本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2023年第7期,目次37
摘要:伴随着信息技术的飞速发展,信息化时代已全面到来,各行各业都在积极引入信息技术来推动转型升级,实现创新发展。玉米既是一种主要粮食作物,也是重要的经济作物,玉米产量和质量对于农业经济和粮食安全都意义重大,全面推动落实信息化玉米栽培生产非常必要。该文解析农业信息化的内涵,介绍常见信息化技术,探讨了信息化技术在玉米高产栽培中的应用,旨在为推进中国农业现代化提供有益借鉴。
关键词:农业信息化;玉米;高产栽培;应用分析
农业的未来在于发展现代化农业,而现代农业的关键是科学技术,农业信息化技术是基于农业生产需求实际的信息技术融合与专门研究,对提升农业生产效率及质量作用巨大。在玉米栽培中充分引入信息化技术,为栽培工作提供有效的数据分析和结果支持,能够提升栽培的科学性和实际效率,从而有助于实现玉米高产。
农业信息化内涵
所谓农业信息化,就是基于信息技术赋能的农业高效生产、科学栽培和精准服务等环节,这些技术主要包括:无线通信技术、网络技术、大数据及人工智能技术等[1]。农业信息化技术的有效应用,可以改变农业生产模式,减轻农业生产人工压力,并且能够实现智能化和规模化生产管理,是现代智慧农业的典型特征体现。
常见的农业信息化技术
2.1 传感器技术
农业生产与自然环境条件密切相关,不同的农作物具有不同的需求性[2]。为做到科学栽培,种植者应全面准确掌握相关信息。使用专业的传感器,如利用环境传感器可以对农田气象、风力大小、降水量和辐射强度等数据进行采集,为种植把握栽培时机,做到科学生产;利用生命传感器,对作物不同阶段的生长情况、病虫害等情况进行监测并用于有效分析,以此实现科学的田间管理。
2.2 智能化技术
智能技术是人是一种机器深度学习技术,以智能设备和智能机器人为主,在农业生产中可以通过网络通信技术将相关的智能设备连接起来。农业生产管理者,只需启动相关程序,利用中控系统远程操控智能机械设备,按照设定模式、轨迹路线完成农田作业和生产,以及对作物的状态监测和数据分析。如:植保无人机、智能喷灌系统、无人驾驶拖拉机和收获机械等,借助智能化技术可以实现农业的高效率、精细化生产作业。
2.3 物联网技术
物联网支持“万物互联”,它一般与其他智能化技术及机械设备、信息化管理系统等配合使用。物联网技术在农业生产、管理中与监测设备相连,对农作物生长过程进行实时监测;与智能机械设备相连,实现自主生产作业;与管理系统相连,可以实现系统化管控和资源调配。
信息技术在玉米高产栽培中的应用
3.1 信息化技术用于玉米地块选择
地块条件和地力程度对玉米的高产影响较大,实际生产作业前一定要做好选地和整地等工作。虽然大多数玉米品种的适种性都比较强,一般对土地条件的要求不太高,但地形平坦、耕作层深厚,土壤疏松透气、温湿度适中的土地更有利于其健康生长和实现丰产。在选地时,必须结合玉米生物特性和种子特点综合考虑,基于玉米喜阳、耐旱特性,地块应选择在向阳方位,地势开阔平坦的地方,以保证其充分的光合作用,同时也需要全面了解土壤的肥力、土层结构和性质,以保证为玉米生长提供充足的养分支持。可以利用GIS技术进行土地空间形态调查,结合大数据技术进行地块数据和周边环境信息分析,寻找最适合玉米种植的地块;使用土壤养分智能检测仪,采集不同深度的土壤样本,检测土壤中的有机质成分(P、K、N等)和微生物类型,以及温湿度等信息,以指导优质地块选择和实现种植高产。
3.2 信息化技术用于玉米选种栽植
种子的优良与否直接影响到玉米产量和品质。玉米种植生产中,如何选购良种,如何科学栽植是种植户最关心的问题,但是由于市场上玉米品种多种多样,质量参差不齐,对种植户而言难于准确分辨和挑选。为解决广大种植户的选种困难问题,避免盲目选种带来的农业生产风险,应基于信息技术建立智能选种系统,结合所在地区情况,采集土壤、水体、空气等样本,对农田的生态环境、土壤肥力、水分运移等数据进行全面分析,基于测土配方和结合玉米种子特性,指导良种研发,从源头上解决劣种风险[3]。与之同时,采集多个常见玉米种子进行试种实验,对比其生长性能、抗害能力和产量等数据信息,为指导广大种植户提供科普教育、专家推荐以助其正确选种。
另外,科学种植也是影响玉米高产的一个重要因素,如合理设置种植密度,既可以保证亩产量也可以确保玉米植株群体间的良好通风性、采光性,降低荫蔽和保持良好的温湿度,减少病虫害发生可能性。玉米种植密度一般为3500~4000株/亩,不同品种之间有一定差异,但影响不大。为帮助种植户合理控制玉米种植密度,可以在实验研究中,借助计算机视觉识别和场景重建等技术,准确扫描识别地块与环境信息,根据相关种植要求进行参数核算,建立合理玉米种植密度三维模型,并进行仿真实验,最后编制种植密度技术方案,为种植户提供科学指导,实现玉米高产和收益提升。
3.3 信息化技术用于田间监测管理
科学的田间管理是确保玉米种植质量和生产效益的重要手段,田间管理应特别注意田间监测,包括水肥监测、气象监测和生长状况监测等。首先,可以通过安装监控器、传感器等监测设备,通过无线网络进行连接,建立全覆盖的田间水肥监控系统,将监测所得数据信息及时上传数据库,然后借助大数据技术进行深度的比对分析,从而准确掌握玉米的水肥需求信息,指导种植管理者及时进行水肥追补,比如玉米在结穗期具有较大的需水量,如果此时降水稀少,则需要增加人工浇灌频率[4]。其次,可以利用GPS技术对玉米地块进行精准定位,同时建立小型农田气象站,对土壤墒情、土壤温度、空气温湿度、光照强度、风向风速、降水量等进行全天候监测,为提高玉米田间管理效率和质量创造条件,以保证玉米健康生长发育。此外,基于信息技术建立智能化田间管理系统,通过各种监控设备和传感器,监测玉米地块的缺苗情况,监测玉米苗移栽或补植后的生长情况,对玉米生长的不同生长阶段进行需求分析和有效监管,如在玉米植株过程中,通过生长周期和生长状态分析,给予玉米植株及时的人工授粉,摘除雄蕊保证杂交,促进高产优产。
3.4 信息化技术用于农田病虫害防治
玉米在生长的各个阶段都会遭受大量的病虫害威胁,病虫害是影响植株存活、健康生长和高产的一个主要因素。加强农田病虫害防治非常必要且重要。当前,中国各地区大力推广实施大田改造、规模化生产,虽然大幅增加了产量,但也增加了病虫害防治的难度。传统防治手段主要采用物理防治和药物防治,防治效率低下、针对性不强,同时由于化学药物的用量超标和喷施范围较广,很容易造成环境污染和农作物药物残留,影响人体健康。为了有效解决这些问题,需要充分借助信息化技术,如利用农田智能监测系统,对不同季节、不同生长期玉米农田的主要病虫害类型、发生发展情况等进行实时监测,对病虫害进行事前防治,避免损失扩大。利用物联网技术建立农田一体化管理系统,结合病虫害信息,远程指令智能化喷药机、无人机等,分段、分区、定时、定量喷洒毒害低、除害效果好的农药,避免造成大面积环境污染[5]。也可以利用联网智能防害设备,如智能捕虫器、诱杀灯等,根据不同害虫的生物习性(趋光性、特殊气味喜好等)、活动范围、活动时间、危害形式等,进行集中、高效灭杀。
结语
新时代背景下,全面推广和科学应用农业信息化技术,是实现农业现代化的重要手段,也是中国农业和农民的必然出路。玉米作为中国的主要粮食作物,其高产优质是国民口粮安全和健康的基本保证,想要实现玉米高产,就要不断改进种植方法和管理模式。将先进的信息技术引入玉米种植生产管理的全流程中,以信息技术及其工具对玉米生长的各个阶段进行需求性分析、管护支持,包括科学选地、选种、田间管理、病虫害防治等,以助力实现高产、优产。
参考文献:
[1]常畅.农业信息化背景下玉米高产栽培技术要点 [J]. 农业工程技术 ,2020,40(6):33-34.
[2]于文娟.农业信息化背景下玉米栽培促高产技术应用研究[J].种子科技,2022,40(7):50-52.
[3]丁风霞.玉米高产栽培与病虫害防治技术[J].热带农业工程,2022,46(5):111-113.
[4]陈海珍.信息化技术优化玉米高产栽培管理模式分析[J].农业工程技术,2022,42(27):61-62.
[5]马小剑,马建昌.优质玉米栽培技术与病虫害防治研究[J].农业技术与装备,2022(5):152-154.
作者单位:山东省单县李新庄镇农业农村服务中心