农业除草新方向的研究

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翻新时间：2023-05-03

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农业除草新方向的研究

[摘要] 我国作为一个农业大国，耕地面积约20亿亩，田间杂草种类繁多，人们为了田间除草付出了巨大的人力、环境代价，如何实现低能耗、智能、无污染的田间除草对我国实现农业现代化有着重大的现实意义和经济价值。农业部副部长张桃林在全国农机购置补贴暨农机化工作座谈会上表示，近年来，在党的强农惠农富农政策有力促进下，我国农业机械化取得了巨大成绩，得到了长足发展。通过智能化的除草执行机构，对实现除草作业的低能耗，实现低碳农业，从而促进农业生产现代化和实现农业生产的可持续发展有着重要意义。

1 国内环境及国家政策

在过去的几十年间，我国的农业生产发生了巨大的变化，农业生产的科技含量得到了很大的提高，高新技术在农业生产中得到了广泛的推广和应用。中国传统的粗放型作业方式正向“高产、优质、高效、持续"的精确节约型方向转变。瑕不掩瑜，加入世界贸易组织之后，我国农业仍面临着不小挑战――农田除草方面与西方国家的农业科平仍有很大差距。我国对株间除草应采取“以防为主，综合防治”的策略，优先采用农业、物理防治，积极采用生物防治和生态防治，合理应用化学防治技术。因此，我国农业科技创新必须立足于研发无污染、低能耗、智能化的机械式机器人。

全国农机购置补贴暨农机化工作座谈会召开，其主要任务是，深入贯彻党的十八届三中全会及中央农村工作会议、全国农业工作会议精神，总结交流2013年农机化工作和农机购置补贴政策落实情况，研究农机化发展重要问题。关于当前的农业机械化发展形势，农业部副部长张桃林表示，在党的强农惠农富农政策有力促进下，我国农业机械化取得了巨大成绩，得到了长足发展。

2 产品及技术介绍

产品为可拆卸的智能株间除草装置。图

（1）为一个简易模型，仅供参考。

图

（1）

可拆卸的智能株间除草装置可安装在家用拖拉机上，由多关节机械臂、末端执行器、雷达、嵌入式开发板、电机等组成。通过各部分的配合与响应，进行株间、行间的除草以及冠下的清耕等作业。

精准机械式除草技术是精准农业的重要课题之一，其核心是获取农田中杂草的位置信息，通过除草执行机构，将杂草的茎铲断。此过程没有了农药的使用，改善了农业生态环境，提高了农产品的质量；同时通过智能化的除草执行装置，实现了除草作业的低能耗和低碳化，从而促进了农业生产现代化和可持续发展。

除草机器硬件部分由主体、多关节机械臂、末端执行器等组成。软件部分主要包括导航控制和杂草检测。各种部件的联系极为重要，其中主体由客户已有的家用拖拉机担任。将可拆卸的智能株间除草装置安于主体上便可进行工作。由雷达检测装置周围植株并判断距装置的距离，将数据传到控制核心（由运行XP系统的嵌入式开发板承担）后进行分析，再由电机控制主体自主行走和机械臂升降，伸展与收缩，从而达到除草目的。另外，装置中的下位机系统采用稳定性高的 PLC 和人机界面搭建，中间继电器和一些开关、按钮等。车辆行进过程中装置周围环境的检测由雷达检测。

3 发展方向

杂草综合治理体系的主要环节[3]有：增强作物群体生长势；减少杂草密度；削弱杂草群体生长势等。由此，许多方法应运而生。如覆盖治草、人工除草、机械除草、化学除草、生物治草等。传统的人工除草费时费力，工作效率低，不利于现代农业的发展；化学除草广泛被人们接受，其带来高效和经济效益的同时，也伴随着严重的消极影响[4]：农田杂草抗药性明显增强，抗性杂草的数量增多，抗除草剂的杂草种类明显增加；除草剂混用不合理，从而药效差、造成药害；在土壤中残留时间长，对后茬作物造成药害。这些已给农业生产造成了严重损失，并严重影响了农业种植业结构调整，同时也违背了农业可持续发展宗旨。为了在对环境污染最小，低碳排放，促进农业生产现代化和可持续发展的前提下，达到最佳的除草效果，对机械式田间除草机械的研究已成为一种趋势。所以说智能株间除草机具有更广阔的前景。