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摘要：新疆作为我国农业规模化种植核心区域，是棉花、玉米、加工番茄等特色作物的主产区，农业机械化基础扎实，但传统播种模式仍存在精准度低、资源浪费、作业效率不均等问题，制约了农业生产效益提升与高质量发展。本文结合新疆绿洲农业种植特点，研发农业智能精准播种系统，整合北斗导航、物联网感知、智能控制算法等核心技术，构建“感知-决策-执行”一体化作业体系，实现播种株距、深度、用种量的精准调控。通过田间试验验证，该系统可有效提升播种精度、节约生产资源、提高作物出苗率，为新疆智慧农业发展提供技术支撑，助力农业数字化转型与乡村振兴战略落地。

关键词

智能精准播种；北斗导航；物联网

一、引言

随着数字农业与乡村振兴战略的深入推进，相关政策明确提出推动农业生产智能化、精准化发展，为农业智能装备研发提供了政策导向。新疆农业大学立足新疆农业产业需求，聚焦播种环节技术痛点，研发农业智能精准播种系统，旨在通过技术创新破解传统播种难题，推动新疆农业从“机械化”向“智能化”升级，实现生产资源高效利用与种植效益提升，对保障国家粮食安全和农产品供给具有重要现实意义。

二、农业智能精准播种系统整体设计

（一）系统设计原则

结合新疆农业规模化种植、作物种类集中、地域环境多样的特点，系统设计遵循三大原则：一是精准适配性，适配棉花、玉米、加工番茄等新疆特色作物播种需求，支持参数灵活调整；二是环境适应性，优化硬件与算法，适配新疆干旱、多风、部分地区地形复杂的作业环境；三是操作便捷性，兼顾基层农户与农机合作社的操作水平，简化终端操作界面，实现“一键启动、智能作业”。

（二）系统架构

系统采用“感知层-决策层-执行层”三层架构，实现播种全流程智能化管控。感知层由北斗三号定位模块、土壤墒情传感器、摄像头、转速传感器等组成，实时采集播种相关核心数据，保障数据传输高效；决策层基于智能控制算法，整合感知层数据与作物种植参数，自动计算最优播种参数，生成个性化作业方案；执行层依托改装后的智能播种机，接收决策层指令，精准控制各作业部件，实现播种、施肥一体化精准作业，保障作业精度。

（三）核心功能

系统核心功能涵盖精准定位导航、变量智能播种、实时监测预警、数据追溯管理四大模块。其中，精准定位导航模块可满足规模化种植的标准化要求；变量播种模块可根据土壤肥力数据自动调整用种量，实现“一田一策”；实时监测模块对空播、漏播、播种深度异常等情况实时预警，预警准确率高；数据追溯模块存储播种全过程数据，生成作业报告，为后续田间管理提供数据支撑。

三、系统关键技术与创新点

（一）北斗导航与多传感器融合定位技术

针对新疆部分地区无网络信号的问题，系统集成北斗三号卫星导航与激光雷达定位技术，实现无网络环境下的厘米级精准定位。同时融合多类传感器数据，实时调整播种机行驶轨迹与作业参数，有效解决地形起伏、农机颠簸导致的播种偏差，保障复杂环境下的作业稳定性。

（二）基于作物特性的智能控制算法

团队结合新疆棉花、玉米等作物的生长特性，研发专属智能控制算法，建立“作物品种-土壤条件-播种参数”关联模型。输入基础信息后，算法可自动生成最优播种参数，大幅提升播种标准化水平。

（三）低成本农机改装与一体化作业

系统采用“传统农机+智能模块”的改装模式，无需更换全新农机设备，仅通过加装核心智能部件，即可实现传统播种机的智能化升级，大幅降低农户与农机合作社的投入成本。同时实现播种、施肥一体化作业，显著提升作业效率。

四、系统田间应用效果与效益分析

（一）田间应用效果

在新疆阿克苏、石河子等农业主产区开展田间试验，选取棉花、玉米作为试验作物，设置智能精准播种组与传统机械播种组对比。结果显示，智能精准播种组作物出苗率、株距均匀度、播种深度一致性均显著提升，有效解决了传统播种“缺苗断垄”“出苗不齐”的问题，同时大幅降低人工巡检成本。

（二）经济效益

资源利用方面，智能精准播种系统可精准调控用种量和水肥用量，显著节约种植成本；作业效率方面，一体化作业模式大幅提升作业效率、降低人工成本。综合测算，应用该系统每亩可实现增收节支显著，规模化种植区域效益提升明显。

（三）社会效益与生态效益

社会效益方面，系统简化了农机操作流程，降低了操作技能要求，推动基层农业农机技术普及，同时提升农业生产标准化水平，为后续智能化管理奠定基础。生态效益方面，通过精准用种、精准施肥，减少资源浪费，降低农业面源污染风险，契合新疆农业绿色发展理念，推动绿洲农业生态可持续发展。

五、结语

未来，团队将结合新疆农业发展实际，进一步优化系统功能：一是拓展作物适配范围，增加对新疆特色经济作物的支持；二是深化数据融合应用，对接农业大数据平台，实现全链条数据联动；三是降低硬件成本，推动智能模块小型化、国产化，让更多农户与农机合作社便捷应用。新疆农业大学将持续立足产业需求，强化农业智能装备研发与技术转化，以技术创新助力新疆农业高质量发展，打造边疆智慧农业发展新样板，为乡村振兴战略落地注入科技动能。

赵芷誉，魏熙珩，张新淇，杨欣雨

通讯作者：艾尔夏提·吾买尔

新疆农业大学