农田耕整地、起垄筑梗、播种施肥等是垦区农业生产的重要作业环节，其作业机具的智能化作业和信息化管理都对作业效果和生产效率有很大影响。在农田耕整地方面，农场对耕整地作业都有统一的标准和要求，但在实际作业过程中，农机机手的作业质量参差不齐，现有机具的智能化水平较低，人工控制作业机具无法保证作业质量达到要求，人为因素也会导致耕整地作业质量不达要求，仅靠农场农机管理机构组织人员进行监管和抽检，无法检查每台机具作业质量是否达标，作业效率低下，无法保证最终统一核算的准确性。在拖拉机自动导航系统方面，垦区在大马力拖拉机上基本上成为一种标配，在起垄、播种、施肥、中耕管理等作业方面已经普遍开始应用拖拉机自动导航系统，目前应用的设备多为进口设备，价格较为昂贵且操作复杂，而且与国产大中型拖拉机的适配性较差，在垦区起垄筑梗等一些特定应用场景下的作业效果不佳。在水稻侧深施肥方面，垦区正在推行插秧测深施肥同步完成的新农艺措施，在水稻机械插秧的同时将颗粒肥料（基肥和蘖肥）一次性施于秧苗侧位具有一定深度土壤中的施肥方式，肥料呈条带状施于耕层，距水稻根系近，利于根系吸收利用，能够减少化肥施用量20%以上，提高肥料利用率，大大地减少环境污染。但是，现有的插秧机缺少配套的侧深施肥装置，阻碍了水稻侧深施肥技术的推广应用。 针对以上实际需求，主要开展了以下3方面的研究工作： （1）综合利用农业物联网技术、智能决策技术、地理信息系统技术、无线传输技术和云计算技术，研究开发农田耕整地作业信息化监控系统，实现对不同类型耕整地作业机具作业状态的监控和管理。耕整地监测终端具有良好的防水、防尘和抗振性能，集成卫星定位、无线通讯和作业状态监测传感器等，实现耕整地作业状态识别、面积测量、深度监测和数据实时回传；农田耕整地作业信息化监管服务系统，实现对耕整地作业监测终端回传信息的解析、作业量计算、作业质量分析、作业面积统计、存储和数据分发等功能，通过客户端软件能够实现农机作业实时定位跟踪、作业质量监测、作业面积统计、视频监控、历史轨迹回放、权限管理、用户管理、地图操作等功能。（2）结合垦区农业生产中国产中型拖拉机应用需求自主研发配套使用的拖拉机自动导航系统，采用双天线RTK-GNSS定位测姿自动导航技术，提高农机复杂作业环境下导航和作业过程动态控制精度和系统鲁棒性。采用支持多平台的农机智能导航终端插件式框架与接口技术，提高自动导航系统的兼容性与通用性。采用导向轮偏角对中自校准技术，提高系统的导航精度，降低自动导航系统标定时间。采用模块化电液转向控制的通用控制器，解决电液转向控制装置安装复杂、可移植性差的问题。（3）针对水田农场水稻插秧生产过程中侧深施肥作业需求，结合寒地水稻侧深施肥农艺特点，研究开发风送式水稻侧深精准施肥装置。采用模块化整体式设计，能够与不同品牌、不同型号插秧机配套使用，解决进口侧深施肥装置采用机械式传动方式安装复杂、与现有插秧机配套性差的问题。采用电机驱动排肥、风送肥料的工作原理，采用车辆行驶速度与排肥驱动电机转速实时匹配的施肥控制方法，利用GPS数据计算得到插秧机行进速度，采用作业状态传感器感知插秧机工作状态，根据插秧机作业速度，实时控制施肥量，实现水田环境中的侧深精准施肥作业，提高施肥均匀性和肥料利用率。 应用前景分析 农田耕整地作业信息化监管服务系统的应用推广能够依托"互联网+"创新模式，促进互联网与农机精准作业深度融合，提高农场在耕整地作业机具管理和核算方面的工作效率，提高耕整地作业质量，降低人工成本和机具作业成本。通过基于卫星定位的农机自动导航技术的应用，将大幅度降低作业垄间重叠、遗漏，提高起垄筑梗、播种施肥、中耕管理等作业环节的作业质量和作业效率，减少农业生产资料的投入，降低农机空跑率、减少燃料动力与人员投入。通过风送侧深施肥装置的示范应用和推广能够减少化肥施用量20%以上，提高肥料利用率，大大减少环境污染，同时能够加速国产侧深施肥装置的应用，降低购机成本，促进水稻侧深施肥技术在垦区的推广。 该项目资助发表论文10篇，其中7篇论文被EI检索；申请发明专利3项，授权专利10项，其中授权发明专利3项，实用新型专利6项，外观设计专利1项；获得软件著作权11项；制定行业团体标准1项。 项目分别建三江管理局和九三管理局的多个典型农场开展农田耕整地作业信息化监管服务系统、风送式水稻侧深精准施肥装置和中型拖拉机的自动导航系统的研发及示范推广工作，取得显著成效，累计推广应用农田耕整地作业监测终端198套，示范应用风送式水稻侧深精准施肥装置示范应用4套，示范推广中型拖拉机的自动导航系统10套；累计培训相关技术人员1000余人，相关终端系统与装备在旱田累计示范应用面积22.5万亩，在水田累计示范应用面积18150亩。

黑龙江省农垦总局科技信息中心

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