精準農(nóng)業(yè)技術體系分析與展望

孫憲會

摘要：農(nóng)業(yè)是我國的基礎產(chǎn)業(yè)，但效益卻與其他產(chǎn)業(yè)差之甚遠，我國農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)業(yè)中對種子、水肥、農(nóng)藥的選擇是否符合客觀的市場需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程是否會因為農(nóng)藥、化肥影響環(huán)境等等，都是人們所關注的。在現(xiàn)代信息技術的應用中，技術人員可以準確的采集土壤、水分及肥力的信息，分析時間與空間的差異性，再根據(jù)不同地區(qū)的差異來進行定量作業(yè)，能夠有效的提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，所以近幾年我國對于精準農(nóng)業(yè)的思路與技術方面的研究非常迅速，使之形成完善的技術體系也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術所研究的重點內容。

關鍵詞：精準農(nóng)業(yè);技術體系;分析;展望;

一、精準農(nóng)業(yè)技術體系的相關內容

所謂精準農(nóng)業(yè)，就是以地塊信息的采集為基礎，利用地塊上的土壤、水肥及作物病蟲害等信息，確定耕種、施肥、灌水及用藥的變量，投入合適的成本，應用科學的種植方法，可以保護環(huán)境，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。精準農(nóng)業(yè)的概念是根據(jù)“差異空間”提出的，不同地塊中，土壤的質地、雜草及病蟲害分布都有所不同，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，而定量的精準農(nóng)業(yè)技術體系圍繞著“按需投入”的核心，是將農(nóng)作物生長的需求作為變量的基礎，可以在減少農(nóng)業(yè)污染、保護環(huán)境的基礎上，節(jié)省生產(chǎn)資源，擴大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得的效益。

二、精準農(nóng)業(yè)技術體系的運行過程

精準農(nóng)業(yè)技術體系中包括信息技術體系中的GPS、GIS、RS及模型等等，還涉及到農(nóng)藝及農(nóng)業(yè)機械化的工程技術內容。從內容上劃分，精準農(nóng)業(yè)技術體系包括參數(shù)、即需要采集地塊時間與空間的變異參數(shù);決策方案、即地塊時間與空間的變異參數(shù)及要求形成的決策方案;變量操作、即差異信息控制機械的變量操作從過程分析來看，信息采集包括遙感技術與其他傳感器技術，可以對地塊的土壤資料、水分、養(yǎng)分等信息進行采集，與作業(yè)的形式有所不同，如施肥的層次在m級的精準度，10-30m，噴灑農(nóng)藥則要求在cm級。GPS可以進行實時的信息采集定位，GIS可以用于地塊資料的信息管理，進而對地塊的變異性進行分析，如土壤、水、肥及產(chǎn)量的動態(tài)化管理。在決策支持系統(tǒng)中，技術人員可以根據(jù)農(nóng)藝的要求開發(fā)GIS農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模型決策支持系統(tǒng)，為農(nóng)業(yè)機械的操作提出數(shù)據(jù)指令。在空間信息技術支持下的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中，技術人員所執(zhí)行的命令是依照地塊的差異來確定的，對于耕作、播種、灌水和施肥等環(huán)節(jié)可以用信息技術來準確定量，而機械的控制水平也更高，地塊的差異也更加明顯，所以又被稱為“變量機械”。技術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)機械的作業(yè)調節(jié)方式。

三、精準農(nóng)業(yè)技術體系的發(fā)展分析

（一）精準農(nóng)業(yè)機械

實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的精準定量、變量的作業(yè)，需要在作物的需求基礎上制訂作業(yè)方案，再通過空間信息技術來完成作業(yè)，如GIS、GPS、RS等等，可以完成變量機械的作業(yè)任務。在精準農(nóng)業(yè)技術體系實踐的過程中，技術人員需要的農(nóng)業(yè)機械有以下幾種：谷物聯(lián)合收獲機和拖拉機，需要帶有衛(wèi)星定位系統(tǒng);變量的播種機、施肥機、噴藥機等等;還有土壤采樣車，也需要帶有衛(wèi)星定位系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)機械方面還有三種智能化控制的設備，如谷物聯(lián)合收割機，需要帶有車輛的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;可以自動監(jiān)控運行的變量播種機及施肥機械;能夠自動控制噴藥的相關機械。谷物產(chǎn)量傳感器所繪制的產(chǎn)量分布圖，可以通過GPS傳輸信息，產(chǎn)量的差異是源自土壤及水分的差異。自動監(jiān)控的噴藥機，可以定量區(qū)域內的用藥情況，減少因農(nóng)藥使用過多而對土地造成的污染，但也能夠保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的防治需要。變量施肥播種機可以根據(jù)土壤肥力的不同調節(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

上述機械在定點定量作業(yè)的過程中，需要在空間信息的支持下完成以下任務：第一，GPS技術可以為精準農(nóng)業(yè)機械提供定位服務，所以使用的機械要配備GPS系統(tǒng);GIS作為決策系統(tǒng)的基礎，也是變量機械的核心，所采集的數(shù)據(jù)負責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各類傳感器返回系統(tǒng)，大面積的參數(shù)采集中遙感技術最經(jīng)濟實惠，多數(shù)的地塊參數(shù)變異都可以通過GIS系統(tǒng)來完成傳輸。

四、精準農(nóng)業(yè)技術體系的未來展望

精準農(nóng)業(yè)技術體系包含了許多現(xiàn)代先進的農(nóng)藝及信息技術，屬于智能機械技術的模式，是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次技術革命。在某些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)，可以嘗試應用精準農(nóng)業(yè)技術體系，通過建立示范區(qū)的形式探索精準農(nóng)業(yè)的思路，以此來發(fā)展實用的技術，因為我國的地塊分布規(guī)律性并不明顯，所以全部地區(qū)應用精準農(nóng)業(yè)技術是不切實際的，但在一些標準的地區(qū)發(fā)展精準農(nóng)業(yè)，也可以體現(xiàn)出現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的潛力。GIS所形成的信息庫是非常龐大的，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者通過小型的定位變量機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，并在先進的信息采集技術、分析模型、決策支持的基礎上，使精準農(nóng)業(yè)技術更加實用，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，適合推廣應用精準農(nóng)業(yè)技術體系，況且山東省臨海，經(jīng)濟水平發(fā)展較好，能夠滿足精準農(nóng)業(yè)技術體系的客觀發(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)更適合探索精準農(nóng)業(yè)技術體系之路，為山東省的其他地區(qū)起到示范作用，建立起標準化、完善化的技術體系，也是發(fā)展精準農(nóng)業(yè)的必經(jīng)之路。

參考文獻

[1]多源遙感技術下農(nóng)作物病蟲害信息的提取與檢測[J]. 王景發(fā). ?現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2020（22）

[2]熱紅外遙感在農(nóng)田環(huán)境水分監(jiān)測中的應用進展[J]. 卜小東，郭輝，黃可京. ?江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2020（20）

[3]ICT在精細農(nóng)業(yè)中的應用與展望[J]. 謝海軍. ?中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程. 2020（05）

[4]無人農(nóng)場系統(tǒng)分析與發(fā)展展望[J]. 李道亮，李震. ?農(nóng)業(yè)機械學報. 2020（07）

[5]遙感技術在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程中的應用[J]. 劉紅松. ?農(nóng)業(yè)工程技術. 2020（18）