劉興國 ，黃才貴 ，蔣正忠

（南寧學院，廣西 南寧 530200）

0 引言

隨著糧食安全戰(zhàn)略的提出和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化進程的推動，保障糧食安全和高效利用農(nóng)業(yè)資源成為當今社會面臨的重要挑戰(zhàn)[1]。玉米作為我國第一大糧食作物，居主要糧食作物種植面積和產(chǎn)量之首[2]，在我國糧食生產(chǎn)中起到了重要作用，并扮演著重要的經(jīng)濟和社會角色。然而，玉米農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的一系列問題，如勞動力短缺、資源浪費、環(huán)境污染等日益凸顯，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)[3]。

近年來，智能化農(nóng)業(yè)機械技術憑借其高效、精準、可持續(xù)的特點逐漸受到關注，智能化農(nóng)業(yè)機械將傳感器、無線通信、自動控制、大數(shù)據(jù)分析等先進技術融合于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全鏈條的數(shù)字化和智能化管理[4]。在玉米種植領域，智能化農(nóng)業(yè)機械有望為提高玉米產(chǎn)量、改善資源利用效率以及推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用[5]。因此，課題組旨在系統(tǒng)研究智能化農(nóng)業(yè)機械對玉米產(chǎn)量和資源利用的影響，并探討其在現(xiàn)實應用中的潛在價值，深入了解智能化農(nóng)業(yè)機械對玉米生產(chǎn)效率、資源利用和環(huán)境保護方面的潛在影響，并為農(nóng)業(yè)決策者、農(nóng)民和相關研究人員提供科學合理的建議。

1 智能化農(nóng)業(yè)機械及玉米產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

1.1 智能化農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展現(xiàn)狀

智能化農(nóng)業(yè)機械是近年來農(nóng)業(yè)領域的一項重要技術創(chuàng)新，通過應用先進的信息技術、自動化控制和大數(shù)據(jù)分析等手段，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的智能化管理[6]。在玉米產(chǎn)量和資源利用方面，智能化農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了許多潛在機遇和挑戰(zhàn)。具體而言，自動化播種技術使得玉米種植更加高效，還可根據(jù)土壤狀況和需求量實現(xiàn)精準施肥技術，而智能化灌溉技術能夠根據(jù)氣候條件和植物需水量進行智能化調(diào)控，從而減少水資源的浪費[7]。此外，自動化收割技術和智能化脫粒技術有效提高了玉米的采收效率與質(zhì)量[8]。

隨著信息技術和人工智能的不斷進步，智能化農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展前景更加廣闊。未來，智能化農(nóng)業(yè)機械將更加智能化和自主化，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的無人化管理。同時，跨界融合將是發(fā)展的重要趨勢，智能化農(nóng)業(yè)機械將與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、區(qū)塊鏈等技術融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)字化和智能化。

1.2 玉米產(chǎn)量和資源利用的現(xiàn)狀

在玉米生產(chǎn)過程中，資源利用的效率直接影響著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[9]。首先，水資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要資源，而傳統(tǒng)的灌溉方式往往導致水資源的浪費和損失，在現(xiàn)代化灌溉技術應用方面，還存在推廣不足的問題。其次，能源資源的合理利用也是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的關鍵因素，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源消耗仍然較高，推廣新能源技術在農(nóng)業(yè)中的應用是降低能源消耗的重要途徑。此外，農(nóng)藥和化肥的使用易對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負面影響，需要探索更加環(huán)保和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

2 智能化農(nóng)業(yè)機械對玉米產(chǎn)量的影響

智能化農(nóng)業(yè)機械技術的應用在玉米種植中具有巨大的潛力，它可以提高玉米產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，并有效應對玉米生產(chǎn)面臨的種種挑戰(zhàn)[10]。具體而言，智能化農(nóng)業(yè)機械的自動化播種技術、精準施肥技術和智能化灌溉技術為玉米產(chǎn)量的提高提供了有力支持。通過合理利用種植空間、優(yōu)化養(yǎng)分供應和節(jié)約水資源，智能化農(nóng)業(yè)機械有效提高了玉米的產(chǎn)量和質(zhì)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效發(fā)展打下了堅實基礎。

2.1 自動化播種技術

主要是通過精確控制種子的播放位置和深度，自動化播種技術避免了傳統(tǒng)手工播種中常見的密植或疏植問題，確保種子的均勻分布和合理密度。這樣可以有效減少植株之間的競爭，讓每株玉米植株都能獲得足夠的養(yǎng)分和陽光，促進植株的生長和發(fā)育。同時，充分利用先進的機械裝置和傳感器技術，在播種過程中實現(xiàn)種子的高速、精確投放。具體而言，播種機械裝置會根據(jù)預先設定的種植間距和深度，將種子按照合適的間隔均勻散布在土壤表面或井蓋中，實現(xiàn)自動播種。與傳統(tǒng)手工播種相比，自動化播種技術具有高效、準確的優(yōu)勢，大大節(jié)省了時間和勞動力成本。而且，通過自動化技術，播種過程中可以保持一致的種植間距，避免了植株之間競爭的情況，為每株玉米提供了足夠的生長空間。此外，自動化播種技術還可以實現(xiàn)種子的定量播種，避免過度播種造成的資源浪費，充分利用土地資源，提高玉米種植的密度和產(chǎn)量。

2.2 精準施肥技術

精準施肥是提高玉米產(chǎn)量的重要舉措，該技術利用傳感器和智能控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測土壤中的養(yǎng)分含量和植物的生長狀態(tài)，根據(jù)玉米的需求量精確施加合適的肥料。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)施肥往往是依據(jù)經(jīng)驗和感覺進行，不同土壤的養(yǎng)分含量和玉米植株的需求量很難精確掌握。這導致了過度施肥和欠施肥的問題，既增加了成本，又造成了環(huán)境污染。而精準施肥技術的應用可以實現(xiàn)個性化施肥，根據(jù)土壤的實際養(yǎng)分狀況和植物的生長需求，有針對性地給予適量的肥料。這不僅提高了養(yǎng)分利用率，減少了浪費，還減少了農(nóng)業(yè)對環(huán)境的負面影響。此外，該技術有利于玉米植株獲得足夠的養(yǎng)分供應，從而促進植株的生長和發(fā)育，增加玉米的產(chǎn)量，還能提高玉米的品質(zhì)和耐逆性，使玉米在惡劣氣候和病蟲害等災害面前更具抵抗力。

2.3 智能化灌溉技術

高效的水肥管理是保證玉米高產(chǎn)的前提條件，智能化農(nóng)業(yè)機械的智能化灌溉技術在玉米產(chǎn)量的提升中也發(fā)揮著重要作用。該技術通過傳感器監(jiān)測土壤的濕度和植物的水分需求，根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)灌溉量和頻率。例如，在干旱季節(jié)或缺水期間，智能化灌溉技術可以幫助玉米植株有效應對水分的不足，提高植物的抗旱能力。同時，另一個優(yōu)勢在于節(jié)約水資源，通過實時監(jiān)測土壤濕度和植物需水量，系統(tǒng)可以精確計算所需的灌溉水量，并確保水資源的最優(yōu)化利用，避免了傳統(tǒng)固定時間或固定量的灌溉方式帶來的水資源浪費。此外，智能化灌溉技術還可以與其他智能化農(nóng)業(yè)機械技術相結合，實現(xiàn)全面的精細化管理。比如，通過與精準施肥技術聯(lián)動，可以根據(jù)植株的水分和養(yǎng)分需求，制定更加個性化的農(nóng)事措施，實現(xiàn)水肥一體化管理，最大程度地提高玉米產(chǎn)量。

3 智能化農(nóng)業(yè)機械對玉米資源利用的影響

智能化農(nóng)業(yè)機械技術的應用對玉米資源利用方面產(chǎn)生了積極影響，它在提高資源利用效率、減少資源浪費和環(huán)境污染等方面發(fā)揮著重要作用。

3.1 水資源利用效率的提高

智能化農(nóng)業(yè)機械的智能化灌溉技術能夠根據(jù)土壤濕度、植物需水量和氣象條件等因素實時調(diào)整灌溉水量和頻率，這樣可以精確控制灌溉水量，避免了傳統(tǒng)固定灌溉帶來的水資源浪費。具體來說，智能化灌溉技術可以根據(jù)土壤濕度的變化和植物的水分需求，精準控制灌溉用水量。當土壤濕度達到一定閾值時，智能化灌溉系統(tǒng)會自動啟動灌溉，將適量的水分補給植株，當土壤濕度充足時，灌溉系統(tǒng)會自動停止，避免了過度灌溉的現(xiàn)象，這樣可以避免因灌溉不當導致的土壤鹽堿化和養(yǎng)分流失，有助于保護土壤資源。此外，智能化灌溉技術還可以根據(jù)不同生長階段的玉米植株需水量的變化進行灌溉調(diào)節(jié)。在玉米生長的不同階段，植株對水分的需求也不同。通過智能化灌溉技術，灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)不同階段的需求，靈活調(diào)整灌溉水量，確保植株得到適宜的水分供應，促進植株生長和發(fā)育，提高產(chǎn)量。

3.2 能源資源的節(jié)約

在種植、施肥、病蟲害防治等過程中的技術應用，減少了人工操作的需求，節(jié)約了大量勞動力和能源資源。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，往往需要大量的人工參與，例如手工播種、施肥、除草等，這不僅耗費大量的人力資源，還消耗大量的能源，如人力和動力機械所需的燃料。而智能化農(nóng)業(yè)機械的應用實現(xiàn)了自動化作業(yè)，能夠高效完成這些農(nóng)事活動，大大減少了能源的消耗，特別是在大規(guī)模玉米種植中，傳統(tǒng)的手工操作成本高昂，且效率較低，而智能化農(nóng)業(yè)機械在同樣的時間內(nèi)可以完成更多的作業(yè)，節(jié)約了大量的能源資源。此外，智能化施肥技術的應用也對節(jié)約能源資源具有重要意義，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)施肥往往是靠人工感覺和經(jīng)驗進行調(diào)節(jié)，存在著過量施肥和不合理施肥的問題，導致了肥料的浪費和能源資源的消耗。而智能化農(nóng)業(yè)機械通過傳感器監(jiān)測土壤養(yǎng)分狀況和植株需求，實現(xiàn)了精準施肥，不僅提高了養(yǎng)分利用效率，還節(jié)約了施肥過程中所需的能源資源。

3.3 農(nóng)藥和化肥的合理使用

智能化農(nóng)業(yè)機械的精準施肥技術和智能化病蟲害防治技術，可以根據(jù)植株的需求和病蟲害的發(fā)生情況，精確施加農(nóng)藥和化肥。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，由于缺乏精確的監(jiān)測和判斷手段，往往存在過量使用農(nóng)藥和化肥的現(xiàn)象，導致環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品殘留問題。一般情況下，智能化農(nóng)業(yè)機械配備了先進的傳感器技術和智能控制系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測土壤養(yǎng)分狀況、植物生長狀態(tài)以及病蟲害的發(fā)生情況，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，智能化農(nóng)業(yè)機械可以精確計算出農(nóng)藥和化肥的施用量，使得施用的農(nóng)藥和化肥恰到好處，最大程度地滿足植物的需求，避免了浪費。同時，智能化施肥技術可以根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和植物的養(yǎng)分需求，實現(xiàn)個性化的施肥。具體而言，根據(jù)不同生長階段的需求，精確施加合適的肥料，避免了過量施肥和缺乏施肥帶來的問題，這樣不僅提高了養(yǎng)分利用率，減少了肥料的浪費，還能夠使植株獲得均衡的養(yǎng)分供應，促進玉米植株的生長和發(fā)育。此外，智能化農(nóng)業(yè)機械的智能化病蟲害防治技術也有助于農(nóng)藥的合理使用，通過實時監(jiān)測病蟲害的發(fā)生情況，智能化農(nóng)業(yè)機械可以判斷是否需要農(nóng)藥防治，并根據(jù)病蟲害程度和天氣條件等因素精確施用農(nóng)藥，避免了頻繁和不必要的農(nóng)藥噴灑。

3.4 土壤資源保護和土壤質(zhì)量提升

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常因為不合理的農(nóng)事措施，如過度耕作、不當施肥等，導致土壤侵蝕和退化，損害了土壤的生產(chǎn)力和肥力。智能化農(nóng)業(yè)機械的自動化播種技術、精準施肥技術和智能化灌溉技術等，可以避免過度耕作和不當施肥等不合理農(nóng)事措施，減少了土壤侵蝕和退化現(xiàn)象。同時，精準施肥技術的應用有助于調(diào)整土壤的養(yǎng)分平衡，提高土壤質(zhì)量和肥力。通過智能化農(nóng)業(yè)機械的科學管理，可以保護土壤資源，延長農(nóng)田的可持續(xù)利用期，為玉米的長期種植提供良好的土壤基礎?？傊?，智能化農(nóng)業(yè)機械改善了土壤管理，減少了土壤的破壞和侵蝕，有利于土壤的肥力和生產(chǎn)力的提升。

4 結語

綜上所述，智能化農(nóng)業(yè)機械是農(nóng)業(yè)領域的重要創(chuàng)新，通過自動化、精準化和智能化技術，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了革命性的變革。在增加產(chǎn)量方面，智能化農(nóng)業(yè)機械的自動化播種技術、精準施肥技術和智能化灌溉技術等，使得玉米種植過程更加科學；在資源利用效率方面，智能化農(nóng)業(yè)機械的應用在水資源、能源資源、農(nóng)藥和化肥的使用及土壤資源保護和土壤質(zhì)量提升方面實現(xiàn)了更加合理和精準的管理。然而，雖然智能化農(nóng)業(yè)機械技術已取得重要進展，但其應用仍面臨一些挑戰(zhàn)，例如高成本、技術普及難題等。因此，需要政府、農(nóng)業(yè)科研機構、農(nóng)民等共同合作，加大投入和支持，推動智能化農(nóng)業(yè)機械技術的進一步發(fā)展和普及，以促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化與高效化。