第六章精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系

第六章準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)及其技術(shù)體系

內(nèi)容一、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的含義二、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的背景三、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)開展現(xiàn)狀四、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系五、我國準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀和開展方向一、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的含義PA(precisionagriculture,或,precisionfarming,或處方農(nóng)作,prescriptionfarming,或英尺農(nóng)作,farming-by-foot,或逐塊區(qū)別管理,sitespecificmanagement,或稱變量投入技術(shù),variableratetechnology)準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)是將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)等高科技與地理學(xué)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等根底學(xué)科有機(jī)地結(jié)合，實(shí)如今農(nóng)業(yè)消費(fèi)全過程中對農(nóng)作物、土地、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時監(jiān)測，以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物生長、發(fā)育情況、病蟲害、水肥情況以及相應(yīng)的環(huán)境情況進(jìn)展定期信息獲取和動態(tài)分析，經(jīng)過診斷和決策，制定實(shí)施方案，并在GPS和GIS集成系統(tǒng)支持下進(jìn)展田間作業(yè)的信息化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)詳細(xì)含義：按照農(nóng)業(yè)操作每一單元的詳細(xì)條件,精細(xì)準(zhǔn)確地調(diào)整各項農(nóng)業(yè)管理措施,在每一消費(fèi)環(huán)節(jié)上最大限制地優(yōu)化各項農(nóng)業(yè)投入,以獲取最大經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。二、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的背景1、環(huán)境維護(hù)及節(jié)約能源要求國際農(nóng)業(yè)的開展閱歷了原始農(nóng)業(yè)(游耕、游牧等)、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)３個主要開展階段。本世紀(jì)以來,石油農(nóng)業(yè)的開展在獲得成就的同時,帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題。對此,人們提出了一系列的替代農(nóng)業(yè)對策,如回歸型農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、集約農(nóng)業(yè)、立體農(nóng)業(yè)、繼續(xù)型農(nóng)業(yè)(繼續(xù)農(nóng)業(yè)、低投入農(nóng)業(yè))、生態(tài)經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)、綜合農(nóng)業(yè)、精久農(nóng)業(yè)等農(nóng)業(yè)開展方式。

二、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的背景隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的實(shí)現(xiàn)及大功率遷延機(jī)的運(yùn)用，“石油農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)作業(yè)方式給環(huán)境、土壤、水質(zhì)及植物本身呵斥了嚴(yán)重的危害，水源被污染，作物質(zhì)量下降?；实倪\(yùn)用引起了水土流失、土壤板結(jié)和酸堿性失衡，導(dǎo)致化肥與除草劑在土壤和地下水以及農(nóng)產(chǎn)品中富集，使環(huán)境遭到污染，并帶來全球性環(huán)境惡化、資源日益短缺與生物多樣性損失等諸多問題。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)消費(fèi)管理方式，已不再順該當(dāng)今社會開展的要求。要尋覓一種新的農(nóng)業(yè)方式2、經(jīng)濟(jì)方面的問題最近幾年，西方一些國家的農(nóng)業(yè)土地面積開墾量不斷添加，而農(nóng)產(chǎn)品價錢卻逐年下降。緣由：產(chǎn)質(zhì)量量下降所至?；跉W洲農(nóng)業(yè)買賣市場的質(zhì)量要求，農(nóng)場運(yùn)營者以為農(nóng)產(chǎn)質(zhì)量量對毛利率的添加是非常重要的。運(yùn)用準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)技術(shù)對作物的準(zhǔn)確投入、準(zhǔn)確管理以及適時的檢測可有效地提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而獲得較高的買賣價錢

3、用于準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)研討與運(yùn)用的條件日臻完善GPS解密。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)最初用于軍事、飛機(jī)及輪船導(dǎo)航，20世紀(jì)70年代后期開場轉(zhuǎn)向民用。定位技術(shù)及設(shè)備價錢下降。由于用于GPS的衛(wèi)星數(shù)量不斷添加，定位技術(shù)及其設(shè)備租用價錢大幅度下降，在農(nóng)業(yè)消費(fèi)中運(yùn)用已不成問題。隨著技術(shù)的不斷提高，其價錢還會下降。信息技術(shù)及其它電子技術(shù)的成熟。技術(shù)個人信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)載電子技術(shù)(執(zhí)行元件的檢測技術(shù)、傳感器、變量控制等)的飛速開展以及集成塊存儲器存儲才干、計算機(jī)數(shù)據(jù)處置才干的提高，均為準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)技術(shù)研討和運(yùn)用發(fā)明了必要的條件。三、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)開展現(xiàn)狀

美國喬治華盛頓大學(xué)2000年曾發(fā)布了一份關(guān)于新興科技的預(yù)測報告。報告中舉出了在未來十年改動人類生活的十大高新技術(shù),其中包括準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)。20世紀(jì)80年代末美國提出準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的概念,90年代初進(jìn)入消費(fèi)實(shí)踐運(yùn)用。這種農(nóng)業(yè)消費(fèi)方式就迅速在美國、英國、法國、德國、加拿大、日本、荷蘭、以色列等國掀起研討和實(shí)施推行的浪潮三、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)開展現(xiàn)狀

美國國家研討院1997年已建議將準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的研討與開展納入國家戰(zhàn)略,歐洲各國也相繼開場了準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的研討與實(shí)際。日本政府還專門啟動了“21世紀(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械緊急開發(fā)課題〞的研討,也將準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的相關(guān)技術(shù)研討列入方案〞。1995年美國開場在結(jié)合收割機(jī)上配備全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),經(jīng)過電子傳感器和衛(wèi)星來定位,可以在一瞬間計算出收成量,在整個收獲季節(jié)可以延續(xù)地記錄下單位土地面積的產(chǎn)量及其它信息,如種子的濕度等。1996年:北美約19%的300hm2以上規(guī)模的農(nóng)場利用了GPS,到2000年達(dá)90%。目前北美已有2萬臺谷物結(jié)合收割機(jī)安裝有產(chǎn)量傳感器1994年美國準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的作業(yè)面積到達(dá)41萬hm2,而1998年那么猛增到1000多萬hm2,已有5%的農(nóng)家實(shí)踐引入了準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)技術(shù)。估計2005年5000萬hm2的玉米帶可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)普及50%,而甜菜的普及率近期就能夠到達(dá)50%。1、

AFS〔AdvancedFarmingSystem〕—凱斯先進(jìn)農(nóng)作系統(tǒng)

AFS是美國CaseIH公司開發(fā)的一個支持精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)的先進(jìn)農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)。

2、FieldStar—AGCO農(nóng)田之星系統(tǒng)

Fieldstar是英國MasseyFerguson公司研制開發(fā)的支持精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的一個農(nóng)田信息管理系統(tǒng)。它利用先進(jìn)的傳感技術(shù)和GPS技術(shù)自動記錄產(chǎn)量和其他有關(guān)數(shù)據(jù)，自動控制和優(yōu)化實(shí)施播種、施肥和噴藥作業(yè)。其最終目的是獲取最大利潤，改善對環(huán)境的影響。

3、GreenStar—JohnDeere綠色之星系統(tǒng)

GreenStar是美國JohnDeree公司研制開發(fā)的支持精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的一個農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)。它可以“按需投入〞實(shí)施農(nóng)田作業(yè)，即在農(nóng)田低產(chǎn)區(qū)防止過多的投入，而在高產(chǎn)區(qū)滿足作物需求，以提高經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益為目的管理好作物消費(fèi)。GreenStar分四個部分，即精細(xì)農(nóng)作、農(nóng)機(jī)管理、方案管理和農(nóng)藝管理

四、準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系

技術(shù)之一：GPS——全球定位系統(tǒng)技術(shù)之二：GIS——地理信息系統(tǒng)技術(shù)之三：RS——遙感系統(tǒng)技術(shù)之四：DSS——決策支持系統(tǒng)技術(shù)之五：CDS——信息采集與處置技術(shù)技術(shù)之六：智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化〔IAM〕技術(shù)之七：變率處置技術(shù)(VRT)準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(一)合理施用化肥,降低消費(fèi)本錢,減少環(huán)境污染準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)采用因土、因作物、因時全面平衡施肥,,因此有明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。(二)減少和節(jié)約水資源目前傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)因大水漫灌和溝渠滲漏對灌溉水的利用率只需40%左右,準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)可由作物動態(tài)監(jiān)控技術(shù)定時定量供應(yīng)水分,可經(jīng)過滴灌微灌等一系列新型灌溉技術(shù),使水的耗費(fèi)量減少到最低程度,并能獲取盡能夠高的產(chǎn)量。(三)節(jié)本增效,省工省時,優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)采用準(zhǔn)確播種,準(zhǔn)確收獲技術(shù),并將準(zhǔn)確種子工程與準(zhǔn)確播種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來,使農(nóng)業(yè)低耗、優(yōu)質(zhì)、高效成為現(xiàn)實(shí)。在普通情況下,準(zhǔn)確播種比傳統(tǒng)播種增產(chǎn)18%～30%,省工2～3個。(四)使農(nóng)作物的物質(zhì)營養(yǎng)得到合理利用,保證了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)質(zhì)量

準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的技術(shù)道路經(jīng)過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)－－－－確定農(nóng)業(yè)作業(yè)者或農(nóng)業(yè)機(jī)械在田間的瞬時位置；經(jīng)過設(shè)置在田間不同位置的用途各異的傳感器及監(jiān)測系統(tǒng)－－－－隨時隨地采集田間數(shù)據(jù)(土質(zhì)、性狀、含水率、肥力、雜草量、病蟲害和分布情況等)－－－－將這些數(shù)據(jù)輸入地理信息系統(tǒng)(GIS)。結(jié)合事先儲存在GIS中定期輸入的或耐久性數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)及其他決策支持系統(tǒng)，對信息進(jìn)展加工處置，瞬間做出適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)作業(yè)決策－－－－再經(jīng)過農(nóng)業(yè)作業(yè)者或農(nóng)業(yè)機(jī)械攜帶的計算機(jī)控制系統(tǒng)，自動控制其變量執(zhí)行設(shè)備或元器件，實(shí)現(xiàn)對作物或目的區(qū)的變量投入和變量操作精細(xì)農(nóng)業(yè)的思想體系

興隆國家開場注重需求兼顧農(nóng)業(yè)消費(fèi)力、資源、環(huán)境問題以及有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約本錢、提高利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力的要求，為精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的構(gòu)成預(yù)備了思想根底。

思想體系的實(shí)際根據(jù),約每15m2面積為一采樣小區(qū),測得平均單產(chǎn)為6.6t/hm2,圖中不同顏色代表不同單產(chǎn),最高單產(chǎn)為8t/hm2,最低單產(chǎn)為4t/hm2,小區(qū)單產(chǎn)差別達(dá)100%。該小區(qū)原估計目的產(chǎn)量為75t/hm2,但實(shí)踐上只需69%的面積到達(dá)和超越了預(yù)期目的。呵斥這種差別的緣由能夠是:土質(zhì)、土壤耕作層深度、病蟲害、雜草情況不一致,土壤含水量不均勻,栽培技術(shù)不當(dāng),以及施肥和病蟲害、草害防治不能按需實(shí)施定位調(diào)控等。正是基于對農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長情況和收獲產(chǎn)量時間和空間差別的認(rèn)識，人們就提出“處方耕作〞的思想。技術(shù)之一：GPS——全球定位系統(tǒng)GPS〔Globalpositioningsystem〕是一種高精度、全天候、全球性的無線電導(dǎo)航、定位、定時系統(tǒng)。系統(tǒng)組成：包括24顆地球衛(wèi)星組成的空間部分，地面監(jiān)控部分以及和用戶接納機(jī)3個主要部分組成。兩大系統(tǒng)：目前已建成投入運(yùn)轉(zhuǎn)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)有美國國防部建立的GPS系統(tǒng)和俄羅斯建立的GLONASS〔GlobalavigationSatelliteSystem〕系統(tǒng),。GPS的作用GPS運(yùn)用于導(dǎo)航

1.船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水

2.飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落

3.汽車自主導(dǎo)航

4.地面車輛跟蹤和城市智能交通管理

5.個人旅游及野外探險

6.個人通訊終端〔與手機(jī)，PDA，電子地圖等集成一體〕GPS運(yùn)用于授時校頻

1.電力，郵電，通訊等網(wǎng)絡(luò)的時間同步

2.準(zhǔn)確時間的授入

3.準(zhǔn)確頻率的授入GPS運(yùn)用于高精度丈量

1.各種等級的大地丈量，控制丈量

2.道路和各種線路放樣

3.水下地形丈量

4.地殼形變丈量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測

5.GIS運(yùn)用

6.工程機(jī)械〔輪胎吊，推土機(jī)等〕控制

7.精細(xì)農(nóng)業(yè)

美國海軍核潛艇配備GPS的士兵GPS運(yùn)用領(lǐng)域GPS導(dǎo)航的艦載飛彈車輛導(dǎo)航管理對航空器的定位及導(dǎo)航

農(nóng)業(yè)監(jiān)控

生態(tài)研討給動物戴的GPS項圈

自助旅游

土地丈量工程配備GPS的巡警土壤采樣、苗情監(jiān)測、間隔丈量及采樣點(diǎn)導(dǎo)航

GPS在準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)中的作用DGPS-(differentialglobalpositioningsystem)衛(wèi)星部分的誤差,主要是衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差和設(shè)備誤差;信號在空間傳播的誤差;用戶接納機(jī)的誤差;人為的誤差,為提高定位精度,現(xiàn)廣泛采用一種DGPS,即差分GPS〔DGPS〔DifferentialGPS，DGPS〕就是把一部地理位置知的接納機(jī)作為基準(zhǔn)站，由基準(zhǔn)站確定一切視界以上衛(wèi)星偽距的偏向值并發(fā)送矯正值，由用戶接納機(jī)接納并對其丈量結(jié)果進(jìn)展矯正，以獲得準(zhǔn)確的定位結(jié)果。差分GPS發(fā)送矯正的信息不同，包括位置差分、偽距差分、相位平滑偽距差分、相位差分4種任務(wù)方式，其定位精度也不一樣?！常牵校咏蛹{機(jī)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的作用：準(zhǔn)確定位。農(nóng)業(yè)機(jī)械可以將作物需求的肥料送到準(zhǔn)確位置,也可以將農(nóng)藥噴灑到準(zhǔn)確位置。田間作業(yè)自動導(dǎo)航丈量地形起伏情況。它經(jīng)過差分ＧＰＳ系統(tǒng)進(jìn)展準(zhǔn)確定位和高度丈量,利用ＧＩＳ記錄與顯示結(jié)合收割機(jī)當(dāng)前作業(yè)位置和土地單位面積的產(chǎn)量和微地形起伏情況。技術(shù)之二：GIS——地理信息系統(tǒng)

農(nóng)田數(shù)據(jù)庫管理GIS主要用于建立農(nóng)田土地管理、土壤數(shù)據(jù)、自然條件、消費(fèi)條件、作物苗情、病蟲草害發(fā)生開展趨勢、作物產(chǎn)量等的空間信息數(shù)據(jù)庫和進(jìn)展空間信息的地理統(tǒng)計處置、圖形轉(zhuǎn)換與表達(dá)等繪制造物產(chǎn)量分布圖。農(nóng)業(yè)專題地圖分析。經(jīng)過ＧＩＳ提供的覆合疊加功能將不同農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)組合在一同,構(gòu)成新的數(shù)據(jù)集。例如,將土壤類型、地形、作物覆蓋數(shù)據(jù)采用覆合疊加,建立三者在空間上的聯(lián)絡(luò),可以很容易分析出土壤類型、地形、作物覆蓋之間的關(guān)系。技術(shù)之二：GIS——地理信息系統(tǒng)

作為準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的中心組件：GIS將專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等組合起來，作為容器的作用。GIS綜合處置經(jīng)過RS、GPS獲得的環(huán)境及相關(guān)數(shù)據(jù)和各種環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。土壤速效氮的空間分布圖北京昌平精細(xì)農(nóng)業(yè)示范區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖、土壤采樣規(guī)劃圖和示范區(qū)土地利用規(guī)劃圖技術(shù)之三：RS——遙感系統(tǒng)〔RemoteSensing—RS〕遙感是精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中支持大面積快速獲得田間數(shù)據(jù)的重要工具。遙感技術(shù)可以利用高分辨率〔米級分辨率〕傳感器，在不同的作物生長期，實(shí)施全面監(jiān)測，根據(jù)光譜信息，進(jìn)展空間定性、定位分析，為定位處方農(nóng)作提供大量的田間時空變化信息遙感技術(shù)可根據(jù)對遙感資料的解譯,獲得所研討區(qū)域內(nèi)有關(guān)信息,具有宏觀、快速、動態(tài)等特點(diǎn)遙感的主要機(jī)理1、不同含水量的土壤具有不同的地表溫度,因此具有不同的熱紅外特性和熱輻射特性。2、農(nóng)作物不同生長期和不同生長情況均有不同的光譜反射曲線。3、不同的物體，反射的光譜不同。遙感平臺〔1〕遙感車：2～25米〔2〕氣球：50～100米〔3〕飛機(jī)：1500～2500米〔4〕衛(wèi)星：900千米2、遙感信息〔1〕十米分辨率衛(wèi)星遙感信息〔SPOT〕；〔2〕一米分辨率全色和四米分辨率多光譜衛(wèi)星遙感信息；〔3〕航空像片〔4〕2～25米高度地物光譜儀獲取的信息；〔5〕50～100米多光譜相機(jī)獲取的信息。用于遙感的設(shè)備高分辨率商用衛(wèi)星。由于美國政府放寬了對高分辨率衛(wèi)星技術(shù)限制,自1997年開場,陸續(xù)發(fā)射一批高分辨率的商業(yè)衛(wèi)星,而且,商業(yè)衛(wèi)星影像初次突破了1m分辨率的界限。合成孔徑雷達(dá)合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)是一種相對較新的遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng),它的最大優(yōu)勢就是具有全天時、全天候以及能很好地反映構(gòu)造信息的才干。分航空機(jī)載合成孔徑雷達(dá)和星載雷達(dá)系統(tǒng),它們主要包括俄羅斯的ALMAZ-1、歐共體的ERS-1和ERS-2、日本的JERS-1、美國和歐共體的SIR-C/X-SAR以及加拿大的RADARSAT等。1997年底,我國的衛(wèi)星地面接納站將能接納一切正在運(yùn)轉(zhuǎn)的雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)。數(shù)字相機(jī)數(shù)字相機(jī)是從輕型飛機(jī)上獲取或搜集資源信息的最新工具之一,與衛(wèi)星影像和航空攝影相比,它可獲得近似實(shí)時的數(shù)字影象航空錄像自80年代以來,航空錄像曾經(jīng)成為資源管理者的一個遙感手段。優(yōu)點(diǎn)：價錢低廉。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中RS系統(tǒng)的主要作用

遙感在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的主要用途：獲取小區(qū)域長勢與背景的差別，從而提供精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施定位處方農(nóng)作所需的信息。利用遙感技術(shù)在作物生長不同階段進(jìn)展觀測,獲得不同時間序列的圖像,農(nóng)田管理者可以經(jīng)過遙感提供的信息,及時發(fā)現(xiàn)作物生長出現(xiàn)的問題,采取針對措施進(jìn)展田間管理(如施肥、噴施農(nóng)藥等)。管理者可以根據(jù)不同時間序列的遙感圖像,了解不同生長階段中作物的長勢,提早預(yù)測作物產(chǎn)量。分。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中RS系統(tǒng)的主要研討方向

〔1〕作物長勢及其背景的監(jiān)測：運(yùn)用高分辨率〔米級分辨率〕傳感器，在不同的作物生長期，實(shí)施全面監(jiān)測，根據(jù)光譜信息，進(jìn)展空間定性、定位分析，為定位處方農(nóng)作提供根據(jù)；〔2〕運(yùn)用多種遙感信息，分析葉綠素含量、葉綠素密度與干物質(zhì)積累的關(guān)系；〔3)運(yùn)用多光譜遙感信息〔紅外波段〕，在有作物條件下監(jiān)測土壤水分。技術(shù)之四：DSS——決策支持系統(tǒng)

利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數(shù)據(jù)庫,針對小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長環(huán)境和生長條件時間和空間上存在的差別,作出分布式投入決策,即生成田間投入處方圖(treatmentmap)。精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中，DSS根據(jù)作物生長、作物栽培、經(jīng)濟(jì)分析、空間分析、時間序列分析、統(tǒng)計分析、趨勢分析以及預(yù)測分析等模型，綜合土壤、氣候、資源、農(nóng)用物資及作物生長有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)展決策，結(jié)合農(nóng)業(yè)專家知識，對不同的決策目的分別給出最優(yōu)方案，用以指點(diǎn)田間操作。技術(shù)之五：CDS——信息采集與處置技術(shù)信息采集與處置技術(shù)是獲取各種信息的重要手段。精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)首先在于認(rèn)識農(nóng)田小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長環(huán)境和生長情況的差別,而這必需依賴于各種先進(jìn)的傳感器,如土壤容重、土壤堅實(shí)度、土壤含水量、土壤pH值、土壤肥力(N、P、K含量)、大氣溫度、大氣濕度、風(fēng)速、太陽輻射、作物生長情況、作物產(chǎn)量等各種類型傳感器。(1)產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集。帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量丈量的谷物結(jié)合收割機(jī),在收獲的同時,每隔1.2秒記錄當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)量,記錄數(shù)據(jù)以文本方式(經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量和谷物含水量)存儲在磁卡中,然后讀入計算機(jī)進(jìn)展處置。(2)土壤數(shù)據(jù)采集。土壤信息普通包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、pH、土壤壓實(shí)、耕作層深度等。利用GPS在田間定位,采集土樣。儀器：土壤營養(yǎng)快速測試儀器、TDR技術(shù)的土壤水分丈量儀器、基于MR技術(shù)的多光譜SOM測試儀器(3)苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集。利用機(jī)載GPS或人工攜帶GPS,在田間行走中隨時可定位,記錄位置,并記錄作物長勢或病蟲草害的分布情況。近年來,由于NIR視覺技術(shù)、圖象方式識別、多光譜識別技術(shù)的開展,有關(guān)苗情、雜草識別快速監(jiān)測儀器不久將研制出來,并投入運(yùn)用。(4)其它數(shù)據(jù)采集。地形邊緣丈量,普通利用帶GPS的機(jī)動車或人工攜帶GPS在田間邊境循環(huán)行走一圈,就能將邊境上的點(diǎn)記錄下來,經(jīng)過平滑構(gòu)成邊境圖。另外,還要獲取近年來輪作情況、平均產(chǎn)量、耕作和施肥情況,作物種類、化肥、農(nóng)藥、氣候條件等有關(guān)數(shù)據(jù)。土壤熱特性丈量方法

土壤的含水率與電導(dǎo)率

技術(shù)之六：IAM－－智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械IAM是實(shí)現(xiàn)精細(xì)農(nóng)業(yè)的重要設(shè)備。智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械首先必需利用DGPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位,然后必需根據(jù)田間處方圖生成的智能控制軟件,針對農(nóng)田小區(qū)存在的差別自動執(zhí)行分布式投入決策。各種智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械:帶DGPS和產(chǎn)量傳感器的結(jié)合收割機(jī)自動控制精度平地機(jī)自動控制精細(xì)播種機(jī)自動控制施肥機(jī)自動控制施藥機(jī)配備DGPS系、谷物流量傳感器、田間信息管理系統(tǒng)、作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合收割機(jī)。

變量噴藥機(jī)－根據(jù)處方圖和DGPS定位，調(diào)理藥量和霧滴大小。

雜草分布圖播種密度圖技術(shù)之七；變率處置技術(shù)(VRT)

變量投入技術(shù)VRT〔VariableRateTechnology〕是指安裝有計算機(jī)、DGPS等先進(jìn)設(shè)備的農(nóng)機(jī)具，根據(jù)它所處的耕地位置自動調(diào)理物料箱里某種農(nóng)業(yè)物料投入速率的一種技術(shù)。變率處置技術(shù)(VRT)準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是對田間作物消費(fèi)的非均勻的變動管理,針對大田內(nèi)不同小區(qū)采用變率技術(shù)，實(shí)施物質(zhì)的變量投入,從整體上降低物質(zhì)耗費(fèi),發(fā)揚(yáng)資源的最大潛力和效益,同時實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的維護(hù)。VRT的運(yùn)用對象：小顆粒狀或液體肥料、殺蟲劑、種子、灌溉水或多至10余種化學(xué)物質(zhì)混合而成的藥劑等多種不同的物質(zhì)。組成：變量投入系統(tǒng)通常主要包含流動作業(yè)機(jī)具、調(diào)理實(shí)踐物流速率的控制器、定位系統(tǒng)在傳統(tǒng)的機(jī)具上，操作者通常經(jīng)過察看儀表板來控制物料的投入速率。而在集成有GPS和GIS的機(jī)具上，這種投入速率可以隨機(jī)具的挪動而自動地進(jìn)展改動。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成1、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)計算機(jī)控制系統(tǒng)集成包括土壤信息和產(chǎn)量信息的空間定位、GIS與農(nóng)作物專家系統(tǒng)耦合生成空間定位農(nóng)作處方、以及土壤和產(chǎn)量信息的累積和農(nóng)作處方更新。2、智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)集成包括適宜小麥、玉米的耕作、播種、噴藥、灌溉、收獲等農(nóng)作機(jī)械的配套、性能價錢優(yōu)化和智能化。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成實(shí)例:RDS模型五、我國準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀和開展方向

國內(nèi)開展現(xiàn)狀目前我國關(guān)于準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的研討和運(yùn)用還處于起步階段。精細(xì)農(nóng)業(yè)的技術(shù)思想已開場在我國傳播和引起科技和產(chǎn)業(yè)界的注重。北京和上海精細(xì)農(nóng)業(yè)示范工程工程已開場啟動實(shí)施。東北墾區(qū)近兩年已分別引進(jìn)了CASE和JohnDeere公司消費(fèi)的，帶產(chǎn)量監(jiān)視器的谷物結(jié)合收割機(jī)各一臺，華南農(nóng)大引進(jìn)了一臺帶DGPS和FieldStar農(nóng)田之星的MasseyFegurson遷延機(jī)，著手開展引進(jìn)技術(shù)的實(shí)驗研討。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)精細(xì)農(nóng)業(yè)研討中心、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土肥所、浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院、西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位，近兩年來先后引進(jìn)了DGPS、GIS、RS設(shè)備開展了有關(guān)的研討任務(wù)。相關(guān)的研討任務(wù)：農(nóng)作物生長性狀遙感監(jiān)測、土壤營養(yǎng)和水分快速監(jiān)測、作物生長模型、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、施肥、噴藥、灌溉的智能化技術(shù)研討曾經(jīng)展開。我國準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀新疆和北京分別建立了用全球定位系統(tǒng)和遙感控制農(nóng)業(yè)機(jī)械操作的實(shí)驗地。國家在863方案中已列入了準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的內(nèi)容,國家計委和北京市政府共同出資在北京搞準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)示范區(qū)。中國科學(xué)院也把準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)列入知識創(chuàng)新工程方案中國農(nóng)業(yè)大學(xué)成立了“精細(xì)農(nóng)業(yè)研討中心〞,北京市、東北等地域正在預(yù)備進(jìn)展精細(xì)農(nóng)業(yè)的實(shí)際。河北農(nóng)大設(shè)立了準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)專業(yè)我國推行準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的限制要素〔1)中國農(nóng)田類型多樣,分布零星。中國大部分農(nóng)田處在丘陵地域,雖有大片的平原,但不多,主要集中在北方;南方農(nóng)田分散在丘陵、山區(qū)或半山區(qū)間,田塊破碎,高低不平,由遷延機(jī)牽引及灌溉、翻耕、施肥于一體的結(jié)協(xié)作業(yè)機(jī)械在這樣的地域很難實(shí)施?！?〕農(nóng)戶組織松散，農(nóng)戶土地運(yùn)營規(guī)模小,人均耕地數(shù)量少,很難實(shí)現(xiàn)某個作物的大面積種植。我國推行準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)的限制要素(3)準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)投資宏大。目前,中國農(nóng)業(yè)根底薄弱,鄉(xiāng)村貧困,相當(dāng)長的時期內(nèi)依然是小農(nóng)經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)成分,這種情況下,高投入的準(zhǔn)確農(nóng)業(yè)在中國的絕大部分農(nóng)業(yè)區(qū)還難以付諸實(shí)施。(4)我國農(nóng)業(yè)信息化程度有待于開展，相應(yīng)的組件要進(jìn)口，費(fèi)用高，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度低,一時很難全面