測土配方施肥方案發布模式探討

陳明+劉紹貴+杭天文

摘要 配方肥的下地是測土配方施肥項目的最終目標，而施肥方案能否快速、精準地推廣給農戶是關系配方肥下地的一個重要因素。因此，通過闡述測土配方施肥工作不同時期所出現的各種施肥方案發布模式，分析它們出現的背景原因、各自的優缺點和適用范圍，旨在探求測土配方施肥發布模式的未來走向。結果表明：一圖一表、離線觸摸屏等早期發布模式雖然在當初的時代背景下發揮了不可替代的作用，但在互聯網高速發展的今天，其弊端已經顯現，正在逐漸被淘汰；基于互聯網的發布模式以其終端平臺多樣化、渠道新穎、工作流程簡便以及效果卓越的特點成為未來發布模式的主流。

關鍵詞 測土配方施肥；施肥方案；發布模式；互聯網

中圖分類號 S126 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）23-0191-03

測土配方施肥項目從2005年啟動開始到目前為止，已經有1 000多個項目縣成功地應用揚州市耕地質量保護站開發的工具軟件構建了本地的測土配方施肥專家系統，形成了完整的成果體系和豐富的成果數據，包括極具有價值的作物施肥推薦方案[1]。

從測土配方施肥項目初期到現在，農技人員尋找高效簡便的模式來推廣測土配方施肥方案的工作從未間斷，創造出了格式各樣的測土配方施肥發布模式。在測土配方施肥早期，迫于條件的限制，農技人員只能結合施肥分區圖和施肥方案推薦表進行查詢，再將查詢到的結果書寫在施肥推薦卡上交給農戶。隨著科技的發展，又出現了基于觸控、GIS等技術開發的，可以進行人機交互的系統平臺，將施肥方案發布模式提升到了新的高度。如今，互聯網浪潮席卷全球，寬帶的普及、資費的降低以及手機技術的日新月異，讓從事測土配方施肥工作的農技人員又找到了新的渠道和模式來發布測土配方施肥方案，從而真正推動了“互聯網+農業”的發展，實現了從傳統發布模式向互聯網發布模式的轉變。

不同的模式適應不同的應用環境，也發揮著不同的作用。因此，本文從辯證角度來看待每一種模式的優缺點，通過對比分析，尋找測土配方施肥方案發布模式的未來發展方向。

1 早期發布模式

在測土配方施肥項目初期，智能手機還處在萌芽階段，基本以Symbian和Windows Mobile為主，市場占有率極低。寬帶網絡正處于發展初期，“帶寬低、資費高”是其當時的特點，部分偏遠地區、鄉村還無法實現寬帶的接入。手機端GIS和網頁端GIS技術都不成熟，未出現用戶體驗極佳和性能出眾的產品。Windows平臺的GIS組件已經有了初步發展，出現了以Map Objects為代表的一系列杰出的產品。基于當時的現狀，出現了一圖一表、離線式觸摸屏等測土配方施肥方案發布模式。

1.1 一圖一表模式

一圖一表發布模式是對當時現狀的一種妥協，農技人員首先通過計算機為轄區內的每一種作物按照地塊推薦出施肥方案，然后將成果數據導出成一張施肥分區圖和一張施肥方案結果表，再將這一圖一表分發給每個鄉鎮的肥料銷售點或者各個村委會。用戶在購買肥料時需要在紙質的施肥分區圖上找到自家地塊的位置，農技人員根據位置處的相關信息到表上查找施肥方案，并填寫在施肥推薦卡上交付給農戶。

一圖一表模式以最普通的工作思維回避了當時科技不發達的現狀，成功完成了測土配方施肥方案的發布工作，首次實現了對農戶施肥進行科學指導，在當時運用比較廣泛，如江蘇的“五個一”模式[2]也是基于此。即使在今天，一圖一表模式在部分經濟落后、科技不發達的偏遠地區依然適用。

但一圖一表的模式有很多弊端：一是工作量極大，縣級農技人員在人手不足的情況下，需要在農忙時節填寫大量的施肥推薦卡并分發給每個農戶，因此經常出現施肥推薦卡更新不及時的情況；二是農技人員在填寫施肥配方卡時可能會出現填寫錯誤；三是農戶對施肥推薦卡的保存不細心，經常造成推薦卡的遺失；四是每季施肥推薦卡的用量非常大，且不可重復利用，造成了紙張浪費，無形之中增加了發布推廣成本。

1.2 離線式觸摸屏模式

隨著科技的發展，觸摸屏開始被廣泛運用于各行各業的宣傳平臺上，一種利用觸控技術的測土配方施肥方案發布模式應運而生了。

相比一圖一表模式，離線式觸摸屏發布模式利用觸控技術讓用戶和觸摸屏一體機之間可以很好地形成互動，通過簡單操作就能查到施肥方案信息。根據是否利用GIS技術可將觸摸屏發布模式分為2類：一類是通過向導選擇，計算機根據用戶輸入的參數給出相應的施肥方案和用量；另一類則是采用GIS技術實現了空間數據的可視化，用戶通過瀏覽地圖的方式找到目標地塊，再通過點擊獲取地塊的施肥方案信息。離線式觸摸屏發布模式的數據基于本地，一般情況下，屬性數據采用Access、dBase等關系型數據庫進行存儲，主要這類數據庫版權費用低廉，部署簡單，性能滿足需求。空間數據以ShapeFile格式進行存儲，主要是該格式成熟可靠，運用廣泛，作為矢量數據的工業標準得到眾多GIS平臺軟件的支持[3]。

離線式觸摸屏發布模式徹底脫離了一圖一表式的做法，充分發揮了計算機的特長。縣級農技人員只需要按時推薦出作物的施肥方案，將成果數據按照格式要求部署到觸摸屏上，讓用戶進行現場查詢。農技人員不再需要書寫大量的施肥推薦卡，既減輕了工作負擔又降低了出錯的概率。用戶不再需要自行保存施肥推薦卡，只需每次購買肥料時在觸摸屏上查詢自家地塊的施肥方案即可，甚至無需農技人員的幫忙。離線觸摸屏發布模式采用了無紙化作業，避免紙質耗材的使用，降低了成本，更加綠色環保。

離線式觸摸屏發布模式在用戶使用方面具有簡便、靈活、高效的優點，但在數據部署層面上存在著缺陷，農技人員需要到每一個觸摸屏安置點更新測土配方施肥方案發布數據。一旦更新不及時，就會導致數據版本不一致，不能以最新的施肥方案指導農戶進行施肥。

2 基于互聯網發布模式

中國互聯網的發展大致分為3個階段：第1個階段從20世紀80年代到1994年被稱為引入期或萌芽期。當時互聯網只能用于簡單的信息檢索；第2個階段為1994—2005年，是互聯網的商業發展期，中國互聯網的基礎設施開始建設，開始出現蓬勃發展的趨勢；第3個階段從2006年開始，是社會價值凸顯期，網絡基礎設施已經完善，速率得到很大提高，各種應用開始流行[4]。2012年，在第五屆移動互聯網博覽會上于揚首次提出了“互聯網+”的概念，2014年，李克強總理出席首屆世界互聯網大會時指出“互聯網是大眾創業、萬眾創新的新工具”。

調查資料顯示，2010年中國互聯網的平均連接速度只有100.9 KB/s，遠低于世界平均水平230.4 KB/s。2011年中國的互聯網普及率僅達到36.2%，僅僅高于世界平均水平6個百分點，同期韓國為80.9%，日本為78.4%，美國為78.2%[5]。從2011年開始，基于互聯網施肥方案發布模式所需的環境才逐漸形成。

在這段時期，GIS技術也開始了長足的進步，基于各種平臺的高性能GIS組件逐漸問世。隨著iPhone、Android手機的出現，手機APP以井噴式的速度進行發布，其中涌現出了以微信為代表的眾多優秀軟件，它們漸逐徹底地改變了人們的生活方式[6]。

揚州市耕地質量保護站緊跟科技發展的步伐，開發了一套基于互聯網的測土配方施肥方案發布模式，包括手機APP、短信、微信、在線觸摸屏和網頁等多種終端形式。

2.1 模式架構

互聯網施肥方案發布模式基于工作流程，一般會分為3層結構：數據層、服務層和應用層（圖1），使得不同的終端平臺能夠在統一的服務框架下開發、實施、運行。服務層作為中間橋梁鏈接數據層和應用層，服務層和數據層進行數據的傳輸，服務層和應用層實現功能的交互。3層結構能夠提高功能模塊的復用性，減少應用層的開發周期和工作量，降低推廣模式的運維成本。

由圖1可知，數據層存放空間數據、屬性數據、施肥方案數據以及其他數據。數據層作為體系的底層支撐，當中存放的不同類型數據可供服務層的各類服務自由調度。數據層的統一可以保證各種發布模式查詢數據的一致性。服務層作為系統服務的提供者，針對多種形式的服務為不同的應用層創建了統一的服務框架。應用層主要面向不同需求的用戶群，為他們提供合適的客戶端表現形式。

2.2 多種終端模式

2.2.1 手機APP模式。當今，各行各業一般都會基于自己的業務活動開發專業的手機APP客戶端。用戶可以不拘泥于辦公場所，不限制于辦公設備，可以隨時隨地通過手機APP進行操控。

手機APP發布模式，主要通過定制的手機APP客戶端進行施肥方案的發布推廣，用戶只要連接上網絡就能查詢施肥方案。揚州市耕地質量保護站開發的“掌上施肥咨詢系統”根據用戶所用手機種類，分為iOS版和Android版。這2款手機APP軟件分別基于ESRI公司的ArcGIS Runtime SDK for iOS和ArcGIS Runtime SDK for Android進行開發。手機APP通過用戶認證機制，實現了對用戶數據訪問權限的控制，有效保障了測土配方施肥數據安全。以縣為單位，手機APP可以顯示業務圖層和衛星圖層，用戶可以通過GPS或者縮放、移動地圖進行地塊的定位，點擊目標地塊可以查詢地塊的詳細信息和作物的施肥方案。這款手機APP的目標用戶群主要定位于縣、鄉、村各級農技人員。在施肥時節，農技人員拿著手機即可在田間對農民進行科學的施肥指導。

手機APP發布模式唯一的不足就是對使用者有要求，需使用者能熟練操作智能手機，具有一定的學習能力。而我國9億農村人口中的絕大部分文化知識水平較低、年齡偏大，這部分人無法使用手機APP發布模式獲得施肥方案信息。

2.2.2 短信模式。讓手機短信與施肥方案發布進行結合是基于短信簡單易學、費用低廉等特點而進行的一種大膽創新。

農技人員按鄉鎮制作施肥指導單元圖（圖2），并分發給每個鄉鎮的肥料銷售點。用戶首次購買肥料時在地圖上找到地塊編碼，用手機將“圖代碼+地塊編碼”編輯成指令發送到指定的號碼，數秒之后就能收到地塊的施肥方案，當場可以在肥料銷售點購買到相同配比的肥料。短信發布模式中具有多種類型的指令，不僅可以查詢作物的施肥方案，亦可以查詢耕地的地力等級和土壤養分信息等。

短信發布模式具有很強的擴充能力。目前全國范圍內正在開展農村土地承包經營權確權工作，可以通過與相關部門合作獲取承包地的位置、面積、地塊編碼、承包人身份證號碼和聯系電話等信息，將信息進行技術處理后存儲到數據庫中。對指令進行擴充后，用戶通過發送地塊編碼、承包證編碼或者是承包人身份證號碼即可以查詢到地塊的施肥方案。

短信發布模式的目標用戶群是在勞動生產第一線的農戶，對于他們的每一次查詢，系統都會將地塊與手機號碼進行綁定。以后每到農忙時節，施肥方案發布中心就會通過短信主動將當季作物最新的施肥方案發送到他們的手機上，實現“一次查詢，終身服務”。

2.2.3 微信模式。微信是最近幾年裝機率最高的手機APP。根據2016年官方公布的數據顯示，微信已經覆蓋了中國90%以上的手機用戶，月活躍用戶達到5.49億人。微信的快速發展離不開公眾服務號的推廣，用戶在微信中可以進行許多和生活密切相關的活動，包括購物、美食、娛樂、繳費等。微信改變了人們的生活方式，人們也逐漸離不開微信。因此，基于公眾服務號構建測土配方施肥方案的發布渠道是最大化利用互聯網資源，以小成本換取大成效。

微信發布模式運作主要依靠后臺服務提供功能支持，前臺公眾服務號搭建用戶界面。公眾服務號具有消息模式和菜單模式。消息模式和短信發布模式類似，通過向公眾服務號發送指令進行施肥方案、耕地地力等級、土壤養分等信息的查詢。菜單模式則對指令進行界面封裝，用戶通過點擊按鈕的方式即可以實現各種功能。

微信模式和短信模式一樣面向勞動生產第一線的農戶，又和APP模式一樣需要用戶能夠熟練操作智能手機并具有一定的學習能力。

2.2.4 網頁模式。網頁是人們接觸和了解互聯網的最主要入口。隨著網頁GIS技術的進步，基于地圖模式的互聯網產品如雨后春筍般不斷涌現，因其有著良好的視覺效果和友善的用戶體驗已經被廣大的網絡用戶所青睞。

開發網頁發布模式也符合時代和用戶的需求，只需一臺能夠接入互聯網的計算機，不需要安裝額外的軟件，就能做到即開即用。用戶首先選擇行政單位，再通過鼠標縮放、移動地圖來尋找地塊，最后點擊目標地塊就可以查詢到作物的施肥方案。

網頁發布模式適合于農技人員、研究人員以及種田大戶，他們具備一定的計算機知識，可以熟練地操作網頁。

2.2.5 在線觸摸屏模式。在線觸摸屏模式針對離線式觸摸屏模式的不足進行了技術改良。采用新一代的ArcGIS Runtime SDK for WPF來替代老式的GIS組件，客戶端不再需要部署數據，直接通過互聯網從施肥方案發布中心調取圖層服務，根據用戶的查詢，可以快速返回測土配方施肥方案信息。

在線觸摸屏模式極大地減輕了縣級農技人員的工作量，不再需要定期到每個觸摸屏安置點更新數據，只需要將新的地圖服務和作物施肥方案發布到施肥方案發布中心即可。

3 結論

本文針對各個時期的測土配方施肥方案發布模式進行了深入的探討。通過仔細分析，總結出了每一種發布模式的特點，具體如下：

（1）早期的發布模式是在科技條件極度缺乏的情況下出現的，它們的出現更多是對科技工作者們智慧的體現。一圖一表模式費時費力費材料，且存在多種弊端，但它首次實現了測土配方施肥方案的發布，具有劃時代的意義。離線觸摸屏模式實現了發布模式上的飛躍，利用計算機、GIS技術實現了地圖的可視化，讓用戶可以直觀地根據地圖進行地塊的定位、施肥方案的查詢。可以說，早期的發布模式在當時的環境下發揮了應有的作用，但由于其自身存在著各種不足和缺陷，已慢慢地退出了歷史的舞臺。

（2）隨著互聯網浪潮的席卷和科技的迅猛發展，新興的互聯網發布模式逐漸顯露頭角，在3層架構的支持下構建出了一套充滿生機的施肥方案發布生態圈。“數據統一、服務高效、終端多樣”是其最主要的特點，手機APP搭建了專業的發布平臺，簡單易學的短信模式服務于廣大農戶，微信公眾服務號迎合了人們的使用習慣，網頁和在線觸摸屏實現了地圖的可視化。顯然，互聯網發布模式順應了時代的發展，融入了人們的習慣，必將成為未來施肥方案發布的主導模式。

4 展望

無論是早期的發布模式還是基于互聯網的發布模式，都是將方案查詢和肥料購買分成了2個獨立的過程，沒有能夠進行最為緊密的結合，不能從根本上保障配方肥落地。縣級農技人員、肥料生產銷售商和農戶只有通過緊密結合，才能實現三方共贏：農技人員發布施肥方案，推廣科學施肥；肥料生產銷售商負責生產配方肥料，賺取利潤報酬；農戶按需購肥，獲得良好服務。

隨著機械化以及物聯網技術的發展、測土配方施肥工作的繼續深化，實現基于農機的施肥方案發布和肥料施用一體化成為了可能。在將來的工作當中，可以嘗試將施肥方案發布與農機進行對接，農戶不再需要關心施肥方案，也不再需要購買肥料，只需要購買帶有施肥方案發布模式的農機或者向提供該農機服務的商家提交施肥需求。農機在運作過程中，利用GPS進行定位，再通過互聯網獲取當前地塊的施肥方案，實時配制肥料、施用肥料。

5 參考文獻

[1] 李文西，毛偉，姜義，等.揚州市數字化施肥技術應用現狀及發展對策[J].現代農業科技，2016（3）：242-243.

[2] 徐茂，梁永紅，殷廣德，等.江蘇省測土配方施肥工作模式與運行機制探討[C]//江蘇耕地質量建設論文集.南京：中國土壤學會，2008.

[3] 楊冬.Shapefile圖形文件的數據存儲格式及讀寫[J].首都師范大學學報（自然科學版），2010，31（2）：4-8.

[4] 陳建功，李曉東.中國互聯網發展的歷史階段劃分[J].互聯網天地，2014（3）：6-14.

[5] 毛偉.中國互聯網發展情況分析與展望[J].中國教育網絡，2013（7）：39-42.

[6] 張永諾，孫華，孫子恒.移動APP的應用與發展[J].電腦知識與技術，2016，12（2）：86-87.