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农业信息化赋能嘉祥玉米栽培高产的实践

2026-04-02 22:12:53

本文收录于《农业工程技术-农业信息化》2025年第8期，目次47

摘要：农业信息技术为玉米高产提供关键支撑。该文以嘉祥县52.3万亩（1亩=1/15 hm2）玉米种植区为研究对象，分析卫星监测、精准施肥等技术的应用效果。实践显示：信息化种植使玉米亩产从500 kg增至590 kg（增幅18%），化肥用量降低16%，亩均节本80元，氮磷流失减少20%。通过构建“监测-决策-执行”技术体系，为黄淮海地区玉米信息化种植提供实践参考。

关键词：农业信息化；玉米高产；精准栽培；变量施肥技术；智能监测

近年来，随着饲料和酿酒行业的发展，玉米的需求量不断增加，这也对其产量和质量提出了更高要求。《全国农业农村信息化发展“十四五”规划》明确提出“推进主要农作物生产智能化”。嘉祥县作为山东省玉米主产区，虽种植基础良好（承包面积52.3万亩），但传统模式存在两大瓶颈：一是经验施肥导致化肥利用率不足30%，二是病虫害凭目测防治，损失率超15%。为破解困境，当地引入卫星遥感、变量施肥等技术，构建信息化种植体系，2023年示范区亩产突破590 kg，验证了技术可行性。本文系统梳理其应用路径与成效，为同类地区提供借鉴。

农业信息技术在玉米高产栽培中的作用

1.1 土壤情况全面评估

传感器通过电化学原理，利用电极与土壤溶液间的电位差变化来检测土壤pH值；光学传感器依据土壤对特定光波段的吸收反射特性分析有机物含量。获取数据后，通常采用多元线性回归模型进行分析[1]。在嘉祥县玉米种植中，采用多元线性回归模型，以土壤指标为自变量，玉米生长指标为因变量建立关系。该模型结合嘉祥县土壤气候特点进行优化，能更准确预测适宜种植条件，为精准施肥提供科学依据。经实践验证，依据该模型施肥的玉米产量比传统施肥提高10%～15%。

1.2 玉米种植决策支持

通过决策支持软件，整合历史数据、天气状况、土壤条件、病虫害历史数据等多源信息，运用数据挖掘和机器学习算法，对大量数据进行分析处理，其中要综合考虑各种因素对玉米生长的影响。例如，根据嘉祥县不同区域的土壤肥力和气候条件，软件推荐适合当地种植的高产玉米品种，并给出最佳种植密度范围，为种植人员提供包括品种选择、种植密度、病虫害治理、施肥量确定等全方位的种植方案。

1.3 生长监测和精准施肥

利用高精度传感器和无人机遥感技术获取植株高度、叶面积指数等数据。传感器安装在田间固定位置或搭载在无人机上，实时采集玉米生长信息。通过图像识别和数据分析技术，对这些数据进行处理和分析，准确掌握玉米生长状况。根据生长阶段和土壤养分状况，精准调整施肥时间和方式。例如，在玉米大喇叭口期，根据植株生长情况和土壤氮含量，精确计算并施加氮肥，提高肥料利用率。

1.4 治理田间病虫害

田间病虫害是导致玉米产量和质量不高的关键因素。将农业信息技术合理应用到玉米的田间管理中，利用大数据技术、高精度传感器、智能监控等手段，动态分析病虫害情况。传感器可实时监测田间温度、湿度、光照等环境参数，监测精度达到±0.1℃（温度）、±2%RH（湿度），以及玉米植株的生长状况。大数据技术对这些海量数据进行分析处理，精准定位病虫害发生位置和影响范围，准确率达90%以上，帮助种植户制定出更科学的防治措施，降低病虫害在玉米种植区域的发生概率，减少损失，进而提高玉米产量及品质[2]。比如，通过收集和分析田间数据，种植户可以更好地了解病虫害的发生规律，制定出更有效的治理策略。此外，利用无人机技术，种植户可以在第一时间发现玉米植株上存在的病毒，及时采取针对性措施进行防治。

农业信息技术在嘉祥县玉米高产栽培中的实际应用

基于农业信息技术在玉米高产栽培中的诸多作用，嘉祥县积极开展了一系列实践应用，取得了显著成效。

2.1 卫星监测与选地整地

卫星监测技术是基于卫星遥感原理，通过卫星搭载的传感器接收地面反射的电磁波信号，获取土壤水分、有机质、营养成分等关键信息。嘉祥县孟姑集镇5000亩示范区，利用该技术全面分析土壤指标，发现某区域土壤有机质含量达2.5%，水分含量在15%～20%之间，综合评估后确定为优质玉米种植区。整地时，采用机械化深松技术，智能深松机配备传感器和监测设备，当土壤含氧量低于10%时，自动调整作业深度至20～25 cm，打破犁底层，使土壤含氧量稳定在10%～15%，为玉米根系生长创造良好条件。卫星立体测绘技术收集土地高层数据，精准评估地形地势，合理规划灌溉系统，示范区玉米出苗率提高了15%，达到95%以上。

2.2 信息化密度控制与精准施肥

信息化密度控制技术利用装有GPS定位装置的智能化机械，依据设定的行距、密度参数进行精确播种。嘉祥县通过该技术，将玉米行距控制在50～60 cm、密度保持在4000～4500株/亩，结合自动化无人操作技术，使播种均匀度达到98%以上，基本无缺苗断垄现象。

精准施肥基于GPS技术和施肥机械，根据土地实际情况进行变量施肥。以嘉祥县纸坊镇3000亩示范区为例，通过土壤养分传感器检测发现，部分区域土壤氮、磷、钾含量差异较大，氮含量在0.1%～0.15%之间，磷含量在0.05%～0.08%之间，钾含量在0.8%～1.2%之间。精准施肥后，示范区玉米在生长中期叶片颜色更绿、长势更旺，叶片叶绿素含量比传统施肥提高15%～20%。与传统施肥相比，亩均增产18%，达到590 kg，化肥使用量降低16%，亩均节约化肥成本80元，氮磷流失减少了20%，有效提高了肥料利用效率，减少了环境污染[3]。具体数据如表1所示。

2.3 动态分析与防治田间病虫害

嘉祥县运用大数据技术、传感器、智能监控等手段，动态分析病虫害情况。万张街道2000亩示范区，在玉米生长中后期，传感器监测到部分区域温度达到30～32℃，湿度在80%～85%之间，经大数据分析发现是玉米青枯病初期症状。随即采用智能化喷药设施，精准喷洒10%苯醚甲环唑水分散粒剂稀释液，喷药均匀度达到95%以上，有效控制了病害蔓延。与传统病虫害防治相比，示范区农药使用量减少了12%，病虫害损失率降低了10%，玉米品质显著提升，亩均增收100元，实现了病虫害的精准防控和经济效益的提高。

结语

农业信息技术可有效提高玉米种植水平，提升产量和品质。嘉祥县实践表明，这些技术能实现经济效益与生态效益双赢。未来，应进一步加大技术研发投入，不断完善和优化农业信息技术体系，提高技术的适用性和可靠性。同时，加强推广应用力度，扩大技术应用范围，推动农业信息技术在更广泛领域的应用。政府、科研机构、企业和农民应共同努力，形成合力，促进农业可持续发展，实现农民增收和乡村振兴的目标。