王智敏      教授

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院

 

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是農(nóng)業(yè)工作者近來談?wù)撦^多的熱門話題，也是黑龍江農(nóng)墾面向21世紀(jì)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢,。在發(fā)展,、應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)之前，應(yīng)對如下問題有所了解：

●    是否決定采用“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施,；

●    采用“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施該從何做起,；

●   “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)需要那些硬件設(shè)備；

●    如何利用軟件處理有關(guān)信息,；

●    建立一個完善的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系需要多長時間,。

對以上問題的正確回答，只有通過對“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),、效益和局限性的全面了解,，才能作出恰當(dāng)?shù)倪x擇。為使廣大農(nóng)墾農(nóng)業(yè)工作者和讀者了解,，在黑龍江農(nóng)墾能發(fā)展應(yīng)用“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),，作者將在“現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)”雜志上進(jìn)行系列介紹，供廣大讀者參考,。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”這個技術(shù)術(shù)語,，在言談、文章中使用越來越頻繁,，不同人對其有不同的理解,。簡單的一種說法是精耕細(xì)作、準(zhǔn)確定位的進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作,、管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù),。“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是在定位的基礎(chǔ)上,，根據(jù)土壤特性和作物生長發(fā)育需要,，管理每一項(xiàng)作物生產(chǎn)的各種物資投放─肥料、除莠劑,、殺蟲劑,、種子等，為**大限度的發(fā)揮產(chǎn)量潛力,，做到即滿足作物生產(chǎn)的要求,，又減少浪費(fèi)，增加利潤,，同時,，保護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?！熬珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)”是應(yīng)用高新技術(shù)和設(shè)備,，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng),，電子技術(shù)和傳感器技術(shù)以及高級軟件，處理農(nóng)田條件及作物生長所需,，進(jìn)行應(yīng)用農(nóng)業(yè)物資的投放和管理,。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)實(shí)施的管理目標(biāo)，是管理小塊農(nóng)田,，也就是把大塊農(nóng)田分為若干較小面積單位,，作為分開管理單元。在管理單元的一小塊農(nóng)田中具有基本相同的土壤和作物生長特性,，依此作為農(nóng)業(yè)物資投放的決策依據(jù),，制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施，使用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制進(jìn)行田間作業(yè),。農(nóng)業(yè)物資（種子,、化肥、農(nóng)藥等）在田間投放必須考慮如下因素：

●適時投放,，即何時應(yīng)該投放何種農(nóng)用物資,；

●適量投放，依據(jù)土壤和作物特性,，進(jìn)行適量投放,，即滿足要求，又不浪費(fèi)物資,。每個

管理單元投量基本是常數(shù),，但是，作為大塊農(nóng)田就可能有較大差異性,，因此,，就大塊田地來說又是變量投放，做到適時變量調(diào)節(jié),，適量投放農(nóng)用物資,。

●定位投放，投放物資位置要正確,。我們祖先在管理的小塊農(nóng)田,，進(jìn)行精耕細(xì)作時，可

以通過良好記憶,，進(jìn)行農(nóng)用物資定位投放是可以做到,。但是，現(xiàn)在進(jìn)行大面積農(nóng)田生產(chǎn)作業(yè)時,，必須依靠先進(jìn)測量儀器設(shè)備和先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)定位測量和投放物資,。比較理想的定位方式是采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),，確定投放地空間位置,，利用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，進(jìn)行距離和深度的定位投放物資,。

實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的目的是要獲取**佳效益,，是要在不增加工作量、風(fēng)險和成本的基礎(chǔ)上增加收入,，或者在增加投入后,，獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益，保持良好環(huán)境,。在大塊的農(nóng)田中,，如果收獲產(chǎn)量差異越大，說明地塊產(chǎn)量潛力較大,，增益效果可能越顯著,，否則增益效果不大。一塊農(nóng)田如果收獲產(chǎn)量差異不大,，說明土壤和作物特性差異很小,，均勻投放物資可以收到同樣利潤，沒有必要投資再搞“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”,。如果一塊農(nóng)田的收獲產(chǎn)量差異較大,，說明增加收入有潛力，可以投資實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),?！熬珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)”的潛力表現(xiàn)在：同樣水平的投入，簡單的再分配情況下,，獲取比較大的經(jīng)濟(jì)收益,；或者減少投入的情況下，獲取相同的收益或較大的收益,。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”中應(yīng)用核心技術(shù)是定位系統(tǒng),、產(chǎn)量監(jiān)測及繪制產(chǎn)量圖、土壤化驗(yàn)分析,、利用高級軟件處理信息,、決策農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、農(nóng)業(yè)機(jī)械在定位的基礎(chǔ)上進(jìn)行變量調(diào)節(jié)和操作等,。全球定位系統(tǒng)是用于“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施的全過程,，數(shù)據(jù)采集、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的制定等都與定位聯(lián)系一起,；實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”第一步是產(chǎn)量監(jiān)測及繪制產(chǎn)量圖,，是以產(chǎn)量圖分析差異，優(yōu)化作物管理措施,；其次是土壤化驗(yàn)分析,，處理從農(nóng)田中采集的定點(diǎn)數(shù)據(jù),，挖掘提高產(chǎn)量潛力；然后,，應(yīng)用高級軟件處理所取信息,，進(jìn)行管理和分析來自不同資源的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)管理和分析中,，決策農(nóng)業(yè)措施,，作為農(nóng)業(yè)機(jī)械操作和調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)；**后,，使用帶有定位和自動控制裝置的農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)定位,、變量投放物資自動控制操作。

經(jīng)過多年的循環(huán)操作,，不斷取得數(shù)據(jù),，進(jìn)行分析，修正決策,，確定**佳的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施及其物料投放方案,，即獲得**佳經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)好環(huán)境質(zhì)量,。這個過程一般需要經(jīng)過5年以上的實(shí)踐,，逐漸形成**佳的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”體系，在實(shí)施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),，改進(jìn),、完善農(nóng)業(yè)措施，真正做到優(yōu)質(zhì),、高效益,，使黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速、穩(wěn)定地持續(xù)發(fā)展,。

    第二講   全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”中的應(yīng)用

定位系統(tǒng)是識別和記錄一個物體或人的位置的一種方法,。地面定位系統(tǒng)是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) ”的基礎(chǔ)，可幫助農(nóng)民準(zhǔn)確的識別和記錄農(nóng)田中拖拉機(jī),、聯(lián)合收割機(jī),、田間調(diào)察裝備或車輛的位置。地面定位方法較多,，其中之一是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用,，由于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的民用，使“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的實(shí)施才變成現(xiàn)實(shí),。目前,，美國（GPS）和俄羅斯（GLONASS）兩個國家建立了衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)，都是處于軍事目的研究建立的，能決定世界上陸地,、海上,、空中任何地方的某一個位置,。兩個系統(tǒng)是相當(dāng)類似的,。

   “GPS”全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是美國國防部研究建立的一代全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),，始于是20世紀(jì)80年代初期,，是24小時全球定位系統(tǒng)。起初是用于海軍導(dǎo)航,，現(xiàn)已向民用開放,，用于工業(yè)、商業(yè)或民用,。這套設(shè)備能在任何天氣情況下,，全天24小時自由使用。GPS能使陸地,、海上和空中運(yùn)輸更加安全和有效,，它地可靠精度對“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”更為適用。

GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)出的電波（時間,、位置）訊號,，在向地面?zhèn)魉瓦^程由于某些原因，將造成電波信號傳遞中的誤差,，使得定位精度不高,。民用接收器定位精度在100米以上，這對“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)“操作是不夠的,，我們必須修正地面定位精度,，這種方法叫做差別校正。使用差別校正技術(shù)改變GPS傳遞過程的誤差,，就是差別糾正全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（DGPS）,。

差別校正是采用位于地球已知位置上靜止的GPS接收器，常稱為基地,?；亟邮掌魇且粋€高質(zhì)量的能跟蹤全部可視衛(wèi)星，且有一定計(jì)算能力的GPS接收器,，當(dāng)基地接收器接收到可見衛(wèi)星信息,，經(jīng)過計(jì)算得出一個距離誤差，也稱為差別校正距離,。差別校正是基地接收每個可見衛(wèi)星信號計(jì)算得到的,，利用無線電信號發(fā)給附近地區(qū)移動目標(biāo)的差分接收器（DGPS），就可以實(shí)時修正該GPS接收器所接收衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，消除了GPS系統(tǒng)誤差,，改變了移動接收器的位置精度,。

    使用DGPS操作系統(tǒng)，移動GPS接收器與基地接收器必須在同一時間接收同一顆衛(wèi)的信號,。衛(wèi)星不斷的運(yùn)動,，基地測定的差別校正信息也總是變化的，因此,，計(jì)算得出的差別校正信息必須即時記錄,，以備后用。同時,，要將差別校正信息立即用無線電發(fā)出到移動目標(biāo)DGPS接收器,，做到及時修正定位。

實(shí)時DGPS的差別校正信息傳遞有多種方式,，可根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況選用,，黑龍江農(nóng)墾用基地?zé)o線電臺發(fā)射信號，建立地面糾偏站,，較為合適,。

基地GPS接收器收到可見衛(wèi)星信號，經(jīng)過計(jì)算得出的差別校正信息,，利用基地?zé)o線電臺及時將差別校正信息傳播給移動目標(biāo)的DGPS接收器,，對移動目標(biāo)的位置進(jìn)行修正，確定移動目標(biāo)的確切位置,。DGPS在“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”中是全過程使用的,，是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)，主要用于定位和導(dǎo)航兩個方面,。

DGPS的定位功能用于：繪制地形圖,、產(chǎn)量圖、田間管理調(diào)查,、土壤取樣等,；繪制地形圖時，農(nóng)民帶著便攜式DGPS接收器和手提式計(jì)算機(jī)等設(shè)備,，沿田邊走過或開車走過,，農(nóng)田邊界數(shù)據(jù)記錄在計(jì)算機(jī)內(nèi)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可在計(jì)算機(jī)屏幕顯示地形圖,；繪制收獲產(chǎn)量圖時,，標(biāo)注出與產(chǎn)量相一致的地理位置；田間管理調(diào)查時,，用地形圖和帶著便攜式DGPS接收器,，進(jìn)行檢查蟲害、病害、雜草等情況時,，用DGPS記錄相應(yīng)的地理位置,；土壤取樣時，在拖拉機(jī)上裝有DGPS接收器,，利用帶有DGPS的計(jì)算機(jī)顯示地形圖,，識別取樣點(diǎn)的地理位置，當(dāng)拖拉機(jī)到達(dá)取樣點(diǎn),，繞機(jī)器周圍取幾個點(diǎn)的土樣,，并裝入標(biāo)出相應(yīng)地理位置的土壤代中，帶回到土壤化驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)分析,。

DGPS定位系統(tǒng)的導(dǎo)航功能：主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)和管理的導(dǎo)航，定位系統(tǒng)與田間管理措施決策系統(tǒng)結(jié)合,，制定自動控制程序,，用于農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)時導(dǎo)航、自動控制農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行變量調(diào)節(jié)投放物料,。

總之,，DGPS是實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”不可少的定位、導(dǎo)航系統(tǒng),，DGPS的定位精度在1米之內(nèi),，可以滿足“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”要求。

    第三講   谷物產(chǎn)量監(jiān)測及繪制產(chǎn)量圖

    谷物產(chǎn)量是表明農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收益的重要標(biāo)志,，測量谷物產(chǎn)量也是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)工作,。對地塊內(nèi)谷物產(chǎn)量差異影響的分析，從中找出發(fā)揮谷物產(chǎn)量潛力的有效農(nóng)業(yè)措施,，實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”是從這里開始,。比較谷物產(chǎn)量差異有不同的衡量單位標(biāo)準(zhǔn)，我們常用總局級,、分局級,、農(nóng)場級、連隊(duì)級,、地塊級等等,，“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”是以地塊內(nèi)的谷物產(chǎn)量差異進(jìn)行比較，可稱之地塊內(nèi)級,，地塊內(nèi)不同位置由于肥力不同等因素,，可能造成產(chǎn)量差異較大,，說明地塊具有更大的產(chǎn)量潛力,。

過去農(nóng)場提出的進(jìn)行“測產(chǎn)施肥”，計(jì)算產(chǎn)量多以地塊的平均產(chǎn)量來衡量水平高低,，以此為根據(jù)挖掘產(chǎn)量潛力,，實(shí)施化肥也是地塊平均投入，那么在地塊內(nèi)已經(jīng)獲得高產(chǎn)量的位置,，肥料可能過剩,，造成經(jīng)濟(jì)損失，由于多余的化肥流失,，又污染環(huán)境；而在產(chǎn)量低的位置,，可能發(fā)生肥料缺少,，肥力不足，影響產(chǎn)量潛力的發(fā)揮,，減少經(jīng)濟(jì)收入,。如果把測量谷物產(chǎn)量的計(jì)算單位精確到平方米，進(jìn)行瞬時產(chǎn)量監(jiān)測,，就更接近作物生長實(shí)際,。以此為據(jù)，按著作物生長發(fā)育需要進(jìn)行施肥,，即滿足要求又減少浪費(fèi),，增加收入，避免污染環(huán)境,。這種做法稱做“測產(chǎn)施肥”更為準(zhǔn)確,。提高谷物產(chǎn)量測量精度的同時，必須記錄相應(yīng)的地理位置,，為下一步作業(yè)提供可重復(fù)的位置依據(jù),。測量谷物產(chǎn)量不實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的主要目的，主要目的是創(chuàng)**佳經(jīng)濟(jì)效益,。通過測量谷物產(chǎn)量,，挖掘產(chǎn)量潛力,，采取有效農(nóng)業(yè)措施，創(chuàng)**佳經(jīng)濟(jì)效益,，保護(hù)環(huán)境,，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

瞬時測產(chǎn)時是在定位的條件下對谷物流量,、含水量,、機(jī)器行走速度、工作幅寬,、機(jī)器的地理位置進(jìn)行測量和顯示,，并做記錄以備后用。

測定瞬時測產(chǎn)時使用的主要設(shè)備包括：與谷物聯(lián)合收割機(jī)型號匹配的谷物產(chǎn)量監(jiān)測器,、流量傳感器,、濕度傳感器、速度傳感器,、割幅傳感器,、DGPS接收器等。谷物產(chǎn)量監(jiān)測器具有記錄,、計(jì)算,、顯示功能。能儲存田間采集的資料數(shù)據(jù),，計(jì)算并顯示平均產(chǎn)量,、總產(chǎn)量、作業(yè)面積,、谷物含水量等,。

產(chǎn)量監(jiān)測作業(yè)時，帶有DGPS系統(tǒng)和產(chǎn)量監(jiān)測裝置的谷物聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收割作業(yè),，將有關(guān)數(shù)據(jù)處理采集儲存,、計(jì)算、顯示,，每天作業(yè)結(jié)束,，駕駛員從監(jiān)測器中取出數(shù)據(jù)卡。數(shù)據(jù)卡通過轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)連接,，應(yīng)用高級軟件就可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,。經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理繪制產(chǎn)量圖或產(chǎn)量表格，作為制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的依據(jù),。

產(chǎn)量圖是連續(xù)地記錄進(jìn)入谷物聯(lián)合收割機(jī)糧箱內(nèi)的谷物流量,，同時與地塊中的實(shí)際收獲位置相結(jié)合的地塊產(chǎn)量圖，在圖上以不同顏色顯示不同的產(chǎn)量值，從不同顏色分布可以看出產(chǎn)量差異,。在產(chǎn)量表格上可以看出經(jīng)度,、緯度、產(chǎn)量,、含水量等一系列數(shù)據(jù),。

對取得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析處理，找出產(chǎn)量潛力,。分析的基本方法是：第一步根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和歷史紀(jì)錄進(jìn)行分析,，如往年的病蟲害、內(nèi)外澇情,、氣候條件,、自然災(zāi)害等因素對產(chǎn)量的影響；第二步進(jìn)行田間土壤物理特性和化學(xué)特性進(jìn)行分析,。經(jīng)過綜合分析后,，找出影響產(chǎn)量差異原因及產(chǎn)量潛力，利用已有的經(jīng)驗(yàn),、資料找出發(fā)揮產(chǎn)量潛力的因素,，制定農(nóng)業(yè)管理技術(shù)措施，作為下一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)層序的開始,。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的全過程的第一步是改進(jìn)作物栽培技術(shù)措施,，發(fā)揮產(chǎn)量潛力，爭取收益達(dá)到**大,。第二步是收益的**佳化,，有了產(chǎn)量潛力的分析，制定響應(yīng)措施,，經(jīng)過幾年實(shí)踐，找出產(chǎn)量發(fā)展趨勢的規(guī)律,，進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測,，提出決策措施，進(jìn)行投入試驗(yàn),，在試驗(yàn)中進(jìn)行微量調(diào)節(jié),，找出**佳的經(jīng)濟(jì)效益農(nóng)業(yè)管理措施，形成完善的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施,。

實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作,，除了產(chǎn)量監(jiān)測和繪制產(chǎn)量圖外，另一項(xiàng)重要工作就是土壤化驗(yàn)與分析,。目前,，土壤化驗(yàn)方法還是采用田間定位取樣到化驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)。土壤化驗(yàn)與分析的目的是找出土壤肥力與生產(chǎn)目標(biāo)潛力之間的關(guān)系，找出土壤性質(zhì)與作物產(chǎn)量的關(guān)系,，挖掘作物生長**大潛力,。

土壤化驗(yàn)與分析內(nèi)容包括：土壤肥力、土壤類型及其他因素,。土壤肥力要化驗(yàn)氮,、磷、鉀的含量,；副營養(yǎng)物質(zhì)鈣,、鎂、硫的含量,；微量元素硼,、氯、銅,、鐵,、錳、鉬,、鋅等含量,；土壤類型分析；土壤PH值的測定,；土壤其它因素的測定分析,，如：有機(jī)質(zhì)含量、土壤中含砂量和粘土含量,、土壤結(jié)構(gòu)密度和多孔性,、地塊坡度和地形、排水性能和排灌系統(tǒng),、耕層深度,、耕作制度等等。對化驗(yàn)結(jié)果與產(chǎn)量測定聯(lián)系一起進(jìn)行全面,、綜合分析,，找出影響產(chǎn)量潛力的因素，為制定農(nóng)業(yè)技術(shù)措施提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù),。要求土壤取樣分析數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確,，否則“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”就沒有實(shí)際意義。

取樣間隔時間視具體情況確定,，應(yīng)考慮土壤類型,、土壤營養(yǎng)水平、灌溉條件,、輪作制度等等,，如果土壤肥力水平高,，取樣間隔時間可長一些，如果土壤肥力水平低,，每2年應(yīng)取樣化驗(yàn)一次,。在每年的春、秋季取樣為好,，夏季土壤狀況變化大,，不易取樣化驗(yàn)。每年取樣應(yīng)在幾日內(nèi)完成,，而且每年都在同一季節(jié)內(nèi)取樣,。每次取樣位置應(yīng)相同，進(jìn)行連續(xù)性分析,，找出變化規(guī)律,。不同耕作制度的取樣方法不同，犁耕地,，在耕層取樣,；免翻地分層取樣。為使取樣具有準(zhǔn)確的代表性,，取樣應(yīng)避免在地邊,、靠近沙石公路旁、狹窄的地帶取樣,。

土壤取樣時必須定位取樣,，取樣方法可視情況而定。取樣程序大致如下：

●    準(zhǔn)備取土樣工具和容器,；

●    定點(diǎn)取樣,，裝袋貼上標(biāo)簽；

●    化驗(yàn)準(zhǔn)備,，混合均勻,；

●    化驗(yàn)記錄，儲存數(shù)據(jù),；

●    繪制土壤分層圖,。

    土壤分層圖上形成不規(guī)則的小面積，通常認(rèn)為每一個小面積土壤養(yǎng)分一樣,。土壤取樣,、化驗(yàn)必須提高準(zhǔn)確性和可靠性,，否則,，無任何價值，將造成經(jīng)濟(jì)損失,。因此,，做到定點(diǎn)取樣、多點(diǎn)取樣，利用計(jì)算機(jī)在電子地圖上記錄結(jié)果,，為土壤管理提供參考數(shù)據(jù),。

    一塊地的土壤化驗(yàn)結(jié)果，可能有兩種情況,，沒有差異性或有差異性,，如果沒有差異性，就不必采用變量投入,，或者說不用實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),；如果有差異性，可采用變量投入技術(shù),，在充分發(fā)揮作物產(chǎn)量潛力的條件下,，按著作物生長發(fā)育要求進(jìn)行定點(diǎn)投入肥料、微量元素等,，改進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)管理措施,，為作物生長創(chuàng)造良好環(huán)境條件。按需精確投入農(nóng)用物資（化肥,、種子等）,，做到即不浪費(fèi)農(nóng)用物資，又保護(hù)環(huán)境,，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定地增長,。

   “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的一個特點(diǎn)，就是大量信息是在產(chǎn)量監(jiān)測和土壤測量的過程采集的,，是決策農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的基本依據(jù),，必須借助計(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的軟件工具進(jìn)行處理，應(yīng)用全過程,。也正是由于計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)軟件的發(fā)展才使“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)的可能,。需要一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，具有輸入,、儲存,、再現(xiàn)功能，并且能將數(shù)據(jù)庫和地理位置或地圖的坐標(biāo)聯(lián)系起來,。將數(shù)值─產(chǎn)量值,、土壤養(yǎng)分值、土壤類型值等與地標(biāo)連接起來,。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的變量投入執(zhí)行時有兩種方法,，其一，是以地圖為基礎(chǔ)的變量投入,；其二,，是以傳感器為基礎(chǔ)的變量投入,。目前，比較成熟的技術(shù)是以地圖為基礎(chǔ)的變量投入,，市場有產(chǎn)品銷售,，該系統(tǒng)能確定機(jī)器在田間的位置，并且顯示此點(diǎn)的投入量,；操作者能觀察地圖上投入物料的變化情況,，并且可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。地圖系統(tǒng)的特點(diǎn)是調(diào)查工作與施用是分開進(jìn)行的,，而且在不同機(jī)器上進(jìn)行,；取樣調(diào)查與投入有較長時間差，信息準(zhǔn)確可靠,；操作人員可以預(yù)知投入變化率,，在實(shí)施預(yù)調(diào)時有思想準(zhǔn)備，做到及時調(diào)控,；在作業(yè)之前裝到機(jī)器上的物料數(shù)量是已知的,，按需要量加料，免去“過多”或“過少”,。以傳感器為基礎(chǔ)的變量投入,，目前尚缺少適用的傳感器。

    應(yīng)用計(jì)算機(jī)及其軟件,，進(jìn)行產(chǎn)量圖和土壤圖繪制以及變量投入農(nóng)業(yè)措施的制定,，有兩種方法，一是自己動手操作,；二是雇用專業(yè)技術(shù)人員,，將采集的有關(guān)數(shù)據(jù)提供給雇用者，由他再提供給你變量投入技術(shù)措施的編輯軟件,。兩種方法各有利弊,，可視具體情況選擇。該項(xiàng)技術(shù)本身就要求由熟練的專家去使用,，墾區(qū)要推廣應(yīng)用“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),，首先必須培訓(xùn)技術(shù)人員，要能熟練的掌握操作方法,，應(yīng)該培養(yǎng)一些專家,。

    前面講過監(jiān)測產(chǎn)量和繪制產(chǎn)量圖以及土壤取樣分析和繪制土壤圖，是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的兩項(xiàng)基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作,，是決策變量投入的依據(jù),。通過產(chǎn)量圖，找出地塊內(nèi)的產(chǎn)量是否有差異性,，如果產(chǎn)量存在差異性,，就要分析產(chǎn)生產(chǎn)量差異的原因，可從自然環(huán)境,、氣候變化,、自然災(zāi)害等方面查找，重要的還必須從土壤取樣分析中查找,。根據(jù)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)提供的當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量潛力,，從上述原因分析中確定農(nóng)業(yè)措施和化肥、種子的投入種類,、數(shù)量和地點(diǎn),，以地圖為基礎(chǔ)編制實(shí)施軟件，以數(shù)據(jù)卡的形式輸出,。將此卡插入拖拉機(jī)上相應(yīng)的監(jiān)控器內(nèi),，便可按著預(yù)先編制的程序進(jìn)行變量自動控制。

實(shí)施播種,、施肥的拖拉機(jī)機(jī)組進(jìn)行田間作業(yè)時,，拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)設(shè)有定位功能的監(jiān)控器和測速傳感器等，播種,、施肥機(jī)裝有變量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu),，監(jiān)控器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)用光纜連接。作業(yè)中操作人員通過監(jiān)視器熒光屏察看機(jī)組的位置,、參數(shù)和有關(guān)變量數(shù)據(jù),。按著同理，可實(shí)施田間管理的操作,。目前,，成熟技術(shù)是播種和施肥的變量調(diào)節(jié)，比較適合農(nóng)墾,，其它農(nóng)田管理技術(shù)尚在試驗(yàn)推廣應(yīng)用,，不斷發(fā)展完善。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),，目前主要是用于施肥,，播種前除草劑的施用，其它方面的應(yīng)用有待于研究開發(fā),，不斷提高完善,。未來的發(fā)展方向：

●    播種：播種深度選擇、一塊田內(nèi)種多種作物,；

●    耕作：用土壤堅(jiān)實(shí)度傳感器,，測定后控制耕作深度；

●    廄肥的施用：利用土壤營養(yǎng),、肥料營養(yǎng)傳感器,、流量計(jì)及變量投入廄肥管理系統(tǒng),；

●    雜草、害蟲的管理,；

●    作物診斷系統(tǒng)：病害,、養(yǎng)分缺乏的影響識別方法；

●    水和灌溉管理系統(tǒng)：土壤濕度傳感器的開發(fā),，變量灑水技術(shù),。

    將來需要進(jìn)一步擴(kuò)大變量控制領(lǐng)域，如：作物生長過程模式,，在耕作之前,，在計(jì)算機(jī)上模擬各種管理決策模型，確定**佳效益模型,，采用變量投入實(shí)現(xiàn)目標(biāo),；標(biāo)準(zhǔn)化管理，設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,、標(biāo)準(zhǔn)連接,、通用、電源標(biāo)準(zhǔn)化,、信息管理標(biāo)準(zhǔn)化,，硬件標(biāo)準(zhǔn)化、通用,，軟件標(biāo)準(zhǔn)化,。

實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)管理措施必須有附加管理信息，否則不能發(fā)揮其技術(shù)本身的效益,。使用變量投入,，不是所有農(nóng)場或每塊田地都可能獲得效益。要經(jīng)過試驗(yàn),，而且,，避免幾種作物輪作，必須慎重從事,。

實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”管理措施,，要經(jīng)過如下過程：

第一年，了解情況：采集信息,、投入技術(shù),。進(jìn)行產(chǎn)量監(jiān)測和繪制產(chǎn)量圖、土壤取樣化驗(yàn)

分析,，取得信息,，分析影響產(chǎn)量的原因。

第二年，試驗(yàn),、驗(yàn)證：在第一年結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,，決策下年管理方法，如果是肥料因

素影響產(chǎn)量,，可變量投入肥料,。年終再總結(jié)分析，找出變化規(guī)律,，將影響產(chǎn)量因素找準(zhǔn)。

第三年,，根據(jù)產(chǎn)量設(shè)計(jì)投肥方法：兩年的分析,，找出土壤特性與產(chǎn)量的比例關(guān)系，根據(jù)

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng),，決策變量實(shí)施方法,，進(jìn)行不同施肥方法試驗(yàn)，年終再總結(jié),，分析問題,，找出規(guī)律性變化。

    經(jīng)過幾年的實(shí)踐,，發(fā)現(xiàn)問題,，還要不斷實(shí)踐，總結(jié)提高,，直至建立一套標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝過程,。三年的實(shí)驗(yàn)是花了學(xué)費(fèi)，獲取知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的過程,。

 

參考資料：

1,、The Precision ─ Farming  Guide  For   Agriculturists  John  Deere Pvblishing

2、王智敏等  “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”在黑龍江墾區(qū)的應(yīng)用前景    現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)  1998年 第七期