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　　中國農(nóng)機院農(nóng)機變量作業(yè)技術(shù)與裝置研究，讓農(nóng)業(yè)更智慧

編者按：

加快科技創(chuàng)新是黨中央的重大戰(zhàn)略部署，黨的十九屆五中全會強調(diào)，要堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。作為我國農(nóng)機行業(yè)的戰(zhàn)略策源中心、技術(shù)創(chuàng)新中心、產(chǎn)品輻射中心和國際交流中心，“十三五”期間，中國農(nóng)機院勇于擔當，主動作為，大力推進企業(yè)科技創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，不斷完善農(nóng)牧業(yè)裝備、農(nóng)產(chǎn)品與食品加工、信息與智能技術(shù)、材料與制造技術(shù)、能源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域的科研體系，承擔了國家重點研發(fā)計劃等一批科技計劃項目，取得了一批重大科技成果，獲得了多項國家和省部級科技獎項。“十四五”新時期，中國農(nóng)機院將繼續(xù)大力推進企業(yè)科技創(chuàng)新及關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，為“鍛造國機所長，服務(wù)國家所需”貢獻新的更大的創(chuàng)新力量。

農(nóng)機變量作業(yè)技術(shù)與裝置研究

農(nóng)機變量作業(yè)技術(shù)與裝置是我國農(nóng)業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式、增效益、向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。我國糧食連年增產(chǎn)，種肥水藥功不可沒，化肥、農(nóng)藥年施用量分別為6000萬噸和180 萬噸以上，但肥藥利用率僅為30%、灌溉利用系數(shù)0.53，遠低于發(fā)達國家60%和0.75 的水平。這不僅造成生產(chǎn)成本過高，而且也會對糧食、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。中國農(nóng)機院牽頭承擔的“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目——“農(nóng)機變量作業(yè)技術(shù)與裝置研究”可實現(xiàn)種肥水藥的科學施用，對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展具有重大作用和長遠現(xiàn)實意義。

成果內(nèi)容：

土壤作物多源信息實時分析技術(shù)與決策系統(tǒng)。研制了基于波譜技術(shù)的車載土壤肥力快速檢測裝置和便攜式土壤有效態(tài)養(yǎng)分檢測分析系統(tǒng)，研發(fā)了開發(fā)大數(shù)據(jù)融合的作物-土壤信息一體化實時決策系統(tǒng)。

種肥水藥變量施用控制技術(shù)。突破了基于機具工況及土壤信息反饋的定位排種、播深自適應(yīng)控制，基于土壤肥力、光機電液多源信息融合的施肥量、施肥位置優(yōu)化控制，噴滴灌處方變量作業(yè)調(diào)控與基于田間實測信息的施藥控制等關(guān)鍵技術(shù)。

種肥水藥科學施用機構(gòu)、裝置與系統(tǒng)。研制了基于農(nóng)田實測信息指導(dǎo)決策的精準定播種、智能變量施肥、自適應(yīng)變量灌溉、實時變量噴藥變量作業(yè)標準化執(zhí)行機構(gòu)、裝置與系統(tǒng)。

已取得的成果。研制變量系統(tǒng)裝置13套；發(fā)表SCI/EI收錄22篇；申請發(fā)明專利43項；出版專著1項；登記軟件著作權(quán)9項；制定標準1項。

創(chuàng)新點：

技術(shù)創(chuàng)新。針對土壤中農(nóng)作物可直接吸收的離子態(tài)養(yǎng)分難以快速準確檢測的問題，突破了耦合毛細管的非接觸式電導(dǎo)檢測技術(shù)，研發(fā)了非接觸式電導(dǎo)檢測器，研制了基于毛細管電泳-非接觸式電導(dǎo)檢測的土壤有效態(tài)養(yǎng)分檢測分析系統(tǒng)樣機，實現(xiàn)了ppb 量級土壤有效成分的快速定量檢測。

裝置創(chuàng)新。針對播種深度、播種量波動較大，不易調(diào)控，影響播種質(zhì)量的問題，設(shè)計了基于負載動態(tài)變化的氣動式播種深度調(diào)節(jié)與智能化同位仿形控制機構(gòu)，研發(fā)了基于仿形輪下壓力的播深自適應(yīng)控制系統(tǒng)；優(yōu)化了播量、作業(yè)速度雙因素影響下播種均勻性控制算法，研制了電驅(qū)動均勻播種單體，播種合格率、變異系數(shù)大大優(yōu)于常規(guī)機型。

管理創(chuàng)新。一是季報管理，把握項目進度。通過季度工作簡報、定期或不定期檢查，有效地監(jiān)督和控制項目進度、保證研究目標的實現(xiàn)；二是成果共享，避免重復(fù)研究。細分任務(wù)，各司其責，同時對項目的知識產(chǎn)權(quán)歸屬進行了相應(yīng)約定，保證了知識產(chǎn)權(quán)歸屬清晰；三是集成示范，加大推廣力度。結(jié)合項目特點，在河南省建立了項目總體應(yīng)用示范基地，各課題成果均在試驗基地進行播種、施肥、灌溉與噴藥等樣機的單機性能試驗與總體評估試驗，以此評估項目總體成果的科學性、經(jīng)濟性與實用性。

綜合來看，精準定位播種，可降低漏播、重播率，提高單棵作物的農(nóng)田熵獲取，降低生態(tài)破壞；按需施肥、施藥，有效地節(jié)約肥料資源，達到減少土壤污染，改善生態(tài)環(huán)境的目的；按需變量灌溉，可大幅度提高灌溉單位水量生產(chǎn)率，節(jié)約大量水資源。通過項目實施，預(yù)計可實現(xiàn)化肥減施20%，農(nóng)藥減施30%，為農(nóng)業(yè)的健康、快速、穩(wěn)定發(fā)展提供保障。

中國農(nóng)機院研發(fā)的農(nóng)機智能測控系統(tǒng)作為智能農(nóng)機裝備不可或缺的核心技術(shù)，也是目前市場上急需的高端農(nóng)機測控產(chǎn)品，具有極大的市場應(yīng)用前景，可改變國內(nèi)智能變量作業(yè)機械缺乏的現(xiàn)狀，縮小與發(fā)達國家農(nóng)機產(chǎn)品技術(shù)方面的差距，并形成自主核心技術(shù)，促進行業(yè)技術(shù)進步，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)及裝備支撐。