● 文|新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機械管理局 裴新民新疆農(nóng)業(yè)大學機械交通學院 張艷彬 劉書艷阿勒泰農(nóng)機推廣站 金曉青

技術進展 Technology Progress

衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化中的應用分析

● 文|新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機械管理局 裴新民
新疆農(nóng)業(yè)大學機械交通學院 張艷彬 劉書艷
阿勒泰農(nóng)機推廣站 金曉青

摘 要：介紹了衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化中的應用狀況、應用效果和發(fā)展前景，結合衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化中的應用實際情況，指出了衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化發(fā)展過程中存在的主要問題和相應的解決措施。

關鍵詞：衛(wèi)星導航技術 新疆農(nóng)機化 應用技術進展

Technology Progress

21世紀，我國人口呈現(xiàn)快速增長，糧食與其他農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)量與質(zhì)量都面臨巨大壓力；對此，農(nóng)業(yè)及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化也遇到新的挑戰(zhàn)，同時對農(nóng)業(yè)機械化提出了新的要求。近幾年，各地的示范推廣實踐證明，衛(wèi)星導航技術在農(nóng)業(yè)領域?qū)l(fā)揮重要作用，目前以及未來尚需各地積極開展衛(wèi)星導航技術在農(nóng)業(yè)中的應用研究以及相關的設備研制，特別是在大平原進行大規(guī)模機械化作業(yè)的地區(qū)，必須重視衛(wèi)星導航技術在農(nóng)田各項作業(yè)環(huán)節(jié)和管理中的應用，衛(wèi)星導航技術引導農(nóng)業(yè)機械自動作業(yè)實用化，衛(wèi)星導航技術引導下耕作和收獲機械將成為技術發(fā)展趨勢。大力推廣應用農(nóng)用車輛衛(wèi)星導航技術，將為我國農(nóng)業(yè)機械化又好又快發(fā)展發(fā)揮不可估量的作用。

一、衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化中的應用狀況

新疆農(nóng)機系統(tǒng)于2012年開始在農(nóng)機化中引進示范衛(wèi)星導航技術，經(jīng)過兩年的試驗示范推廣，取得了比較顯著的成效。

據(jù)統(tǒng)計，目前新疆地方擁有衛(wèi)星導航技術設備約500臺（套），這項技術在北疆的昌吉州、伊犁州、阿勒泰、塔城地區(qū)、博州和南疆的阿克蘇、巴州的各縣市推廣，尤其是在棉花、玉米、小麥、番茄的播種中廣泛運用，效果十分明顯。之所以推進速度快、效果好，不僅與這項技術自身發(fā)揮的良好作用有關，還與自治區(qū)各級黨委政府、各級農(nóng)機部門對這項技術的認可并給予大力的扶持有關。新疆自治區(qū)農(nóng)機局召開了衛(wèi)星導航技術在農(nóng)機化的應用的研討和現(xiàn)場演示會，及時組織衛(wèi)星導航企業(yè)申報支持推廣的農(nóng)機產(chǎn)品目錄，將農(nóng)機運用衛(wèi)星導航技術納入補貼范圍，上述地州也組織了演示會并出臺了優(yōu)惠政策。以昌吉州為例：2012年州、市財政拿出50萬元資金，支持安裝了6套GPS全球衛(wèi)星導航技術設備，用于各種農(nóng)機化作業(yè)，每臺拖拉機僅市級購機補助就達5萬元，農(nóng)民僅掏部分費用。又如博樂市在2014年購置了25套：州政府出資3萬元/套，市政府出資4萬/套，國家補貼3萬/套的情況下，農(nóng)民只花費1萬元/套。

衛(wèi)星導航技術能在新疆快速推廣的另一個重要原因在于，近十年來新疆在棉花、番茄、玉米和甜菜等農(nóng)作物生產(chǎn)中大力推廣機械化精細耕整地技術、機械化精量播種技術、機械化精確噴藥施肥技術和先進的機械化收獲技術。這些新技術對農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量要求非常高，特別是對拖拉機駕駛?cè)藛T的操作技能要求很高。農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量完全依賴駕駛員的駕駛技術經(jīng)驗，如果在農(nóng)機作業(yè)的行走直線精確度和作業(yè)交接行距精確度上作業(yè)質(zhì)量不高，對精量播種、精確噴藥施肥和精準收獲等的作業(yè)質(zhì)量影響很大。為達到農(nóng)機作業(yè)的精準質(zhì)量，各地農(nóng)機部門投入了大量的人力、物力和財力，加大了對農(nóng)機駕駛操作人員的技術培訓。由于工作量大、范圍廣等因素，農(nóng)機作業(yè)技術水平提高緩慢。

通過近幾年的試驗示范和推廣應用，實踐證明，衛(wèi)星導航技術不僅能夠有效提高農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量，還能降低作業(yè)成本，因此現(xiàn)在到了最適合推廣的時期。

二、衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化的應用效果

1.衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化的應用優(yōu)勢

（1）提高機車作業(yè)使用率

該系統(tǒng)提高了機車的駕駛操作性能，可延長作業(yè)時間（夜間也可作業(yè)），大大提高了機車的作業(yè)使用率。

（2）提高土地利用率

作業(yè)中減少重耕和漏耕，實現(xiàn)節(jié)本降耗，并提高了土地的利用率，增加經(jīng)濟效益。

（3）降低勞動力成本

當前和今后勞動力成本將越來越高，為提高農(nóng)機作業(yè)水平，每年在拖拉機操作人員的技能培訓方面投入的資金越來越多。支付給高水平的農(nóng)機操作手的報酬很高，目前一臺大型采棉機駕駛員月工資已達3萬元以上，精量播種拖拉機駕駛員月工資已達1.5萬元以上，這樣就無形中加大了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的投入成本。而衛(wèi)星導航技術為農(nóng)機駕駛?cè)藛T的操作提供了非常高的控制精度，大大降低了對農(nóng)機駕駛?cè)藛T的操作技能要求。

（4）減輕駕駛?cè)藛T勞動強度

衛(wèi)星導航技術的應用使農(nóng)機駕駛?cè)藛T不用關注收獲機或拖拉機的方向盤、行走方向，更多的時間用來關注播種機內(nèi)種子的增減量、打藥機內(nèi)農(nóng)藥的增減量等，有效地降低農(nóng)機駕駛?cè)藛T的作業(yè)疲勞度，有效提高田間作業(yè)質(zhì)量。

（5）減少機械作業(yè)過程中對作物的損傷

由于衛(wèi)星導航播種質(zhì)量好，在進行中耕、施肥、植保、化控、脫葉、打頂、抽雄作業(yè)中具記憶功能，對行性好，可以避免對作物的損傷。

（6）減少機械收獲損失

實施衛(wèi)星導航精準播種作業(yè)的機采棉、機收甜菜、制種玉米等作物，減少因為作物交接行偏差導致的機械化收獲作業(yè)損失。如機收甜菜無法對行采收導致部分甜菜破損，降低產(chǎn)量；如制種玉米機械化去雄率不高等，另外還能提高殘膜回收機的回收率。

2.衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化應用中的問題

1）國內(nèi)農(nóng)機用衛(wèi)星導航技術及裝備存在著品種少、功能不全和質(zhì)量不過關、國產(chǎn)化率低、很多關鍵部件需要依賴國外進口等問題。

2）衛(wèi)星導航的主要設備大多數(shù)為美國純進口設備，設備價格虛高，高達10萬元，雖然政府有補貼，但對于收入不高的農(nóng)戶來說購買力仍較低，近年國產(chǎn)化產(chǎn)品的出現(xiàn)，將價格降低到了8萬/套，但多數(shù)農(nóng)民仍難以接受。

3）目前農(nóng)機用的衛(wèi)星導航設備（國內(nèi)外）普遍存在著操作復雜、維護困難，拆裝不便、使用成本高等問題。另外還存在著架設的固定信號基站少、信號覆蓋范圍小、衛(wèi)星導航信號質(zhì)量受限等問題。周圍有林帶、地勢較低洼的作業(yè)地塊易受到信號干擾，在有效信號覆蓋范圍內(nèi)（電臺基站15km）仍頻繁出現(xiàn)掉線現(xiàn)象，使得自動導航功能失去作用。

4）就目前從全疆各地州的使用情況來看，衛(wèi)星導航技術主要用于播種、中耕、植保、化控、機收等幾項作業(yè)，犁地、耕地、整地、秸稈粉碎、殘膜回收等作業(yè)試驗示范不足，沒能大面積推廣。另外此技術在農(nóng)機作業(yè)管理、農(nóng)機行政管理中的應用還處于摸索階段。

5）衛(wèi)星導航技術設備非農(nóng)機原裝品，需要改裝，與現(xiàn)行農(nóng)機法規(guī)有抵觸之嫌。

三、效益分析

1.經(jīng)濟效益

使用衛(wèi)星導航技術，大幅度提高了作業(yè)時交接行的精準度，可節(jié)約土地面積達1%～2%。以昌吉市種植棉花為例，棉花株數(shù)可提高3%以上。在同一地塊、同一架播種機播種的同等條件下，采用自動導航機械化作業(yè)技術，畝株數(shù)在原有的基礎上增加了690株，每株5鈴，每鈴5克，畝產(chǎn)量增加可達17.25千克，增收138元/畝；全市2.1萬畝核心區(qū)采用了衛(wèi)星導航技術，提高了土地利用率，增加土地面積可達420畝，增收節(jié)支達5.8萬元。另外，衛(wèi)星導航自動技術，能夠?qū)崿F(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè)。結合本地實際，使用自動導航技術播種比常規(guī)播種每天多作業(yè)40畝，加快了播種進度，縮短了播種期，減少了雇用操作技術好的駕駛員200～300元／天的費用和跟機作業(yè)人員100元／天的費用，降低了作業(yè)成本。

此外，分析應用衛(wèi)星導航技術在棉花耕種整個生產(chǎn)過程中（播種、中耕施肥作業(yè)、植保噴霧作業(yè)、棉花收獲、殘膜回收、棉花測產(chǎn)、采棉機實時監(jiān)控、測土施肥、節(jié)水滴灌、災后重播、農(nóng)機具跨區(qū)作業(yè)調(diào)度管理等環(huán)節(jié)）發(fā)揮的作用。采用衛(wèi)星導航技術進行農(nóng)業(yè)精耕細作，可節(jié)省聘請播種機手薪酬支出60%，增加機組經(jīng)濟收入20%～30%，采棉機采凈率提高2%～3%以上，每畝增加收入60～90元，土地利用率提高1%～2%，作物產(chǎn)量提高2%～3%，殘膜回收率提高8%～10%以上，棉花抗災重播面積達到20%以上。

2.社會效益

使用衛(wèi)星導航技術，解決了困擾農(nóng)機人一直以來“播行端直、接茬準確”的大難題以及雇用技術好的駕駛員難且工錢高的問題。能夠24小時連續(xù)作業(yè)，使作業(yè)時間不受白天黑夜的困擾，大大提高了機車的出勤率和時間利用率，縮短了播種期，減少雇駕駛員和跟機作業(yè)人員的費用，降低成本，減輕駕駛員的勞動強度，提高作業(yè)質(zhì)量。農(nóng)民使用裝有衛(wèi)星定位系統(tǒng)的機車播種，增加了農(nóng)機手的收入。農(nóng)民把自己的土地及早種完，實現(xiàn)農(nóng)村剩余勞動力轉(zhuǎn)移，進一步增加農(nóng)民收入，緩解了春耕生產(chǎn)期間用工難的問題。使用該技術提高作業(yè)時交接行的精準度，避免作業(yè)時產(chǎn)生交接行的“重漏”，提高了土地、水、肥、藥的利用率，為后期田間管理、收獲作業(yè)打下堅實基礎。后期噴藥時作物生長茂盛，很難分辨行距，需要安排專人在前面負責分行，否則分不清行會嚴重軋苗，使用該技術能夠自動分行，省去分行需要的人力和費用，降低了生產(chǎn)成本，提高農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量和效率，實現(xiàn)節(jié)本增收。

四、應用需求

1.衛(wèi)星導航系統(tǒng)設備應用的性能需求

一方面要具備一機多用、便于拆裝，具有記憶功能、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)良性能，使用維護方便，即要傻瓜一些。另一方面由于使用對象為農(nóng)村農(nóng)民，機具價格要大幅度降低，即要務實一些等。

2.數(shù)量上的需求

1）從現(xiàn)有農(nóng)機保有量的30%推算：現(xiàn)有大中型馬力拖拉機保有量30多萬臺，按30%推算，需9萬多臺（套）衛(wèi)星導航系統(tǒng)設備；現(xiàn)有收獲機保有量8萬多臺，按30%推算，需2.4萬多臺（套）衛(wèi)星導航系統(tǒng)設備。

2）從新疆耕地面積上計算：新疆有8000萬畝耕地，要進行各種農(nóng)機作業(yè)和管理，隨著機械化水平和作業(yè)質(zhì)量的提升，對衛(wèi)星導航技術相關設備的需求會越來越大。

3） 農(nóng)機專業(yè)合作社、鄉(xiāng)農(nóng)機管理站實施信息管理，需求量很大。

3.配套設備的需求

拓展衛(wèi)星導航系統(tǒng)需要開展精確施肥、精確施藥、農(nóng)機作業(yè)管理的配套設備及軟件。因此衛(wèi)星導航技術在新疆農(nóng)機化的需求量巨大，可拓展范圍廣闊，發(fā)展?jié)摿Σ豢尚∮U。

五、發(fā)展建議

1.對農(nóng)機設備研發(fā)單位和生產(chǎn)企業(yè)的建議

1）建議研發(fā)和生產(chǎn)農(nóng)機用的衛(wèi)星導航設備的企業(yè)，增加農(nóng)機用導航設備的品種、擴大功能，增加維護保養(yǎng)、拆裝方便、操作簡化的傻瓜型設備。

2）大幅度降低價格和減少使用成本。

3）加大配套設備研發(fā)，為擴展衛(wèi)星導航技術在農(nóng)機化的應用創(chuàng)造條件。

4）銷售企業(yè)要加大售前、售后的培訓，加大售后服務力度。

5）衛(wèi)星導航設備生產(chǎn)企業(yè)要加強與農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)的聯(lián)合，在主機上加裝衛(wèi)星導航設備以解決與農(nóng)機法規(guī)的抵觸問題。同時要努力研究衛(wèi)星導航技術中加裝技術的安全措施，杜絕安全隱患。

2.對政府和農(nóng)機管理部門的建議

1）加強對加裝衛(wèi)星導航設備農(nóng)機的管理，采取一些有力手段杜絕安全事故發(fā)生。

2）積極拓展衛(wèi)星導航技術在農(nóng)機化的應用范圍，積極組織試驗示范、現(xiàn)場觀摩、經(jīng)驗交流。

3）加大政策扶持。充分利用國家農(nóng)機購置補貼政策，做到應補盡補，地、縣兩級政府在財政資金支持方面強化政策引導，在國家補貼的基礎上實施累加補貼。促進衛(wèi)星導航技術盡快在全疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大面積應用。積極支持北斗系列產(chǎn)品，促進農(nóng)機用衛(wèi)星導航設備國產(chǎn)化，在政策上向國產(chǎn)化產(chǎn)品傾斜，促使企業(yè)提升產(chǎn)品性能，降低成本。

4）加強衛(wèi)星導航技術的培訓工作。組織相關企業(yè)及農(nóng)機等部門技術人員編寫具有針對性、實用性和操作性的培訓教材，加強對農(nóng)機、農(nóng)業(yè)等相關部門技術人員，管理人員，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村組干部及農(nóng)民的培訓。

5）加強自主研發(fā)。建議國家加大對自主研發(fā)農(nóng)機用衛(wèi)星導航技術的科研費用的投入，調(diào)動研發(fā)積極性，加快對進口設備機械消化吸收，盡快研制出擁有自主知識產(chǎn)權、集多種功能于一體、高科技含量的農(nóng)機導航系統(tǒng)，提高產(chǎn)品科技含量，保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能，降低產(chǎn)品價格。

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