“互联网+”现代农业 (32).pdf

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1、6.4 精准农业实践探索 精准农业也称为精确农业，核心在于“精准”二字，摒弃传统农业的粗放式作业和模糊 式经营，积极开展精准农业实践探索，是当代农业科技工作者的肩头重任。 国外学者将农业时代的传统农业称为农业 1.0， 工业时代的机械化集约农业称为农业 2.0， 基于资源节约、环境友好和投入品高效利用的精准农业称为农业 3.0，将基于人工智能的未 来智慧农业称为农业 4.0。农业 3.0 是正在探索的精准农业，重视资源节约和环境友好，关 注投入品的使用效率和效益。 针对过量使用化肥、农药等农业投入品和农业面源污染日益严重等问题，我国提出“一 控两减三基本”：控制农业用水总量，减少化肥、农药施用

2、总量，基本实现养殖废物、作物 秸秆、农业投入品废弃物的资源化利用和无害化处理。这是精准农业实践的基本背景：科学 使用农业投入品，实现资源节约、环境友好和资源高效率利用。所谓精准农业，是以信息技 术为支撑，根据空间变异，定位、定时、定量地实施农事操作与管理的农业生产管理体系。 精准农业是以农业资源环境本底数字信息资源为基础，根据农业生物生长发育需求，精量、 准确使用农业投入品，实现资源节约、环境友好和资源高效利用。 精准农业目标状态，可以概括为营养供给精量化、环境控制精准化、过程控制精细化、 农事作业高效化。 在营养供给精量化方面， 植物生产应根据土壤养分供给情况和农业植物的 需求情况，研发精准

3、播种、精准施肥、精准灌溉、水肥一体化技术等；养殖领域则应研发根 据动物生长发育阶段的差异化配方和差异化日粮标准， 或研发能自动生成个性化配方和日粮 标准的专家系统。 环境因子处于生物需要的最适状态时， 生物生长发育就能达到最佳状态， 从而达到高产、 优质目标。实现环境控制精准化，在智能温室和设施养殖方面得到了较充分的应用。通过农 业物联网和自动控制系统，实现环境控制精准化，智能温室可将温度、湿度、光照等环境要 素控制在植物生长发育的最适范围；露地生产依托传感技术、遥感技术、物联网技术和地理 信息技术，实施基于环境状态精准调控的农艺措施。 任何生物在不同生长发育阶段， 对环境条件和营养供给的要求

4、不同， 过程控制精细化就 是根据生物生长发育进程和资源环境要素的动态变化， 实时生成基于精细化过程控制的农艺 措施并自动实施，同时根据实施效果的实时监测情况，实施随动精准化调控优化方案。 目前，农事作业高效化主要从以下三个方向开展研究与实践：一是轻简化栽培，适当减 少效率较低的农事作业， 既可以降低农业生产的活劳动消耗， 同时也能减轻对农业生物的物 理损伤。二是靶标化作业，害虫防治领域的靶标施药是可省工、省药、提高防治效果，靶标 施肥也是精准农业的重要研究方向。 三是农事作业一体化， 基于滴灌设施的水肥一体化技术 已基本成熟，播种覆膜一体化作业的农业机械也已推广。 精量播种是根据预先设计的田间

5、基本苗要求， 实测种子发芽率， 利用精量播种机械或印 刷播种技术，实施定量、准确播种，在保证田间基本苗的前提下节约用种。目前精量播种技 术已趋成熟， 各种精量播种机械的工艺水平不断提高， 水稻生产领域的印刷播种技术更具特 色，将杂交稻种子均匀地排印在长卷特殊纸张上，再将长卷纸铺设到田间，实现精量播种。 精准播种是在精量播种技术的基础上， 根据不同地块的肥力水平和生产能力， 利用专家系统 实时生成不同地段的差异化播种量，并实施精量播种。 节水农艺措施研究和利用具有悠久的历史， 从新疆的坎儿井到地膜覆盖， 通过减少水分 蒸发实现节约用水； 喷灌设施在节水的同时降温以改变田间小气候， 滴灌设施可将水

6、分准确 地滴到作物根际，具有很好的节水效果；模拟自然降水过程的智能温室灌溉系统，实现了根 据植物生长发育进程和需水规律与仿自然生态的有效协同， 智能温室内的精准灌溉系统可以 根据土壤墒情、植物需水特性实现精准灌溉。严格说来，精准灌溉是根据土壤墒情和植物需 水特性，利用工程技术手段和自动控制系统，实现对植物水分的实时、定量、定位、精准供 应。 土壤墒情传感器是精准灌溉的基础设施， 根据植物需水特性和土壤墒情进行供水决策的 专家系统是精准灌溉的基础平台。 测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础， 根据作物需肥规律、 土壤供肥性能 和肥料效应， 在合理施用有机肥的基础上， 提出氮、 磷、 钾及

7、其他营养元素肥料的施用数量、 施肥时期和施用方法。 测土配方施肥是施肥技术的革新和发展， 精准施肥则是在测土配方施 肥技术基础上的新一轮升华。 精准施肥是以作物生长模型和作物营养专家系统为基础， 以差 异化土壤理化性质、 气象因子和作物生长发育状况大数据资源为支撑， 依托现代工业装备技 术的现代化施肥技术体系。精准施肥是农业传感技术、遥感技术、地理信息技术、农业生物 技术、 机械装备技术和化工技术的优化组合。 其中机械装备技术是指研发专用施肥机械以实 现定点施肥，化工技术是指肥料研发中的缓释肥、控释肥和特殊肥料剂型研发。 水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。 一套完整的水肥一体化

8、系统包 括水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统和滴水器等组成部分。布设在田间的各种土壤 传感器获取土壤养分和水分的实时数据， 通过物联网体系反馈到水肥一体化的计算机控制系 统， 根据田间作物对水分和养分的需求情况决策供水供肥策略并制订水肥配比， 再由首部枢 纽控制供水供肥具体数据， 通过恒压变频供水系统和输配水管网向田间供给含肥水液， 最后 通过田间滴水器均匀、定时、定量供水供肥，浸润作物根系生长区域，使根系始终保持疏松 和适宜的含水量及养分供给水平。 精准农业重点关注农业投入品的使用效率和效益， 是贯彻绿色发展理念， 实现资源节约、 环境友好的重要实践方向， 依托数字农业建设所提供的农业大数据支撑， 精准农业的实践领 域必将进一步拓展。