春玉米的最佳播種時間一般在4月中旬至5月上旬，這個時間段有利于玉米充分利用春季光照，避免高溫和病蟲害的發生，有利于提高產量。在實際播種過程中一定要確保玉米播種前5～7d，土壤地溫應穩定在 10% 以上，田間墑情能夠維持在 35% 以上。選擇商品化的經過包衣處理的玉米種子，不需要進行種子處理，直接進行機械化精量播種。播種過程中首先啟動播種機，調整播種量、播種深度等參數，使用帶有北斗導航系統的播種機進行精確定位，確保播種行距、株距準確，采用單粒播種技術，實現種子、肥料同播，播種過程中，確保播種機運行平穩，避免漏播、重播現象。在智能化機械播種操作過程中，播種量一般控制在 3～4kg/667m² ，播種深度控制在 2～3cm ，株距控制在 20～25cm ，行距控制在 60～70cm ，確保種子分布均勻，避免出現大片空地或重疊現象，播種機行進速度控制在 5～8km/h。

4、玉米田間管理

① 水肥一體化

玉米大田智能水肥一體化技術方案旨在通過集成灌溉和施肥系統，實現精準灌溉和施肥，從而提高玉米產量和水分利用效率，同時減少化肥使用，保護環境。在應用之前主要選擇地下水、地表水作為滴灌水源，采用滴灌，同時搭配施肥系統，該系統與灌溉系統集成，使用液體肥料，通過施肥罐和注肥泵進行精確施肥。農田當中安裝水分、養分、溫度、pH值等傳感器，實時監測土壤環境。通過數據采集器將傳感器數據傳輸至中央控制系統。利用大數據分析、機器學習等算法，根據土壤和作物需求自動調整灌溉和施肥計劃。在種植前進行土壤測試，了解土壤類型、肥力狀況和水分狀況，玉米播種之后要及時連接好滴灌系統，確保其與傳感器和控制系統連接，啟動控制系統，根據傳感器數據調整灌溉和施肥計劃。一般在玉米的整個生長周期內滴灌5～8次。播種之前施用完全腐熟的有機肥 1000kg/667m² 、磷酸二銨 20～ 30kg/667m² 尿素 13～15kg/667m²， 硫酸鉀 7～10kg/667m² ，硫酸鋅1kg/667m² 。苗期階段追施尿素 5kg/667m² ，磷酸二氫鉀100～150g/667m² ，兌水 30kg ，隨水施入大田中，滴灌量一般控制在15～20m³/667m² ，進入拔節期之后，追施尿素 5kg/667m² ，磷酸二氫鉀 100～150g/667m² ，兌水 30kg ，大喇叭口期階段追施尿素8kg/667m² ，磷酸二氫鉀 100～150g/667m² ，兌水 30kg ，隨水施入，抽雄期追施尿素 8kg/667m² ，灌漿成熟期可以追施尿素 5kg/Ω 667m² ，隨水施入到大田中，拔節期灌溉量控制在 30～35m³/ 667m² ，抽雄期灌溉量控制在 15～25m³/667m² ，灌漿成熟期灌溉量控制在 35～40m³/667m^2。

② 玉米病蟲害防治

玉米螟推薦使用 2.5% 的高效氯氟氰菊酯乳油2000～3000倍液噴霧，玉米蚜用 5% 的吡蚜酮乳油1000倍液噴霧，玉米紋枯病推薦使用 25% 的咪鮮胺乳油1500倍液噴霧，玉米銹病推薦使用 25% 的嘧菌酯油乳劑，800倍液噴霧。在病蟲害防控過程中，為提高防控成效，推薦使用植保無人機進行噴霧防治，每次攜帶藥液10～15L，使用藥液 1.0～1.5L/667m² ，飛行作業過程中保證天氣晴朗風力三級以上飛行速度控制在 3m/s ，高度控制在 1.5～2.0m.

三、基于信息化技術的玉米機械化種植模式優化創新對策

1、強化農業物聯網建設，提高玉米生產的信息化水平

為了實現玉米機械化種植模式的優化與創新，強化農業物聯網建設是關鍵。物聯網技術在農業生產中的應用可以大大提高玉米生產的信息化水平，實現對玉米種植全過程的智能化管理。玉米種植過程中農業互聯網平臺建設主要包括了系統框架、數據采集和傳輸平臺建設、應用開發、安全保障、部署實施、運維管理等幾個環節。系統架構采用分層架構，主要包括以下層級感知層、網絡層、平臺層、應用層，數據采集期間主要利用土壤、氣象、作物、水質傳感器監測土壤溫度、濕度、pH值、環境溫度、濕度、光照強度、風速、作物生長狀況、疾病和害蟲情況、水體 pH 值、溶解氧、濁度等，數據傳輸期間采用無線通信模塊重點應用LoRa、藍牙、Zigbe等無線通信技術，將傳感器數據匯聚并傳輸到網絡層，實現數據路由和轉發。平臺在建設過程中數據儲存主要包括了數據庫和數據倉庫，其中數據庫用于存儲傳感器數據、設備信息、分析結果等，數據倉庫用于歷史數據存儲和數據挖掘，在數據分析處理過程中，通過對數據進行預處理、機器學習算法和可視化工具操作，實現數據清洗、格式化和歸一化，預測作物產量、優化灌溉施肥，生成圖表、儀表盤，方便用戶理解數據，最終為農業管理和決策支持服務，重點預警病蟲害、優化灌溉計劃、推薦施肥方案、預測作物產量。應用開發層面主要涉及移動應用、Web端應用、專家系統，系統運行過程中安全保障措施是數據加密、訪問控制、日志審計、應急計劃。系統框架構建完成之后進行部署和實施，重點加強傳感器、控制器等設備的安裝和調試、無線通信模塊、網關、路由器的配置和優化、數據存儲、處理、分析和可視化組件的部署、開發移動應用、Web端應用和專家系統、培訓用戶使用系統，充分發揮其價值。在運行期間，需定期對傳感器、控制器等設備進行維護，以確保其正常運行；實時監控數據傳輸與存儲狀況，以便及時發現并解決問題；定期更新平臺軟件及應用，以提升系統性能與安全性；為用戶提供技術支持，協助解決系統使用過程中的問題。

2、推進農機農藝融合發展，提高玉米機械化作業水平

在玉米的機械化種植過程中，農機與農藝的深度融合，能夠顯著提升農業生產效率，降低生產成本，同時提高玉米的產量和品質。玉米栽培環節農機農業融合目標是提高玉米生產效率和效益；實現玉米全程機械化、智能化；推動農機行業與農業發展深度融合。在具體融合實施過程中，首先，引進先進的玉米播種機、施肥機、噴藥機、收割機等農機裝備，并在農機的裝備當中配置無人駕駛、智能輔助系統，建立玉米生產信息平臺，匯集氣象、王壤、病蟲害等數據，利用物聯網、大數據等技術，進行精準田間管理，提高資源利用率，然后進一步完善農機服務網絡，建設農機服務中心和合作社，提供農機租賃、維修、技術培訓等綜合服務，解決農民農機使用難題，在此期間加大對農機購置、研發和應用的財政補貼，出臺農機產業發展規劃，引導農機行業轉型升級。其次，根據玉米種植的地域特點和生產需求，合理配置農機具，提高機械化作業能力，例如，針對不同地區和不同玉米品種，選擇合適的播種機、施肥機、灌溉設備等，確保機械化作業的順利進行。在機械化發展過程中，也需要進一步優化農業機械的作業流程，根據玉米種植的各個環節，制定合理的農機作業流程，確保機械化作業的高效進行。同時，要注重農機作業與人工輔助相結合，充分發揮機械化和人工勞動的互補優勢，提高農業生產效率。另外，政府應加大對農機科研、生產、推廣等方面的投入，鼓勵企業研發高性能、低成本的農機產品，制定相應的補貼政策，降低農民購買農機的成本，提高農機普及率。

3、完善農業社會化服務體系，促進玉米機械化種植的信息化發展

首先，建立一個全面、高效的信息化平臺將農業資源進行整合，包括土地、種子、農藥、農資、技術、市場等信息，實現資源共享，提高農業生產效率。在這個平臺上農民可以輕松獲取種植技術、市場信息等，以便更好地進行種植決策。其次，積極推廣智能農業設備，如智能播種機、施肥機、收割機等，利用信息化技術進行精確機械化操作控制，提高玉米機械化種植的水平和效率。同時，利用互聯網技術，將農業生產各個環節進行連接，實現玉米種植的智能化管理。傳感器收集土壤、氣候、作物生長等數據利用大數據分析技術進行智能決策，實現精準種植。最后，加強對農業人才的培養，通過培訓、講座等形式，向農民普及信息化知識，提高他們的信息化應用能力，使他們能熟練運用信息化技術進行玉米機械化種植。

綜上所述，農業機械化種植已經成為現代農業的重要發展趨勢和發展方向，以高效科學環保的特點實現了對農業可持續發展的重要推動。未來隨著信息化技術的深度應用，玉米機械化種植必將會向著精準播種、智能施肥、無人駕駛噴藥和自動化收獲轉變，同時農業互聯網、大數據、人工智能、遙感技術、云平臺服務等現代化的技術也會在玉米種植環節得到有效推廣，更好地提高機械設備的生產效率，保護生態環境，減少污染物的排放，最終推動農業可持續發展。

（作者單位：276708山東省臨沐縣蛟龍鎮農業和財經服務中心）