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時間：2023-10-15 09:56:36
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1引言
精準農(nóng)業(yè)是以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效為目的的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系，是以信息技術(shù)為支撐，根據(jù)空間變異，定點、定時、定量的實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作與管理的系統(tǒng)。新疆精準農(nóng)業(yè)始于20世紀末，初期發(fā)展緩慢，隨著北斗導航技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速。新疆以棉花為主要經(jīng)濟作物，根據(jù)國家統(tǒng)計局2018年棉花產(chǎn)量的公告數(shù)據(jù)，新疆棉花總產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的83.84%，新疆生產(chǎn)的棉花約三分之一產(chǎn)自新疆生產(chǎn)建設兵團。近年來，新疆生產(chǎn)建設兵團正式開啟團場改革，兵團職工自主組建農(nóng)工合作社，新疆兵團土地流轉(zhuǎn)活躍，據(jù)新疆農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門統(tǒng)計，到2018年全新疆家庭承包耕地流轉(zhuǎn)面積已達745.8萬畝。合作社規(guī)模不斷增大，田塊不斷整合集中，對于成套精準農(nóng)業(yè)技術(shù)應用模式在新疆的深入推廣打下了基礎。當前，精準選種、精準播種、精準施肥、精準噴藥、精準灌溉、精準田間監(jiān)測、精準收獲等所涉及的精準農(nóng)業(yè)技術(shù)，已有部分在新疆兵團規(guī)模化應用。本文基于北斗導航融合精準農(nóng)業(yè)賦能新疆創(chuàng)新試驗區(qū)建設項目，通過對新疆兵團石河子市石總場大田種植數(shù)字農(nóng)業(yè)建設試點、石河子市北泉鎮(zhèn)鴻興翔種植專業(yè)合作社等多家大型農(nóng)業(yè)合作社進行了實地調(diào)研，對新疆兵團精準農(nóng)業(yè)技術(shù)應用現(xiàn)狀及發(fā)展需求進行總結(jié)分析。
2新疆兵團精準農(nóng)業(yè)技術(shù)應用現(xiàn)狀
精準農(nóng)業(yè)技術(shù)已應用于新疆兵團農(nóng)業(yè)的耕、種、管、收四大環(huán)節(jié)，根據(jù)農(nóng)戶對各種精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的接受度和該技術(shù)的推廣應用程度，本文主要從農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)、水肥一體化系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)三方面，對新疆兵團精準農(nóng)業(yè)技術(shù)應用現(xiàn)狀進行分析。
2.1農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)
如圖1，電機式農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)主要由電機、角度傳感器、GNSS天線、高精度GNSS接收機、平板電腦、電臺及天線等部分組成。該技術(shù)可實現(xiàn)1000m播行水平誤差不超過3cm，播幅連接行誤差不超過3cm，能有效解決農(nóng)機播種作業(yè)中出現(xiàn)的“播不直、接不上茬”的老大難問題，可以減少用工成本，延長作業(yè)時間，提高作業(yè)質(zhì)量和土地利用率。2012年，新疆兵團農(nóng)機推廣部門開展了衛(wèi)星導航自動駕駛技術(shù)試驗示范工作，將該技術(shù)產(chǎn)品應用在棉花播種作業(yè)中。2013年，財政部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在國家農(nóng)機購置補貼目錄中，增加“農(nóng)業(yè)用北斗終端（含漁船用）”的財政補貼，當年補貼額達到3.12萬元/臺套。2014年，國家發(fā)改委支持新疆兵團第八師開展區(qū)域精準農(nóng)業(yè)示范，對首批800臺套的北斗農(nóng)機自動駕駛導航系統(tǒng)雙重補貼，包括國家購機補貼和1萬元的項目補貼。截至2019年4月，兵團農(nóng)八師已安裝3000余臺套農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了全覆蓋。農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)逐步從小面積試驗向大面積試驗示范邁進，且國產(chǎn)化品牌實現(xiàn)了從零到主導的突破。
2.2水肥一體化系統(tǒng)
水肥一體化系統(tǒng)是通過配置田間信息精準監(jiān)測系統(tǒng)，全程監(jiān)測農(nóng)田墑情、氣象、設備工況等信息，為水肥決策和作業(yè)管理提供信息支撐。目前，使用者可通過PC或手機APP來發(fā)送指令，通過GPRS通訊模式實現(xiàn)閥門和自動施肥機的遠程控制，實現(xiàn)田間的無人作業(yè)功能，全年無需下地手動開關閥門。該技術(shù)既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置和灌水成分的精確要求，又能按照田間的每個操作單元的具體條件，精細準確地調(diào)整農(nóng)業(yè)用水管理措施，最大限度地提高水的利用率。水肥一體化系統(tǒng)局部設備示意圖如圖2。20世紀后期，新疆兵團開始引進噴灌、滴灌技術(shù)。2008年以來，膜下滴灌水肥一體化技術(shù)得到當?shù)卣拇罅Ψ龀?，隨著配套基礎設施技術(shù)的發(fā)展，逐步將滴灌節(jié)水技術(shù)向智能化、水肥一體化、遠程操作控制方向發(fā)展。水肥一體化系統(tǒng)已形成了對應的服務體系，可大面積應用于大田作物。新疆自行研發(fā)的系列自動反沖洗網(wǎng)式過濾機組及自動施肥機，單套控制面積100-166.67hm2。當前，兵團高新節(jié)水灌溉面積1129.07千公頃，是全國最大的節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)。
2.3農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)可提供綜合服務，如利用北斗導航定位終端、農(nóng)機工況采集終端，通過蜂窩網(wǎng)絡將農(nóng)機位置信息、工況信息傳輸至農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)農(nóng)機運行軌跡的回放、作業(yè)面積的統(tǒng)計、農(nóng)機健康情況的監(jiān)管和預測。另外，還可通過各種傳感器采集的信息，形成水、肥、藥的變量噴施處方圖，基于農(nóng)業(yè)信息化管理平臺進行監(jiān)管和下發(fā)作業(yè)任務?；谠擃愊到y(tǒng)，可提高管理、調(diào)度、維護效率。圖3為新疆兵團八師石總場信息化管理平臺界面。農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)是隨各類采集終端發(fā)展而來，當前，眾多企業(yè)及政府分別建立了對應的農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)。
3新疆兵團精準農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展需求
新疆兵團精準農(nóng)業(yè)在北斗農(nóng)機自動駕駛方面已取得了矚目的成就，但仍然存在差分信號服務受限、基準不統(tǒng)一等問題。當前農(nóng)村實際情況是勞動力驟減，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的勞動力嚴重不足，因此，北斗農(nóng)機自動駕駛技術(shù)應向農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈方向發(fā)展，來彌補勞動力減少的現(xiàn)況。2015年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》和《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，但新疆在節(jié)肥、節(jié)藥等技術(shù)的應用方面發(fā)展緩慢，且新疆是缺水地區(qū)，因此，水、肥、藥變量噴施技術(shù)的發(fā)展迫在眉睫。因棉花等作物的覆膜造成嚴重的環(huán)境污染，為了環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，必須提高殘膜回收技術(shù)和發(fā)展可復用膜。下面主要從三方面來分析新疆兵團對精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的需求。（1）簡約式農(nóng)機自動駕駛技術(shù)農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)主要應用在精準播種環(huán)節(jié)，同樣也可應用在不同作物的耕地、施肥、施藥、收獲等環(huán)節(jié)。當前的農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)還需由專業(yè)人員安裝、調(diào)試和教學，嚴重限制其推廣。因此，農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)應該向安裝簡便、“傻瓜式”操作方向發(fā)展。（2）水、肥、藥變量噴施技術(shù)中國是全球農(nóng)藥、化肥用量第一大國，但噴施流程和利用率遠遠低于先進國家水平?；谵r(nóng)作物的實際需要，將水、肥、藥定時、定點、定量的噴施是節(jié)約資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的發(fā)展趨勢，但投入產(chǎn)出比是當前最大的限制。如底肥的施用，需基于土壤采樣、上季作物的產(chǎn)量分布圖等共同決定。通過信息技術(shù)手段，感知作物的實際需水、需藥、需肥量，采用變量投入技術(shù)，實現(xiàn)按需精準灌溉施肥施藥，將是發(fā)展新方向。因此，應高度重視研究開發(fā)智能感知技術(shù)、深度學習算法、變量投入技術(shù)、機器人等。（3）殘膜回收技術(shù)地膜使用量不斷增加，但回收率偏低，土壤中的殘膜量逐步增加，土壤結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞、耕地質(zhì)量逐步下降?，F(xiàn)今，新疆已成為殘膜污染嚴重的地區(qū)之一。因此，應向新型可復用農(nóng)膜和提高殘膜回收技術(shù)方向發(fā)展。
中圖分類號：F325，1
文獻標志碼：A
文章編號：1673-291X(2009)33-0029-03
中國農(nóng)業(yè)正處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡階段，農(nóng)業(yè)整體發(fā)展水平與世界發(fā)達國家有較大差距，農(nóng)業(yè)科技水平低則是重要因素之一。精準農(nóng)業(yè)――未來農(nóng)業(yè)的雛形，是一種基于知識的農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，是實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)效益的必經(jīng)之路，發(fā)展和推廣精準農(nóng)業(yè)技術(shù)對于加速中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化可持續(xù)化進程、占領未來農(nóng)業(yè)領域競爭制高點具有十分重要的意義。
一、推廣精準農(nóng)業(yè)的意義
1 發(fā)展精準農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)中國農(nóng)產(chǎn)品高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的需要。加入WTO后，發(fā)達國家和地區(qū)的一些農(nóng)產(chǎn)品憑借其質(zhì)量和價格優(yōu)勢，將更多地進入中國農(nóng)產(chǎn)品市場，中國農(nóng)業(yè)面臨著更嚴峻考驗，依靠科技進步，努力降低生產(chǎn)成本，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量成為中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的當務之急。精準農(nóng)業(yè)是質(zhì)量效益型農(nóng)業(yè)，以優(yōu)質(zhì)高效為目標，重視農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，追求以最少的投入獲得優(yōu)質(zhì)的高產(chǎn)出和高效益。
2 發(fā)展精準農(nóng)業(yè)是中國有效利用生態(tài)資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。中國人口最多但自然資源狀況較差且惡化趨勢嚴重，如人均耕地占有量逐年下降，近十年人均占有量由0.09公頃下降到0.08公頃?；?、農(nóng)藥的大量使用及工業(yè)廢水、廢氣、廢渣的任意排放造成農(nóng)田環(huán)境和農(nóng)作物的嚴重污染，約占目前耕地總面積1／5的土地受到污染；土地退化嚴重，致使自然災害愈加頻繁。優(yōu)化資源，保護環(huán)境，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已成為中國社會經(jīng)濟發(fā)展的基本戰(zhàn)略。但從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的角度來看，環(huán)境保護與農(nóng)業(yè)發(fā)展間存在著一定的矛盾，農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展需要新型技術(shù)的支持，依靠科技技能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的資源利用率，以充分利用有限的自然資源。
3 發(fā)展精準農(nóng)業(yè)是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長方式和增加農(nóng)民收人的有效途徑。中國以往農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的增長主要是靠投入，以粗放經(jīng)營解決供不應求的總量問題。但在農(nóng)產(chǎn)品基本形成買方市場的條件下，數(shù)量問題已不再是主要矛盾，而被品種、質(zhì)量矛盾所代替。農(nóng)業(yè)面對和所要解決的主要是農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量問題。粗放經(jīng)營難以解決這一矛盾，唯有靠以現(xiàn)代科學技術(shù)為基礎的集約經(jīng)營方是正途。發(fā)展精準農(nóng)業(yè)也是增加農(nóng)民收入的必由之路。增加農(nóng)民收入是關系全局性的問題，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本目的。但在市場經(jīng)濟條件下，僅靠擴大數(shù)量和提高農(nóng)產(chǎn)品價格已沒有多大潛力，必須瞄準市場，發(fā)揮資源優(yōu)勢，發(fā)展精準農(nóng)業(yè)。
二、大河沿子鎮(zhèn)現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣現(xiàn)狀
大河沿子鎮(zhèn)位于新疆精河縣以西45公里處，面積1435.45平方公里，總?cè)丝?.25萬，其中農(nóng)業(yè)人口2.6萬。下轄15個農(nóng)牧業(yè)村，1個新農(nóng)生態(tài)農(nóng)業(yè)有限責任公司和2個社區(qū)居委會。大河沿子鎮(zhèn)共有耕地11.7萬畝，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以棉花為主，2007年全鎮(zhèn)棉花播種面積為11.4萬畝，是一個以農(nóng)為主、農(nóng)牧結(jié)合的大鎮(zhèn)。從2006年開始至今，大河沿子鎮(zhèn)緊緊圍繞著促進農(nóng)民增收，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展和農(nóng)村經(jīng)濟繁榮這一主題，在全鎮(zhèn)開展了以現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)技術(shù)為主的一系列農(nóng)業(yè)科技推廣工作。
1 現(xiàn)有棉花種植技術(shù)。一直以來大河沿子鎮(zhèn)的棉花種植都是很傳統(tǒng)的，2006年開始采用新技術(shù)，大面積棉田采用了“一穴一?！本坎シN技術(shù)，農(nóng)民從繁重的定苗中解放出來，過上了休閑的節(jié)日?！耙谎ㄒ涣！本坎シN對種子加工提出了更高的要求。按照種子生產(chǎn)的有關標準，發(fā)芽率達到80％的種子才算合格種子。土壤耕作層90％以上殘膜都得到清理回收，避免因棉種播在殘膜上出不了苗的問題。為消除農(nóng)戶擔心“一穴一粒”不保險的心理，政府部門還給予農(nóng)戶適當?shù)难a貼和優(yōu)惠政策，精量播種技術(shù)就這樣在不被普遍看好的情況下推廣下去了。與精量播種相配套的是精準灌溉，雖然大水漫灌已經(jīng)是落后的灌溉方式了，但在大河沿子鎮(zhèn)依然存在，只有部分耕地采用加壓灌，膜下灌等精準灌溉方式，2008年還采用了埋式滴灌植棉新技術(shù)，并將繼續(xù)推廣。棉田施肥同樣離不開“精準二字”，依托滴灌系統(tǒng)實施的“隨水施肥”在大河沿子鎮(zhèn)也得到了應用。
2 精準技術(shù)設施配套狀況。大河沿予鎮(zhèn)已推廣加壓灌8000畝，膜下灌7000畝，設立了兩個示范點，其中一個采用精良氣吸式點播及高壓滴灌技術(shù)相配套；第二個示范面積為125畝，采用精良氣吸式點播及常壓滴灌技術(shù)相配套，都通過精量播種、精肥精管，實施標準化作業(yè)。以建立誘蟲燈監(jiān)測預報系統(tǒng)為主，采用頻振式殺蟲燈和生物藥劑防治技術(shù)的綜合應用，完善植保體系，降低生產(chǎn)成本。與此同時，該鎮(zhèn)已引進小型精量播種機18臺，一機三膜大型精播機2臺，拔桿清膜機100臺，引進優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種標雜Al達150畝，新陸早33號5000畝。2008年大河沿子鎮(zhèn)還大力發(fā)展設施農(nóng)業(yè)，建立蔬菜大篷，增加了高壓滴灌等設施，其植棉技術(shù)在全縣還處于領先水平，如高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種的引進、推廣和滴灌技術(shù)的應用。由于棉田病蟲害的綜合防治技術(shù)，農(nóng)機標準化作業(yè)等常規(guī)技術(shù)和新技術(shù)的綜合應用為棉花高產(chǎn)打下了堅實的基礎。
自從2006年推廣精準技術(shù)以來，大河沿子鎮(zhèn)棉花種植不僅減少了投入成本和勞動力，而且還提高了棉花產(chǎn)量，增加了收入。在2007年由于采用了新技術(shù)，大河沿子鎮(zhèn)11.4萬多畝棉田平均單產(chǎn)籽棉341.5公斤／畝，比去年增加29.1公斤／畝，同年滴灌棉田比淹灌棉田平均畝產(chǎn)高出30-40公斤。
三、大河沿子鎮(zhèn)精準技術(shù)推廣過程中存在的問題
1 農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣資金投入不足，制約著推廣力度。由于農(nóng)業(yè)技術(shù)的公共物品屬性，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣，需要政府的大力推動。發(fā)達國家每年農(nóng)技推廣經(jīng)費一般占到農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的0.6％～1.0％，發(fā)展中國家也在0.5％左右，而中國在現(xiàn)行的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體制下，政府對農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作的重視力度不夠，農(nóng)技推廣經(jīng)費占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比重不足0.2％，人均經(jīng)費更少，多數(shù)技術(shù)推廣機構(gòu)“無錢打仗”已嚴重影響到技術(shù)推廣工作的正常開展。每年僅由不到20％的縣會下?lián)芤欢ǖ募夹g(shù)推廣經(jīng)費，很多時候下?lián)芙?jīng)費還會發(fā)生截留現(xiàn)象，使經(jīng)費不能最終用到技術(shù)推廣活動中來。因經(jīng)費不足等原因，只能夠勉強維持工作人員的工資，而用于技術(shù)推廣項目的資金就很少了，部分地方政府“卸包袱”，還出現(xiàn)了“線斷、網(wǎng)破、人散”的被動局面。大河沿子鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣經(jīng)費主要是農(nóng)民自籌或非政府部門提供，政府下?lián)芗夹g(shù)推廣資金經(jīng)費很少，甚至沒有，2008年大河沿子鎮(zhèn)6個農(nóng)業(yè)村自籌資金68萬元，增加實施棉花加壓滴灌面積6700畝。由于推廣經(jīng)費少，制約著精準技術(shù)進一步在更大范同內(nèi)的采用。
2 農(nóng)民對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術(shù)接納能力差。一方面，農(nóng)民的文化素質(zhì)制約了他們對高新技術(shù)的接納能力。另一方面，在農(nóng)業(yè)內(nèi)部，作為市場主體的農(nóng)戶更加懂得比較科技投入的成本和預期收益，只有當他們認為預期收益高于預期成本時才會選擇新的生產(chǎn)技術(shù)，農(nóng)業(yè)科技使用的高風險性又使得他們在有限的資本和勞力的投向上顯得更為謹慎，農(nóng)戶對可替代的新技術(shù)選擇反應遲鈍，缺乏內(nèi)在的需求動力。大河沿子鎮(zhèn)農(nóng)戶基本上都是小學、初中學歷，無法很快接受新技術(shù)，他們最注重眼前經(jīng)濟效益，然而采用新技術(shù)有時要很高的成本，而且新技術(shù)的優(yōu)勢也需要一個很長的過程后才會發(fā)揮，這就導致農(nóng)戶看不到他們想要的收益，造成農(nóng)戶對高新技術(shù)避而遠之不愿接受的局面。
3 農(nóng)民居住地分散，組織化程度低，農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣缺乏有效的渠道。下農(nóng)民對自家的土地具有決定權(quán)，很難統(tǒng)一規(guī)劃和生產(chǎn)，這增加了新技術(shù)推廣工作的難度。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高度分散性和農(nóng)民組織的缺失，使得技術(shù)推廣成本高，導致技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的割裂。在現(xiàn)行農(nóng)業(yè)推廣制度下，農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣及開發(fā)的速度，效果，服務質(zhì)量，最后效益不能和推廣主體的努力程度或付出掛鉤，導致農(nóng)業(yè)制度對農(nóng)業(yè)科技進步缺乏有效的激勵機制。大河沿子鎮(zhèn)的技術(shù)推廣工作之所以艱難主要是缺乏有效的農(nóng)民組織，雖然設有農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，但還是無法填補農(nóng)民組織的作用。
4 農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣隊伍不穩(wěn)定，精兵強將少。從目前專職農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣隊伍的現(xiàn)狀分析?；鶎愚r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站有近1／3的人員不具備農(nóng)業(yè)專業(yè)學歷或根本是外行。大河沿子鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣機構(gòu)屬于基層推廣部門，現(xiàn)有專職人員8人，大多為高中學歷，導致新技術(shù)的推廣工作無法順利進行。
5 精準技術(shù)推廣人員分布不盡合理。當前，中國農(nóng)技推廣體系的一個突出問題是農(nóng)技推廣人員分布過于集中于縣級，使技術(shù)推廣的供給與需求發(fā)生錯位。隨著經(jīng)濟迅速發(fā)展和城鄉(xiāng)人民需求的多樣化，農(nóng)民對技術(shù)的需求也越來越細，隨時需要得到農(nóng)技推廣人員的指導。但與此需求不相適應的是，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級農(nóng)技推廣人員力量相對薄弱。目前多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級農(nóng)技推廣站的農(nóng)技推廣人員只有2―3人，且設備簡陋。大河沿子鎮(zhèn)技術(shù)推廣人員雖然有8人，但真正在基層做實際工作的人卻只有3～4人，多數(shù)推廣人員都在精河縣，很難起到新技術(shù)宣傳推廣作用，加之基層推廣人員少且工作量大，工資水平低，推廣工作舉步維艱。
四、深化精準農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系的對策
1 加強政府對農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的保障和支持。農(nóng)技推廣是個系統(tǒng)工程，能否更好發(fā)揮作用和發(fā)揮更大作用，除了農(nóng)技推廣體系自身要深化改革、創(chuàng)造條件外，還需要各級政府、社會各界的大力支持和配合，也需要相應的政策措施、資金支持等外部環(huán)境和條件作為堅強的后盾。加強財政支持力度，增加農(nóng)技推廣資金投入。首先，保證承擔公益性技術(shù)推廣職能的鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上農(nóng)技推廣人員全額撥款，確保人員工資。其次，增加農(nóng)技推廣基礎設施建設資金投入，添置必要儀器設備，搞好技術(shù)示范點建設，不斷提高現(xiàn)代化水平。2008年大河沿子鎮(zhèn)就增加了蔬菜大棚，加壓灌，低灌等設施農(nóng)業(yè)設備。
2 確立農(nóng)民對技術(shù)需求的主體地位，提高農(nóng)民采納農(nóng)業(yè)新技術(shù)的自愿性。農(nóng)民是經(jīng)營主體，也是農(nóng)業(yè)技術(shù)的需求和市場主體。采納新的農(nóng)業(yè)技術(shù)應該是農(nóng)民市場經(jīng)營的理性選擇。傳統(tǒng)觀念通常是從技術(shù)供給者的角度看問題，把農(nóng)技推廣的過程僅僅看做是向農(nóng)民提供農(nóng)業(yè)技術(shù)的過程，是農(nóng)業(yè)技術(shù)的被動消費者，而沒有對農(nóng)民的技術(shù)需要給予足夠關注，缺乏針對性。因此，今后要注重建立農(nóng)民參與選擇推廣技術(shù)的機制，改變“你給的我不要，我要的你沒有”的技術(shù)供給狀況。作為大河沿子鎮(zhèn)職能部門的農(nóng)業(yè)推廣部門應及時地把市場需求正確信息、先進技術(shù)傳遞給農(nóng)民，讓農(nóng)民自己選擇和自愿采納農(nóng)業(yè)新技術(shù)。
3 把技術(shù)推廣與提高農(nóng)民組織化程度密切結(jié)合起來，提高推廣效率。農(nóng)業(yè)推廣體系直接面向經(jīng)營規(guī)模小、高度分散的農(nóng)戶進行高新技術(shù)推廣，成本高，效果低。單個農(nóng)戶直接參與農(nóng)業(yè)技術(shù)市場交易，由于經(jīng)營規(guī)模限制，技術(shù)交易成本非常高。通過提高農(nóng)民組織化程度，形成“技術(shù)推廣站―農(nóng)民專業(yè)化合作組織―農(nóng)戶”的推廣模式，使農(nóng)民專業(yè)化合作組織成為聯(lián)接農(nóng)技推廣主體和農(nóng)戶的橋梁，則能降低推廣成本和技術(shù)交易成本，有效提高新技術(shù)推廣效果。從“技術(shù)推廣站一農(nóng)民專業(yè)化合作組織”的轉(zhuǎn)移過程來看，一方面，合作制度保證了成員在技術(shù)獲取過程中費用較低；另一方面，其組織制度保證了各成員在選擇決策中的主體作用，保證了技術(shù)適用性；其次，農(nóng)民專業(yè)合作組織由于聚集了更多能人，接納高新技術(shù)的能力更高。從“農(nóng)民專業(yè)化合作組織―農(nóng)戶”的擴散過程來看，是農(nóng)民自己來傳播農(nóng)業(yè)技術(shù)，其良好效果是其他推廣組織和推廣手段難以替代的，主要原因在于傳播者本人也是農(nóng)民，具有與他人相同的社會背景和社會關系結(jié)構(gòu)，了解當?shù)貙嵡楹娃r(nóng)民實際，更易為農(nóng)民所認同接納。特別是若他們在接受信息后再加以利用，并取得良好績效，這種“再傳播”的影響力不言而喻。由于大河沿子鎮(zhèn)在管理運行上形成了農(nóng)民合作組織形式的運作模式，據(jù)摸底調(diào)查全鎮(zhèn)已有76％的農(nóng)民愿上強壓滴灌，如今棉農(nóng)的種植意識已從過去高強度、低效益的淹灌向高成本、高效益的加壓滴灌轉(zhuǎn)變，認準了搞滴灌節(jié)水才能給自己帶來最大回報。所以，由農(nóng)民專業(yè)協(xié)會來推廣、普及農(nóng)業(yè)技術(shù)，容易做到操作性更強，費用更低，更為農(nóng)民所接受，實際效果亦更為顯著。
4 穩(wěn)定農(nóng)業(yè)推廣隊伍，提高技術(shù)推廣人員素質(zhì)。據(jù)有關統(tǒng)計，在縣級以上的農(nóng)業(yè)推廣機構(gòu)工作人員占60％以上，而在鄉(xiāng)鎮(zhèn)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)以下農(nóng)業(yè)推廣部門工作人員占40％以下，并且推廣人員的素質(zhì)遠遠低于縣級以上的推廣人員。為此必須出臺相關政策，鼓勵技術(shù)推廣人員到基層去工作，精簡上層，充實下層，優(yōu)先充實鄉(xiāng)村站工作人員，滿足從事實際農(nóng)業(yè)推廣的需要。加強農(nóng)技推廣人員的技術(shù)培訓和政治教育工作，提倡“獻身農(nóng)業(yè)，服務農(nóng)民”的奉獻精神。重視農(nóng)業(yè)推廣人員脫產(chǎn)學習和在職進修工作，鼓勵農(nóng)業(yè)推廣人員努力學習專業(yè)知識，提高業(yè)務能力，開闊視野，拓展知識面和專業(yè)知識的深度和廣度，不斷豐富推廣經(jīng)驗，提高推廣技能。就大河沿子鎮(zhèn)的實際情況，應定期對技推人員進行培訓，補發(fā)津貼以穩(wěn)定推廣隊伍。為搞好農(nóng)業(yè)推廣工作，促進農(nóng)業(yè)科技成果廣泛、迅速地應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營實踐，建立一支數(shù)量與素質(zhì)兼顧的農(nóng)業(yè)推廣隊伍。
5 合理布局，形成以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為重點的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣體系。鄉(xiāng)鎮(zhèn)是農(nóng)業(yè)技術(shù)走向農(nóng)民用戶的真正出口，鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)推廣機構(gòu)的改革和隊伍建設刻不容緩。針對大河沿子鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣機構(gòu)設置不完善和人員不足的情況，采取各種措施，加強基層農(nóng)技隊伍建設。調(diào)整內(nèi)部，減少精河縣級農(nóng)技人員，充實基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員數(shù)量。廣開門路，從各相關部門抽調(diào)富余人員，增加基層推廣人員數(shù)量。打破條塊、部門和地區(qū)分割，統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)互補形成統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣網(wǎng)絡。以政府投入為主采取各種途徑，多渠道、多門路集資以安定農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員特別是基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員的從業(yè)信心和決心，穩(wěn)定農(nóng)業(yè)技術(shù)隊伍建設。
6 加大信息資源開發(fā)力度。農(nóng)民的信息意識問題，大河沿子鎮(zhèn)農(nóng)戶的信息意識較為低下，信息資源作為一種戰(zhàn)略資源的重要性還沒有被人們普遍認識。為此，要加大農(nóng)業(yè)基層的信息基礎設施建設，加大信息的宣傳力度，擴大宣傳領域，提高廣大農(nóng)民的信息意識。為促進農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作的發(fā)展，深挖農(nóng)業(yè)內(nèi)部增收潛力，信息資源的捕捉和收集也有著至關重要的作用。大河沿子鎮(zhèn)已經(jīng)建立了農(nóng)村信息化體系，建立了以“農(nóng)信通”為主的農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)資行情、農(nóng)產(chǎn)品交易的農(nóng)業(yè)信息傳遞系統(tǒng)，只是信息化體系和機制還不健全，有待進一步完善。
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隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)地位的提高，現(xiàn)代信息技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中得到廣泛應用。現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的有機結(jié)合一方面可以提高農(nóng)作物質(zhì)量，另一方面可以減少化肥對農(nóng)作物的污染，從而在改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的同時彌補精準農(nóng)業(yè)發(fā)展的不足。
1精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系
現(xiàn)代通信技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)體系的重要組成部分，其在精準農(nóng)業(yè)中的應用主要表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用[1]。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最大特點是可以借助計算機聯(lián)動報警，其外在表現(xiàn)形式是利用傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將視頻、溫度、土壤有機物等的數(shù)據(jù)進行采集，以計算機網(wǎng)絡信息平臺繪制數(shù)據(jù)的最大值和最小值，并分別繪制最大值和最小值之間的頻數(shù)分布直觀平面圖，觀察頻數(shù)分布狀況，最終確定合適的數(shù)值和報警值，相關技術(shù)人員就可以根據(jù)事先確定好的數(shù)值和報警值在計算機中安裝聯(lián)動報警裝置。比如，農(nóng)作物的生長狀況會隨著時間的長短、溫度的變化、天氣以及土壤影響農(nóng)作物的質(zhì)量。因此，技術(shù)人員就可以利用棚內(nèi)氣候條件通過溫度傳感器向聯(lián)動報警器傳輸信息參數(shù)，向管理電腦發(fā)送農(nóng)作物的實際生長情況，如果溫度過低或者溫度過高就會導致農(nóng)作物面臨死亡的危機。一旦觸發(fā)報警裝置農(nóng)作物技術(shù)人員就可以在計算機界面上調(diào)整棚內(nèi)溫度，無需工作人員在現(xiàn)象進行溫度控制，不僅可以節(jié)約成本，還大大提升了工作效率。在這一過程中涉及的技術(shù)包括定位技術(shù)、傳感技術(shù)、遙感遙測技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、無線通信技術(shù)等，這些技術(shù)組成了精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系。
2精準農(nóng)業(yè)對無線通信技術(shù)的要求
現(xiàn)階段無線傳輸標準和方式主要包括：IrDA、WiFi、Bluetooth、Zig-Bee等短距離無線通信技術(shù)及GPS、衛(wèi)星遙感等遠距離無線通信技術(shù)。由于精準農(nóng)業(yè)自身的特點，其對通信技術(shù)有一定的要求。主要歸納為以下幾點：其一，實時性?？梢栽谝?guī)定時間內(nèi)接受到需要的信息和數(shù)據(jù)資料，但是這些信息和數(shù)據(jù)資料并不是連續(xù)不間斷地傳輸，而是非連續(xù)性。其二，相互性。所謂相互性是指節(jié)點之間可相互交換數(shù)據(jù)。其三，可使用語音業(yè)務。其四，集成節(jié)點。無論是采集數(shù)據(jù)資料還是實時監(jiān)控，都可以在無線通信領域中得以實現(xiàn)。其五，拓撲結(jié)構(gòu)。采用樹樁網(wǎng)絡，增加采集點。綜合以上技術(shù)和要求，可以在無線通信領域全方位、多角度地分析精準農(nóng)業(yè)的優(yōu)點和缺點。
3無線通信技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應用
3.1短距離無線通信技術(shù)
1）所謂IrDA通信技術(shù)是指借助紅外線在計算機系統(tǒng)中展開點與點的數(shù)據(jù)傳輸活動。這種無線通信技術(shù)具有成本低、安全指數(shù)高等特點，但是IrDA是一種視距傳輸，如果在數(shù)據(jù)傳輸過程中沒有校對設備或者通信設備沒有對準的話，就會數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ａ硗?，這種技術(shù)具有局限性，即只能在相互通信的兩臺設備之間展開數(shù)據(jù)傳輸活動，不利于在大型農(nóng)業(yè)中的推廣與運用。
2）WiFi）無線通信技術(shù)。這種技術(shù)是以太網(wǎng)的一種無線擴展，能以最高約11Mbps的速度接入WEB。該技術(shù)具有覆蓋范圍廣、速度快等特點，但是其安裝過程較為復雜、成本較高。3）藍牙通信技術(shù)。該技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸頻段為全球通用的2.4GHzISM頻段。能夠在規(guī)定的傳輸時間內(nèi)提高傳輸速度，實現(xiàn)雙贏。但是這種技術(shù)與WiFi無線通信技術(shù)一樣，其運輸成本較高，且在數(shù)據(jù)傳輸過程中容易被其他信號干擾。4）ZigBee無線通信技術(shù)。該技術(shù)的傳輸頻率為2.4GHzISM頻段，數(shù)據(jù)速率為20～250Kbit/s，最大傳輸距離為75m[2]。這種技術(shù)具有成本低、性能高和低功耗等特點，但是其數(shù)據(jù)傳輸速度較低。
3.2遠距離無線通信技術(shù)
遠距離無線通信技術(shù)主要把包括GPRS網(wǎng)絡系統(tǒng)和衛(wèi)星遙感技術(shù)。
1）GPRS技術(shù)屬于移動通信技術(shù)領域的重要組成部分之一，無論是在數(shù)據(jù)傳輸方面還是在技術(shù)處理方面，都具有明顯的優(yōu)勢[3]。①隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展腳步的加快，目前，GPRS技術(shù)是現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡系統(tǒng)（3G）向移動通信（4G）演變，并在不斷調(diào)整和優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中加快了信號覆蓋速度和數(shù)據(jù)運行速度。其網(wǎng)絡覆蓋信號基本不存在“盲區(qū)”這一說。②理論數(shù)據(jù)傳輸速率可高達171Kbps。如果將GSM技術(shù)進行綜合改造，可以為社會提供384Kbps帶寬的廣域數(shù)據(jù)通信服務。③登錄時間短。由于GSM技術(shù)具有速度快、傳輸效率高、等待接入時間短等優(yōu)勢，在精準農(nóng)業(yè)中得到廣泛推廣與應用。根據(jù)實踐表明，在接入網(wǎng)絡到登錄成功所花費的時間不超過兩秒。除此之外，該技術(shù)還具有實時提供在線功能。用戶可以在第一次登陸之后通過記住登陸密碼功能節(jié)約下一次登陸時間，且長期在線，不會被迫下線。這樣不僅可以為用戶提供便利，還可以促使網(wǎng)絡管理更加簡單、快捷。該技術(shù)的運行模式主要是根據(jù)流量計費為主，無論是用戶接受資料或者發(fā)送數(shù)據(jù)包，都是根據(jù)數(shù)據(jù)包的數(shù)量和占用資源的流量計費。根據(jù)實踐表明，GPRS的上述優(yōu)點特點一般適用于間歇性、突發(fā)性、頻率性、小流量的數(shù)據(jù)傳輸。與此同時，改技術(shù)也使用與大流量的數(shù)據(jù)傳輸，尤其適用于現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)領域。全球?qū)Ш叫l(wèi)星體系是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用最為普遍的一個系統(tǒng)，我國現(xiàn)代化農(nóng)場中大部分安裝了GPS系統(tǒng)的聯(lián)合收割機。聯(lián)合收割機作為作業(yè)機械中的一種，不僅可以促使GPS精準定位的實現(xiàn)，還可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者快速有效地計算出農(nóng)作物的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，農(nóng)場主根據(jù)有效完整的產(chǎn)量數(shù)據(jù)利用計算機加工、分析、整理數(shù)據(jù)信息，從而在計算機中呈現(xiàn)出一幅彩色的圖形，為構(gòu)建農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)提供理論基礎，最終達到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化、信息化的目的[4]。
2）衛(wèi)星遙感技術(shù)。該技術(shù)主要是通過衛(wèi)星的傳感器測得目標物體的信息數(shù)據(jù)，再通過處理系統(tǒng)對所獲得的目標信息數(shù)據(jù)進行分析、判讀，識別改目標的通信技術(shù)。換而言之，遙感技術(shù)主要依托于超高的分辨率傳感器對目標實現(xiàn)探測的目的。利用遙感技術(shù)對不同的農(nóng)作物生長期實行全方位、多角度的監(jiān)控，目的是為了避免農(nóng)作物“被蟲吃”的現(xiàn)象。傳感器、指揮體系、載體是組成遙感技術(shù)的三大成分，指揮體系、傳感器、載體與GPS系統(tǒng)的組合可以提升農(nóng)機技術(shù)水平，不僅可以確保遙感技術(shù)數(shù)據(jù)的精確度，還可以降低農(nóng)作物遭受自然災害破壞的影響[5]。該技術(shù)覆蓋的信息量較大、處理信息數(shù)據(jù)的速度快、分辨率高，因此將其引入精準農(nóng)業(yè)領域，可以提高收集相關信息數(shù)據(jù)的速度以及數(shù)據(jù)信息的精確性和完整性。
4結(jié)束語
精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要科學技術(shù)作為支撐，促使精準農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代高科技農(nóng)業(yè)方向發(fā)展?？v觀我國的農(nóng)機技術(shù)水平還不夠成熟，還需要國家加大對信息化農(nóng)業(yè)技術(shù)的投入力度，相關技術(shù)要利用遠程技術(shù)加強對農(nóng)作物的有效檢測，為促進農(nóng)機新技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)和理論基礎，最終實現(xiàn)信息技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的推廣。
作者:肖維 張闊 單位:西北民族大學
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近年來，我國數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)取得了一些進展，主要表現(xiàn)在：農(nóng)業(yè)傳感器微型化、農(nóng)業(yè)灌溉智能化、實時監(jiān)控農(nóng)作物生長、農(nóng)業(yè)信息可移動化、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯化等已成為主流。這得益于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化技術(shù)的成熟和發(fā)展，尤其是農(nóng)產(chǎn)品種植、加工智能化技術(shù)的應用。
國內(nèi)關于農(nóng)業(yè)園區(qū)應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關研究主要涉及溫度監(jiān)控、光溫智能控制、精準灌溉等方面。如，浙江大學等單位對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息感知、傳輸和應用等方面進行研究，主要涉及智能化程度、肥水利用率及農(nóng)產(chǎn)品安全等問題。取得了一系列成果。但總體來看，數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的集成應用研究還比較少。本文提出構(gòu)建完全數(shù)字化的生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)基地，該基地基于總線技術(shù)集成，由統(tǒng)一的信息系統(tǒng)進行集中管理和統(tǒng)一調(diào)度，充分運用物聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息技術(shù)，加強數(shù)據(jù)處理及控制，合理布局傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、養(yǎng)分傳感器、土壤成分傳感器等），實現(xiàn)完全數(shù)字化。
一、生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)的實施意義
1.加速信息化。農(nóng)業(yè)發(fā)展越來越受到信息技術(shù)的影響，信息化成為我國加快實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的廣泛應用，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高速發(fā)展，新的農(nóng)業(yè)科技革命即將到來。
2.提高數(shù)字化。數(shù)字化有利于發(fā)展我國自主產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)高技術(shù)體系，對于我國在世界范圍內(nèi)新的農(nóng)業(yè)科技革命中占有一席之地，以及提升我國農(nóng)業(yè)科技在國際上的整體競爭力，具有戰(zhàn)略意義。
3.提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的手工勞作、粗放型、分散型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式已不適應時展，我國經(jīng)濟進入規(guī)模經(jīng)濟時代，設施的效率決定了生產(chǎn)的效率，也體現(xiàn)了生產(chǎn)力的發(fā)展水平。
4.節(jié)能減排。精準農(nóng)業(yè)在高新技術(shù)的基礎上，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一種先進生產(chǎn)形式和管理模式。為能自動感知、獲取并分析作物生產(chǎn)的環(huán)境因素實際存在的時間和空間差異信息以及實現(xiàn)自動診斷和監(jiān)測，確立起按需投入，在技術(shù)上和經(jīng)濟上可實施的應對方案，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了系統(tǒng)化的理念和技術(shù)要求。
二、生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)的構(gòu)成
如圖1所示，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)的數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)，主要包括設備執(zhí)行層、通訊層、調(diào)度監(jiān)控層和信息管理層等四個層級。整個管控系統(tǒng)由計算機管理調(diào)度系統(tǒng)（中央控制系統(tǒng)）、水肥一體自動控制系統(tǒng)、自動通風控制系統(tǒng)、無線傳感器系統(tǒng)、卷簾控制系統(tǒng)、診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)等六個子系統(tǒng)組成。
1.計算機管理調(diào)度系統(tǒng)（中央控制系統(tǒng)）
生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)字一體化精準管控系統(tǒng)，是在系統(tǒng)總體規(guī)劃的原則下，為實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品種植基地的智能化、數(shù)字化、精準化管控而進行的計算機軟、硬件系統(tǒng)設計，在信息自動化統(tǒng)一軟件平臺的基礎上，結(jié)合農(nóng)作物生產(chǎn)經(jīng)驗，開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品種植系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蟮姆治?、設計和開發(fā)手段。充分考慮系統(tǒng)的柔性，并為系統(tǒng)的全面集成留有接口。
系統(tǒng)由管理層信息系統(tǒng)集中管理和統(tǒng)一調(diào)度，在監(jiān)測與預警系統(tǒng)的監(jiān)控下獲取數(shù)據(jù)采集層下各類型傳感器所提供的作物成長環(huán)境的物理參數(shù)，如：空氣溫濕度、土壤水分含量、PH值、CO2濃度等，再經(jīng)通訊層傳輸?shù)焦芾韺又醒肟刂破?，農(nóng)產(chǎn)品種植系統(tǒng)對感知的信息進行融合處理，智能對比適宜農(nóng)作物生長的最佳環(huán)境變量，并形成完整的按需配給策略，由通訊層到達發(fā)出控制指令的具體分管控制器，完成對農(nóng)作物的按需供給，保障農(nóng)作物的健康成長環(huán)境。
整個管控系統(tǒng)形成了一整套完全智能化、數(shù)字化和精準化的管理理論和實踐方法，對智能并聯(lián)調(diào)度系統(tǒng)、診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)、水肥一體化精準管控系統(tǒng)等新技術(shù)模塊進行了研究應用。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為四個層次，即：信息管理層、通訊層、調(diào)度監(jiān)控層和設備執(zhí)行層。其中，計算機系統(tǒng)始終貫徹整個系統(tǒng)的運行中，從整體調(diào)度到具體信息的收集與傳輸、指令信息的下達，涵蓋信息管理層、通訊層、調(diào)度監(jiān)控層的所有業(yè)務以及設備執(zhí)行層的大部分業(yè)務，上聯(lián)中央控制系統(tǒng)，下聯(lián)設備執(zhí)行層。
系統(tǒng)硬件模型，如圖2。
2.水肥一體自動控制系統(tǒng)
水肥一體自動控制系統(tǒng)是一項現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)，該技術(shù)可以精確控制灌溉和施肥的數(shù)量與時間，以微灌系統(tǒng)為基礎，根據(jù)農(nóng)作物的需水需肥規(guī)律及土壤狀況，運用計算機技術(shù)自動對水和肥料進行調(diào)配和供給。
在滴灌、滲灌、微噴灌等工程節(jié)水的基礎上，通過布置在田間的水分傳感器、養(yǎng)分傳感器、土壤成分傳感器等多種類別傳感器，測得土壤各指標的基本狀況，經(jīng)傳感器將信號傳到電腦，再由程序智能指導灌水施肥。
由于系統(tǒng)沒有非常復雜的運算，需要低功耗和具有較強抗干擾性，因此采用單片機作為自動控制中心模塊，用來處理灌溉區(qū)的信號輸入等工作。由于水灌溉自動控制系統(tǒng)對水位的控制精度要求不高，將自制水位傳感器安裝到要求的液位，直接感知液位信息。由液位信息控制電磁閥，從而實現(xiàn)精準施灌。系統(tǒng)中的很多資料需要長期保存，同時需要在系統(tǒng)斷電時仍能保存信息，根據(jù)自動控制系統(tǒng)以及用戶信息存儲大小需求，選用雙備份磁盤陣列為該系統(tǒng)的存儲設備。
水肥一體自動控制系統(tǒng)包括兩大類。即葉面施灌和根系施灌，前者采用噴霧頭施灌，后者采用滴灌。
系統(tǒng)將各種農(nóng)作物的特征需求數(shù)據(jù)、種植歷史經(jīng)驗數(shù)據(jù)、專家知識等集成、組構(gòu)、融合，編制成生鮮農(nóng)產(chǎn)品種植專家系統(tǒng)，將測定的實時信息與生鮮農(nóng)產(chǎn)品種植專家系統(tǒng)的參數(shù)對比后，可計算出灌溉時長、施加肥液時長和肥液配比等值。控制程序得到開始工作指令后立即運行，系統(tǒng)運行過程的數(shù)據(jù)均可查閱。系統(tǒng)主程序流程，如圖3。
3.自動通風控制系統(tǒng)
自動通風控制系統(tǒng)綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)通風系統(tǒng)，可以自動調(diào)控風機轉(zhuǎn)速與風量，感應空氣品質(zhì)，從而改善空氣質(zhì)量，提高通風安全，實現(xiàn)運行管理智能化。該系統(tǒng)主要由智能中央控制子系統(tǒng)及空氣品質(zhì)感應子系統(tǒng)等組成，還包括通風管道、可調(diào)節(jié)的風口末端及數(shù)字化節(jié)能風機等。
4.無線傳感器子系統(tǒng)
WSN（WirelessSensorNetwork，無線傳感器網(wǎng)絡）由多個部分組成，其主要構(gòu)成：無線傳感網(wǎng)絡基礎設施、網(wǎng)絡應用支撐層和基于該網(wǎng)絡應用業(yè)務層的一部5y.等，參見圖4。將WSN應用于培養(yǎng)種植農(nóng)作物，可提高農(nóng)業(yè)數(shù)字化水平。其工作原理為：在監(jiān)察區(qū)域設置大量廉價的微型傳感器，通過傳感器感知并收集所需監(jiān)察對象的信息，這些信息經(jīng)過處理后發(fā)送給觀察者。
5.卷簾控制系統(tǒng)
當前使用的溫室大棚卷簾機大部分存在安全隱患，其主要原因是動力源為現(xiàn)場人工送電，不論溫室中是否有勞動任務，管理人員都必須到現(xiàn)場操控設備，造成了時間和人力資源的浪費。
為解決上述問題，可以通過自動遠程控制，實現(xiàn)卷簾機的升降，不僅可以減少安全隱患，而且降低勞動強度，提高效率。其主要做法為.在設備中嵌入一個模塊，利用處理器的指令控制來實現(xiàn)GSM系統(tǒng)的短信息服務。該方法實施方便、操控簡單、成本低，有較高的應用率。
6.診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)
在農(nóng)作物種植基地采用診斷與監(jiān)測預警系統(tǒng)，主要針對系統(tǒng)中關鍵設備的開關和運行情況進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時處理，從而盡量避免損失的發(fā)生。
為了加強監(jiān)測和預警，該系統(tǒng)設計并充分應用無線結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測試驗儀器?；诔杀竞捅憬菪裕搩x器主要應用ISM（IndustrialScientificMedical）頻段，這是因為：ISM頻段耗能低、成本少，組網(wǎng)方便且無需授權(quán)申請，非常適合無線結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測使用。其覆蓋范圍，如圖5。
中圖分類號：S127文獻標識碼：A文章編號：0439－8114（2011）10－1948-03
Application of GPS and GIS Technology in Monitoring System of Precision Agriculture
SHI Guo－bin
（Centre of Modern Education and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，Heilongjiang，China）
Abstract： The monitoring system of precision agriculture based on GPS and GIS with collecting，transmitting，treatment， control and location features， could be used in production and research fields of monitoring environmental factors， such as temperature， humidity， depth， illumination and location． It is the basis of variable technologies of precision agriculture and inevitable trend of the 21st century． The research level and application general situation of monitoring system of precision agriculture based on GPS and GIS technology in domestic and foreign， it provided references for realization of the automation and intelligent development of modern precision agriculture．
Key words： GPS； GIS； monitoring system of precision agriculture； application
精準農(nóng)業(yè)（Precision agriculture）是近年來國際上農(nóng)業(yè)科學研究的熱點領域，是人們在探索21世紀農(nóng)業(yè)高新技術(shù)發(fā)展的過程中為減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的盲目投入、節(jié)約成本增加產(chǎn)量、提高農(nóng)資利用率、減少環(huán)境污染、阻止生態(tài)環(huán)境的進一步惡化而提出的一種新理念［1］。
精準農(nóng)業(yè)充分地利用了作物、土壤和病蟲害的空間和時間變化量來進行耕作和田間管理，改變了傳統(tǒng)的大片土地平均施用化肥的做法，保證了作物生產(chǎn)潛力的充分發(fā)揮，避免了過量施用農(nóng)藥和化肥造成的生產(chǎn)成本增長和污染農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，導致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和價值下降的嚴重后果，取得的經(jīng)濟和環(huán)境邊際效益非常顯著［2］。
1GPS和GIS技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應用概況
1．1全球定位系統(tǒng)（GPS）
GPS（Global positioning system），是隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展而建立起來的新一代精密衛(wèi)星定位系統(tǒng)。它利用地球外空間有一定分布的24顆衛(wèi)星，使地面上任何一點可以同時與其中4顆衛(wèi)星進行通訊，分別測量該點與衛(wèi)星的距離，最后將該點的幾何坐標推算出來，最高地面精度可達到厘米級。在精準農(nóng)業(yè)中，現(xiàn)在一般基于差分GPS技術(shù)，精度為亞米級。在作業(yè)機械的頂部安裝一個半球形GPS接收天線，可接收衛(wèi)星定位信號并將此信號傳給GPS接收機，GPS接收機將作業(yè)機械所處的經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù)通過RS－232串行接口傳給機載液晶顯示計算機，以此確定每一時刻機械的作業(yè)位置。
1．2地理信息系統(tǒng)（GIS）
GIS（Geographic information systems），是一種綜合處理和分析空間數(shù)據(jù)的通用型技術(shù)體系。在精準農(nóng)業(yè)領域中，GIS以很高的空間分辨率來管理田塊基礎信息，存儲、分析和處理空間數(shù)據(jù)，生成作物產(chǎn)量以及土壤屬性和病蟲草害等環(huán)境因素的空間分布圖，支持空間輔助決策，輸出圖形和地理統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及田間決策處方圖。
1．3GPS和GIS技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應用概況
精準農(nóng)業(yè)應用了GPS、GIS技術(shù)和智能決策、自動控制理論，將變量播種、變量施肥、變量灌溉、變量噴藥和在線實時測產(chǎn)等技術(shù)集成為一體，有利于提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的效率，降低生產(chǎn)成本。目前，作業(yè)信息的采集、處理與實時通信滲透到精準農(nóng)業(yè)的各個方面，如何快速、有效采集和更新影響作物生長環(huán)境的空間變量信息，成為實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)的重要基礎［3］。農(nóng)田地塊作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本單元，是實現(xiàn)作物生產(chǎn)規(guī)劃、管理和效益評價的基本單元，實現(xiàn)農(nóng)田地塊信息實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)的快速、高效、全面的收集及分析是實現(xiàn)現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)，提高生產(chǎn)率的關鍵技術(shù)；又可有效解決農(nóng)業(yè)勞動人口減少的影響。而定位是解決實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械自動移動的基礎性難題和完成其他任務的前提；因此，基于GPS和GIS的精準農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、控制及定位導航于一體，其主要設計思想是利用GPS接收機與掌上電腦（PDA）組成移動數(shù)據(jù)采集端，采集農(nóng)田地塊空間位置信息、時間信息、農(nóng)田信息，通過SMS方式或者數(shù)據(jù)文件方式傳輸信息至監(jiān)測更新中心。其中，SMS方式是基于GSM移動通訊網(wǎng)絡，把野外采集到的數(shù)據(jù)包實時通過短消息SMS（Short message service）方式進行無線傳輸；數(shù)據(jù)文件方式是把采集到的地塊信息就地存儲為數(shù)據(jù)交換文件（文本文件或數(shù)據(jù)表文件），然后通過相應數(shù)據(jù)接口導入到監(jiān)測更新服務中心［4］。通過在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中實現(xiàn)遠程信息采集與監(jiān)控技術(shù)，可以把分散的農(nóng)業(yè)設施連成統(tǒng)一的整體，因而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化、智能化、精準化［5］。目前，各種已開發(fā)和正在研究的監(jiān)控系統(tǒng)主要集中在農(nóng)業(yè)上的環(huán)境因子，如溫度、濕度、露點、光照和生產(chǎn)中的溫度、濕度、光照、施肥、噴藥等的自動化控制和網(wǎng)絡化管理，通過監(jiān)測和控制其生長條件，從而達到增加產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生長周期、提高經(jīng)濟效益的目的。少數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)還能達到預警的目的，主要是設定監(jiān)控因子的上限和下限，通過無線傳輸技術(shù)發(fā)送給用戶，達到預警的功能，或是通過專家系統(tǒng)等進行自動的調(diào)控［6］。
2國內(nèi)外GPS和GIS精準農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的研究
精準農(nóng)業(yè)始于發(fā)達國家，其中的主要部分是精準施肥和收割技術(shù)。隨著發(fā)達國家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)市場化程度的提高，降低成本，提高投人產(chǎn)出比、發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)的要求以及環(huán)境保護、資源利用、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的要求，迫切需要經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)效益同步的新型農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)。在精準農(nóng)業(yè)概念提出前，農(nóng)業(yè)監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在各國有了初步的研究和發(fā)展，國外對環(huán)境研究較早，始于20世紀70年代，先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制，后又出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。中國對于農(nóng)業(yè)監(jiān)控技術(shù)的研究較晚，始于20世紀80年代，但發(fā)展速度很快。劉德義等提出了基于Web的設施農(nóng)業(yè)氣象信息監(jiān)測與預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了實時數(shù)據(jù)查看、歷史數(shù)據(jù)查詢、K線圖顯示、氣象預警信息、溫室氣象預報、應用示范介紹、手機短信提示、實時圖片顯示等功能。楊萬龍等［7］自主研發(fā)的滴灌施肥智能化控制系統(tǒng)，利用土壤水勢傳感器監(jiān)測土壤的含水量，進行自動灌溉施肥控制，當土壤水勢達到設定水勢上限時，計算機自動啟動系統(tǒng)進行施肥灌溉，當達到設定水勢下限時，灌溉施肥停止，計算機自動記錄該閥門灌水量，其他閥門按此灌溉施肥量依次進行，這種控制方式可實現(xiàn)多個閥門的無人值守灌溉施肥控制。當用戶設置不當、系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時，計算機會及時發(fā)出聲光報警，提醒用戶介入處理，防止對系統(tǒng)或作物造成更大危害。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心開發(fā)研制的便攜式環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)品在設施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得了良好的應用［8，9］。
早在20世紀80年代，美國提出精準農(nóng)業(yè)構(gòu)想，其微電子技術(shù)發(fā)展推動了智能化監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，以及作物生長模擬、栽培管理、測土配方施肥等農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)成了精準農(nóng)業(yè)早期技術(shù)基礎。1993～1994年，美國在明尼蘇達州農(nóng)場進行了精準農(nóng)業(yè)技術(shù)試驗，用GPS指導施肥的作物產(chǎn)量提高30％左右，而且減少了化肥施用總量，經(jīng)濟效益大大提高。目前美國在谷物聯(lián)合收割機、噴霧機、播種機等農(nóng)業(yè)裝備上已經(jīng)采用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)監(jiān)控作業(yè)等高新技術(shù)。西歐國家在小麥、玉米的整地、播種、收獲、運輸?shù)壬a(chǎn)環(huán)節(jié)已全面實現(xiàn)了機械化，不少農(nóng)業(yè)機械也裝備了GPS系統(tǒng)進行精準農(nóng)業(yè)作業(yè)。很多監(jiān)控技術(shù)取得了很大的突破，許多國際大型農(nóng)業(yè)裝備廠商均推出了自己的智能產(chǎn)量監(jiān)測儀、變量控制器產(chǎn)品。歐盟ISI啟動了Wirelwsslnfo項目（1998～2003），期望運用GSM／GPRS／HSDCS無線通信技術(shù)，建立先進的農(nóng)林管理多媒體服務系統(tǒng)［10］。Thysen［11］探討了IT技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域應用的可能性和農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展方向。Mc Kinion等［12］研究了一個衛(wèi)星寬帶無線接入系統(tǒng)，滿足了棉花害蟲多譜圖像的高速傳輸和實時處理的要求，提高了配藥機械變量作業(yè)的效率和有效性。Geers等［13］應用GSM無線技術(shù)開發(fā)了牲畜運輸過程遠程監(jiān)控系統(tǒng)“TETRAD”。目前，荷蘭、美國、日本等國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)基本實現(xiàn)了溫度、濕度、光照、施肥、噴藥等的自動化控制和網(wǎng)絡化管理。
中國精準農(nóng)業(yè)發(fā)展起步較晚，但在國家“863”計劃“數(shù)字農(nóng)業(yè)”重大專項和地方政府的支持下，近5年在農(nóng)業(yè)裝備智能化、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)遠程監(jiān)控及農(nóng)業(yè)信息化等方面獲得了較快發(fā)展。喬曉軍等［14］開發(fā)了農(nóng)業(yè)設施環(huán)境數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)設施信息采集和處理的自動化。龐樹杰等開發(fā)了基于GPS和GSM的農(nóng)田信息遠程采集系統(tǒng)；句榮輝等［15］應用GSM短消息技術(shù)實現(xiàn)了溫室環(huán)境的實時控制，提高了系統(tǒng)的自動化程度。在農(nóng)業(yè)資源利用方面，中國農(nóng)業(yè)在精耕細作、多層次利用、生態(tài)農(nóng)業(yè)等高效利用農(nóng)業(yè)資源方面獨樹一幟。各地已總結(jié)出許多具有區(qū)域特色的耕作技術(shù)和農(nóng)業(yè)模式，這些技術(shù)對提高我國土地、水、肥等資源的利用率發(fā)揮著重要作用。農(nóng)業(yè)資源監(jiān)控監(jiān)測技術(shù)也取得了較大的發(fā)展，遙感與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)也成功地應用于作物長勢、種植面積、產(chǎn)量、災害、水土流失等方面的監(jiān)測［16］。歷史經(jīng)驗表明，在開拓新的前沿科技應用領域，一些發(fā)展中國家和發(fā)達國家在起跑線上拉近了距離，發(fā)展中國家有可能在某些領域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)上的跨越［17］。
3展望
中國的農(nóng)業(yè)正由傳統(tǒng)的粗放型向精準化發(fā)展，如何結(jié)合中國農(nóng)田實際特性，充分利用網(wǎng)絡技術(shù)，開發(fā)出基于GPS和GIS的田間農(nóng)業(yè)機械裝備實時監(jiān)控系統(tǒng)，通過分析地理信息數(shù)據(jù)，有效地進行各種耕作，提高機械作業(yè)效率，為進一步實現(xiàn)變量耕作提供技術(shù)支持［18］。同時在引進消化國外先進技術(shù)的基礎上，研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)、低成本的技術(shù)成果，支持精準農(nóng)業(yè)關鍵技術(shù)與設備的專業(yè)精準農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，是中國實施精準農(nóng)業(yè)中迫切需要解決的問題。因此，要重視世界前沿科技領域的研究，重視和研究GPS和GIS技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的重要作用，對于加速像我國這樣的發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程、占領未來農(nóng)業(yè)科技競爭的制高點具有十分重要的意義。
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遙感可為精準農(nóng)業(yè)提供以下兩類農(nóng)田與作物的空間分布信息：一類是基礎信息， 這種信息在作物生育期內(nèi)基本沒有變化或變化較少，主要包括農(nóng)田基礎設施、地塊分布及土壤肥力狀況等信息；另一類是時空動態(tài)變化信息，包括作物產(chǎn)量、土壤熵情、作物養(yǎng)分狀況、病蟲害的發(fā)生/發(fā)展狀況、雜草的生長狀況以及作物物候等信息。
1.基礎信息獲取
（1）農(nóng)田基礎設施調(diào)查。
（2）地塊分布調(diào)查。
（3）土壤狀況調(diào)查。
2.時空動態(tài)變化信息的獲取及利用
（1）指導農(nóng)田灌溉。
（2）指導施肥。
（3）指導病蟲害防治。
（4）指導雜草控制。
（5）指導作物收獲。
限制遙感技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中進一步應用的主要因素如下：
（1）精度問題。
（2）時空精細度問題。
（3）信息熵問題。
（4）農(nóng)田參數(shù)信息利用問題。
（5）非技術(shù)因素。
針對上面幾個問題，遙感技術(shù)需要從以下幾個方面進行突破，以滿足精準農(nóng)業(yè)的需求：
（1）新參數(shù)反演技術(shù)的研發(fā)。
（2）新數(shù)據(jù)的應用。
（3）多源數(shù)據(jù)整合。
1 引言
水是生命的根本，是不可代替的資源，同時也是農(nóng)業(yè)發(fā)展不可或缺的因素。近年來，隨著城市現(xiàn)代化的發(fā)展，經(jīng)濟水平和人口的不斷提升，水資源的不合理運用現(xiàn)象越來越嚴重，許多地區(qū)缺水大旱，農(nóng)業(yè)得不到水的灌溉，而且農(nóng)業(yè)灌溉效率低下現(xiàn)象也普遍存在。這一系列問題都警示水資源的不合理運用將會對人類和社會造成越來越不可估量的危害。因此，國家實施了滴灌技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的灌溉方式，發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，科學應對水資源短缺問題，使灌溉技術(shù)脫離人工控制，運用自動化的技術(shù)進行農(nóng)業(yè)灌溉。從而降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是一項利國利民的節(jié)水技術(shù)。
2 自動控制精準滴灌技術(shù)概述
自動控制滴灌技術(shù)是針對高效利用水資源而實施的一項技術(shù)，對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和保護生態(tài)方面有重要的意義和作用。而且脫離了人工的控制，自動控制的滴灌技術(shù)更加提高了農(nóng)業(yè)灌溉的效率，節(jié)約成本。
2.1 自動控制精準滴灌技術(shù)的含義
節(jié)約水資源是自動控制精準滴灌技術(shù)的直接目的，這種技術(shù)改變了傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)，高效率用水資源，通過現(xiàn)代化科學技術(shù)來改變水資源浪費和農(nóng)業(yè)灌溉不合理的現(xiàn)狀。自動控制精準滴灌技術(shù)通過滴頭，每次用小量的水準確直接的對土壤進行灌溉，避免不必要的浪費。自動控制精準滴灌技術(shù)不僅完善了灌溉技術(shù)的不足，同時也促使灌溉技術(shù)的進一步發(fā)展。
2.2 自動控制精準滴灌技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了不同的灌溉技術(shù)，以噴灌和滴灌最為普遍。我國也大力推廣滴灌技術(shù)，自動控制滴灌技術(shù)得到越來越多的應用，隨著電子、科技的發(fā)展，自動控制滴灌技術(shù)也將進一步得到發(fā)展。滴灌技術(shù)在世界上也得到廣泛應用，一百多個國家實行節(jié)水灌溉技術(shù)。自動控制精準滴灌技術(shù)農(nóng)業(yè)發(fā)展、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展都有推動作用。這項技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展前景也會越來越好。
3 自動控制精準滴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)建設的應用研究
自動控制滴灌技術(shù)的發(fā)展應用在農(nóng)業(yè)上，推動了農(nóng)業(yè)的科技化發(fā)展，自動化的灌溉技術(shù)，不僅減少了藥物對農(nóng)作物的傷害、保護了生態(tài)環(huán)境，同時也節(jié)約了人力物力。廣西農(nóng)田智能化灌溉系統(tǒng)中滴灌自動控制系統(tǒng)設計方案和南寧市府城鎮(zhèn)百香果滴灌實踐技術(shù)為案例具體介紹自動控制精準滴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)建設的應用研究。
3.1 以廣西農(nóng)田智能化灌溉系統(tǒng)中滴灌自動控制系統(tǒng)設計方案為例
廣西農(nóng)田智能化灌溉系統(tǒng)中滴灌自動控制系統(tǒng)采用了自動控制滴灌技術(shù)，運用網(wǎng)絡和自動控制相結(jié)合的技術(shù)對土壤進行控制。實現(xiàn)了水資源的最大化利用。通過計算機遠程控制，為實驗基地的每塊土壤進行精準的灌溉和管理。
3.1.1 滴灌系統(tǒng)規(guī)劃布置
滴灌系統(tǒng)規(guī)劃布置的首要因素是泵站位置的選擇，位置不能選擇貧瘠的土壤，相對集中靠近路邊的位置是最佳選擇，其次輸水管道的選擇也應該合理，項目資金節(jié)約化，管道的內(nèi)徑和長度要適宜。設備選擇先進、適用、合理的這樣能更大的發(fā)揮滴灌技術(shù)的作用。管道的選擇要考慮土地、水源等，盡量使管道系統(tǒng)相對均衡。
3.1.2 控制調(diào)節(jié)和保護設備
自動控制滴灌要控制好設備的保護和技術(shù)的控制，電磁閥的設置要考慮便于管理、控制流量等，在首部水泵前安裝逆止閥。排氣閥要安裝在干管始端。壓力表、閥門箱要安裝在合理的位置，便于維修和使用，同時也避免受凍。
3.1.3 滴灌系統(tǒng)電路設計
電路的設計很關鍵，采用交流電磁閥控制，控制滴灌電磁閥配送和輸出電。
3.2 以南寧市府城鎮(zhèn)百香果種植基地自動化控制滴灌工程為例
南寧市府城鎮(zhèn)百香果種植基地于2013年就開始建設，經(jīng)過幾年的灌溉項目建設，積累了豐富的節(jié)水用水經(jīng)驗，使用了自動化控制滴灌技術(shù)，為其他地區(qū)的自動化滴灌技術(shù)的發(fā)展起了帶頭作用。
3.2.1 項目建設情況
南寧市府城鎮(zhèn)百香果種植基地啟用了自動控制的滴灌技術(shù)，主要農(nóng)作物是百香果。其灌溉采用的是兩種方式結(jié)合灌溉，冬季采用周邊山塘水進行大水漫灌，在農(nóng)作物生長期則采用滴灌技術(shù)。
3.2.2 自動化控制系統(tǒng)的組成及功能
自動控制灌溉技術(shù)能夠?qū)⑺Y源和化肥平均的分配到土壤中，讓農(nóng)作物更好的平衡吸收。自動化的控制會對流程中每個步驟進行嚴格的檢驗，使之保持在合理范圍內(nèi)。系統(tǒng)自動記錄每個灌溉系統(tǒng)的運行時間和總水量，還安裝了防盜裝置，對設備故障自動檢查對系統(tǒng)運行中的破壞還可以進行警報，準確的指出故障位置和故障類型，對濕度和降雨量準確測量。
3.2.3 自動化控制滴灌工程建設對南寧市府城鎮(zhèn)百香果種植基地的作用
自動控制滴灌技術(shù)由機器對農(nóng)作物的灌溉進行控制，擺脫了認為的控制，也就避免了人為因素的誤差，更有利于農(nóng)作物更好的生長。自動控制滴灌是農(nóng)業(yè)灌溉與時代接軌的標志，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然結(jié)果，農(nóng)業(yè)要想產(chǎn)量高、效率高必須運用現(xiàn)代化技術(shù)帶動發(fā)展。自動控制灌溉更加便于操作，更加有效的控制了灌溉時間，從而節(jié)約了水資源和勞動力。實驗區(qū)自動控制滴灌技術(shù)的實施，同時也為實驗區(qū)積累了經(jīng)驗，為其他地區(qū)提供了借鑒的經(jīng)驗。
4 自動控制精準滴灌技術(shù)在農(nóng)業(yè)建設中存在的問題
自動控制滴灌技術(shù)有其優(yōu)勢也必然存在弊端，這項科技化技術(shù)在其他設備保護、造價和控制精準度等等方面都存在著不足。
4.1 田間設備的保護問題
自動控制滴灌技術(shù)的實施運行需要通過無線進行數(shù)據(jù)傳輸，無線設備容易被損壞，在設備運用過程中很可能對無線傳輸進行不必要的干擾，造成數(shù)據(jù)傳輸不準確。同時線路也容易受到人為的破壞，導致線路傳輸工作無法正常運行。
4.2 系統(tǒng)造價過高
自動控制滴灌技術(shù)需要通過計算機進行控制，是一項現(xiàn)代化技術(shù)，需要人力物力以及資金的支持，而很多地區(qū)無法大面積使用這項技術(shù)也是這個原因。這是自動控制滴灌技術(shù)存在的一個弊端。
4.3 水肥監(jiān)測精度與控制精度的統(tǒng)一性不夠
要進行自動控制滴灌技術(shù)就要配合進行土壤水分檢測，而檢測由于資金并不能覆蓋大面積，這就造成數(shù)據(jù)是能反映部分土壤情況，不能代表大部分。養(yǎng)分監(jiān)測和作物監(jiān)測同樣不能覆蓋大部分，因此水肥監(jiān)測精度與控制精度無法統(tǒng)一。
5 結(jié)語
自動控制精準滴灌技術(shù)不僅推動了我國農(nóng)業(yè)的專業(yè)化發(fā)展，同時也推動了現(xiàn)代化、科學化的進步。作為現(xiàn)代的灌溉方式，自動控制精準滴灌技術(shù)必須發(fā)揮其優(yōu)勢，完善其不足，揚長避短，不斷的在實踐中發(fā)展。同時也要根據(jù)農(nóng)業(yè)具體實踐來相應的改變技術(shù)的實際應用，推動自動控制精準滴灌技術(shù)的進一步推廣和發(fā)展。
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作者簡介
覃江峰（1983-），男，壯族，廣西壯族自治區(qū)南寧市人。碩士學位?，F(xiàn)為廣西水利科學研究院工程師。研究方向為計算機網(wǎng)絡及自動控制技術(shù)。
邱林（1983-），女，廣西壯族自治區(qū)河池市人。碩士學位?，F(xiàn)為廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院講師。研究方向為計算機網(wǎng)絡及電子商務。
一、該行三季度取得的主要成績
截至9月30日，該行各項存款余額112.69億元，比年初增加18.13億元，增幅為19.17%，同比多增2.87億元。其中儲蓄存款余額81.23億元，比年初增加14.51億元，增幅為21.75%，同比多增1.55億元；對公存款余額31.46億元，比年初增加3.62億元，增幅為13%，同比多增1.32億元。全省增幅排名第14名，全市4家農(nóng)商行排名第一，存量與增量分別占全縣銀行業(yè)金融機構(gòu)42.18%與46.89%。省聯(lián)社勞動競賽期間，各項存款共增加5.91億元，增幅為5.53%，比全省平均增幅高1.42個百分點。各項貸款余額92.45億元，比年初增加9.04億元，增幅為10.84%。其中自然人貸款余額59.71億元，比年初增加3.7億元，增幅為6.61%；企業(yè)貸款余額32.74億元，比年初增加5.34億元，增幅為19.5%，并順利實現(xiàn)小微企業(yè)貸款“三個不低于”目標。全省增幅排名第26名，全市4家農(nóng)商行排名第二，存量和增量分別占全縣銀行業(yè)金融機構(gòu)34.22%與30.12%。省聯(lián)社勞動競賽期間，各項貸款增加4.82億元，增幅為5.50%，比全省平均增幅高0.8個百分點。扶貧貸款余額1.05億元，累放1.89億元。其中三季度共發(fā)放2094筆，金額0.74億元。全行借記卡存量54.67萬張，比年初凈增3.97萬張，卡內(nèi)存款余額21.34億元，比年初上升3.24億元，卡均存款0.39萬元，活卡率為70.14%；全行累計發(fā)行圓鼎貸記卡13415張，比年初增加1456張；手機銀行31130戶，比年初凈增8729戶；個人網(wǎng)銀23073戶，比年初凈增671戶；企業(yè)網(wǎng)銀3304戶，比年初增加47g戶；支付寶卡通38818戶，比年初新增12104戶；銀村通單臺月交易量24l筆；POS機商戶2214戶，比年初新增461戶；自助柜員機單臺月交易量3100余筆；電子銀行業(yè)務柜面替代率達66.9%。全行各項收入7.64億元，各項支出4.39億元，實現(xiàn)撥各前利潤4.15億元。資本凈額為14.54億元，比年初增加2.48億元，資本充足率14.26%，比銀監(jiān)部門要求的目標值高3.06個百分點。不良貸款撥備覆蓋率為321.17%，超監(jiān)管部門目標151.17個百分點。由該行主發(fā)起的安徽五河永泰村鎮(zhèn)銀行9月末存款余額為5.94億元，比年初增加1.07億元；貸款余額為5.74億元，比年初增加1.05億元；各項收入3916萬元，各項支出3086萬元，實現(xiàn)撥各前利潤1408萬元。資本充足率13.52%，五級不良占比2.24%。
二、該行在三季度工作中主要做法
中圖分類號：S-0文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）09-0118-04
我國農(nóng)業(yè)資源約束日益突出，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境退化加劇，化肥占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本25%以上，但利用率僅為30%～35%，遠低于發(fā)達國家的50%～60%，不僅造成了經(jīng)濟上的巨大損失，更帶來了嚴重的地下水污染和生態(tài)環(huán)境破壞。國內(nèi)外研究表明，精準變量施肥可使多種作物平均增產(chǎn)8.2%～19.8%，降低總成本約15%，化肥施用量減少約20%～40%，土壤理化性質(zhì)得到改善。因此，解決上述問題的最佳途徑是大范圍地推廣應用按需變量施肥的精準農(nóng)業(yè)和測土配方施肥技術(shù)。
1 精準農(nóng)業(yè)及其在我國的實踐與發(fā)展
精準農(nóng)業(yè)[1～5]又稱精細農(nóng)業(yè)，它以信息技術(shù)為基礎，根據(jù)田間每一操作單元的具體條件，定位、定時、定量地調(diào)整土壤和作物的各項管理措施，最大限度地優(yōu)化各項農(nóng)業(yè)投入的量、質(zhì)和時機，以期獲得最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益，同時兼顧農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，保護土地等農(nóng)業(yè)自然資源。
精準農(nóng)業(yè)技術(shù)是基于信息技術(shù)、生物技術(shù)和工程裝備技術(shù)等一系列科學技術(shù)成果上發(fā)展起來的一種新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，由全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)等組成。其核心技術(shù)是“3S”（即RS、GIS、GPS）技術(shù)[6，7]及計算機自動控制技術(shù)。
遙感（RS）技術(shù)[8]的主要作用是農(nóng)作物種植面積檢測及產(chǎn)量估算、作物生長環(huán)境信息檢測（包括土壤水分分布檢測、水分虧缺檢測、作物養(yǎng)分檢測和病蟲害檢測）、災害損失評估。地理信息系統(tǒng)（GIS）[9]是精細農(nóng)業(yè)技術(shù)的核心。應用該系統(tǒng)可以將土地邊界、土壤類型、地形地貌、灌溉系統(tǒng)、歷年土壤測試結(jié)果、化肥和農(nóng)藥使用情況、歷年產(chǎn)量等各種專題要素地圖組合在一起，為農(nóng)田管理提供數(shù)據(jù)查詢和分析，繪制產(chǎn)量分布圖，指導生產(chǎn)。應用全球定位系統(tǒng)（GPS）可以精確定位水、肥、土等作物生長環(huán)境和病、蟲、草害的空間分布，輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的播種、灌溉、施肥、病蟲害防治工作。另外，農(nóng)機具上安裝GPS系統(tǒng)還可以進行田間導航，實現(xiàn)變量作業(yè)。
我國在1994年就有學者進行精細農(nóng)業(yè)的研究。國家“十五”科技戰(zhàn)略重點將發(fā)展精準農(nóng)業(yè)技術(shù)、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平作為重中之重，并首次在“863”計劃中支持研究機構(gòu)進行精準農(nóng)業(yè)技術(shù)自主創(chuàng)新。目前一些地區(qū)已經(jīng)將精細農(nóng)業(yè)引入生產(chǎn)實踐中，在北京、上海、黑龍江以及新疆一些地區(qū)建立起一批精細農(nóng)業(yè)示范基地，并取得了可觀的經(jīng)濟效益。
2 國內(nèi)精準農(nóng)業(yè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
從技術(shù)角度來看，完整的精細農(nóng)業(yè)技術(shù)由土壤及作物信息獲取、決策支持、處方生成、精準變量投入四個環(huán)節(jié)組成（圖1）。信息獲取技術(shù)、信息處理與分析技術(shù)、田間實施技術(shù)是精準農(nóng)業(yè)不可或缺的組成部分，三者有機集成才能實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)的目標。
圖1 精準農(nóng)業(yè)（PA/PF）技術(shù)組成
2.1 土壤及作物信息獲取[10，11]
由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）獲得的定位信息、遙感系統(tǒng)（RS）獲得的遙感信息和基礎、動態(tài)信息構(gòu)成了農(nóng)業(yè)生物環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。
2.1.1 土壤環(huán)境信息的獲取 （1）土壤養(yǎng)分信息的獲取：土壤養(yǎng)分的快速測量一直是精準農(nóng)業(yè)信息采集的難題。目前主要的測量儀器一是基于光電分色等傳統(tǒng)養(yǎng)分速測技術(shù)的土壤養(yǎng)分速測儀，其穩(wěn)定性、操作性和測量精度雖然尚待改進，但對農(nóng)田主要肥力因素的快速測量具有實用價值。如河南農(nóng)業(yè)大學開發(fā)的YN型便攜式土壤養(yǎng)分速測儀[12]，相對誤差為5%～10%，盡管每個項目測試所需時間仍在40～50 min，但較傳統(tǒng)的實驗室化學儀器分析在速度上提高了20倍。二是基于近紅外（NIR）多光分析技術(shù)、極化偏振激光技術(shù)、離子選擇場效應晶體管（ISFET）集成元件[13，14]的土壤營養(yǎng)元素快速測量儀器，相關研究己取得初步進展，有的已裝置在移動作業(yè)機上支持快速信息采集。
（2）土壤水分信息的獲取：土壤水分的測量是精細農(nóng)業(yè)實施節(jié)水灌溉的基礎。目前常用的水分測量方法有基于時域反射儀（TDR）原理的測量方法、基于中子法技術(shù)的測量方法、基于土壤水分張力的測量方法和基于電磁波原理的測量方法[15]。
（3）土壤電導率信息的獲取：土壤電導率能不同程度地反映土壤中的鹽分、水分、有機質(zhì)含量、土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)和孔隙率等參數(shù)的大小[16，17]。有效獲取土壤電導率值對于確定各種田間參數(shù)時空分布的差異具有重要意義?？焖贉y量土壤電導率的方法有電流-電壓四端法和基于電磁感應原理的測量方法。
（4）土壤pH值的獲?。耗壳斑m合精細農(nóng)業(yè)要求的pH值檢測儀器主要有光纖pH值傳感器和pH-ISFET電極[18～21]。光纖pH值傳感器雖然易受環(huán)境干擾，但在精度和響應時間上基本能滿足田間實時快速采集的需要?；趐H-ISFET電極的測量方法具有良好的精度和較短的響應時間，但易受溫度影響，需要溫度補償，且電極的壽命較短。
（5）土壤耕作層深度和耕作阻力：圓錐指數(shù)CI（Cone Index）可以綜合反映土壤機械物理性質(zhì)，表征土壤耕作層深度和耕作阻力[22]。圓錐指數(shù)CI是用圓錐貫入儀（簡稱圓錐儀）來測定的。圓錐儀的研制工作不斷發(fā)展，從手動貫入到機動貫入，從目測讀數(shù)到電測記錄，出現(xiàn)了多種多樣的圓錐儀。
2.1.2 作物生長信息的獲取 作物生長信息包括作物冠層生化參數(shù)（葉綠素含量、作物水分脅迫和營養(yǎng)缺素脅迫）、植物物理參數(shù)（如根莖原位形態(tài)、葉片面積指數(shù)）等。作物長勢信息是調(diào)控作物生長、進行作物營養(yǎng)缺素診斷、分析和預測作物產(chǎn)量的重要基礎和根據(jù)。主要方法有三種：一是從宏觀角度利用RS遙感的多時相影像信息研究植被生長發(fā)育的節(jié)律特征[23]。二是在區(qū)域或田塊的尺度上，近距離直接觀測分析作物的長勢信息。三是基于地物光譜特征間接測定作物養(yǎng)分和生化參數(shù)。
2.1.3 病蟲草害信息的采集 病蟲害和雜草是限制農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提高的重要因素，及時、準確、有效檢測病蟲害的發(fā)生時間、發(fā)生程度是采取治理措施的基礎。目前，病蟲草害信息的自動快速采集主要是基于計算機圖像處理和模式識別技術(shù)，以研究植株的根、莖、冠層（葉、花、果實）等的形態(tài)特征作為診斷判讀的目標。主要分析方法有光譜特征分析法、紋理特征分析法、形狀特征分析法等[24～29]。
2.1.4 作物產(chǎn)量信息的獲取 獲取作物產(chǎn)量信息是實現(xiàn)作物生產(chǎn)過程中變量管理的重要依據(jù)。國際上已商品化的谷物聯(lián)合收割機產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)主要有美國CASE IH公司的AFS（advanced farming system ）系統(tǒng)、英國AGCO公司的FieldStar系統(tǒng)、美國John-Deree公司的Greenstar系統(tǒng)、美國AgLeader公司PF（precision farming）系統(tǒng)及英國RDS公司的產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)等[30]。這些系統(tǒng)具有功能較強的GIS綜合功能，能自動完成產(chǎn)量監(jiān)測和生成產(chǎn)量分布圖。我國谷物產(chǎn)量測產(chǎn)系統(tǒng)的研究起步較晚，目前尚在研制中。
2.2 決策支持與處方生成
分析決策系統(tǒng)[31]主要包括地理信息系統(tǒng)（GIS）、作物生產(chǎn)函數(shù)或生長模型和決策系統(tǒng)三部分，決定變量施肥效果[14]。
地理信息系統(tǒng)（GIS）用于描述農(nóng)田屬性的空間差異和建立土壤數(shù)據(jù)、自然條件、作物苗情等空間信息數(shù)據(jù)庫，進行空間屬性數(shù)據(jù)的地理統(tǒng)計。它主要應用于離線的處方控制方式中，而在實時控制模式中沒有使用的必要。
作物生產(chǎn)函數(shù)或生長模型是生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)實際生產(chǎn)中的應用。它將作物、氣象和土壤等作為一個整體進行考慮，應用系統(tǒng)分析的原理和方法，綜合農(nóng)學領域內(nèi)多個學科的理論和研究成果，對作物的生長發(fā)育與土壤環(huán)境的關系加以理論概括和數(shù)量分析，并建立起相應的數(shù)學模型。該模型描述了作物的生長過程及養(yǎng)分需求，是變量施肥決策的根本依據(jù)。
決策系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)業(yè)專家長期積累的經(jīng)驗和知識或GIS與作物生長模型的組合分析計算[11]，這些存儲在GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)，最終生成具有針對性的優(yōu)化了的投入決策及對策圖，即進行時、空、量、質(zhì)全方位的田間管理實施處方圖，得到施肥的處方圖（離線形式）或具體的施肥量（在線形式），并將其存入存儲卡或者數(shù)據(jù)庫中，供施肥作業(yè)使用。
2.3 變量投入技術(shù)
由配套農(nóng)業(yè)設施設備（ICS農(nóng)機裝備和VRT變量投入設備）組成調(diào)控實施系統(tǒng)，經(jīng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS定位，在田間管理處方圖的指導下實施精細控制，田間實施的關鍵技術(shù)是現(xiàn)代工程裝備技術(shù)，是“硬件”，其核心技術(shù)是“機電一體化”。田間實施技術(shù)應用于農(nóng)作物播種、施肥、化學農(nóng)藥噴灑、精準灌溉和聯(lián)合收割機計產(chǎn)收獲等各個環(huán)節(jié)中。
3 國內(nèi)精準農(nóng)業(yè)發(fā)展對策
3.1 宣傳普及，提升對精準農(nóng)業(yè)的認識
精準農(nóng)業(yè)技術(shù)本身能帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會生態(tài)效益，同時對提高農(nóng)民收入、減少農(nóng)民勞動強度、改善環(huán)境質(zhì)量等有非常重要的作用。
精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應用涉及精準農(nóng)業(yè)技術(shù)本身的發(fā)展、農(nóng)業(yè)機械化水平、農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓、農(nóng)民承擔生產(chǎn)風險的能力等，其中農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓是推廣應用過程中的關鍵。由于農(nóng)民獲得信息的渠道有限，只有通過農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓，農(nóng)民才能認識到精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的優(yōu)點并在技術(shù)培訓過程中掌握這項技術(shù)，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)才能在生產(chǎn)實踐中大范圍地推廣應用。
3.2 完善精準農(nóng)業(yè)的配套技術(shù)
通過測土配方和相應的變量施肥技術(shù)，改變農(nóng)民傳統(tǒng)施肥觀念，根據(jù)土地的肥力現(xiàn)狀按需變量配合施用肥料，提高肥料利用率，減少面源污染，增產(chǎn)增收。
做好精準農(nóng)業(yè)資料收集和信息標準化工作，應用3S技術(shù)建立農(nóng)作物品種、栽培技術(shù)、病蟲害防治等技術(shù)信息網(wǎng)絡以及農(nóng)業(yè)科研成果、新材料等科研信息網(wǎng)絡，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的社會化、產(chǎn)業(yè)化。
3.3 選準適合國情的精準農(nóng)業(yè)項目
我國大部分地區(qū)尤其是較落后地區(qū)的農(nóng)村承包地普遍處于碎片化狀態(tài)，難以支撐起發(fā)展精準農(nóng)業(yè)的要求，必須通過土地流轉(zhuǎn)達到規(guī)模經(jīng)營的效果。
另一方面，隨著農(nóng)村市場化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，在墾區(qū)農(nóng)場（如黑龍江大型農(nóng)場、新疆建設兵團）和大面積作物生產(chǎn)平原區(qū)建立“精確施肥”技術(shù)示范工程，或聯(lián)合一些高效益企業(yè)（煙草企業(yè)、中藥材企業(yè)等）帶動“精確施肥”的發(fā)展是結(jié)合中國國情發(fā)展精確施肥的有效途徑。
4 結(jié)束語
精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展在我國尚處于起步階段，面臨諸多問題與困難。而且我國土地相對分散，技術(shù)落后，環(huán)保意識不強，在相當長的時期內(nèi)仍然是小農(nóng)經(jīng)濟占主導成分。因此建立一個集資源化、信息化、知識化、生態(tài)化于一體的全方位生態(tài)系統(tǒng)，走具有中國特色的精準農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然。
《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020年）》中明確把農(nóng)業(yè)精準作業(yè)與信息化作為農(nóng)業(yè)領域科技發(fā)展的優(yōu)先主題，精準農(nóng)業(yè)對提高我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代科技水平具有重要作用，具有廣闊的發(fā)展前景。
參 考 文 獻：
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2地理信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
以GPS/GLONASS,以及歐盟即將通過“伽利略”計劃建立起的導航衛(wèi)星系統(tǒng)為代表的全球衛(wèi)星定位技術(shù)具有快速、方便地獲取高精度位置信息的優(yōu)勢。目前,差分定位(DifferentialGPS,簡稱DGPS)系統(tǒng)的定位精度可達到亞米級水平,實時動態(tài)差分(RealTimeKine-matic,簡稱RTK)技術(shù)能夠在野外實時得到厘米級的定位精度,特別是美國政府取消GPS數(shù)據(jù)精度選用政策(SA),GPS的民間用戶將能夠使定位精度提高10倍。因此,全球衛(wèi)星定位技術(shù)將在很多領域逐漸取代常規(guī)的光學和電子測量定位儀器。衛(wèi)星定位技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)的結(jié)合,使空間定位技術(shù)發(fā)生巨大變革,為信息化農(nóng)業(yè)獲取高精度定位信息提供了技術(shù)保障。遙感技術(shù)蓬勃發(fā)展,能夠獲取多傳感器、多時相、高分辨率(空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率)的直接或間接反映地球表層地物光譜特征的遙感數(shù)據(jù)。極高分辨率的衛(wèi)星遙感影像(如0.61m分辨率QuickBird)民用化和商業(yè)化,能夠滿足大比例尺的農(nóng)業(yè)、資源環(huán)境等領域的應用,將成為信息獲取的重要數(shù)據(jù)源。高光譜遙感的發(fā)展,展現(xiàn)出遙感在農(nóng)業(yè)中應用的蓬勃生機。在遙感影像處理方面,引入多源信息融合技術(shù)和智能專家系統(tǒng)使遙感信息提取邁上一個新的臺階[9]。地理信息系統(tǒng)正向網(wǎng)絡化、組件化發(fā)展[10],GIS逐步融入IT主流,其應用正走向企業(yè)化和社會化。GIS傳統(tǒng)功能日臻完善,如查詢統(tǒng)計、空間分析、編輯、地理數(shù)據(jù)可視化、制圖等;系統(tǒng)分析和設計全面采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OOA&OOD),以及空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展等都為GIS在農(nóng)業(yè)中應用提供很強的理論和技術(shù)基礎[11]。所有這些核心地理信息技術(shù)的發(fā)展為精準農(nóng)業(yè)田間信息獲取、分析、管理和決策,以及系統(tǒng)集成研究與實踐提供了技術(shù)基礎。
3精準農(nóng)業(yè)技術(shù)思想
3.1精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)思想
上世紀80年代初期,根據(jù)農(nóng)田內(nèi)以米為單位的小區(qū)作物產(chǎn)量、生長環(huán)境條件等具有明顯的時空差異性,國外學者產(chǎn)生了對農(nóng)作物實施定位管理(Site-specificManagement)、根據(jù)實際需要進行變量投入(VariableRateTechnology)等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準管理思想,進而提出了精準農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture)的概念。精準農(nóng)業(yè)的思想實質(zhì)就是通過各種技術(shù)手段來獲取農(nóng)田內(nèi)不同單元小區(qū)的農(nóng)作物具體生產(chǎn)環(huán)境信息,并根據(jù)這些信息確定各個小區(qū)內(nèi)的最為經(jīng)濟和科學合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入,達到獲得經(jīng)濟、環(huán)境等方面最高回報的目的,從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準管理[2,3]。
3.2精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系
精準農(nóng)業(yè)強調(diào)經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益的統(tǒng)一,實現(xiàn)定位、定量、定時的最優(yōu)化生產(chǎn)管理,由此可見,精準農(nóng)業(yè)是一種基于空間信息管理和變異分析的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理策略和農(nóng)業(yè)操作技術(shù)體系,以地理信息技術(shù)為主體的信息技術(shù)是精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)核心,基于知識和先進技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)田精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系至少包括以下方面:地理信息技術(shù)(GIS、RS、GPS)、生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)(ES)、決策支持系統(tǒng)(DSS)、工程裝備技術(shù)等[13]。通常所說的精準農(nóng)業(yè)的核心是強調(diào)減少種植管理過程中的農(nóng)業(yè)投入,因此研究將精準農(nóng)業(yè)分為田間信息獲取、信息分析處理、決策分析、精準實施4個過程[12]。精準農(nóng)業(yè)的目標不單是盡量減少投入,更重要的是要獲得經(jīng)濟、環(huán)境等方面的最高回報,因此筆者認為整個精準農(nóng)業(yè)種植循環(huán)過程應該經(jīng)過產(chǎn)前規(guī)劃、產(chǎn)中種植管理、產(chǎn)后分析、產(chǎn)后加工和產(chǎn)后銷售等5個環(huán)節(jié)。其中產(chǎn)中種植管理是體現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)核心思想的重要環(huán)節(jié),幾乎涉及精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的所有技術(shù)。目前,國內(nèi)外研究的核心在于種植管理中的時空變異信息獲取與提取(傳感器、遙感軟硬件研制)技術(shù)、信息處理與分析方法、決策分析集成系統(tǒng),以及攜帶DGPS的智能農(nóng)機系統(tǒng),這些正是精準農(nóng)業(yè)實施和推廣必須解決的關鍵技術(shù)。
3.3精準農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀90年代以來,發(fā)達國家許多學者著力于研究運用高新技術(shù)提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率和農(nóng)資利用率,以達到經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益的最大統(tǒng)一,最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展。他們的研究取得了令人矚目的成果,并建立了若干支持精細農(nóng)業(yè)技術(shù)的示范應用系統(tǒng)[1,4～7],如美國CaseIH公司的AFS(AdvancedFarm-ingSystem)、英國MasseyFerguson的FieldStar、美國JohnDeree公司的GreenStar等。在實踐過程中,也已經(jīng)獲得較好的效果,精準農(nóng)業(yè)在大農(nóng)場生產(chǎn)中已得到較廣泛的應用,并且許多成熟的技術(shù)已經(jīng)形成。據(jù)統(tǒng)計,到1995年,美國約有5%的作物面積上不同程度地應用了精準農(nóng)業(yè)技術(shù)[12],在西方發(fā)達國家,精準農(nóng)業(yè)技術(shù)思想也逐漸被農(nóng)場管理人員了解和接受,并且成立了許多以精準農(nóng)業(yè)為基礎的服務機構(gòu)。近年來不僅西方發(fā)達國家對精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)實踐引起重視,在日本、韓國、巴西、馬來西亞等國亦已開始了試驗示范研究[8]。在我國,從事農(nóng)業(yè)研究的人員首先開始了精準農(nóng)業(yè)研究,隨后生物技術(shù)、信息技術(shù)、地理科學和生態(tài)學研究人員對此表示了濃厚的興趣,并且先后開展了關于技術(shù)體系、發(fā)展策略等方面的研究[14～23]。但從總體上我國對精準農(nóng)業(yè)的研究還處在引進和消化吸收階段,還沒有形成較為系統(tǒng)的學術(shù)思想和技術(shù)體系。目前已經(jīng)在北京和上海建成兩個精準農(nóng)業(yè)示范區(qū)。
4地理信息技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中應用
精準農(nóng)業(yè)實施的前提是及時采集分析土壤肥力和作物生長狀況的空間差異信息,生成田間管理處方,以實現(xiàn)精準的定位和定量的田間管理,因此,地理信息技術(shù)應在精準農(nóng)業(yè)中扮演重要的角色。國外關于精準農(nóng)業(yè)的研究基本上仍是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)(DSS)為基礎的、面向大田作物生產(chǎn)的精準農(nóng)作技術(shù),而沒有較全面地研究地理信息技術(shù)在整個精準農(nóng)業(yè)體系中的應用。
4.1全球定位系統(tǒng)應用
GPS技術(shù)為土壤類型、土壤肥力特性、水分、作物生長發(fā)育狀況、病蟲草害及農(nóng)作物產(chǎn)量等田間信息采樣和決策方案的田間實施提供準確的空間位置信息。在精準農(nóng)業(yè)中,GPS作用主要有三點:控制測量、農(nóng)田信息采集定位(采樣定位和遙感信息定位)和控制導航。目前,GPS應用研究主要在研制基于移動電腦或掌上電腦的農(nóng)田信息采集系統(tǒng)和攜帶GPS接收機的智能農(nóng)機系統(tǒng)兩個方面。如美國FieldWorker公司的基于掌上電腦的信息采集軟件FieldWorker能很好地滿足精準農(nóng)業(yè)農(nóng)田信息采集的需要;美國Trimble公司的AgGPS160PortableComputer能實現(xiàn)田間成圖、各種作物及其生長環(huán)境屬性信息記錄、獲取來自各種田間環(huán)境傳感器的信息。智能農(nóng)業(yè)機械在田間進行農(nóng)作生產(chǎn)時通過GPS獲取的精確定位信息實施導航監(jiān)控,同時能夠?qū)崟r獲得農(nóng)作物生長狀態(tài)信息和與之相關的空間位置信息。目前智能農(nóng)機應用研究最為成功的是帶有GPS定位系統(tǒng)的能夠獲取田間作物產(chǎn)量信息的聯(lián)合收割機[24]。變量施用機具是精準農(nóng)業(yè)的田間實現(xiàn),國內(nèi)外的研究均很多,如變量施肥機、變量播種機、變量灌溉和噴藥機等,其中變量施肥是精準農(nóng)業(yè)變量施用技術(shù)的第一項內(nèi)容,也是研究最多的項目,但無論如何,單純用于農(nóng)田信息采集的軟件系統(tǒng)將隨著遙感在農(nóng)田信息獲取應用的不斷深入而被淘汰,取代它的將是集成GPS的遙感系統(tǒng)與智能農(nóng)機系統(tǒng)?？梢灶A見,集成GPS的遙感成像系統(tǒng)將在獲取田間“空間差異”信息方面發(fā)揮巨大作用。
4.2遙感應用
田間時空變異信息獲取方式有傳統(tǒng)田間采樣測試、GPS田間信息采集、智能農(nóng)機系統(tǒng)作業(yè)采集和多平臺遙感信息采集系統(tǒng)。然而遙感能夠以“無損測試”方式方便、及時、準確地獲取反映較大面積內(nèi)的“面狀”地物性質(zhì)與狀態(tài)信息。而其它方式獲取的“點狀”信息顯然不足以了解全局,而且人工采樣都會對作物造成不同程度上破壞。因此遙感將在實現(xiàn)大面積情況下作物長勢與營養(yǎng)實時診斷中發(fā)揮不可替代的作用。目前遙感應用研究主要集中在對地面光譜測量數(shù)據(jù)和采樣測試相關數(shù)據(jù)的分析,建立遙感數(shù)據(jù)與土壤狀況或作物生物物理化學參數(shù)(如葉面積指數(shù)、葉綠素含量、土壤特性等)之間的相關關系,結(jié)合作物生態(tài)生理過程間接獲取作物農(nóng)學特性(作物冠層營養(yǎng)水平、籽粒與生物質(zhì)產(chǎn)量、質(zhì)量等信息)。在大面積農(nóng)作物宏觀長勢監(jiān)測、農(nóng)作物宏觀估產(chǎn)、農(nóng)情宏觀預報、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查等方面,遙感已經(jīng)發(fā)揮其應有的作用,而且研制出了可行的技術(shù)路線[28,29],如東北玉米、華北小麥和南方水稻估產(chǎn)精度達到90%以上。高光譜遙感是遙感發(fā)展的一個重要趨勢,光譜分辨率達到納米級的高光譜遙感數(shù)據(jù)可以很好地描述作物的“紅邊”特性(紅邊位置、紅邊斜率、“紅移”、“藍移”),區(qū)分作物葉片生化成分、含量及其變化[27],還可以用來減弱土壤對作物光譜的影響,作物具有一些明顯的、獨特的吸收特征。作物生物物理和生物化學信息是研究理解植被生態(tài)系統(tǒng)過程和生理機制的重要參數(shù),是診斷植物營養(yǎng)狀況的重要依據(jù),國內(nèi)外許多學者已經(jīng)涉足高光譜遙感在植被生物物理信息和生物化學信息提取方面的研究[25,26]。高光譜遙感以其高光譜分辨率特性所攜帶的豐富光譜信息為遙感應用帶來了強大的活力,通過分析高光譜植被指數(shù)與農(nóng)作物特征的關系,選擇表征農(nóng)作物特征的特定波段和光譜參量可以較好地反演作物生物物理和生物化學信息。在精準農(nóng)業(yè)體系中,遙感(特別是高光譜遙感)將為精準農(nóng)業(yè)實施提供大量的田間時空變化信息,遙感技術(shù)將成為監(jiān)測土壤和作物養(yǎng)分變化、水分脅迫和病蟲害等的主要數(shù)據(jù)源。由于航空、航天遙感成本較高,而且受信息獲取的滯后性、信息分析處理方法等因素的限制,目前許多學者開始研制基于地物光譜特征,并用于田間低成本間接測定作物養(yǎng)分和生化參數(shù)的儀器和工具,如NDVI測量儀、LAI測量儀、谷物品質(zhì)測量儀等,這在衛(wèi)星和航空遙感技術(shù)進一步發(fā)展和成熟前,正在被發(fā)展為高密度獲取農(nóng)田信息的技術(shù)手段。
4.3地理信息系統(tǒng)應用
GIS在精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的地位舉足輕重,其作用不僅在于從田間信息采集、信息處理與管理、信息分析,到田間決策方案實施的整個種植管理過程,而且貫穿規(guī)劃、種植管理、產(chǎn)后分析、產(chǎn)后加工及銷售的整個種植循環(huán)過程。這要歸功于精準農(nóng)業(yè)實施對空間信息的依賴性。在精準農(nóng)業(yè)體系中,GIS不再是一個孤立的系統(tǒng),而是圍繞精準農(nóng)業(yè)核心思想而提供較全面的地理信息服務的平臺,而且該平臺與其它系統(tǒng)或用戶之間通過信息交換而緊密聯(lián)系。概括來說,這種地理信息服務主要包括信息管理服務、信息交換與更新服務、信息決策分析服務和信息服務等4項,如圖2所示。
4.3.1農(nóng)田信息管理
農(nóng)田信息具有多源性,具體表現(xiàn)在存儲格式多樣性、多尺度性、獲取方式多樣性,另外還包括系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)組織的復雜性。通過GIS平臺,在融合多源數(shù)據(jù)的基礎上建立農(nóng)田管理系統(tǒng),實現(xiàn)對多源、多時相農(nóng)田信息的有序管理和分析,這是精準農(nóng)業(yè)實施的基礎,其作用表現(xiàn)在數(shù)據(jù)組織和集成管理、空間分析查詢、空間數(shù)據(jù)更新與綜合處理、可視化分析與表達。GIS為田間信息采集提供基礎信息,也為田間變量實施決策分析提供信息源,因此農(nóng)田地理信息系統(tǒng)是精準農(nóng)業(yè)實施的信息管理員。目前GIS在國外精準農(nóng)業(yè)應用中還處在農(nóng)田邊界圖管理、土壤肥力管理、產(chǎn)量分布圖管理分析和GIS制圖階段,并沒有充分發(fā)揮GIS應有的作用,相應的管理軟件也不成熟。雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展,國外許多GIS產(chǎn)商開發(fā)了諸如ArcGIS產(chǎn)品系列、MapInfo系列等通用GIS軟件,但這些軟件與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有關的功能只是很小一部分,而且它們價格昂貴。然而,應用于精準農(nóng)業(yè)的GIS應用系統(tǒng)應該是小型廉價且適用的農(nóng)場信息系統(tǒng)FIS(FarmInformationSystem)。因此根據(jù)農(nóng)業(yè)信息采集、存儲和處理分析的特點,研發(fā)功能針對性強的FIS是農(nóng)業(yè)GIS發(fā)展的一個方向。
4.3.2信息更新與交換
信息更新與交換服務是服務平臺的重要組成部分。數(shù)據(jù)是系統(tǒng)的血液,平臺的生命力在于信息的現(xiàn)勢性及可更新性。信息更新一般分為兩個層次:一是不定期的局部數(shù)據(jù)更新;二是周期性的全局數(shù)據(jù)更新。信息交換是信息進出服務平臺的通道,解決服務平臺與各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換問題。遙感信息的特點決定了它必將成為農(nóng)田信息獲取的主要手段,然而從遙感獲取的不是直接用于精準農(nóng)業(yè)的信息,如土壤水分、作物冠層生化參數(shù)等,而需要通過分析建立遙感信息與土壤和作物生長狀態(tài)相關的參數(shù)之間的關系,這是限制遙感信息應用與農(nóng)業(yè)信息獲取的“瓶頸”。GIS的參與將為遙感信息提取提供新的思路,提供背景數(shù)據(jù)和分析方法。遙感和地理信息集成研究,脫離龐大昂貴的遙感影像處理系統(tǒng),開發(fā)服務于具體應用的遙感和GIS集成系統(tǒng),是GIS應用于農(nóng)業(yè)的又一個重要方向。
4.3.3決策分析
決策分析服務是整個地理信息服務平臺的核心部分,利用已有的信息,根據(jù)不同應用目的,集成相應的知識和模型,分析生成供決策服務的知識,這是地理信息技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)應用中的首要目的。信息分析服務是一個知識挖掘的過程,其關鍵是GIS與專家系統(tǒng)、模型庫系統(tǒng)集成,其集成程度決定分析效率和分析結(jié)果的可靠性。決策分析可以歸納為產(chǎn)前規(guī)劃評價分析、產(chǎn)中監(jiān)測與控制分析,以及產(chǎn)后分析與銷售管理。規(guī)劃評價主要利用區(qū)域自然要素、社會經(jīng)濟要素、產(chǎn)量歷史數(shù)據(jù)、作物品種特性等進行農(nóng)業(yè)區(qū)的規(guī)劃、種植區(qū)劃、作物種植適宜性評價和作物品質(zhì)區(qū)劃,這方面的GIS應用研究取得了一定的進展[32,33]。實現(xiàn)以高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)和實時管理為目標,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一個合理、詳細、完整的農(nóng)田作業(yè)規(guī)劃,它是精準農(nóng)業(yè)實施的基礎。如通過分析產(chǎn)量數(shù)據(jù)、肥力水平和作物生長的適宜性,選擇合適的品種、肥料和農(nóng)業(yè)機械設備,制定合理的耕作計劃。監(jiān)測與控制分析是信息分析決策服務的一個重要內(nèi)容,是最能體現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)核心思想的內(nèi)容。將GIS作為決策分析的平臺為精準農(nóng)業(yè)實施提供決策和控制的依據(jù)是其在精準農(nóng)業(yè)中的另一個發(fā)展方向。通過GIS集成作物栽培管理輔助決策支持系統(tǒng)與作物生產(chǎn)管理與長勢預測模擬模型、投入產(chǎn)出模擬模型和智能化農(nóng)作專家系統(tǒng),根據(jù)作物長勢和其背景狀況做出診斷,提出科學處方,調(diào)控操作。將不同類型的地理數(shù)據(jù),如土壤、作物、氣象和土地歷史等,與水分運動、溶質(zhì)運移、農(nóng)藥滲漏、作物生長、土壤侵蝕等各種模擬模型和專家知識和推理機整合,產(chǎn)生支持定位實施的“農(nóng)作處方”,這一切都需要集成模擬模型和專家系統(tǒng)的GIS應用服務平臺的支持。也正是GIS的這一功能才使得用于變量作業(yè)的農(nóng)藝處方生成得以實現(xiàn),同時也能夠通過專家系統(tǒng)實現(xiàn)精準農(nóng)業(yè)實施中的自動控制。國內(nèi)有學者開始研究采用GIS進行施肥推薦處方生成[30,31]。
4.3.4產(chǎn)后分析與銷售管理
從精準農(nóng)業(yè)實施的經(jīng)濟效益和產(chǎn)業(yè)化角度考慮,GIS在精準農(nóng)業(yè)中的應用并沒有隨著精準農(nóng)業(yè)田間實施全過程的結(jié)束而終止,它還在后續(xù)工作中起著重要作用。利用產(chǎn)后產(chǎn)量分析為下一種植循環(huán)的規(guī)劃提供決策信息,這是當前國外精準農(nóng)業(yè)體系中注意得比較多的一項內(nèi)容,但僅此而已,它們并沒有從市場銷售角度考慮GIS的應用。目前,作物生產(chǎn)已開始由單純追求高產(chǎn)模式向優(yōu)質(zhì)、專用和高效的方向轉(zhuǎn)變,利用品質(zhì)監(jiān)測信息可用于指導糧食分類加工,大幅度提高加工品質(zhì)和附加值,這是產(chǎn)后基于GIS分析的又一個內(nèi)容。市場分析是根據(jù)作物產(chǎn)量和品質(zhì),以及社會經(jīng)濟要素進行分析,用于指導糧食銷售價格和銷售方向,從而提高糧食生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。銷售管理主要對客戶和糧食配送的管理,分為客戶關系管理和物流管理,它是提高糧食銷售管理效率的必要前提。因此研發(fā)為精準農(nóng)業(yè)服務的產(chǎn)后市場分析和銷售管理的應用軟件是GIS應用于精準農(nóng)業(yè)中的一個重要補充,具有較大應用前景。
4.3.5空間信息
利用GIS進行空間信息服務是精準農(nóng)業(yè)體系中“空間變異信息”的重要消費者,它通過Internet或無線(有線)通訊向公眾原始和分析結(jié)果信息。的空間信息可以包括農(nóng)田作物長勢監(jiān)測信息、作物產(chǎn)量及品質(zhì)監(jiān)測和預測信息、產(chǎn)品供需分布信息等,空間信息將使地理信息技術(shù)在精準農(nóng)業(yè)中的應用走向社會化,這是產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要方向。
2.水稻精準種植技術(shù)的應用對連云港的環(huán)境影響。對于水稻精準種植技術(shù)的初期評價分析表明，進行精準種植農(nóng)業(yè)能夠充分地確保農(nóng)業(yè)資源的有效使用，降低對生態(tài)環(huán)境的污染與破壞程度，在符合社會經(jīng)濟發(fā)展需求的同時，充分完善資源狀況，有利于促進生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)發(fā)展。實施精準農(nóng)業(yè)集感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡等高新技術(shù)于一體應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，可以明顯提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化管理水平。精準種植技術(shù)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益是長期階段的綜合效益，在短時期以內(nèi)精準種植農(nóng)業(yè)技術(shù)實施的耕地無法產(chǎn)生經(jīng)濟效益，其長期階段的經(jīng)濟效益可以直接體現(xiàn)在耕地區(qū)域的空間分布狀況，合理使用相應的農(nóng)藥化肥，不斷改善耕地區(qū)域的環(huán)境條件。
信息化的農(nóng)業(yè)是未來階段現(xiàn)代化發(fā)展的重要標志，信息科學技術(shù)是達到農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必備方法，然而我國的信息化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)仍然處在起步階段，實施精準種植農(nóng)業(yè)技術(shù)具有良好形式的市場發(fā)展前景，通過精準有效的農(nóng)業(yè)技術(shù)和儀器設備，能夠獲得一定程度的經(jīng)濟效益，能夠促進智能化農(nóng)業(yè)機械、農(nóng)業(yè)信息服務等一系列有關產(chǎn)業(yè)的實質(zhì)發(fā)展。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的效益有限，需要大量的耕地，這和連云港地區(qū)的當前情況不符。由于經(jīng)濟的發(fā)展和城市化的進程，連云港地區(qū)的可用耕地越來越少，而有限的耕地再不適合粗糙的傳統(tǒng)種植方法，采用水稻精準種技術(shù)可以提高有限的耕地利用率。同時，傳統(tǒng)的種植方法需要大量的化肥才能提高產(chǎn)量，使連云港地區(qū)的水質(zhì)和土壤受到極大的污染，采用新的種植方法能極大的提高連云港地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。
