文|韩 英[1]，贾 如[1]，唐 汉[2]

1.中国农业机械化科学研究院

2.东北农业大学

多年来，我国农业生产中，盲目粗放施肥和长期严重偏施已造成农作物产量品质降低、有害物质超标、地下水污染和土壤板结退化等问题，严重影响农产品生产安全、生态环境及自然资源发展。

精准变量施肥技术作为化肥减施增效技术体系的重要组成部分，可因地制宜全面平衡施肥用量，保证化肥合理施用，在农业生产中发挥了重要作用，推广应用范围不断扩大。

在这里，笔者介绍一下精准变量施肥技术发展历程及国内外精准变量施肥机械发展情况，为国内相关机械研发提供参考和借鉴。

精准变量施肥技术

精准变量施肥是将农田土壤进行空间网格单元划分，以各单元内历年农作物产量信息与多层数据(土壤理化性质、病虫草害及气候等)叠合分析为依据，作物生长模型和作物营养专家系统为支撑，高产、优质及环保为目的因地制宜地进行全面平衡施肥的先进技术，可为肥料合理施用提供可靠保障。

该技术紧密围绕粮食增产、生产高效、资源节约及生态环保理念，是信息技术、生物技术、机械技术及化工技术的优化组合，主要伴随精准农业发展得到快速应用推广。

20世纪60年代，统计学方法的创立，为定量描述土壤空间研究奠定了基础;70年代，机电一体化、智能监控及信息采集等先进技术的广泛应用，推动了农业工程装备现代化发展进程;80年代，部分发达国家农业经营管理出现了资源紧缺和环境质量下降等系列问题，亟需采取更有效的方法提高农产品市场竞争力。

1991年，全球卫星定位系统(GPS)逐渐实现民用化，为施肥精准定位管理提供了可靠保障;20世纪90年代现代信息技术的高速发展，特别是“3S”信息系统、作物栽培管理技术及农业工程装备技术等先进技术在农业中得到应用，为实现田块空间精准变量操作奠定了可靠基础，即精准农业诞生。

变量施肥技术是精准农业应用最早的领域，经过20余年的发展，该技术有效解决了土壤-作物-养分间互作关系，引领精准农业技术进步。

国内外精准变量施肥机械发展现状

1. 国外现状

近年来，精准变量施肥技术及配套机械研究已成为国际农业生产领域的重点，相关机械正朝着大型化、信息化、自动化及智能化方向发展。发达国家建立了较完整的信息网络，将历年农作物产量、土壤墒情及氮磷钾肥量等数据输入至精准农业网络，采用变量施肥技术精准调配化肥施用量，有效提高肥料利用率，减少环境污染。

美国凯斯(Case)公司研制的Flexicoil系列变量施肥播种机，由空气输送式种肥车和ST820型播种机配套组成，可同时调节3种类型种子及肥料变量比例，满足多种农作物生长需求。

美国约翰迪尔(John Deere)公司生产的JD1910型气力式种肥车与JD1820型免耕播种机配套，集成人机交互监测系统，可实时显示机械位置、种肥播施情况和种肥箱体容量等信息，实现全电控精量播种变量施肥作业。

德国阿玛松(Amazone)公司研制的ZA-M系列悬挂式变量撒肥机和ZA-B系列牵引式变量撒肥机，配备亚马逊ISOBUS服务终端通讯设备及多种农用传感器，可实时采集农作物生长特征，快速计算单位区域内最适于农作物生长的施肥量，通过独立液压驱动装置控制离心撒肥盘工作转速及幅宽，实现精准变量施肥作业。

法国库恩(Kuhn)公司研制的Axis系列悬挂式变量撒肥机采用GPS系统和GIS系统自动生成肥料撒施分布处方图，配置了自动调节撒肥量的EMC控制系统，可实时调节撒肥盘开度与角度，实现高效变量撒肥作业。

2. 国内现状

我国对精准变量施肥技术及配套机械的研究相对较晚。由于国内农作物种植模式多样且各地区地形地貌差异性较大，前期仅进行了部分理论探索及试验研究，并未进行大面积应用推广。

至20世纪90年代，随着对精准农业逐渐重视及应用推广，通过引进消化吸收再创新模式，将国外先进精准变量施肥技术与可持续农业基本国情相结合，创制系列适于各种农作物生产的变量施肥系统与排肥机构，集成了多种精准变量施肥机械，部分得到示范应用推广。