内容节选自：
王春雷,李洪文,何进,王庆杰,卢彩云,陈立平.自动导航与测控技术在保护性耕作中的应用现状和展望[J/OL].智慧农业(中英文):1-15[2021-02-02].
http://kns.cnki.net/kcms/detail/10.1681.S.20200707.2014.002.html.
保护性耕作机具在作业时，由于秸秆残茬覆盖地表，机具通过性差，若碰上粗大根茬（如玉米根茬）则易引发堵塞、拖堆甚至停机等问题；此外地表未翻耕、平整度较差易导致作业直线度差，严重影响作业质量。为此，研究人员提出将农业机械自动导航技术应用到保护性耕作机具上，即保护性耕作机具自动导航技术，引导机具在根茬行间进行作业，以期达到避开根茬，同时保证一定作业直线度的目的。由于保护性耕作条件下的作物种植模式种类较多，因此本文以小麦-玉米一年两熟种植模式为例，围绕玉米茬地免少耕播种自动导航技术展开分析。在该种植模式下，小麦播种行距一般为20 cm，玉米种植行距一般为60 cm，玉米根系辐射半径约为3~5 cm，玉米植株分布的平均直线度误差约为0~2 cm。此外，当开沟器位于根系直径约10 cm区域内会将根茬连根拔起，由此可知播种机作业时的横向偏差仅为±5 cm。如若超出这个偏差，则开沟器容易碰上粗大根茬，造成播种机堵塞、停机，严重影响播种效果。即使驾驶经验丰富的驾驶员在精力集中的情况下也难以满足上述精度要求。综上，玉米茬地免少耕播种自动导航技术的示意图如图1所示，利用自动导航技术引导播种机避开粗大玉米根茬，在两行玉米根茬行间免少耕播种小麦。图中红色曲线用于说明实际的玉米根茬行非直线，存在直线度误差，该图中的根茬行直线度误差为±2 cm。
图1 玉米茬地免少耕播种自动导航技术示意图
Fig.1 Diagram of automatic guidance technology for no/minimum tillage seeding in maize stubble field玉米茬地免少耕播种自动导航技术中，根据自动导航技术的类型不同，可以分为接触式、机器视觉式和全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）式3种。3种不同类型的免少耕播种自动导航技术性能对比如下。
目前，免少耕播种自动导航技术存在的问题主要包括三点：①玉米根茬行的检测方法尚不成熟，算法的实时性、准确性及鲁棒性较差；②避茬对行免耕播种控制策略并未达到最优，播种机开沟器运动控制策略的快速性、准确性及对复杂环境的适应性较差；③保护性耕作条件下的作物种植模式较多，而目前保护性耕作机具自动导航技术多集中在小麦-玉米一年两熟种植模式，适用的种植模式比较单一。
李洪文，男，中国农业大学工学院教授，博士生导师，教育部新世纪人才计划入选者，《智慧农业（中英文）》编委。研究方向为保护性耕作机械，现代农业装备与计算机测控，可持续机械化生产系统。获得国家和省部级奖励10余项，授权国家专利80 多项。发表论文180多篇，其中SCI收录20多篇，EI收录80多 篇，专著6本。近五年承担项目有科学技术部、农业农村部、国家自然基金等项目。世界水土保持学会（WASWC）终身会员，国际土壤耕作组织（ISTRO）会员，美国农业与生物工程师学会（ASABE）会员。农业部保护性耕作研究中心主任，农业部保护性耕作专家组成员。2008年受聘为Australian Journal of Soil Research专辑“Soil Tillage in China”的特邀主编之一。
