本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2024年第5期，目次20
摘要：随着农业现代化进程的加速，陕西地区大豆播种技术迎来了自动化与精密化的新阶段。该文对陕西大豆自动化播种技术的研究现状，以及精密播种机的研究进展进行了综述。研究涉及播种机的设计创新、播种过程的监测与控制技术、自动导航与定位技术的应用，以及种子处理技术的改进。特别关注了精密播种机的关键技术，包括播种精度、速度、适应性、播种深度和排种器设计。通过案例分析，评估了这些技术在陕西大豆播种中的应用效果，展望了未来的发展方向。
关键词：陕西大豆；自动化播种技术；精密播种机；技术研发；农业现代化
大豆是中国最重要的粮食作物之一，在农业生产中具有举足轻重的地位。随着科技的不断进步，自动化播种技术与精密播种机的研发为提高大豆产量、降低生产成本提供了新的可能。本文对陕西地区大豆自动化播种技术与精密播种机的研究进展展开综述，以期为未来的研究提供借鉴和参考。
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陕西大豆自动化播种技术与精密播种机的研究现状
陕西省在实施国家大豆振兴计划后，大豆种植技术有显著提升，机械化生产水平也得到较大的提高。尽管全国大豆耕种收综合机械化率已达86.7％，比上年提高了1.18个百分点，陕西省仍面临机械化播种技术的挑战。目前，该省多数地区尚未普及大豆专用播种机，而是使用改装后的小麦或玉米播种机械进行播种，这导致播种量难以精确控制，同样，收获时依赖改装的小麦或油菜联合收割机，存在机收损失率高的问题。与此同时，北方大豆主产区在高性能农机具的国产化及自主化方面存在短板，关键技术与零部件多依赖进口，导致生产成本高昂。特别是黄淮海地区缺少专用的收获机械，依赖稻麦联合收割机，不仅适应性差，而且破碎率高、损失率大。南方地区的机械化水平整体较低，收获机械严重缺乏[1]。
陕西大豆自动化播种技术研究进展
2.1 播种机设计
在陕西大豆自动化播种技术研究中，播种机的设计是重中之重。目前，播种机设计研究注重于提高作业效率和种植精度，以适应不同的土壤条件和地形特点。新一代播种机采用模块化设计，易于维护且能快速适应种植环境的变化。这些播种机通常集成了微处理器和传感器技术，能够调整种子间距、深度和播种量，实现了高精度播种。此外，研究者还将生物材料技术应用于播种机设计中，以降低机械对种子的损伤和提高播种生物活性。
2.2 播种监测与控制技术
播种监测与控制技术的研究进展表明，集成先进传感器和实时数据处理系统能够显著提高播种质量和作业效率。陕西的研究团队通过引入土壤湿度监测、种子排放监测和作业速度控制等技术，实现了精准播种。实时监测系统能够立即检测并调整播种参数，确保种子均匀分布。自动化控制系统通过反馈循环，确保播种机稳定工作，减少人为误差，提高了播种的整体自动化水平[2]。
2.3 自动导航与定位技术
自动化导航与定位技术在陕西大豆种植中的应用日益成熟。通过利用GPS和GNSS系统，播种机可以实现自动驾驶，精确导航至预定播种区域，并在复杂地形中自动调整行进路径，保持播种的准确性。研究进展还包括在播种机上集成地形匹配技术和视觉识别系统，进一步提高在多变环境下的适应性和精准度，大幅降低了人工操作需求和劳动强度。
2.4 种子处理技术
种子处理技术的研究进展对陕西大豆播种效率有着直接的影响。最新的研究聚焦于种子表面包衣技术和预播种处理，这些技术能有效提高种子的发芽率和抗病性。通过纳米技术和生物技术的应用，种子处理变得更加精确，能够在不改变种子基本特性的前提下，提升其在播种后的生长潜力。此外，对种子进行特殊处理还能增强其抗逆境能力，适应陕西多变的气候和土壤条件。
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陕西大豆自动化精密播种机关键技术
3.1 播种精度
研究进展表明，提高播种精度主要依赖于精密控制系统和高精度的种子输送机构。先进的播种机采用了高精度的步进电机或伺服电机控制种子排放，实现每粒种子的精确定位。此外，与各种传感器如光电传感器、土壤质量传感器等的集成，使得播种机能够根据土壤条件自动调整播种深度和种子间距，从而确保播种均匀且符合农作物最优生长需求。减少重叠播种和漏播现象，大大提升了作物的成活率和产量[3]。
3.2 播种速度
播种速度的提升直接影响到农业生产的效率。精密播种机在实现高速播种的同时，需要保证播种精度不受影响。当前研究通过优化播种机械结构设计，如采用气动或机械式排种器，加快种子输送速度。同时，动力系统的升级也是提高播种速度的关键，研究者正致力于提高动力传输效率和机器运动的稳定性。智能控制策略的应用，如实时监测播种状态并动态调整作业速度，也是实现快速精确播种的关键技术路径。
3.3 适应性
适应性对于精密播种机的广泛应用至关重要。现代精密播种机的研究注重提高其在不同地理环境和多样化土壤条件下的适应能力。通过引入可变压力控制的覆土轮、自适应浮动播种装置，播种机可以根据土壤硬度自动调节播种深度和压力。智能感知技术如机器视觉和土壤分析技术的应用，使得播种机能够识别土壤湿度、结构和类型，自动调整播种策略。此外，机械结构的模块化设计也提高了播种机对不同种植作物和种植模式的适应性，使其能够满足不同农业生产需求。
3.4 播种深度
播种深度对于种子发芽和幼苗生长至关重要，是影响作物产量和质量的关键因素。精密播种机在研究中着重考虑如何实现对播种深度的精确控制。通过采用深度控制装置和实时土壤反馈系统，精密播种机可以动态调整适应不同土壤类型和湿度条件的播种深度。这些系统通常包括传感器检测土壤表面的水平线，并根据这些数据调整播种器下压力，确保种子以恒定深度播种。自适应深度调节技术允许播种机根据预设参数或实时采集的土壤条件数据自动调整，从而在变化的田间条件下保持播种深度的一致性，这对于种子的最佳生长环境和提高作物产量至关重要。
3.5 排种器
排种器是精密播种机的核心组件，负责确保种子均匀且准确地排放到土壤中。现代精密播种机研究进展表明，排种器的设计和功能正变得更加高效和精确。技术创新包括使用高精度电动排种系统，能够准确控制种子的发放时间和位置。气动排种器因其简洁的设计和高效的种子输送能力而越来越受到青睐，它们使用气流将种子精确地输送到播种管，减少种子损伤和提高排种精度。另外，排种器常常需要集成传感器，可以实时监测和调整排种状态，确保种子按照精确的间距和深度排放，从而优化作物生长条件并提升产量。
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陕西大豆自动化播种技术与精密播种机的案例分析与应用效果
在陕西省，针对大豆播种技术的自动化和精密化，已有多个案例分析表明显著的应用效果。例如，陕西某大豆种植示范区引入了配备先进传感器和自动导航系统的精密播种机。这些播种机能够自动调整播种深度和种子间距，大大提高了播种的均匀性和准确性。应用结果显示，与传统播种方法相比，精密播种机不仅提升了作业效率，减少了劳动强度，还改善了种子发芽率和幼苗生长的一致性。进一步的数据分析表明，精密播种技术能够提高大豆产量和质量，增加农民的经济收入。此外，由于精密播种机对种子位置的精确控制，农药和化肥的使用量也得以减少，这对于可持续农业发展和环境保护具有重要意义。这些案例证实了陕西在推进农业现代化进程中，自动化和精密化播种技术的积极影响。
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结论
陕西大豆自动化播种技术的研究和应用取得显著进展，精密播种机在精度、速度、适应性和播种深度方面实现重要突破。案例分析表明，这些技术提高了播种效率并有助于提升作物产量。未来，播种技术将进一步向智能化、精准化方向发展，为农业可持续发展贡献力量。
参考文献：
[1]岳石坡. 自动化播种育苗设备控制系统V1.0. 河南省, 和仲后稷(卢氏)智能科技有限公司, 2022-5-12.
[2]余洪锋. 机械式施肥播种一体机的变量自动化改造和性能测试[D]. 南京农业大学, 2016.
[3]陈龙, 王乐平, 齐水冰, 等. 自动化育秧播种机构PLC控制的设计[J]. 自动化与信息工程, 2016, 37 (2): 45-48.
作者单位：神木市农业技术推广中心
http://www.nygcjs.cn/cn/article/doi/10.16815/j.cnki.11-5446/s.2024.14.020
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