基于精准农业概念下的农业机械化技术

1、基于精准农业概念下的农业机械化技术    核心提示：精准农业（Precision Agriculture）是在经历了原始农业、传统农业、现代农业（石油农业或机械化农业）后，以技术高度密集为主要特点的知识农业。它是将现代信息技术、生物技术和自动控制技术综.     精准农业（Precision Agriculture）是在经历了原始农业、传统农业、现代农业（石油农业或机械化农业）后，以技术高度密集为主要特点的知识农业。它是将现代信息技术、生物技术和自动控制技术综合应用于农业生产的作业形式。随着现代信息技术、生物技术和

2、自动控制技术的不断发展与整合，精准农业在许多发达国家快速应用与普及， 已逐步成为21 世纪现代农业的重要生产形式。1 精准农业发展概述     我国传统农业劳动生产率较低，大量劳动力被束缚在农业上。近年来，通过大力发展机械化，农业生产率得到了提高，大量投入的现代高耗能工业产品（机械、化肥、农药、燃油、电力等）也相应提高了农业系统的产出， 但整个农业的产出和效益已逐渐接近峰值，投入产出比越来越低。与此同时，现代农业所带来的问题却逐步显现，如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染、农药使用导致公共卫生和环境恶化、品种基因单一化危害、农产品品质下降、水土资源及

3、能源制约等。农业资源与环境压力促使科学家和农民努力寻求既能维持并提高农业产量，又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的可持续发展生产方式，并进行了多种探索，提出了多种解决途径，如自然农业、有机农业、生态农业等。90 年代以来，随着全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、生物基因技术作物栽培模式以及生产管理决策支持系统（DDS）的发展，精准农业已成为一种全新的合理利用农业资源、提高农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的现代农业生产形式。2 精准农业技术体系    精准农业是在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的现代农

4、业生产形式， 其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和机电自动控制技术。精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径：通过现代信息技术整理土壤和作物信息，制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统， 并根据空间操作单元的具体条件，利用全球卫星定位系统、遥感技术以及计算机自动控制技术，调整资源投入量，可达到增加产量、减少投入、保护农业资源和环境质量的目的；在农田经营管理专家决策系统的支持下， 根据不同情况适量投入，可达到提高经营利润、减少资源消耗、保护生态境等多种不同优化目标；现代生物技术打破了远缘物种不能杂交的禁区，用新方法把需要的生物基因组合起

5、来，培育出抗病性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富、且生产成本更低的新作物、新品种；有益微生物转化技术不仅可以改良土壤、防治病虫害，而且具有节约能源、连续生产、简化生产步骤、缩短生产周期、降低生产成本、减少环境污染等优点。3 精准农业机械化技术    现代工程装备技术是精准农业技术体系的重要组成部分，也是农业精准化的必要保障，其核心技术是机电一体化。近年来，现代精准农业已应用于农田整理和农作物播种、施肥、灌溉及收获等农业生产的各个环节。随着现代信息技术和自动控制技术的发展，精准农业概念下的农业机械化技术具有一些不同于以往的特点。 3.1 精准整地技术&

6、#160;    在平整地机械中应用卫星定位导航技术、红外激光扫描技术和土壤样品采集技术，可以精确地平整土地，使之具有精耕细作的基本条件，同时建立土地信息模块，为后续的精准播种、施肥打下良好基础。此技术适于在大型农场或高效农业中推广应用。 3.2 精准播种技术    精准播种技术是指将计算机技术和DGPS 技术应用于精量播种机，使其精量播种、均匀播种、播深一致。精准播种技术既能节约大量优质种子，又能使作物在田间获得最佳分布，从而为作物的生长发育创造最佳环境，并大大提高作物对营养和太阳能的利用率。3.3 精准施肥技术 

7、;    我国化肥施用的主要问题是结构不合理和利用率低， 其突出矛盾是氮肥流失严重而钾肥施用不足，不仅浪费资源、污染环境，而且不利于粮食增产。因此，需要采用科学合理的施肥方式和自动控制的精准变量施肥机械来解决这一矛盾。精准农业可根据不同地区、不同土壤类型及土壤中各养分的盈亏情况，并参考作物类别和产量水平， 在土壤测肥的基础上对NPK、可促进作物生长的微量元素与有机肥进行科学配方，从而做到有目的地施肥。这样既可减少因过量施肥而造成的环境污染和农产品质量下降，又可降低农业生产成本。3.4 精准灌溉技术     灌溉精准化是自动监

8、测、自动控制条件下的精准灌溉工程技术，如喷灌、滴灌、微灌和渗灌等。它可根据不同作物不同生育期间的土壤墒情和作物需水量，自动实时实施精量灌溉，从而大大节约水资源，提高水资源的有效利用率，促进农产品增产增收。我国农业节水潜力巨大，据有关专家测算，粮田自动化喷灌可节水30%40%，果园和菜园微灌可节水50%60%。在我国北方缺水地区实施灌溉精准化，社会效益和经济效益尤其显著，是精准农业机械的重点发展方向。 3.5 精准收获技术     收获精准化是指根据地理信息系统（GIS）或遥感技术掌握作物的生长情况，适时利用精准收获机械做到颗粒归仓。根据一定标准

9、对作物果实进行精确分级，也是现代效益农业的发展需求。 3.6 精细设施农业    所谓设施农业是指利用某些特制设施来改变动植物生产发育的小气候，达到人为控制其生产效果的农业生产形式。利用现代信息技术、生物技术和工程装备技术进行设施农业生产，即为精细设施农业。设施农业主要包括：1） 设施种植业。如温室栽培、塑料大棚栽培、无土栽培。此工程利用电子信息技术，可实现精准播种和施肥、自动控温（光）、自动微灌、自动监测病虫害等，从而达到增加农产品产出、提高农产品品质、节约水肥资源、保护农业生态环境的目的。2）设施畜牧业。如畜禽舍、养殖场及草场建设等。此工程技术主要是利用自动控制技术，实现自动控温（光