精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系分析與展望

孫憲會(huì)

摘要：農(nóng)業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，但效益卻與其他產(chǎn)業(yè)差之甚遠(yuǎn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)中對(duì)種子、水肥、農(nóng)藥的選擇是否符合客觀的市場(chǎng)需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程是否會(huì)因?yàn)檗r(nóng)藥、化肥影響環(huán)境等等，都是人們所關(guān)注的。在現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用中，技術(shù)人員可以準(zhǔn)確的采集土壤、水分及肥力的信息，分析時(shí)間與空間的差異性，再根據(jù)不同地區(qū)的差異來(lái)進(jìn)行定量作業(yè)，能夠有效的提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，所以近幾年我國(guó)對(duì)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的思路與技術(shù)方面的研究非常迅速，使之形成完善的技術(shù)體系也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)所研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);技術(shù)體系;分析;展望;

一、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的相關(guān)內(nèi)容

所謂精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，就是以地塊信息的采集為基礎(chǔ)，利用地塊上的土壤、水肥及作物病蟲(chóng)害等信息，確定耕種、施肥、灌水及用藥的變量，投入合適的成本，應(yīng)用科學(xué)的種植方法，可以保護(hù)環(huán)境，推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念是根據(jù)“差異空間”提出的，不同地塊中，土壤的質(zhì)地、雜草及病蟲(chóng)害分布都有所不同，所以定量的施用方法與傳統(tǒng)的施用方式之間存在必然的差異，而定量的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系圍繞著“按需投入”的核心，是將農(nóng)作物生長(zhǎng)的需求作為變量的基礎(chǔ)，可以在減少農(nóng)業(yè)污染、保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上，節(jié)省生產(chǎn)資源，擴(kuò)大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得的效益。

二、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的運(yùn)行過(guò)程

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中包括信息技術(shù)體系中的GPS、GIS、RS及模型等等，還涉及到農(nóng)藝及農(nóng)業(yè)機(jī)械化的工程技術(shù)內(nèi)容。從內(nèi)容上劃分，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系包括參數(shù)、即需要采集地塊時(shí)間與空間的變異參數(shù);決策方案、即地塊時(shí)間與空間的變異參數(shù)及要求形成的決策方案;變量操作、即差異信息控制機(jī)械的變量操作從過(guò)程分析來(lái)看，信息采集包括遙感技術(shù)與其他傳感器技術(shù)，可以對(duì)地塊的土壤資料、水分、養(yǎng)分等信息進(jìn)行采集，與作業(yè)的形式有所不同，如施肥的層次在m級(jí)的精準(zhǔn)度，10-30m，噴灑農(nóng)藥則要求在cm級(jí)。GPS可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息采集定位，GIS可以用于地塊資料的信息管理，進(jìn)而對(duì)地塊的變異性進(jìn)行分析，如土壤、水、肥及產(chǎn)量的動(dòng)態(tài)化管理。在決策支持系統(tǒng)中，技術(shù)人員可以根據(jù)農(nóng)藝的要求開(kāi)發(fā)GIS農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模型決策支持系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作提出數(shù)據(jù)指令。在空間信息技術(shù)支持下的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中，技術(shù)人員所執(zhí)行的命令是依照地塊的差異來(lái)確定的，對(duì)于耕作、播種、灌水和施肥等環(huán)節(jié)可以用信息技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確定量，而機(jī)械的控制水平也更高，地塊的差異也更加明顯，所以又被稱(chēng)為“變量機(jī)械”。技術(shù)人員從采集地塊作物的收獲情況繪制了小區(qū)的產(chǎn)量分布圖，再根據(jù)田間作物的生長(zhǎng)條件及土壤、產(chǎn)量等情況，分析需要特殊處理的區(qū)域，形成決策的方案以后，再根據(jù)地塊決策圖給出指令，控制變量業(yè)機(jī)械的作業(yè)調(diào)節(jié)方式。

三、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的發(fā)展分析

（一）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械

實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械的精準(zhǔn)定量、變量的作業(yè)，需要在作物的需求基礎(chǔ)上制訂作業(yè)方案，再通過(guò)空間信息技術(shù)來(lái)完成作業(yè)，如GIS、GPS、RS等等，可以完成變量機(jī)械的作業(yè)任務(wù)。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系實(shí)踐的過(guò)程中，技術(shù)人員需要的農(nóng)業(yè)機(jī)械有以下幾種：谷物聯(lián)合收獲機(jī)和拖拉機(jī)，需要帶有衛(wèi)星定位系統(tǒng);變量的播種機(jī)、施肥機(jī)、噴藥機(jī)等等;還有土壤采樣車(chē)，也需要帶有衛(wèi)星定位系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)機(jī)械方面還有三種智能化控制的設(shè)備，如谷物聯(lián)合收割機(jī)，需要帶有車(chē)輛的GPS系統(tǒng)，能夠用產(chǎn)量傳感器繪制區(qū)域的產(chǎn)量分布圖;可以自動(dòng)監(jiān)控運(yùn)行的變量播種機(jī)及施肥機(jī)械;能夠自動(dòng)控制噴藥的相關(guān)機(jī)械。谷物產(chǎn)量傳感器所繪制的產(chǎn)量分布圖，可以通過(guò)GPS傳輸信息，產(chǎn)量的差異是源自土壤及水分的差異。自動(dòng)監(jiān)控的噴藥機(jī)，可以定量區(qū)域內(nèi)的用藥情況，減少因農(nóng)藥使用過(guò)多而對(duì)土地造成的污染，但也能夠保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的防治需要。變量施肥播種機(jī)可以根據(jù)土壤肥力的不同調(diào)節(jié)肥量，再根據(jù)土壤水分的不同及溫度的不同，更改方案。

（二）空間信息支持

上述機(jī)械在定點(diǎn)定量作業(yè)的過(guò)程中，需要在空間信息的支持下完成以下任務(wù)：第一，GPS技術(shù)可以為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機(jī)械提供定位服務(wù)，所以使用的機(jī)械要配備GPS系統(tǒng);GIS作為決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是變量機(jī)械的核心，所采集的數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)GIS的集中處理與管理，可以為決策工作提供方案與指令。第三，所收集的信息是通過(guò)各類(lèi)傳感器返回系統(tǒng)，大面積的參數(shù)采集中遙感技術(shù)最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，多數(shù)的地塊參數(shù)變異都可以通過(guò)GIS系統(tǒng)來(lái)完成傳輸。

四、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的未來(lái)展望

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系包含了許多現(xiàn)代先進(jìn)的農(nóng)藝及信息技術(shù)，屬于智能機(jī)械技術(shù)的模式，是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次技術(shù)革命。在某些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，可以嘗試應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，通過(guò)建立示范區(qū)的形式探索精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的思路，以此來(lái)發(fā)展實(shí)用的技術(shù)，因?yàn)槲覈?guó)的地塊分布規(guī)律性并不明顯，所以全部地區(qū)應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)是不切實(shí)際的，但在一些標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，也可以體現(xiàn)出現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的潛力。GIS所形成的信息庫(kù)是非常龐大的，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者通過(guò)小型的定位變量機(jī)具就可以制定差異式的方案，可以有效保證施肥或者噴藥的精確度，并在先進(jìn)的信息采集技術(shù)、分析模型、決策支持的基礎(chǔ)上，使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)更加實(shí)用，能夠適用于更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，而不只是部分生產(chǎn)區(qū)。

山東省一直是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面積較廣，而且地處平原，種植區(qū)域比較集中，適合推廣應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，況且山東省臨海，經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展較好，能夠滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的客觀發(fā)展條件。在此背景下，山東省鄆城的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更適合探索精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系之路，為山東省的其他地區(qū)起到示范作用，建立起標(biāo)準(zhǔn)化、完善化的技術(shù)體系，也是發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的必經(jīng)之路。

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