“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”在黑龍江農(nóng)墾的應(yīng)用

 

　　

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”在黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用系列講座

　　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,。

　　第一講概述“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)

　　“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年以上的實踐,，逐漸形成**佳的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”體系，在實施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(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)”的實施才變成現(xiàn)實,。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)記錄在計算機(jī)內(nèi)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可在計算機(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，帶回到土壤化驗室進(jìn)行化驗分析,。

　　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,、計算,、顯示功能。能儲存田間采集的資料數(shù)據(jù),，計算并顯示平均產(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、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,，在試驗中進(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,。

　　第四講土壤取樣化驗與分析

　　實施“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，另一項重要工作就是土壤化驗與分析,。目前,，土壤化驗方法還是采用田間定位取樣到化驗室進(jìn)行化驗。土壤化驗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,。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,；

　　● 化驗準(zhǔn)備,，混合均勻；

　　● 化驗記錄,，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,。

　　第五講以地圖為基礎(chǔ)的變量投入技術(shù)

　　“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,，是實施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的兩項基礎(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)尚在試驗推廣應(yīng)用,，不斷發(fā)展完善。

　　第六講結(jié)束語

　　“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：用土壤堅實度傳感器,，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,，而且，避免幾種作物輪作,，必須慎重從事,。

　　實施“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

　　分析,，取得信息，分析影響產(chǎn)量的原因,。

　　第二年,， 試驗、驗證：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),，決策變量實施方法，進(jìn)行不同施肥方法試驗,，年終再總結(jié),，分析問題，找出規(guī)律性變化,。

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

發(fā)表于 @ 2008年06月29日 10:42:00 |點(diǎn)擊數(shù)（）

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