精準農業應用
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精準農業應用范文第1篇
中圖分類號：S-3 文獻標識碼： A DOI：10.11974/nyyjs.20170229022
我國是一個農業大國，擁有近8億的農民，用占世界7%的耕地面積養活了世界22%的人口， 國際上近年來把精準農業作為農科學研究的熱點領域，是農業生產與高新技術相結合的新型農業發展模式。它的特點是“精確”，它充分體現的是因地制宜，科學管理的思想觀念，其核心技術是“3S”技術與計算機控制系統。
1 精準農業
1.1 精準農業（precision Agriculture）的核心思想
精準農業（precision Agriculture，簡稱PA）是農業實現低耗、高效、優質的重要途徑，是由信息技術支持的根據空間變異，定位、定時、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統[1]， 實時獲取地塊中每個小區內的土壤信息、農作物信息，診斷作物的長勢和產量在空間上形成的差異是PA的內涵思想，并對每一個小區做出分析，決策，隨后進行灌溉、施肥以及噴藥，從而使水、肥以及殺蟲劑的利用率被最大限度地利用，增加產量，減少環境污染，進而高效地利用各類農業資源，取得非常可觀的經濟效益和環境效益。
1.2 精準農業的技術核心
實現PA，它的核心是除了建立一個完善的地理信息系統（GIS），還有全球定位系統（GPS）、遙感（RS）、傳感器以及檢測系統等。前3項組成了 “3S”技術，若要對農作物抽樣調查，獲取作物生長的各種影響因素數據，那就離不開3S技術，同時可以實時采集時間、空間變化信息，繪制電子地圖，并對其進行加工處理，還可對精準農業的效果、效益進行評估（圖1）。
1.3 S技術在精準農業中的綜合應用
1.3.1 GIS技術的應用
地理信息系統（GIS，Geographical Information System）作為農田空間數據庫采集、分析、處理和顯示地理空間信息的計算機軟件平臺。其在精準農業中的應用主要包括以下幾個方面：
GIS能作為農田空間數據庫的管理系統。它即管理農業空間數據庫，也能實現對土壤性狀、自然條件、農作物長勢狀況及產量等數據遠程查詢，也能參與分析，最終顯示與輸出分析的結果； GIS能繪制農作物產量分布圖。在新型聯合收割機上安裝GPS，每隔幾分鐘，GPS就記錄下它的位置， 而產量計量系統能自動稱出農作物的重量，此時計量儀器能測出農作物流入Υ娌值乃俁群筒獬鲆丫流出的總量，所以一旦結果顯示，就記錄在農田空間數據庫中； GIS可以分析農業專題圖。GIS有空間疊置功能，能將不同類型農業專題數據疊置在一起，形成新的數據集，從而能分析出土壤中各種限制因子與作物的相互影響。
1.3.2 GPS技術的應用
GPS在精準農業中非常重要，它可以精準定位，精準施肥，精準灌溉，精準噴藥以及精準耕作，GPS根據地區不同，土壤類型差別以及土壤中各種養分的盈虧狀況，作物的差異和作物的需求狀況，將微量元素與有機肥科學配方，做到精準施肥；同時，GPS利用土地參數采樣器，采集植物的生態環境等參數，通過GPS中心控制基站，然后讓專家系統進行植物分析，可以做到精準調控節水灌溉系統；GPS也能監測病蟲草害，它能連接高質量的視頻攝像系統，可以收集原始數據，分析圖像，實時監測田間作物，從而能得出受災范圍與位置，還可跟蹤蟲害的遷飛路線、種群數量和受災程度，病蟲害發展方向及流行趨勢，隨后可選擇裝有差分GPS的飛機引導飛行員在特定的路線與高度進行噴灑；精確種子與播種工程有機結合，能讓播種機均勻播種，深淺一致，這樣可以使田間作物獲得充足的營養，收獲機械不但可以顆粒歸倉，而且還能根據一定的標準準確分級，所以GPS能減少肥料和農藥的消耗、精確灌溉、精準播種，而且還有助于提高作物產量。
1.3.3 RS在精準農業中的應用
遙感（RS）是不接觸物體，對目標或自然現象遠距離探測和感知的一種新型技術。RS不僅全面、準確、實時地提供作物生態環境，而且還可以提供作物生長的各種信息。所以RS是獲取田間數據的重要來源，因此RS在作物產量預測，農情宏觀預報等方面提供重要依據。
2 結語
目前，關于3S技術的運用仍然是精準農業發展的核心，精準農業是一種綜合性很強的復雜系統，用GIS將土壤和作物數據進行存儲、整理、分析，利用RS可以全面、準確及時的獲取多光譜、大范圍的田間遙感數據，利用GPS技術，配合RS和GIS，能夠對農作物產量分布，土壤成分進行監測，做到合理施肥、精準灌溉、精準噴灑農藥和精細耕作，從而實現了農業低耗、高效和優質，精準農業在3S技術支持下具有精準定位、技術性強，定量化的特點，其中，GPS與GIS的結合提供了精準位置；提供了定量的田間作業與管理的技術手段，RS與GIS的結合能提供建立農田基礎數據庫所需的多種數據源，因此可以優勢互補 ， 從而促進精準農業的發展。
參考文獻
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精準農業應用范文第2篇
關鍵詞：精準農業；科技創新；制約因素；對策；山東
中圖分類號：S127文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2017）03-0143-05
AbstractOn the basis of analyzing the research and applications of precision agriculture at home and abroad， the common restriction factors in the technological development of precision agriculture in China and the main problems in scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong Province were found out. The key direction of scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong was cleared， and the related countermeasures and suggestions were put forward.
KeywordsPrecision agriculture； Scientific and technological innovation； Restriction factors； Countermeasures； Shandong
山東是農業大省，糧食產量全國第三，蔬菜、水果、畜產品和水產品產量全國第一，但存在大而不強、多而不優、快而不穩的問題。通過精準農業科技示范工程，在山東優勢農業領域打造一批精準農業綠色發展模式，實現種、肥、水、藥等生產要素的高效利用，減少浪費、提高效益、保護環境，提升農業現代化水平，是山東省現代農業發展的內在需求。
本項目從山東農業實際出發，貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，圍繞山東精準農業發展的重大需求，以資源環境約束問題為導向，以實現農業生產全過程精準化管理為目標，按照關鍵技術突破、服務一體化設計[1]，充分利用國家農村農業信息化示范省建設成果，廣泛吸納國內外先進成熟經驗，以切實服務山東區域農村經濟和社會發展為重點，發揮專家咨詢和政府引領作用，有效聚集創新要素和資源，研究提出精準農業科技創新的對策，促進山東農業的轉型升級和現代農業的發展。
1精準農業的內涵與發展概況
1.1精準農業的涵義
精準農業作為傳統“精耕細作”農業的現代延伸，是科學合理利用農業資源、提高農作物產量和品質、降低生產成本、解決改善生態環境及促進經濟和環境協調發展的典范[2]。
精準農業是由信息技術支持的根據空間變異，定位、定時、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統[3]。實施精準農業就是要確保我國農產品總量、調整農業產業結構、改善農產品品質、解決資源缺乏且利用率低及環境污染等問題的有效方式[4]。
1.2國外精準農業研究與應用概況
20世紀90年代精準農業首先在美國、加拿大進行產業化實施，目前部分精準農業技術和裝備已經成熟，但還沒有形成系統，仍然處在研究發展階段[5]。
美國最早將3S技術應用于精準作業、農情監測等方面。據統計，美國有近16萬個年收入25萬美元以上的大規模農場，其中60%～70%采用精準農業技術，提高產量、降低成本[6]。在GPS產業化方面，幾家大規模農機制造商成功推出綁定GPS系統的精準農機，并提供精準作業服務。
加拿大多年碇鋁τ諞勞GPS系統開展精準耕作，提倡民間資本進入導航產業，鼓勵企業將GPS技術用于精準農業領域，參與導航基礎設施建設，并由政府購買企業的導航定位、數據挖掘等增值服務。
法國不斷探索將衛星應用技術推廣到農業生產中，開展精準農業，提高農業生產效率。在精準作業方面，通過引進基于GPS的大型農機、自動導航駕駛儀等設備，農業機械精準作業水平得到了顯著提升，逐步實現了變量施肥、變量施藥、變量灌溉等精準作業。
韓國注重農業衛星應用技術的實效性和產業的延續性，現已形成完善的農業衛星應用體系，利用農情監測、精準作業等手段實現農業增產、穩產，并通過商業化運營開展數據增值業務，政府和民間資本共同注資建立精準農業應用公司，向大規模農戶提供精準作業服務。在精準作業方面，基于GPS發展導航產業，實現農田精細耕作。
1.3國內精準農業研究與應用現狀
我國精準農業研究始于20世紀90年代[7]。1999年，黑龍江農墾總局從美國凱斯公司購買了20臺2366軸流谷物收獲機，并在其中1臺上安裝了精準農業系統，標志著精準農業在我國實施的開始。此后，北京、陜西、黑龍江、新疆、內蒙古等地相繼建起了一批具有一定規模的試驗區[8]，如北京小湯山精準農業開發園區。目前，國家“863計劃”已在全國20個省市開展了“智能化農業信息技術應用示范工程”。但從總體上看，我國的精準農業仍處于試驗示范和孕育發展階段[9]，目前還存在技術支持不足、信息收集系統不全、專家系統未完善等問題，特別是高精度農業機械精密控制系統產品長期依賴國外產品，成本投入過高，嚴重影響了我國精準農業的發展。
1.4山東省精準農業技術研究與應用情況
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006―2020年）》后，山東把農業精準作業與信息化作為農業領域科技發展的優先主題[10]，列入省科技支撐計劃、星火計劃、農轉資金、國際科技合作專項及科研院所技術開發研究專項等計劃的支持，以建設智慧農業為目標，依托數字農業技術、精準作業技術、物聯網技術、農村信息服務技術等，研發了一批核心關鍵技術產品，有利地推動了農業生產的智能化、管理數據化、服務在線化，在引領和支撐山東現代農業發展上發揮了重大作用；利用多種方式構建“官產學研用”相結合的協作機制，通過政策引導、產業化推動、人才培養、研究創新以及示范帶動[11]，有力地推動了山東精準農業的發展。
近年來，山東省結合國家示范省建設，圍繞特色優勢農業產業發展需求，重點面向設施蔬菜、設施畜禽、設施水產等領域開展農業物聯網、精準農業等規模化示范應用，重點在1 000多個設施蔬菜大棚、300萬平方米水產養殖場和200多個規模化設施豬、牛、雞養殖場推廣應用物聯網和精準農業生產技術，實現了生產現場的信息采集、無線傳輸、智能處理、智能控制，生產效率有了明顯提升，示范和輻射帶動作用明顯。
2精準農業發展及其科技創新存在的主要問題2.1制約我國精準農業發展的共性因素
2.1.1成本因素精準農業機構實施的做法在農場產生額外的費用被認為是過度消費，尤其是在以家庭為單位的生產模式和在產品價格比較低時。
2.1.2農藝障礙因素早期的精準農業應用某些謹慎和有效率的方法如產量映射擴展法、選站點的具體做法，包括作物營養和精確農業信息系統等，在大多數情況下精準農業的快速發展受益于改良土壤和投入管理，使得作物產量、品質和銷售業務顯著提升。但精準農業目前仍處于農藝學嬰兒期[6]，存在重大障礙。
2.1.3技術障礙國外對于先進農業技術設備的壟斷，國內農業科技的落后，研發能力的不足，致使我國精準農業技術裝備大量依靠進口，專用肥料和作物品種的開發也嚴重依賴進口。
2.1.4傳統因素國外精準農業技術是針對大平原地區、大塊農田來實施，而我國復雜的地形條件，各式各樣的農田類型，農機化技術水平、土地利用率、規模化集約化程度、綜合生產力等都與發達國家相比存在相當大的差距，且大都是以農戶為單位的小塊耕作，大型智能農業機械在有些地區根本就無法實施。
2.1.5基礎設施因素我國農業基礎相當薄弱，發展相對滯后，還達不到精準農業的相關要求。據調查，由于農田水利灌溉設施老化，現有耕地有效灌溉面積不足45%，中低產田比例高達78%[12]。此外，農村青壯年勞動力中，文化程度在初中及以下的占90%，而大專及以上的僅占0.6%。
2.2制約山東省精準農業發展的主要因素
一是耕地類型差異、地形條件及不同地貌區域經濟發展水平差異較大，耕地高度細碎化，農業機械化和集約化水平不高。二是農業基礎設施建設滯后，經濟效益顯現時間漫長，農民素質整體水平不高。三是信息技術和裝備對農業支撐不夠，設施裝備簡陋，特別是計算機管理不能完全配套，難以達到精準操作，專用品種及肥料的研發滯后[13]。四是經營管理水平較低，行業質量標準難以統一，產品市場定位不明確針對性不強，缺乏專門的營銷配送網絡，經濟效益不高。五是精準農業關鍵技術仍依靠國外引進，成本較高且針對性不強。山東精準化養殖走在全國前列，但大田的精準化作業與東北相差很大，智能化農機裝備少。
2.3山東省精準農業科技創新存在的主要問題
2.3.1創新效率與產出效益不高山東在人均課題數量、獲獎成果、技術性收入等方面與先進省市相比差距較大，在國內外有重大影響的科研成果相對較少，農業科技投入增幅有限，農業科研成果產出效率較低。
2.3.2科研隊伍整體實力不強有重大學術影響的專家和創新團隊少，部分領域缺乏高水平學科帶頭人，高層次后備人才儲備不足。
2.3.3相關學科發展不平衡農業科研院所、高等院校之間發展不平衡，內部存在著學科研究方向不明、布局重復、傳統優勢學科弱化、新興學科發展緩慢、綜合學科不強等問題。高水平研究人才主要集中在幾個優勢學科，分布不均衡，科技推廣力量相對薄弱。
2.3.4農業科研成果轉化機制不完善農業科研與產業有效對接的機制以及農業科技成果快速轉化的渠道還未建立；知識產權的利用、保護和管理水平還比較低，對外農業科技合作的領域層次和機制模式等需要繼續拓展和完善，科技產業開發能力需要提升。r業科技對產業發展支撐不足，對農民增收的顯示度不高。
3支持山東省精準農業科技創新的對策建議
結合國內外精準農業的發展趨勢及具體省情，山東省精準農業科技創新應關注以下主要方向：一是糧食作物精準種植，以各級農業科技園區為主體，結合渤海糧倉工程深度實施，重點研發精準播種、收割技術以及節水、節肥精準農業技術體系。二是自主研發與引進相結合，儲備和發展精準農業信息技術、智能設備及種肥等配套物資；因地制宜地引進以以色列、荷蘭為代表的小型工廠化精準農業和投資少、對設施要求不高的新西蘭數字農業模式，推進集成創新和引進消化吸收再創新。三是開展農田信息和農情監測服務，通過地理網絡信息系統和基于傳感器的精確田間管理系統提供農田基本信息；利用衛星遙感監測數據進行產量預報，通過基于多源遙感數據的協同反演與監測提供基于農田尺度的關鍵農情參數，滿足農業生產管理的遠程調度和即時調整需求。
隨著山東農村經濟實力的不斷增強，農村土地的三權分立使土地流轉加速，農業經營規模不斷擴大，生產組織形式逐步由單家獨戶向農業合作社統一經營，精準農業技術在全省大范圍應用的時機已經基本成熟。本研究從以下幾方面提出支持山東省精準農業創新的對策建議，全面推進精準農業技術的應用和快速發展。
3.1把握精準農業科技創新重點
適應山東現代農業發展需求，堅持“三化兩型”，提升精準農業關鍵核心技術的原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新能力，加快研發性能穩定、操作簡單、價格低廉、維護方便的適用“傻瓜”型智能裝備，逐步實現精準農業技術重點領域的自主、安全、可控。
工程化：建設精準農業技術學科群，進行工程化技術創新，科學布局一批工程化實驗室，培育成果孵化平臺，構建“基礎研究-工程化-產業化”科技創新鏈條。
智能化：研發適合省情的傳感器、采集器、控制器，推動傳統設施裝備的智能化改造，提高設施和裝備的智能化水平。重點進行光、溫、水、土、肥、飼料投喂、災害防治等精準管理技術研究[14]。
機械化：以農業機械化為突破，研究適合復雜地形的大中小型智能機械，建立農業機械信息收集體系[15]，提升農業生產精準化、智能化水平。
綠色型：圍繞高效綠色種養、循環農業、資源綜合利用以及資源數據的采集、分析與管理等，開展相關工程化技術創新研發。
安全型：促進農機精準作業、遙感監測、病蟲害遠程診斷、溫室環境自動監測與控制、水肥藥智能管理、精準飼喂、水體監控、餌料自動投喂等快速集成應用，構建健康栽培、生態養殖模式和標準化體系以及質量安全可追溯體系。
3.2以農業產業發展需求為導向，開展精準農業關鍵領域創新
精準農業的發展要由市場定位， 并隨著市場的變化在更高層次上實現精準農業科技創新[16]。以市場為主導，面向產業需求，促進精準農業關鍵適用技術研發和成果轉化。一是建立以產業需求為導向的科研立項制度和機制，強化激勵機制，鼓勵科技人員通過技術入股、技術承包等形式，創辦涉農科技型企業、家庭農場、農民專業合作組織等生產經營主體。二是加強關鍵技術節點的銜接研究，精準對接產銷，推進產業鏈與創新鏈的整合。三是對接產業技術支撐體系。以創新團隊、重點實驗室、試驗臺站為主構建產業技術支撐體系，實行產業配套、技術集成、市場運作相結合，建設農業產業鏈技術支撐。四是發展科技金融。完善金融資金支持精準農業科技創新的政策措施，探索社會資金投入創新的機制[17]。五是圍繞農業轉型升級，運用跨界融合、共建共享的互聯網思維，促進現代信息技術在精準農業各環節、各行業的應用。
3.3加強政策引導，完善創新管理
充分發揮政府的引導作用，強化精準農業科技創新與服務，促進科技成果轉化[18]；持續投入、技術進步、人才儲備是精準農業科技創新的不竭動力。要加強協同創新，推進產學研、農科教緊密結合，探索科研與創新并重、創新創業一體化的科技創新管理機制，引導科技人員圍繞精準農業創新體系建設開展科學研究、技術創新和市場應用。以科企聯合研發為抓手，企業和團隊相互融合，搭建科技創業孵化服務和技術交易等平臺，加快培育領軍人才、專業人才和創新團隊，提高科研效率和效果。
3.4研究構建精準農業全程社會化服務體系
工業化、城市化的發展，造成了農村大量勞動力的轉移，精準農業是未來農業發展的趨勢。圍繞“種、管、收、運、儲、加”全產業鏈，探索建立全省精準農業社會化服務體系，通過科研院所、農業企業、專業合作組織與政府管理的緊密結合，實現科技、推廣、培訓服務一體化，推動全省精準農業科技服務社會化。
3.5構建精準農業科技創新體系
為滿足農業現代化發展的要求，研究適度規模的、高度機械化、裝備智能化的精準農業技術模式，有針對性地開展精準農業科技創新，構建農機農藝相結合的精準農業標準化技術支撐體系，集成創新支撐精準農業發展的信息化、生態化、標準化關鍵技術，研發一批適合不同區域、不同對象的精準高效的農業生產智能化裝備，培育精準農業產業集群，形成一批適合山東主要糧食作物、設施蔬菜、果樹、畜禽、海洋水產等產業特點的精準農業發展模式。具體來說，一是進行農業信息精準處理與決策關鍵技術研究；二是精矢種控制技術研究；三是水肥藥精準施用技術研究；四是高效采收控制技術研究。
3.6實施山東省精準農業科技示范工程
以切實服務山東區域農村經濟和社會發展為重點，有效聚集創新要素和資源，建立健全覆蓋全省的精準農業協作攻關體系，構建運行高效的協同創新模式。以實現農業節本增效和農田生態環境改善為目標，探索適合山東特點的精準農業發展模式和創新機制。選擇農業產業化龍頭企業、農民合作社、家庭農場、互聯網企業等市場主體，加快主要糧食作物、設施蔬菜、果樹等精準農業技術的推廣應用，通過信息化、智能控制等技術，實現農業產前、產中、產后全產業鏈上的精準化、生態化、標準化，促進農業產業結構調整和轉型升級。
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精準農業應用范文第3篇
關鍵詞：農業精準化；生產管理；技術研究
農業精準化又被稱為農業精確化、農業精細化、農業數字化或農業信息化,是依靠現代信息化技術的發展而發展起來的新型農業生產管理模式。農業精準化需要依靠衛星定位系統、遙感、地理信息系統等技術獲取土地每平方米的農作物生長情況，以便及時發現病蟲害等不利于農作物生長的情況，從而及時對農業相關情況進行管理。同時還可以實現相關農業資源的高效利用和節約，從而減少農業污染，保證農產品質量，保護生態環境不受污染，進而最大程度地實現農業的生態功能。
1國內外農業精準化發展狀況
美國早在20世紀80年代便提出了農業精準化的相關概念及構想，隨后便召開了農業精準化學術研討會，并將相關理論成果運用于實際農業生產活動中，但是相關體系并未得到完善。然而，在以美國為代表的發達國家在規模化經營，機械化操作的情況下，農業精準化逐漸發展起來，并成功獲得了良好的經濟收益。隨后，日本，荷蘭等國家也根據本國的農業生產特點，開始了對農業精準化的相關研究與應用。如今，發達國家的農業精準化相關技術設備逐漸成熟，相關控制設備，電子裝備已經被運用于農業機械上，變量播種機、變量施藥機、聯合收割機等一系列智能農業機械已逐漸占據國際市場。由此，發達國家農業精準化技術的成熟并被實際應用于現代農業生產，促進了農業生產效率的提高，加快了其現代農業高技術的發展。如今，在發達國家，農業精準化已成為高科技與農業生產結合的產業，逐漸被認為是農業可持續性發展的有效方法。在我國，20世紀90年代便有專家提出了對農業精準化的研究想法，隨后，專家們對農業精準化在國外的實際運用狀況進行了分析研究并探討了農業精準化在國內的發展前景，根據研究結果，我國開始了農業精準化的相關研究。經過一系列研究試驗，我國建立了北京小湯山精細農業示范園。
2農業精準化的相關技術基礎
農業精準化主要依靠全球定位系統、地理信息系統、遙感系統、監測及信息采集處理技術、專家決策系統以及智能化農業機械裝備技術等。
2.1全球定位系統
農業精準化生產管理中，廣泛運用了GPS以獲取相關農業信息以及精確定位。通常情況下，一般運用DGPS技術以提高精確度。這項技術最主要的特點是定位的精確度極高，并且能夠基于不同使用目的選擇不同精確度的GPS系統。
2.2地理信息系統
地理信息系統是農業精準化絕對不能缺少的技術之一，它能夠幫助我們準確有效地管理農作物生長的相關信息與數據，并且，通過該系統傳遞處理田間實際信息是實現農業精準化不可缺少的。
2.3遙感技術
遙感技術對農業精準化來說，是獲得農作物相關生長信息的關鍵技術，農作物生長環境，生長狀況以及空間相關變異信息都由它準確收集提供。
3農業精準化在設施農業生產中的實際應用
3.1精確灌溉技術在我國設施農業生產中的實際應用
20世紀80年代，我國設施農業開始發展。并在90年展迅速，進入21世紀，更是勢如破竹。在我國設施農業發展之初，之中，相關灌溉設備比較落后，存在著一系列的問題。比如，灌溉水浪費，現代化管理水平比較低，源頭取水管理水平落后，節水設施研發水平不夠等。粗放型的灌溉模式與落后的灌溉技術達不到農業精準化的相關農業生產要求。進入21世紀，為了實現對灌溉系統的靈活管理，使灌溉過程更加準確，迅速，為了實現灌溉用水的自動化現代管理，精準灌溉技術在我國農業生產中得到了廣泛地運用，逐漸研發出了滴灌，微噴灌等高效的灌溉設施。同時，全球定位系統、地理信息系統、遙感技術以及信息采集與處理技術都被運用于我國農業生產灌溉過程中，提高了灌溉用水的利用效率。
3.2精確施肥技術在我國設施農業生產中的實際運用
我國的設施農業絕大部分運用于需肥量比較大的蔬菜的生產中，然而，通常情況下，我國的蔬菜種植過程中常常出現各種養分配合比例失調，肥料使用方法不當，肥料使用過量等一系列情況，使我國蔬菜種植質量下降。精確施肥技術能夠利用空間與時間的變化量來進行作物的管理，改變傳統的肥料使用方法，不僅避免了肥料使用過量造成生產成本增加以及農業環境污染情況的出現，而且確保了作物的生長潛力得到最大限度地發揮。相關農產品的品質得到了保證的同時還能夠取得很好地經濟效益。
3.3精確施藥技術在我國設施農業生產中的實際運用
設施農業使農藥使用的品種比傳統農業多，使用農藥的次數也比傳統農業多。同時，農業設施常常使農作物處于封閉狀態，空氣流動比較慢，風力比較小，這些因素使農藥溶解比較慢，可能使產出的農作物農藥殘余量超標。而使用精確施藥技術則可以有效避免這些問題地出現，從而降低農藥殘余量超標的可能。
4結語
我國設施農業自20世界80年代以來發展迅速，發展后勁足，而不斷研發精確農業相關技術，提高農業精準化生產能夠不斷促進我國農業生產向自動化，現代化方向發展，從而促進農業資源的高效利用，促進農產品作物質量的提高，確保農業環境不受到較大的污染。因而，我國應該在農業精準化生產的道路上繼續努力。
作者:管仁華 單位:日照市五蓮縣洪凝街道辦事處
精準農業應用范文第4篇
關鍵詞：自動控制技術農業自動化
中圖分類號： DF413.1文獻標識碼： A
由于歷史、觀念和技術等方面的原因, 我國傳統農業機械與發達國家相比有很大差距, 已遠遠不能適應農業的科技進步。近些年來, 自動化的研究逐漸被人們所認識, 自動控制在農業上的應用越來越受到重視。例如,把計算機技術、微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術結合起來, 應用于傳統農業機械, 極大地促進了產品性能的提高。我國農業部門總結了一些地區的農業自動化先進經驗(如臺灣地區的農業生產自動化、漁業生產自動化、畜牧業生產自動化及農產品貿易自動化)的開發與應用情況, 同時也汲取了國外一些國家的先進經驗、技術, 如日本的四行半喂人聯合收割機是計算機控制的自動化裝置在半喂人聯合收割機中的應用,英國通過對施肥機散播肥料的動力測量來控制肥料的精確使用量。這些技術和方法是我國農業機械的自動化裝置得到了補充和新的發展, 從而形成了一系列適合我國農業特點的自動化控制技術。
一、已有的農業機械及裝置的部分自動化控制
自動化技術提高了已有農業機械及裝置的作業性能和操作性能。浙江省把自動化技術應用于茶葉機械上, 成功研制出6CRK-55型可編程控制加壓茶葉揉捻機, 它利用計算機控制電功加壓機構, 能根據茶葉的具體情況編制最佳揉捻程序實現揉捻過程的自動控制, 是機電一體化技術在茶葉機械上的首次成功應用。
1.應用于拖拉機
在農用拖拉機上已廣泛使用了機械油壓式三點聯結的位調節和力調節系統裝置, 現又在開發和采用性能更完善的電子油壓式三點聯結裝置。
2.應用于施肥播種機
根據行駛速度和檢測種子粒數來確定播種量是否符合要求的裝置, 以及將馬鈴薯種子割成瓣后播種的裝置等。
3.應用于谷物干燥機
不受外界條件干擾, 能自動維持熱風溫度的裝置停電或干燥機過熱引起火災時, 自動掐斷燃料供給的裝置。
二、微灌自動控制技術
我國從20世紀年50代就開始進行節水灌溉的研究與推廣據統計。到1992年, 全國共有節水灌溉工程面積0.133億m2, 其中噴灌面積80萬m2, 農業節水工程取得了巨大的進展。灌溉管理自動化是發展高效農業的重要手段, 高效農業和精細農業要求必須實現水資源的高效利用。采用遙感遙測等新技術監測土壤墑性和作物生長情況, 對灌溉用水進行動態監測預報, 實現灌溉用水管理的自動化和動態管理。在微灌技術領域, 我國先后研制和改進了等流量滴灌設備、微噴灌設備、微灌帶、孔口滴頭、壓力補償式滴頭、折射式和旋轉式微噴頭、過濾器和進排氣閥等設備, 總結出了一套基本適合我國國情的微灌設計參數和計算方法, 建立了一批新的試驗示范基地。在一些地區實現了自動化灌溉系統, 可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。這種系統中應用了灌水器、土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器、電線等。
三、自動控制技術在精準農業中的應用
精準農業是在傳統農業與農業機裝備技術上, 運用高新技術進行農業生產管理。精準農業較傳統農業其先進之處主要是應用全球定位系統(GPS)、地理信息技術、計算機控制技術、專家與決策知識系統, 實現農業生產的定位、定量、定時, 做到精耕細作和由于農業水土管理區管理點較為分散, 用傳統方法進行數據采集和信息傳輸精度差、速度慢。把電子技術、微電子技術和通信技術緊密結合起來, 采用現代方法進行自動化監控和管理非常必要, 如在渠系、灌水、泵站等方面實現自動化監控與管理。農業自動化向智能化方向發展, 進一步發展精準農業重點發展節水、節肥精準農業技術體系的自動化控制, 實施精準灌溉、精準施肥, 提高水資源和化肥資源的利用率。精細設施農業主要發展以溫室為主的自動控制系統智能化研究, 從而現降低成本、提高作物產量、提高農產品品質。這有助于我國農業資源的高效利用和農業環境保護, 是發展持續農業的重要途徑。將計算機視覺技術應用于農業自動化領域計算機視覺技術是一個相當新且發展十分迅速的研究領域, 日本、美國等發達國家已在農業計算機視覺方面進行了廣泛而深入的研究, 如農業種質資源管理、獲取作物生長狀態信息、農產品自動收獲、農產品品質鑒定等。英國開發研制的采摘蘑菇機器人, 在定位蘑菇采摘點和測量時, 已經利用了計算機視覺和圖像處理技術。計算機視覺技術在我國農業生產和農業現代化方面已開始應用, 但在設施農業、虛擬農業中的應用尚處于起步階段, 應進一步加強、加快該領域的研究與應用。
我國農業自動化已在設施農業中的溫室自動化控制、排灌機械自動化、部分農業機械裝置自動化等方面得到一定的發展, 尤其精準農業的發展越來越得到重視。電子技術和計算機技術的迅速發展推動了農業機器向自動化方向發展。隨著智能化技術的發展, 人工智能將是世紀農業工程發展的重點。各種農業機器人或智能化系統將在農業自動化控制中不斷涌現, 繼續推動和實現農業自動化是農業機械化工程技術工作者所面臨的長遠課題和挑戰, 并進一步促進農業自動化控制技術向智能化技術發展。
四、自動控制技術在精準農業中的應用
精準農業是在傳統農業與農業機裝備技術上, 運用高新技術進行農業生產管理。精準農業較傳統農業其先進之處主要是應用全球定位系統(GPS)、地理信息技術、計算機控制技術、專家與決策知識系統, 實現農業生產的定位、定量、定時, 做到精耕細作和由于農業水土管理區管理點較為分散, 用傳統方法進行數據采集和信息傳輸精度差、速度慢。把電子技術、微電子技術和通信技術緊密結合起來, 采用現代方法進行自動化監控和管理非常必要, 如在渠系、灌水、泵站等方面實現自動化監控與管理。農業自動化向智能化方向發展, 進一步發展精準農業重點發展節水、節肥精準農業技術體系的自動化控制, 實施精準灌溉、精準施肥, 提高水資源和化肥資源的利用率。精細設施農業主要發展以溫室為主的自動控制系統智能化研究, 從而現降低成本、提高作物產量、提高農產品品質。這有助于我國農業資源的高效利用和農業環境保護, 是發展持續農業的重要途徑。將計算機視覺技術應用于農業自動化領域計算機視覺技術是一個相當新且發展十分迅速的研究領域, 日本、美國等發達國家已在農業計算機視覺方面進行了廣泛而深入的研究, 如農業種質資源管理、獲取作物生長狀態信息、農產品自動收獲、農產品品質鑒定等。英國開發研制的采摘蘑菇機器人, 在定位蘑菇采摘點和測量時, 已經利用了計算機視覺和圖像處理技術。計算機視覺技術在我國農業生產和農業現代化方面已開始應用, 但在設施農業、虛擬農業中的應用尚處于起步階段, 應進一步加強、加快該領域的研究與應用。
我國農業自動化已在設施農業中的溫室自動化控制、排灌機械自動化、部分農業機械裝置自動化等方面得到一定的發展, 尤其精準農業的發展越來越得到重視。電子技術和計算機技術的迅速發展推動了農業機器向自動化方向發展。隨著智能化技術的發展, 人工智能將是世紀農業工程發展的重點。各種農業機器人或智能化系統將在農業自動化控制中不斷涌現, 繼續推動和實現農業自動化是農業機械化工程技術工作者所面臨的長遠課題和挑戰, 并進一步促進農業自動化控制技術向智能化技術發展。
【參考文獻】
[1]馬玉敏等.工業以太網的最新發展.自動化系統工程，2006（2）：2.
精準農業應用范文第5篇
關鍵詞：數字化；農業裝備；現狀；發展思考；措施；建議
“數字農業”是由美國科學院、工程院兩院院士在1997年正式提出，它是將信息作為農業生產要素，用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業主要包括農業物聯網、農業大數據、精準農業和智慧農業四個方面。我國于2019年在《數字鄉村發展戰略綱要》中就提出“推動農業裝備智能化”，要求促進新一代信息技術與農業裝備制造業結合，研制推廣農業智能裝備；鼓勵農機裝備行業發展工業互聯網，提升農業裝備智能化水平；推動信息化與農業裝備、農機作業服務和農機管理融合應用。數字化農業裝備的發展對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。
1發展情況
蘭溪市和東陽市是金華市探索和推進數字化農業裝備應用的先行者。蘭溪市農機管理站于2017年在“蘭溪市農業信息中心數字農機信息系統”開設了“北斗農機作業精細化管理平臺”子系統，分別在46臺拖拉機、13臺插秧機、34臺收割機共計93臺大型農機具上安裝北斗數字終端，實現農機作業數據采集、數據分析和精細化管理等功能。扶持政策明確規定，以“北斗農機作業精細化管理平臺”收集的數據為依據，推行農機作業環節補貼，按作業服務面積，水稻機插補貼750元/hm2，油菜機收補貼600元/hm2。東陽市農機管理站也于2017年應用“北斗終端”解決農機作業服務監管問題，實現對所有132臺水稻插秧機機插服務的作業軌跡、作業面積、作業地塊、作業時間、作業圖片等信息的監管，農戶、鄉鎮和市級農業管理部門都可以在手機微信端或電腦端點擊查看所有的情況。除了上述先行者外，全市各地都在努力嘗試農機化和數字化、信息化的結合。如金東區金華綠盛源果蔬專業合作社于2019年安裝了一套智能物聯網管理系統，配置了光照度傳感器、土壤溫濕度傳感器、土壤養分含量傳感器和環境溫濕度傳感器，主要用于設施大棚內的環境控制和作物生長管理。
2發展思考
2.1推進種植業信息化
發展數字農情，建設數字田園，推動智能感知、智能分析、智能控制技術與裝備在大田種植和設施園藝上的集成應用，建設環境控制、水肥藥精準施用、精準種植、農機智能作業與調度監控、智能分等分級決策系統，推進種植業生產經營智能管理。
2.2推進畜牧業智能化
推進畜禽圈舍通風溫控、空氣過濾、環境感知等設備智能化改造，集成應用電子識別、精準上料、畜禽糞污處理等數字化設備。
2.3推進漁業智慧化
推進水體環境實時監控、餌料精準投喂、病害監測預警、循環水裝備控制、網箱自動升降控制、無人機巡航等數字技術裝備的普及應用，發展數字漁場。
3問題分析
3.1投入成本大
數字農業的發展離不開智能控制設備、傳感設備和軟件系統的支撐，設備一次性投入成本相對較高，少則幾萬元，多則幾十萬元，還不包括運行成本，對于一般中小規模的農業經營者來說是一筆不小的投入。而作為農業經營者首先考慮的是成本核算，投入和產出的快速對比，使得經營者在經營規模不足和經營能力較弱的情況下，就不愿意考慮對這些設備的投入，只有在政策扶持和生產現實需要的情況下才會考慮投入。如金東區金華綠盛源果蔬專業合作社在相關政策的扶持下，于2019年底一次性投入49萬元安裝了這套環境控制和作物生長管理的智能物聯網管理系統。
3.2應用要求高
數字農業裝備的應用離不開操作分析人員的專業知識和素質，真正要達到數字農業裝備應用的良好效果，必須具備專業知識和數字農業裝備的應用能力。而目前大部分農業經營者缺乏此方面的專業背景，返鄉創業的大學生絕對數量還不多，一些農二代也缺乏相應的專業知識等。如在調研金華綠盛源果蔬專業合作社時，合作社負責人就表示應用還不熟練，雖然操作還容易，但對于數據結果應用還有一定難度。
4措施與建議
4.1政策推動
以全市各地出臺的農機化扶持政策為基礎，加大數字農業裝備應用和示范的政策及資金扶持力度，提高資金扶持比例，降低農業經營者的投入成本，提高應用的積極性和主動性。同時還可以結合全市“機器換人”示范基地創建工作，推動數字農業裝備及技術的示范與應用，實現以點帶面，擴大影響力。
4.2合理布局
依據金華市主導產業發展要求，根據全市各地現代農業及特色產業發展情況，可以對數字農業裝備發展進行合理布局，以實現有效推動數字農業及裝備技術的快速發展。具體建議如下。（1）糧食：全市地域，重點推廣水稻生產智能農機裝備（北斗數字終端應用系統、無人駕駛高速插秧機、自動控制的耕整地機械裝備、可控施肥裝備等）、無人機智能控制技術（無人機播種、施肥、噴藥裝備）等。（2）茶葉：武義縣、磐安縣、東陽市等區域，重點推廣茶葉智能生產與加工裝備（如智能耕整地機械裝備等）、無人機植保技術與裝備、水肥藥精準施用數字化控制裝備等。（3）蔬果：浦江葡萄、金東草毒、蘭溪楊梅、永康方山柿等特色產業，重點推廣水肥藥精準施用數字化控制裝備、設施農業環境數字化控制裝備、智能控制栽植與收獲機械等。（4）食用菌/中藥材：磐安縣、武義縣、東陽市等區域，重點推廣食用菌/中藥材智能生產與加工裝備、設施農業環境數字化控制裝備等。（5）畜禽水產：金東區、蘭溪市、婺城區、武義縣等區域，重點推廣畜禽養殖環境智能裝備，精準上料、畜禽糞污處理等數字化設備；推廣水產養殖水體環境實時監控、智能控制餌料精準投喂、病害監測預警、循環水裝備控制等數字技術裝備。
