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第一課、精準農(nóng)業(yè)的概念
精準農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流,是由信息技術支持的、根據(jù)空間變異定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術與管理的系統(tǒng),其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀,調(diào)節(jié)對作物的投入,即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異,另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標,進行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術組裝、科學管理”,調(diào)動土壤生產(chǎn)力,以**少的或**節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入,并改善環(huán)境,高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源,取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。精準農(nóng)業(yè)由十個系統(tǒng)組成,即全球定位系統(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)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)。其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)(GIS),可以說是信息技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準農(nóng)業(yè)并不過分強調(diào)高產(chǎn),而主要強調(diào)效益。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代,是21世紀農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。
精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史
海灣戰(zhàn)爭后GPS技術的民用化,使得它在許多國民經(jīng)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展,使得精準農(nóng)業(yè)的技術體系廣泛運用于生產(chǎn)實踐成為可能。1993-1994年,精準農(nóng)業(yè)技術思想首先在美國明尼蘇達州的兩個農(nóng)場進行試驗。結果用GPS指導施肥的產(chǎn)量比傳統(tǒng)平衡施肥的產(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。精準農(nóng)業(yè)的試驗成功,使得其技術思想得到了廣泛發(fā)展。
近五年來,世界上每年都舉辦相當規(guī)模的“國際精細農(nóng)作學術研討會”和有關裝備技術產(chǎn)品展覽會,已有上千篇關于精細農(nóng)作的專題學術報告和研究成果見諸于重要國際學術會議或專業(yè)刊物。在萬維網(wǎng)上設有多個專題網(wǎng)址,可及時檢索到有關精細農(nóng)作研究的**新信息。美、英、澳、加、德等國的一些著名大學相繼設立了精細農(nóng)作研究中心,開設了有關博士、碩士的培訓課程。在發(fā)達國家,精細農(nóng)作技術體系已實驗應用于小麥、玉米、大豆、甜菜和土豆的生產(chǎn)管理上。1995年美國約有5%的作物面積不同程度的應用了精細農(nóng)作技術,近年來又有了更為迅速的發(fā)展。在美、加、澳、歐等國,精準農(nóng)業(yè)的實驗研究以涉及小麥、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生產(chǎn)。不僅發(fā)達國家對精細農(nóng)作的技術實踐非常重視,巴西、馬來西亞等國亦已開始了試驗示范應用。
精準農(nóng)業(yè)技術體系的實踐與發(fā)展,已經(jīng)引起一些國家科技決策部門的高度重視。美國國家研究委員會(NationalResearchCouncil)為此專門立項對有關發(fā)展戰(zhàn)略進行研究,經(jīng)過由美國科學院、美國工程院院士組織評估,于1997年發(fā)表了一份“PrecisionAgricultureinthe21stCentury---GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究報告,全面分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟效益提供的巨大潛力,闡明了“精準農(nóng)業(yè)”技術研究的發(fā)展現(xiàn)狀以及為信息產(chǎn)業(yè)和支持技術開發(fā)研究提供的機遇。精準農(nóng)業(yè)在美國、英國等發(fā)達國家已經(jīng)形成為一種高新技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結合的產(chǎn)業(yè),且已被廣泛承認是發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。
目前,適應精準農(nóng)業(yè)技術體系應用的DGPS裝置,GIS適用平臺及農(nóng)作物資源空間信息數(shù)據(jù)庫管理軟件,作物生產(chǎn)決策支持模擬模型,帶DGPS接收機小區(qū)產(chǎn)量傳感器和產(chǎn)量分布繪圖裝置的谷物聯(lián)合收割機,自動調(diào)控施藥、施肥機、播種機均已有商品化產(chǎn)品;支持農(nóng)田信息實時采集的田間土壤水份、N、P、K含量、pH值、有機質含量、作物苗情、雜草分布等的傳感器技術,已有初步研究開發(fā)成果??梢灶A言,精準農(nóng)業(yè)技術體系的裝備技術發(fā)展,到本世紀末將會日新月異,有關新興產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展。
我國精準農(nóng)業(yè)的思想已經(jīng)為科技界和社會廣為接受,并在實踐上有一些應用。如1992年北京順義區(qū)在1.5萬公頃的范圍內(nèi)用GPS導航開展了防治蚜蟲的試驗示范。在遙感應用方面,我國已成為遙感大國,在農(nóng)業(yè)監(jiān)測、作物估產(chǎn)、資源規(guī)劃等方面已有廣泛的應用。在地理信息系統(tǒng)方面,應用更加廣泛,1997年遼寧省用GIS進行下遼河平原農(nóng)業(yè)生態(tài)管理的應用研究,吉林省結合其省農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)開發(fā)“萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS),北京密云縣完成以GIS技術建立的縣級農(nóng)業(yè)資源管理信息系統(tǒng)。在智能技術方面,國家863計劃在全國20個省市開展了“智能化農(nóng)業(yè)信息技術應用示范工程”。這些技術的廣泛應用,為我國今后精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了一定的技術基礎,但這些研究與應用大部分局限于GIS、GPS、RS、ES、MS單項技術領域與農(nóng)業(yè)領域的結合,沒有形成精準農(nóng)業(yè)完整的技術體系。盡管如此,隨著我國農(nóng)業(yè)技術和相關信息產(chǎn)業(yè)、工程制造業(yè)的發(fā)展,智能控制技術的廣泛應用,精準農(nóng)業(yè)的技術必將得到不斷發(fā)展完善,且將擴展到更為廣泛的設施農(nóng)作、養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)的精細管理與經(jīng)營。
國際上精準農(nóng)業(yè)的實踐表明,實施精準農(nóng)業(yè)要求信息技術、生物技術、工程裝備技術和適應市場經(jīng)濟環(huán)境的經(jīng)營技術的集成組裝,綜合是其典型特征,技術集成是其核心,因此需要多部門、多學科聯(lián)合作戰(zhàn)。我國實施精準農(nóng)業(yè)的近期目標,一方面是總結國外發(fā)展經(jīng)驗,根據(jù)中國的國情找準自己的切入點,另一方面切實做好有關應用技術的研究開發(fā),力求走出適合中國國情的精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展道路。
精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)體系結構
1、全球定位系統(tǒng)。精準農(nóng)業(yè)廣泛采用了GPS系統(tǒng)用于信息獲取和實施的準確定位。為了提高精度廣泛采用了DGPS(DifferentialGlobalPositioningSystem)技術,即所謂“差分校正全球衛(wèi)星定位技術”。它的特點是定位精度高,根據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統(tǒng)。
2、地理信息系統(tǒng)GIS。精準農(nóng)業(yè)離不開GIS(GeographicalInformationSystem)的技術支持,它是構成農(nóng)作物精準管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具,田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表達和處理,是精準農(nóng)業(yè)實施的重要。
3、遙感系統(tǒng)RS。遙感技術(RemoteSensing)是精準農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關鍵技術,為精準農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術要求。
4、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)。它的核心內(nèi)容是用于提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫;支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫;作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗的集合知識庫;基于數(shù)據(jù)、模型、知識庫的推理程序;人機交互界面程序等。
5、田間肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信息采集處理技術設備。如田間信息適時采集傳感器與數(shù)據(jù)處理方法。6、帶GPS系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機械裝備技術。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械;自動控制精密播種、施肥、灑藥機械等等。
發(fā)表于 @ 2008年06月29日 10:46:00 |點擊數(shù)()