04精准养分管理-我国精准农业发展模式探讨.doc

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1、精准养分管理我国精准农业发展模式探讨白由路金继运中国农科院土壤肥料研究所　　在农业现代化的进程中，工业化时代给农业带来了机械化和合成肥料，技术时代给农业提供了系统工程和自动化，信息时代给农业带来了综合的技术进步??精准农业（PrecisionAgriculture）[1]。根据我国的基本国情，我国农业现代化的进程尚处于第一阶段。但是，农业跨跃式发展的道路和现化技术对农业的影响，不可能使我国农业沿着过去的模式发展下去。精准农业的冲击波已经波及到了我国农业的科技领域，正在悄悄走入我国的农业生产中。在我国目前的生产体制下，如何使我国精准农业健康地发展

2、下去，还有许多问题需要探讨。本文结合我国目前农业发展现实，就精准农业在我国的发展模式作以探讨，旨在为精准农业的发展提供依据。　　1规模经营条件下的精准变量管理发展模式　　目前，我国尚有许多规模经营的农场，随着市场经济的深入，农业生产的规模也有扩大的趋势。在这种条件下，目前以“3S”为核心的精准农业技术是十分可行的。在这些地区，精准农业所要求的高度机械化、自动化条件均可得到满足，精准农业的实现不仅有利于提高农业生产的效益，降低生产成本，也有利于生态环境的保护。精准农业不仅有利于经营者，也有利于消费者[2]。由于精准农业涉及的面较广，这里仅以土壤养

3、分的精准农业管理为例，说明规模经营条件下精准农业变量管理的精准农业发展模式的技术构成与应用。　　1.1规模经营条件下精准农业的设备及用途　　以“3S”技术为基础的精准农业是规模经营条件下精准农业的发展模式的基础。其主要设备包括：　　1.1.1田间数据库　　精准农业的管理特别强调地块内的变异性，所以田间数据库必须是以地块内的变异为主，主要包括作物的种植历史、地块内单独小区的土壤测试值等，这些信息都必须具有地理坐标。　　1.1.2地理信息系统软件　　地理信息系统软件（GIS）提供了表达图形、分析和综合数据的工具，并且能链接地块内精准的管理信息。　　

4、1.1.3全球卫星定位系统　　全球卫星定位系统（GPS）是由美国地球轨道组成的，它能使地块内的操作管理定位准确，且更加实时。在土壤取样过程中，采用GPS定位，可在GIS系统中成生土壤测试图和管理图，并在GPS导航系统的支持下，实施变量管理。　　1.1.4遥感系统　　　　通过陆地卫星或其它形式的遥感系统，可即时获得田间的数据，通过不同波段的反射光谱分析，可得到土壤、作物田间的生长情况，并能实时反馈到计算机中，帮助了解地块内土壤和作物的空间变异情况，以便进行管理决策。　　1.1.5便携式电子监测系统　　　　该系统可在较近的距离内即时监测和分析土壤、

5、作物养分状况。其原理与遥感系统基本相似，但由于其距离近，所以它更加准确、实时，该系统更有助于发现田间管理中出现的问题。　　1.1.6田间实时作物计产器（On-The-GoYieldMonitor）　　该装置与GPS联用，可在作物收获时即时记录每个位点的作物产量，并能显示或存储在计算机中作以后分析，也能做成田间作物产量分布图。该图与其它图层叠加，能分析其它因素对产量的影响率，如土壤类型、土壤肥力、杂草密度、排水状况等因素。　　1.1.7变量控制系统　　　　通过对作物产量、目标产量、土壤肥力等指标的分析，可形成作物管理图，为了在不同的地点实施不同的

6、管理，必须具有变量控制系统方能实现。在土壤养分管理中，通过综合分析得到的肥料施用图输入计算机，在GPS的导航下，变量施肥机具在不同的位点上，施用不同的肥料用量，使土壤养分的施肥更加合理精准。　　1.2规模经营条件下精准农业的实施　　精准农业是以田间的空间变异信息为基础的，这里还以土壤养分的精准管理为例说明在规模经营条件下精准农业的具体实施步骤。　　1.2.1土壤养分空间变异信息的收集制图　　土壤养分空间变异信息的收集是精准农业中土壤管理的最基础工作之一。目前，在精准养分管理中，使用最普遍的方法是通过网格取样，然后进行室内分析，这样可得到不同种类

7、的土壤养分测试结果。然后，在GIS的支持下，通过各种插值技术，形成土壤养分分布图。有关这部分工作在《基于Arc/Info的土壤养分图制作技术》一文中详细介绍。　　1.2.2土壤养分管理图的制订　　　　通过土壤养分图，然后再根据作物种类、前期作物产量、目标产量等，制定出土壤养分管理图，也就是施肥图。在这个过程中，有许多数学模型需要应用。该过程可在专用软件包上进行，也可自己建立施肥管理模型。　　1.2.3采用变量控制技术实施变量管理　　　　变量控制是精准农业的核心。在具体实施过程中，可将土壤管理图（施肥图）输入计算机中，该计算机可通过指令控制带有G

8、PS导航和变量操作系统的农业机械，从而实施肥料施用的变量控制。对于可变的单元面积由GPS分辨率、变量控制的反应时间、土壤管理图的精度等决定。至此，通过