王智敏      教授

黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院

 

“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)是農(nóng)業(yè)工作者近來談?wù)撦^多的熱門話題，也是黑龍江農(nóng)墾面向21世紀現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢。在發(fā)展、應(yīng)用這項技術(shù)之前，應(yīng)對如下問題有所了解：

●    是否決定采用“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施；

●    采用“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施該從何做起；

●   “精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)需要那些硬件設(shè)備；

●    如何利用軟件處理有關(guān)信息；

●    建立一個完善的“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系需要多長時間。

對以上問題的正確回答，只有通過對“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)、效益和局限性的全面了解，才能作出恰當?shù)倪x擇。為使廣大農(nóng)墾農(nóng)業(yè)工作者和讀者了解，在黑龍江農(nóng)墾能發(fā)展應(yīng)用“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)，作者將在“現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)”雜志上進行系列介紹，供廣大讀者參考。

“精準農(nóng)業(yè)”這個技術(shù)術(shù)語，在言談、文章中使用越來越頻繁，不同人對其有不同的理解。簡單的一種說法是精耕細作、準確定位的進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作、管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)。“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)是在定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)土壤特性和作物生長發(fā)育需要，管理每一項作物生產(chǎn)的各種物資投放─肥料、除莠劑、殺蟲劑、種子等，為**大限度的發(fā)揮產(chǎn)量潛力，做到即滿足作物生產(chǎn)的要求，又減少浪費，增加利潤，同時，保護生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。“精準農(nóng)業(yè)”是應(yīng)用高新技術(shù)和設(shè)備，通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)，電子技術(shù)和傳感器技術(shù)以及高級軟件，處理農(nóng)田條件及作物生長所需，進行應(yīng)用農(nóng)業(yè)物資的投放和管理。

“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)實施的管理目標，是管理小塊農(nóng)田，也就是把大塊農(nóng)田分為若干較小面積單位，作為分開管理單元。在管理單元的一小塊農(nóng)田中具有基本相同的土壤和作物生長特性，依此作為農(nóng)業(yè)物資投放的決策依據(jù)，制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施，使用先進的農(nóng)業(yè)機械自動控制進行田間作業(yè)。農(nóng)業(yè)物資（種子、化肥、農(nóng)藥等）在田間投放必須考慮如下因素：

●適時投放，即何時應(yīng)該投放何種農(nóng)用物資；

●適量投放，依據(jù)土壤和作物特性，進行適量投放，即滿足要求，又不浪費物資。每個

管理單元投量基本是常數(shù)，但是，作為大塊農(nóng)田就可能有較大差異性，因此，就大塊田地來說又是變量投放，做到適時變量調(diào)節(jié)，適量投放農(nóng)用物資。

●定位投放，投放物資位置要正確。我們祖先在管理的小塊農(nóng)田，進行精耕細作時，可

以通過良好記憶，進行農(nóng)用物資定位投放是可以做到。但是，現(xiàn)在進行大面積農(nóng)田生產(chǎn)作業(yè)時，必須依靠先進測量儀器設(shè)備和先進農(nóng)業(yè)機械，實現(xiàn)定位測量和投放物資。比較理想的定位方式是采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，確定投放地空間位置，利用先進的農(nóng)業(yè)機械，進行距離和深度的定位投放物資。

實施“精準農(nóng)業(yè)”的目的是要獲取**佳效益，是要在不增加工作量、風(fēng)險和成本的基礎(chǔ)上增加收入，或者在增加投入后，獲取更大的經(jīng)濟效益，保持良好環(huán)境。在大塊的農(nóng)田中，如果收獲產(chǎn)量差異越大，說明地塊產(chǎn)量潛力較大，增益效果可能越顯著，否則增益效果不大。一塊農(nóng)田如果收獲產(chǎn)量差異不大，說明土壤和作物特性差異很小，均勻投放物資可以收到同樣利潤，沒有必要投資再搞“精準農(nóng)業(yè)”。如果一塊農(nóng)田的收獲產(chǎn)量差異較大，說明增加收入有潛力，可以投資實施“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)?！熬珳兽r(nóng)業(yè)”的潛力表現(xiàn)在：同樣水平的投入，簡單的再分配情況下，獲取比較大的經(jīng)濟收益；或者減少投入的情況下，獲取相同的收益或較大的收益。

“精準農(nóng)業(yè)”中應(yīng)用核心技術(shù)是定位系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)測及繪制產(chǎn)量圖、土壤化驗分析、利用高級軟件處理信息、決策農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、農(nóng)業(yè)機械在定位的基礎(chǔ)上進行變量調(diào)節(jié)和操作等。全球定位系統(tǒng)是用于“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施的全過程，數(shù)據(jù)采集、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的制定等都與定位聯(lián)系一起；實施“精準農(nóng)業(yè)”第一步是產(chǎn)量監(jiān)測及繪制產(chǎn)量圖，是以產(chǎn)量圖分析差異，優(yōu)化作物管理措施；其次是土壤化驗分析，處理從農(nóng)田中采集的定點數(shù)據(jù)，挖掘提高產(chǎn)量潛力；然后，應(yīng)用高級軟件處理所取信息，進行管理和分析來自不同資源的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)管理和分析中，決策農(nóng)業(yè)措施，作為農(nóng)業(yè)機械操作和調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)；**后，使用帶有定位和自動控制裝置的農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)定位、變量投放物資自動控制操作。

經(jīng)過多年的循環(huán)操作，不斷取得數(shù)據(jù)，進行分析，修正決策，確定**佳的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施及其物料投放方案，即獲得**佳經(jīng)濟效益，又保護好環(huán)境質(zhì)量。這個過程一般需要經(jīng)過5年以上的實踐，逐漸形成**佳的“精準農(nóng)業(yè)”體系，在實施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，改進、完善農(nóng)業(yè)措施，真正做到優(yōu)質(zhì)、高效益，使黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速、穩(wěn)定地持續(xù)發(fā)展。

    第二講   全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在“精準農(nóng)業(yè)”中的應(yīng)用

定位系統(tǒng)是識別和記錄一個物體或人的位置的一種方法。地面定位系統(tǒng)是實施“精準農(nóng)業(yè) ”的基礎(chǔ)，可幫助農(nóng)民準確的識別和記錄農(nóng)田中拖拉機、聯(lián)合收割機、田間調(diào)察裝備或車輛的位置。地面定位方法較多，其中之一是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用，由于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的民用，使“精準農(nóng)業(yè)”的實施才變成現(xiàn)實。目前，美國（GPS）和俄羅斯（GLONASS）兩個國家建立了衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)，都是處于軍事目的研究建立的，能決定世界上陸地、海上、空中任何地方的某一個位置。兩個系統(tǒng)是相當類似的。

   “GPS”全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是美國國防部研究建立的一代全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，始于是20世紀80年代初期，是24小時全球定位系統(tǒng)。起初是用于海軍導(dǎo)航，現(xiàn)已向民用開放，用于工業(yè)、商業(yè)或民用。這套設(shè)備能在任何天氣情況下，全天24小時自由使用。GPS能使陸地、海上和空中運輸更加安全和有效，它地可靠精度對“精準農(nóng)業(yè)”更為適用。

GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)出的電波（時間、位置）訊號，在向地面?zhèn)魉瓦^程由于某些原因，將造成電波信號傳遞中的誤差，使得定位精度不高。民用接收器定位精度在100米以上，這對“精準農(nóng)業(yè)“操作是不夠的，我們必須修正地面定位精度，這種方法叫做差別校正。使用差別校正技術(shù)改變GPS傳遞過程的誤差，就是差別糾正全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（DGPS）。

差別校正是采用位于地球已知位置上靜止的GPS接收器，常稱為基地?；亟邮掌魇且粋€高質(zhì)量的能跟蹤全部可視衛(wèi)星，且有一定計算能力的GPS接收器，當基地接收器接收到可見衛(wèi)星信息，經(jīng)過計算得出一個距離誤差，也稱為差別校正距離。差別校正是基地接收每個可見衛(wèi)星信號計算得到的，利用無線電信號發(fā)給附近地區(qū)移動目標的差分接收器（DGPS），就可以實時修正該GPS接收器所接收衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，消除了GPS系統(tǒng)誤差，改變了移動接收器的位置精度。

    使用DGPS操作系統(tǒng)，移動GPS接收器與基地接收器必須在同一時間接收同一顆衛(wèi)的信號。衛(wèi)星不斷的運動，基地測定的差別校正信息也總是變化的，因此，計算得出的差別校正信息必須即時記錄，以備后用。同時，要將差別校正信息立即用無線電發(fā)出到移動目標DGPS接收器，做到及時修正定位。

實時DGPS的差別校正信息傳遞有多種方式，可根據(jù)當?shù)鼐唧w情況選用，黑龍江農(nóng)墾用基地?zé)o線電臺發(fā)射信號，建立地面糾偏站，較為合適。

基地GPS接收器收到可見衛(wèi)星信號，經(jīng)過計算得出的差別校正信息，利用基地?zé)o線電臺及時將差別校正信息傳播給移動目標的DGPS接收器，對移動目標的位置進行修正，確定移動目標的確切位置。DGPS在“精準農(nóng)業(yè)”中是全過程使用的，是實施“精準農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)，主要用于定位和導(dǎo)航兩個方面。

DGPS的定位功能用于：繪制地形圖、產(chǎn)量圖、田間管理調(diào)查、土壤取樣等；繪制地形圖時，農(nóng)民帶著便攜式DGPS接收器和手提式計算機等設(shè)備，沿田邊走過或開車走過，農(nóng)田邊界數(shù)據(jù)記錄在計算機內(nèi)，數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可在計算機屏幕顯示地形圖；繪制收獲產(chǎn)量圖時，標注出與產(chǎn)量相一致的地理位置；田間管理調(diào)查時，用地形圖和帶著便攜式DGPS接收器，進行檢查蟲害、病害、雜草等情況時，用DGPS記錄相應(yīng)的地理位置；土壤取樣時，在拖拉機上裝有DGPS接收器，利用帶有DGPS的計算機顯示地形圖，識別取樣點的地理位置，當拖拉機到達取樣點，繞機器周圍取幾個點的土樣，并裝入標出相應(yīng)地理位置的土壤代中，帶回到土壤化驗室進行化驗分析。

DGPS定位系統(tǒng)的導(dǎo)航功能：主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械田間作業(yè)和管理的導(dǎo)航，定位系統(tǒng)與田間管理措施決策系統(tǒng)結(jié)合，制定自動控制程序，用于農(nóng)業(yè)機械田間作業(yè)時導(dǎo)航、自動控制農(nóng)業(yè)機械進行變量調(diào)節(jié)投放物料。

總之，DGPS是實現(xiàn)“精準農(nóng)業(yè)”不可少的定位、導(dǎo)航系統(tǒng)，DGPS的定位精度在1米之內(nèi)，可以滿足“精準農(nóng)業(yè)”要求。

    第三講   谷物產(chǎn)量監(jiān)測及繪制產(chǎn)量圖

    谷物產(chǎn)量是表明農(nóng)民經(jīng)濟收益的重要標志，測量谷物產(chǎn)量也是實施“精準農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)工作。對地塊內(nèi)谷物產(chǎn)量差異影響的分析，從中找出發(fā)揮谷物產(chǎn)量潛力的有效農(nóng)業(yè)措施，實施“精準農(nóng)業(yè)”是從這里開始。比較谷物產(chǎn)量差異有不同的衡量單位標準，我們常用總局級、分局級、農(nóng)場級、連隊級、地塊級等等，“精準農(nóng)業(yè)”是以地塊內(nèi)的谷物產(chǎn)量差異進行比較，可稱之地塊內(nèi)級，地塊內(nèi)不同位置由于肥力不同等因素，可能造成產(chǎn)量差異較大，說明地塊具有更大的產(chǎn)量潛力。

過去農(nóng)場提出的進行“測產(chǎn)施肥”，計算產(chǎn)量多以地塊的平均產(chǎn)量來衡量水平高低，以此為根據(jù)挖掘產(chǎn)量潛力，實施化肥也是地塊平均投入，那么在地塊內(nèi)已經(jīng)獲得高產(chǎn)量的位置，肥料可能過剩，造成經(jīng)濟損失，由于多余的化肥流失，又污染環(huán)境；而在產(chǎn)量低的位置，可能發(fā)生肥料缺少，肥力不足，影響產(chǎn)量潛力的發(fā)揮，減少經(jīng)濟收入。如果把測量谷物產(chǎn)量的計算單位精確到平方米，進行瞬時產(chǎn)量監(jiān)測，就更接近作物生長實際。以此為據(jù)，按著作物生長發(fā)育需要進行施肥，即滿足要求又減少浪費，增加收入，避免污染環(huán)境。這種做法稱做“測產(chǎn)施肥”更為準確。提高谷物產(chǎn)量測量精度的同時，必須記錄相應(yīng)的地理位置，為下一步作業(yè)提供可重復(fù)的位置依據(jù)。測量谷物產(chǎn)量不實施“精準農(nóng)業(yè)”的主要目的，主要目的是創(chuàng)**佳經(jīng)濟效益。通過測量谷物產(chǎn)量，挖掘產(chǎn)量潛力，采取有效農(nóng)業(yè)措施，創(chuàng)**佳經(jīng)濟效益，保護環(huán)境，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

瞬時測產(chǎn)時是在定位的條件下對谷物流量、含水量、機器行走速度、工作幅寬、機器的地理位置進行測量和顯示，并做記錄以備后用。

測定瞬時測產(chǎn)時使用的主要設(shè)備包括：與谷物聯(lián)合收割機型號匹配的谷物產(chǎn)量監(jiān)測器、流量傳感器、濕度傳感器、速度傳感器、割幅傳感器、DGPS接收器等。谷物產(chǎn)量監(jiān)測器具有記錄、計算、顯示功能。能儲存田間采集的資料數(shù)據(jù)，計算并顯示平均產(chǎn)量、總產(chǎn)量、作業(yè)面積、谷物含水量等。

產(chǎn)量監(jiān)測作業(yè)時，帶有DGPS系統(tǒng)和產(chǎn)量監(jiān)測裝置的谷物聯(lián)合收割機進行收割作業(yè)，將有關(guān)數(shù)據(jù)處理采集儲存、計算、顯示，每天作業(yè)結(jié)束，駕駛員從監(jiān)測器中取出數(shù)據(jù)卡。數(shù)據(jù)卡通過轉(zhuǎn)換器與計算機連接，應(yīng)用高級軟件就可以對采集的數(shù)據(jù)進行處理。經(jīng)過計算機處理繪制產(chǎn)量圖或產(chǎn)量表格，作為制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的依據(jù)。

產(chǎn)量圖是連續(xù)地記錄進入谷物聯(lián)合收割機糧箱內(nèi)的谷物流量，同時與地塊中的實際收獲位置相結(jié)合的地塊產(chǎn)量圖，在圖上以不同顏色顯示不同的產(chǎn)量值，從不同顏色分布可以看出產(chǎn)量差異。在產(chǎn)量表格上可以看出經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量、含水量等一系列數(shù)據(jù)。

對取得的數(shù)據(jù)資料進行分析處理，找出產(chǎn)量潛力。分析的基本方法是：第一步根據(jù)經(jīng)驗和歷史紀錄進行分析，如往年的病蟲害、內(nèi)外澇情、氣候條件、自然災(zāi)害等因素對產(chǎn)量的影響；第二步進行田間土壤物理特性和化學(xué)特性進行分析。經(jīng)過綜合分析后，找出影響產(chǎn)量差異原因及產(chǎn)量潛力，利用已有的經(jīng)驗、資料找出發(fā)揮產(chǎn)量潛力的因素，制定農(nóng)業(yè)管理技術(shù)措施，作為下一個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)層序的開始。

“精準農(nóng)業(yè)”的全過程的第一步是改進作物栽培技術(shù)措施，發(fā)揮產(chǎn)量潛力，爭取收益達到**大。第二步是收益的**佳化，有了產(chǎn)量潛力的分析，制定響應(yīng)措施，經(jīng)過幾年實踐，找出產(chǎn)量發(fā)展趨勢的規(guī)律，進行產(chǎn)量預(yù)測，提出決策措施，進行投入試驗，在試驗中進行微量調(diào)節(jié)，找出**佳的經(jīng)濟效益農(nóng)業(yè)管理措施，形成完善的“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施。

實施“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)基礎(chǔ)準備工作，除了產(chǎn)量監(jiān)測和繪制產(chǎn)量圖外，另一項重要工作就是土壤化驗與分析。目前，土壤化驗方法還是采用田間定位取樣到化驗室進行化驗。土壤化驗與分析的目的是找出土壤肥力與生產(chǎn)目標潛力之間的關(guān)系，找出土壤性質(zhì)與作物產(chǎn)量的關(guān)系，挖掘作物生長**大潛力。

土壤化驗與分析內(nèi)容包括：土壤肥力、土壤類型及其他因素。土壤肥力要化驗氮、磷、鉀的含量；副營養(yǎng)物質(zhì)鈣、鎂、硫的含量；微量元素硼、氯、銅、鐵、錳、鉬、鋅等含量；土壤類型分析；土壤PH值的測定；土壤其它因素的測定分析，如：有機質(zhì)含量、土壤中含砂量和粘土含量、土壤結(jié)構(gòu)密度和多孔性、地塊坡度和地形、排水性能和排灌系統(tǒng)、耕層深度、耕作制度等等。對化驗結(jié)果與產(chǎn)量測定聯(lián)系一起進行全面、綜合分析，找出影響產(chǎn)量潛力的因素，為制定農(nóng)業(yè)技術(shù)措施提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。要求土壤取樣分析數(shù)據(jù)必須準確，否則“精準農(nóng)業(yè)”就沒有實際意義。

取樣間隔時間視具體情況確定，應(yīng)考慮土壤類型、土壤營養(yǎng)水平、灌溉條件、輪作制度等等，如果土壤肥力水平高，取樣間隔時間可長一些，如果土壤肥力水平低，每2年應(yīng)取樣化驗一次。在每年的春、秋季取樣為好，夏季土壤狀況變化大，不易取樣化驗。每年取樣應(yīng)在幾日內(nèi)完成，而且每年都在同一季節(jié)內(nèi)取樣。每次取樣位置應(yīng)相同，進行連續(xù)性分析，找出變化規(guī)律。不同耕作制度的取樣方法不同，犁耕地，在耕層取樣；免翻地分層取樣。為使取樣具有準確的代表性，取樣應(yīng)避免在地邊、靠近沙石公路旁、狹窄的地帶取樣。

土壤取樣時必須定位取樣，取樣方法可視情況而定。取樣程序大致如下：

●    準備取土樣工具和容器；

●    定點取樣，裝袋貼上標簽；

●    化驗準備，混合均勻；

●    化驗記錄，儲存數(shù)據(jù)；

●    繪制土壤分層圖。

    土壤分層圖上形成不規(guī)則的小面積，通常認為每一個小面積土壤養(yǎng)分一樣。土壤取樣、化驗必須提高準確性和可靠性，否則，無任何價值，將造成經(jīng)濟損失。因此，做到定點取樣、多點取樣，利用計算機在電子地圖上記錄結(jié)果，為土壤管理提供參考數(shù)據(jù)。

    一塊地的土壤化驗結(jié)果，可能有兩種情況，沒有差異性或有差異性，如果沒有差異性，就不必采用變量投入，或者說不用實施“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)；如果有差異性，可采用變量投入技術(shù)，在充分發(fā)揮作物產(chǎn)量潛力的條件下，按著作物生長發(fā)育要求進行定點投入肥料、微量元素等，改進農(nóng)業(yè)技術(shù)管理措施，為作物生長創(chuàng)造良好環(huán)境條件。按需精確投入農(nóng)用物資（化肥、種子等），做到即不浪費農(nóng)用物資，又保護環(huán)境，使農(nóng)業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定地增長。

   “精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)的一個特點，就是大量信息是在產(chǎn)量監(jiān)測和土壤測量的過程采集的，是決策農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的基本依據(jù)，必須借助計算機及其相應(yīng)的軟件工具進行處理，應(yīng)用全過程。也正是由于計算機和系統(tǒng)軟件的發(fā)展才使“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)成為現(xiàn)實的可能。需要一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，具有輸入、儲存、再現(xiàn)功能，并且能將數(shù)據(jù)庫和地理位置或地圖的坐標聯(lián)系起來。將數(shù)值─產(chǎn)量值、土壤養(yǎng)分值、土壤類型值等與地標連接起來。

“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)的變量投入執(zhí)行時有兩種方法，其一，是以地圖為基礎(chǔ)的變量投入；其二，是以傳感器為基礎(chǔ)的變量投入。目前，比較成熟的技術(shù)是以地圖為基礎(chǔ)的變量投入，市場有產(chǎn)品銷售，該系統(tǒng)能確定機器在田間的位置，并且顯示此點的投入量；操作者能觀察地圖上投入物料的變化情況，并且可以進行調(diào)節(jié)。地圖系統(tǒng)的特點是調(diào)查工作與施用是分開進行的，而且在不同機器上進行；取樣調(diào)查與投入有較長時間差，信息準確可靠；操作人員可以預(yù)知投入變化率，在實施預(yù)調(diào)時有思想準備，做到及時調(diào)控；在作業(yè)之前裝到機器上的物料數(shù)量是已知的，按需要量加料，免去“過多”或“過少”。以傳感器為基礎(chǔ)的變量投入，目前尚缺少適用的傳感器。

    應(yīng)用計算機及其軟件，進行產(chǎn)量圖和土壤圖繪制以及變量投入農(nóng)業(yè)措施的制定，有兩種方法，一是自己動手操作；二是雇用專業(yè)技術(shù)人員，將采集的有關(guān)數(shù)據(jù)提供給雇用者，由他再提供給你變量投入技術(shù)措施的編輯軟件。兩種方法各有利弊，可視具體情況選擇。該項技術(shù)本身就要求由熟練的專家去使用，墾區(qū)要推廣應(yīng)用“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)，首先必須培訓(xùn)技術(shù)人員，要能熟練的掌握操作方法，應(yīng)該培養(yǎng)一些專家。

    前面講過監(jiān)測產(chǎn)量和繪制產(chǎn)量圖以及土壤取樣分析和繪制土壤圖，是實施“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)的兩項基礎(chǔ)準備工作，是決策變量投入的依據(jù)。通過產(chǎn)量圖，找出地塊內(nèi)的產(chǎn)量是否有差異性，如果產(chǎn)量存在差異性，就要分析產(chǎn)生產(chǎn)量差異的原因，可從自然環(huán)境、氣候變化、自然災(zāi)害等方面查找，重要的還必須從土壤取樣分析中查找。根據(jù)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)提供的當?shù)禺a(chǎn)量潛力，從上述原因分析中確定農(nóng)業(yè)措施和化肥、種子的投入種類、數(shù)量和地點，以地圖為基礎(chǔ)編制實施軟件，以數(shù)據(jù)卡的形式輸出。將此卡插入拖拉機上相應(yīng)的監(jiān)控器內(nèi)，便可按著預(yù)先編制的程序進行變量自動控制。

實施播種、施肥的拖拉機機組進行田間作業(yè)時，拖拉機駕駛室內(nèi)設(shè)有定位功能的監(jiān)控器和測速傳感器等，播種、施肥機裝有變量調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)，監(jiān)控器與執(zhí)行機構(gòu)用光纜連接。作業(yè)中操作人員通過監(jiān)視器熒光屏察看機組的位置、參數(shù)和有關(guān)變量數(shù)據(jù)。按著同理，可實施田間管理的操作。目前，成熟技術(shù)是播種和施肥的變量調(diào)節(jié)，比較適合農(nóng)墾，其它農(nóng)田管理技術(shù)尚在試驗推廣應(yīng)用，不斷發(fā)展完善。

“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)，目前主要是用于施肥，播種前除草劑的施用，其它方面的應(yīng)用有待于研究開發(fā)，不斷提高完善。未來的發(fā)展方向：

●    播種：播種深度選擇、一塊田內(nèi)種多種作物；

●    耕作：用土壤堅實度傳感器，測定后控制耕作深度；

●    廄肥的施用：利用土壤營養(yǎng)、肥料營養(yǎng)傳感器、流量計及變量投入廄肥管理系統(tǒng)；

●    雜草、害蟲的管理；

●    作物診斷系統(tǒng)：病害、養(yǎng)分缺乏的影響識別方法；

●    水和灌溉管理系統(tǒng)：土壤濕度傳感器的開發(fā)，變量灑水技術(shù)。

    將來需要進一步擴大變量控制領(lǐng)域，如：作物生長過程模式，在耕作之前，在計算機上模擬各種管理決策模型，確定**佳效益模型，采用變量投入實現(xiàn)目標；標準化管理，設(shè)備標準化、標準連接、通用、電源標準化、信息管理標準化，硬件標準化、通用，軟件標準化。

實施“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)管理措施必須有附加管理信息，否則不能發(fā)揮其技術(shù)本身的效益。使用變量投入，不是所有農(nóng)場或每塊田地都可能獲得效益。要經(jīng)過試驗，而且，避免幾種作物輪作，必須慎重從事。

實施“精準農(nóng)業(yè)”管理措施，要經(jīng)過如下過程：

第一年，了解情況：采集信息、投入技術(shù)。進行產(chǎn)量監(jiān)測和繪制產(chǎn)量圖、土壤取樣化驗

分析，取得信息，分析影響產(chǎn)量的原因。

第二年，試驗、驗證：在第一年結(jié)果分析的基礎(chǔ)上，決策下年管理方法，如果是肥料因

素影響產(chǎn)量，可變量投入肥料。年終再總結(jié)分析，找出變化規(guī)律，將影響產(chǎn)量因素找準。

第三年，根據(jù)產(chǎn)量設(shè)計投肥方法：兩年的分析，找出土壤特性與產(chǎn)量的比例關(guān)系，根據(jù)

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，決策變量實施方法，進行不同施肥方法試驗，年終再總結(jié)，分析問題，找出規(guī)律性變化。

    經(jīng)過幾年的實踐，發(fā)現(xiàn)問題，還要不斷實踐，總結(jié)提高，直至建立一套標準化農(nóng)藝過程。三年的實驗是花了學(xué)費，獲取知識和實踐經(jīng)驗的過程。

 

參考資料：

1、The Precision ─ Farming  Guide  For   Agriculturists  John  Deere Pvblishing

2、王智敏等  “精準農(nóng)業(yè)”在黑龍江墾區(qū)的應(yīng)用前景    現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)  1998年 第七期