摘要

随着现代农业的快速发展，精准施肥技术成为提高作物产量、减少资源浪费和降低环境污染的重要手段。智能化农业机械在精准施肥中的应用，为农业生产提供了全新解决方案，具有实时监测、精准投放和高效管理的优势。本文分析了智能化农业机械在精准施肥中的核心技术及应用模式，探讨了其在不同农业场景中的实践效果，并结合典型案例总结了技术优化路径和未来发展趋势。研究表明，智能化施肥技术能够显著提高肥料利用率，降低施肥成本，为现代农业的绿色发展提供强有力支撑。

关键词

智能化农业机械；精准施肥；实时监测；农田管理；绿色农业

引言

施肥是农业生产中的关键环节之一，传统施肥方式因缺乏科学依据和精准管理，常导致肥料过量或不足，不仅影响作物产量，还对土壤和水体造成污染。精准施肥技术通过综合运用传感器、大数据分析和机械自动化等手段，实现了肥料的精准投放与动态调控，大幅提升了肥料利用效率。智能化农业机械作为精准施肥的核心载体，通过技术集成化和应用场景化，为农业生产提供了智能化解决方案。本文从智能化农业机械在精准施肥中的技术特点出发，探讨其应用现状与发展趋势，并结合实际案例分析其在农业生产中的成效，为未来的技术优化提供参考。

一、智能化农业机械在精准施肥中的核心技术

（1）传感器技术的应用

传感器技术是精准施肥的基础，其主要作用是实时监测土壤和作物的生长状态，为施肥决策提供科学依据。常用的传感器包括土壤养分传感器、湿度传感器和叶片分析传感器等。例如，土壤养分传感器能够监测土壤中氮、磷、钾等关键元素的含量，并通过数据接口与施肥机械联动，动态调整施肥量。传感器技术的广泛应用有效提高了施肥的精准度，避免了资源浪费和环境污染。

导航与定位技术

精准施肥离不开高精度的导航与定位技术。全球定位系统（GPS）和北斗导航系统（BDS）的引入，使智能农业机械能够精确控制作业路径，确保肥料投放的均匀性和一致性。此外，导航技术结合地理信息系统（GIS），能够对农田地形和作物分布进行全局分析，为精准施肥提供全方位支持。通过实时路径规划，施肥机械不仅能够提高作业效率，还能减少重复施肥和漏施问题。

智能控制系统

智能控制系统是精准施肥机械的核心。该系统集成了传感器数据、导航信息和作业指令，能够自动完成施肥方案的制定与执行。例如，通过对土壤和作物数据的分析，智能控制系统可以为不同地块生成差异化施肥方案，并控制机械进行精准操作。此外，智能控制系统还能实时监测机械运行状态，确保施肥过程的安全性和可靠性。

二、智能化精准施肥技术的实施模式

（1）变量施肥技术

变量施肥技术是精准施肥的重要实现形式，其核心在于根据农田的土壤和作物差异，实施“按需施肥”。智能化农业机械通过传感器和地图数据，识别农田的肥力分布，并通过控制系统动态调整施肥量。变量施肥技术能够显著提高肥料利用效率，同时优化作物生长环境，有效提升产量和质量。

无人机施肥技术

无人机施肥技术是智能化农业的创新实践。无人机通过搭载传感器和喷洒装置，实现高空精准投放肥料。该技术特别适用于地形复杂或大面积农田的施肥作业，无需人工操作即可快速完成任务。此外，无人机施肥技术还能结合遥感数据，监测作物生长状况并优化施肥方案，进一步提高施肥的精准性和效率。

智能化灌溉施肥一体化技术

智能化灌溉施肥一体化技术将施肥与灌溉相结合，通过滴灌、喷灌等方式实现肥料和水分的同步供应。该技术利用传感器和控制系统，根据作物需求和环境条件，动态调节肥料浓度和灌溉量。这种技术不仅减少了肥料流失，还显著提升了水资源利用效率，为农业可持续发展提供了实践路径。

三、智能化精准施肥技术的实践效果与案例分析

（1）案例一：变量施肥技术在小麦种植中的应用

某地区在小麦种植中引入变量施肥技术，通过土壤传感器采集肥力分布数据，结合GIS技术生成精准施肥地图。在施肥过程中，智能机械根据地图数据实时调整施肥量。应用该技术后，肥料使用量减少了20%，小麦产量增加了15%，显著提升了资源利用率和经济效益。

案例二：无人机施肥技术在水稻田间的推广

某地在水稻种植中推广无人机施肥技术，通过搭载多光谱传感器对稻田进行扫描分析，识别氮肥需求差异。无人机根据分析结果，精准喷洒肥料，减少了传统施肥方式的浪费和不均匀问题。结果显示，施肥效率提高了40%，肥料使用量减少了25%，稻谷品质明显提升。

案例三：灌溉施肥一体化技术在葡萄种植中的应用

某葡萄园采用智能化灌溉施肥一体化系统，通过监测土壤湿度和养分含量，自动调整滴灌装置的施肥浓度和水量。该技术的应用显著改善了葡萄的生长环境，减少了水肥浪费，葡萄单产提高了18%，并大幅降低了生产成本。

四、智能化精准施肥技术的发展趋势

（1）多技术融合

未来，智能化精准施肥技术的发展将依赖多种前沿技术的深度融合，推动农业生产的全面升级。例如，通过将人工智能与大数据分析相结合，可对历史施肥数据、土壤质量和作物需求进行综合分析，生成更加精准的施肥方案，并实时优化调整。此外，利用物联网技术，可以实现施肥设备之间的高效联动，形成覆盖整个农田的智能管理网络。与此同时，遥感技术与无人机监测结合，为精准施肥提供了高分辨率的农田数据支持，使作物生长状况与环境条件的变化能够被实时捕捉并反馈到系统中。多技术融合的实施不仅提升了系统的整体效率和智能化水平，还为不同农业场景下的精准施肥提供了定制化解决方案，为农业现代化注入更多技术活力。

绿色低碳发展

精准施肥技术的发展将更加注重绿色低碳目标，与生态保护和资源节约相结合，推动农业生产向可持续方向发展。例如，通过研发和推广生物基环保肥料，减少化学肥料对土壤和水体的污染，同时提高肥料的利用率。节能型施肥设备的应用，如低耗能的变量施肥机械和无人机施肥系统，可以在降低能源消耗的同时减少作业对环境的影响。智能化系统对施肥策略的优化还能够帮助农业生产者根据气候条件、土壤肥力和作物需求精准投放肥料，减少多余的施肥行为，从而降低碳排放。

普及与推广

随着智能化农业机械的技术逐步成熟，精准施肥技术的普及与推广将成为未来农业发展的重要任务。得益于技术研发的深入，其设备制造成本有望逐步降低，购买和维护的经济压力减轻，为中小型农业生产者提供了可行的应用条件。此外，政府与科研机构的支持将进一步推动精准施肥技术的普及，例如提供财政补贴和技术培训，让更多农民掌握新技术的操作方法和使用技巧。

结语

智能化农业机械在精准施肥中的应用，不仅推动了施肥方式的技术升级，还为农业生产的高效化、绿色化发展提供了重要支撑。本文分析了精准施肥技术的核心技术与实施模式，并通过典型案例总结了其应用成效。研究表明，智能化精准施肥技术能够显著提高资源利用率，降低环境负担。然而，其推广过程中仍需解决技术成本、农民技能培训等问题。未来，应加强技术研发与产业化支持，推动智能化精准施肥技术的普及，为现代农业的发展注入新动力。

参考文献

耿霞.多视角下精准农业农田网格划分及其应用研究[D].山东农业大学，2020.DOI：10.27277/d.cnki.gsdnu.2020.000025.

牛寅.设施农业精准水肥管理系统及其智能装备技术的研究[D].上海大学，2016.

张前英.日光温室水肥精准灌施装备及技术研究[D].山西农业大学，2022.DOI：10.27285/d.cnki.gsxnu.2022.000006.