我國的農民，大部分還在用純手工的方式耕種施肥，十分辛苦，種植施肥機械的推廣使用迫在眉睫，我國農業生產中，盲目粗放施肥和長期嚴重偏施已造成農作物產量品質降低、有害物質超標、地下水污染和土壤板結退化等問題，嚴重影響農產品生產安全、生態環境及自然資源發展。

種植施肥機械

　　精準變量施肥技術作為化肥減施增效技術體系的重要組成部分，可因地制宜全面平衡施肥用量，保證化肥合理施用，在農業生產中發揮了重要作用，推廣應用范圍不斷擴大。

　　在這里，筆者介紹一下精準變量施肥技術發展歷程及國內外精準變量施肥機械發展情況，為國內相關機械研發提供參考和借鑒。

　　精準變量施肥技術

　　精準變量施肥是將農田土壤進行空間網格單元劃分，以各單元內歷年農作物產量信息與多層數據(土壤理化性質、病蟲草害及氣候等)疊合分析為依據，作物生長模型和作物營養專家系統為支撐，高產、優質及環保為目的因地制宜地進行全面平衡施肥的先進技術，可為肥料合理施用提供可靠保障。

　　該技術緊密圍繞糧食增產、生產高效、資源節約及生態環保理念，是信息技術、生物技術、機械技術及化工技術的優化組合，主要伴隨精準農業發展得到快速應用推廣。

　　20世紀60年代，統計學方法的創立，為定量描述土壤空間研究奠定了基礎;70年代，機電一體化、智能監控及信息采集等先進技術的廣泛應用，推動了農業工程裝備現代化發展進程;80年代，部分發達國家農業經營管理出現了資源緊缺和環境質量下降等系列問題，亟需采取更有效的方法提高農產品市場競爭力。

　　1991年，全球衛星定位系統(GPS)逐漸實現民用化，為施肥精準定位管理提供了可靠保障;20世紀90年代現代信息技術的高速發展，特別是“3S”信息系統、作物栽培管理技術及農業工程裝備技術等先進技術在農業中得到應用，為實現田塊空間精準變量操作奠定了可靠基礎，即精準農業誕生。

　　變量施肥技術是精準農業應用最早的領域，經過20余年的發展，該技術有效解決了土壤-作物-養分間互作關系，引領精準農業技術進步。

種植施肥機械

　　2. 國內現狀

　　我國對精準變量施肥技術及配套機械的研究相對較晚。由于國內農作物種植模式多樣且各地區地形地貌差異性較大，前期僅進行了部分理論探索及試驗研究，并未進行大面積應用推廣。

　　至20世紀90年代，隨著對精準農業逐漸重視及應用推廣，通過引進消化吸收再創新模式，將國外先進精準變量施肥技術與可持續農業基本國情相結合，創制系列適于各種農作物生產的變量施肥系統與排肥機構，集成了多種精準變量施肥機械，部分得到示范應用推廣。

　　國內學者結合施肥農藝要求，開發了水稻與冬小麥變量施肥控制系統，分別設計了離心勻肥罩式水稻地表變量撒肥機和冬小麥精準變量施肥機，有效提高施肥控制精度。

　　有研究者采用仿生設計方法集成配置大豆仿生智能耕播機，基于控制變量施肥控制系統，采集機械位置及作業速度，結合處方信息控制排肥軸轉速調節施肥量，可一次性完成淺松、碎土、播種、施肥、扶壟和鎮壓等復合作業，在黑龍江省進行應用推廣。

　　有學者基于CAN總線通信協議車載傳感器與PIC控制融合技術，設計了2BFJ-24型小麥精量播種變量施肥機，根據定位信息和處方信息進行變量施肥，實現了小麥種肥同播且實時監測漏播及堵塞等復合功能。

　　種植施肥機械

　　存在的問題及發展建議

　　國內對精準變量施肥技術及配套機械研究起步相對較晚，多集中于關鍵執行部件優化設計，而對核心智能化控制系統自主研發能力較弱，高精準性及適用性的施肥機械研究較少，產品自動化及智能化程度低且應用示范面積小，整體水平與國外發達國家仍存在較大差距。

　　在研究與應用過程中所采用配套傳感器技術無法完全實時準確地分析土壤養分及微量元素等信息;農作物生長模型和農作物養分專家系統無法與精準變量施肥機械緊密配套;施肥專家決策分析系統更新周期較慢，所需數據繁多且不易獲取。

　　由于國內地形地貌差異性較大，導致通用性及適應性較差;排肥機構調節范圍局限，難以實現氮磷鉀等元素在線混合，配套機械作業性能與技術指標有待提高;綜合作業成本較高，部分農民思想并未完全轉變，影響該技術進一步應用推廣。

　　種植施肥機械

　　未來發展中，應結合國內各區域特點綜合施策，加快發展精準變量施肥技術，開展配套機械應用培訓及宣傳推廣，重點確定各區域各作物合理化肥施用方式及比例，為精準變量施肥實施提供支持。結合網絡傳輸、信息感知及數據處理等先進技術，開展高精度且覆蓋全面的土壤及作物養分信息高效檢測采集技術和數字化營養管理系統研究。

　　研發可快速精準監測農田土壤及作物養分含量傳感器件及適合多種農藝模式的精準施肥控制系統，提高作物生長模型及施肥專家決策分析系統通用性及適應性;將單一施肥作業逐漸轉變為變量施肥作業，設計優化多種關鍵部件結構，以實現多變量在線配肥和施肥作業，提高施肥系統自動化和智能化水平。