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国外精确农业技术研究及应用现状


精确农业是80年代末由美国的土壤研究专家提出来的,10多年来在全世界广泛开展。精确农业旨在追求农业生产效益的提高和减少农业生态环境污染。日本在精确农业有关技术开发上进展也非常快,甚至连从来都没有关系的技术领域也都开始与精确农业相结合,的确显示出了引导农业发展的巨大作用。

    1、精确农业的思考

  欧美型精确农业的做法是通过变量操作技术来实现农业生产效益的提高和减少农业生态环境污染。利用全球卫星定位系统(GPS) 和地理信息系统( GIS) 技术手段绘制出田间土壤、农作物产量图,进而构建起图谱库精确农业和传感信息库精确农业来实现田间病虫害变量控制防治及变量施肥。精确农业的基本方针除了解决精确农业主要追求农业生产效益的提高和减少农业环境污染外,还要解决相关的综合问题。

    精确农业的思考具体来讲,是利用遥感技术和设置在作物或土壤中的传感器快速准确地获得作物生长发育以及来自周围环境胁迫信息,而且也包括作物的位置信息。以上各种信息的获取,首先要从详细准确地记录田间的变异开始,并绘制成田间现状图,构建出农业生产经营模型、农作物种植模型以及借鉴和吸收农业生产者的传统经验和智慧,并以此为依据制作出决策图。该决策图的实行要通过由计算机控制的农业机械来完成,最终达到变量操作的目的。

  2、精确农业实施所需的3 个关键技术

  2. 1 田间测绘技术

  田间测绘技术是绘制田间土壤信息图,作物产量信息图,田间杂草及病虫害发生信息图等的一项基本技术。其中田间土壤信息、作物产量信息、田间杂草及病虫害发生信息等又与田间的准确位置信息相结合。如果田间的现状图绘制成的话,精确农业的实施将成为可能。

  2. 2 变量控制操作技术

  此项技术是与空间变异相对应的可变量控制操作技术。最具代表性的是变量控制农药喷洒机械和施肥机械。需要获得田块内的空间分布信息。农业机械的可变量操作功能及产量或成本等方面的信息,并分别在不同的地点必须对作业的内容切实进行判断。基于此时实时实地所获得的田间信息的变量控制操作技术即可实现传感信息库精确农业。

  2. 3 决策支持系统

  决策的内容是从实时判断可变量控制操作技术水平开始,涉及到田间、种植种类或作业程序、管理方法的选择等时间、空间的各个方面。在收集和判断如此大量的有关数据、信息时,需要建立起一个以计算方法或软件为基础的必要方案的信息技术体系。但最终的决策方案的提出在于农业生产者本身,并非计算机完全可以自动地向人们提出最佳的答案。

  3、技术开发路线

  精确农业的实施是从准确地记录变异开始的。变异包括空间变异、时间变异、预测变异。变异的记录内容又包括田间产量、土壤、病虫害、环境污染以及作物的长势、管理上的变异。变异所分析的内容包括空间、时间、预测以及图谱分析。其次是农业机械化技术的开发,其内容包括机械的高速定位控制、可变量控制操作结构、田间农作业监控以及信息终端。最后是决策支持,其内容包括产量监测,土壤肥力监测,环境污染监测,成本、风险管理及最佳的计算方法。以上三者有机的结合可构建起传感信息的基础设备。如果搞清楚以上各种变异,相应的变量控制操作技术即可确立。为了选择出最佳的变量控制操作技术,还必须要开发出农作物栽培模型、环境保护模型等决策支持系统。在以上技术开发的三个阶段中,最具有特别作用的是从田间获得准确信息的传感技术的开发。

  4、精确农业的技术水平开发与现行农业基本法之间的关系

  从以下农业生产经历的三个阶段可看出上述之间的关系。第一阶段为传统的农业阶段,它具有以农业机械化、自动化节省劳力为基础的多肥高产特征。但是存在着农业环境污染、食品安全及老龄化、劳动力严重不足等问题。第二阶段为农业生产中引进了信息技术、创新传感技术,推动着农业生产进入到可自如操作市场信息、农作业记录及产量等信息的信息化农业时代。总之,田间的耕种履历、土壤现状图谱具备的话,所谓的信息田块也就诞生了,可以有选择性的提出若干管理方案。


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