精准农业技术体系分析与展望

孙宪会

摘要：农业是我国的基础产业，但效益却与其他产业差之甚远，我国农业种植产业中对种子、水肥、农药的选择是否符合客观的市场需求，农业生产的过程是否会因为农药、化肥影响环境等等，都是人们所关注的。在现代信息技术的应用中，技术人员可以准确的采集土壤、水分及肥力的信息，分析时间与空间的差异性，再根据不同地区的差异来进行定量作业，能够有效的提升农业生产效益，所以近几年我国对于精准农业的思路与技术方面的研究非常迅速，使之形成完善的技术体系也是现代农业工程技术所研究的重点内容。

关键词：精准农业;技术体系;分析;展望;

一、精准农业技术体系的相关内容

所谓精准农业，就是以地块信息的采集为基础，利用地块上的土壤、水肥及作物病虫害等信息，确定耕种、施肥、灌水及用药的变量，投入合适的成本，应用科学的种植方法，可以保护环境，推动现代农业的可持续发展。精准农业的概念是根据“差异空间”提出的，不同地块中，土壤的质地、杂草及病虫害分布都有所不同，所以定量的施用方法与传统的施用方式之间存在必然的差异，而定量的精准农业技术体系围绕着“按需投入”的核心，是将农作物生长的需求作为变量的基础，可以在减少农业污染、保护环境的基础上，节省生产资源，扩大农业生产取得的效益。

二、精准农业技术体系的运行过程

精准农业技术体系中包括信息技术体系中的GPS、GIS、RS及模型等等，还涉及到农艺及农业机械化的工程技术内容。从内容上划分，精准农业技术体系包括参数、即需要采集地块时间与空间的变异参数;决策方案、即地块时间与空间的变异参数及要求形成的决策方案;变量操作、即差异信息控制机械的变量操作从过程分析来看，信息采集包括遥感技术与其他传感器技术，可以对地块的土壤资料、水分、养分等信息进行采集，与作业的形式有所不同，如施肥的层次在m级的精准度，10-30m，喷洒农药则要求在cm级。GPS可以进行实时的信息采集定位，GIS可以用于地块资料的信息管理，进而对地块的变异性进行分析，如土壤、水、肥及产量的动态化管理。在决策支持系统中，技术人员可以根据农艺的要求开发GIS农业生产模型决策支持系统，为农业机械的操作提出数据指令。在空间信息技术支持下的现代化农业机械生产中，技术人员所执行的命令是依照地块的差异来确定的，对于耕作、播种、灌水和施肥等环节可以用信息技术来准确定量，而机械的控制水平也更高，地块的差异也更加明显，所以又被称为“变量机械”。技术人员从采集地块作物的收获情况绘制了小区的产量分布图，再根据田间作物的生长条件及土壤、产量等情况，分析需要特殊处理的区域，形成决策的方案以后，再根据地块决策图给出指令，控制变量业机械的作業调节方式。

三、精准农业技术体系的发展分析

（一）精准农业机械

实现农业机械的精准定量、变量的作业，需要在作物的需求基础上制订作业方案，再通过空间信息技术来完成作业，如GIS、GPS、RS等等，可以完成变量机械的作业任务。在精准农业技术体系实践的过程中，技术人员需要的农业机械有以下几种：谷物联合收获机和拖拉机，需要带有卫星定位系统;变量的播种机、施肥机、喷药机等等;还有土壤采样车，也需要带有卫星定位系统。农业机械方面还有三种智能化控制的设备，如谷物联合收割机，需要带有车辆的GPS系统，能够用产量传感器绘制区域的产量分布图;可以自动监控运行的变量播种机及施肥机械;能够自动控制喷药的相关机械。谷物产量传感器所绘制的产量分布图，可以通过GPS传输信息，产量的差异是源自土壤及水分的差异。自动监控的喷药机，可以定量区域内的用药情况，减少因农药使用过多而对土地造成的污染，但也能够保证农业生产中的防治需要。变量施肥播种机可以根据土壤肥力的不同调节肥量，再根据土壤水分的不同及温度的不同，更改方案。

（二）空间信息支持

上述机械在定点定量作业的过程中，需要在空间信息的支持下完成以下任务：第一，GPS技术可以为精准农业机械提供定位服务，所以使用的机械要配备GPS系统;GIS作为决策系统的基础，也是变量机械的核心，所采集的数据负责GIS的集中处理与管理，可以为决策工作提供方案与指令。第三，所收集的信息是通过各类传感器返回系统，大面积的参数采集中遥感技术最经济实惠，多数的地块参数变异都可以通过GIS系统来完成传输。

四、精准农业技术体系的未来展望

精准农业技术体系包含了许多现代先进的农艺及信息技术，属于智能机械技术的模式，是对农业生产的一次技术革命。在某些农业生产区，可以尝试应用精准农业技术体系，通过建立示范区的形式探索精准农业的思路，以此来发展实用的技术，因为我国的地块分布规律性并不明显，所以全部地区应用精准农业技术是不切实际的，但在一些标准的地区发展精准农业，也可以体现出现代农业的潜力。GIS所形成的信息库是非常庞大的，农业生产者通过小型的定位变量机具就可以制定差异式的方案，可以有效保证施肥或者喷药的精确度，并在先进的信息采集技术、分析模型、决策支持的基础上，使精准农业技术更加实用，能够适用于更多的农业生产区，而不只是部分生产区。

山东省一直是我国重要的农业生产区，农业生产面积较广，而且地处平原，种植区域比较集中，适合推广应用精准农业技术体系，况且山东省临海，经济水平发展较好，能够满足精准农业技术体系的客观发展条件。在此背景下，山东省郓城的现代农业生产更适合探索精准农业技术体系之路，为山东省的其他地区起到示范作用，建立起标准化、完善化的技术体系，也是发展精准农业的必经之路。

参考文献

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