紅興隆北雁現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)

紅興隆農(nóng)墾農(nóng)業(yè)機(jī)械化、北大荒雁窩島集團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械化,向全國農(nóng)機(jī)行業(yè)的各位領(lǐng)導(dǎo)同仁致敬。

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“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”在黑龍江農(nóng)墾的應(yīng)用收藏

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”在黑龍江農(nóng)墾的應(yīng)用

 

  

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”在黑龍江農(nóng)墾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用系列講座

  王智敏教授

  黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院

  “精準(zhǔn)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(jì)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。在發(fā)展、應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)之前,應(yīng)對(duì)如下問題有所了解:

  ●是否決定采用“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施;

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

  ● “精準(zhǔn)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(gè)完善的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系需要多長時(shí)間。

  對(duì)以上問題的正確回答,只有通過對(duì)“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)、效益和局限性的全面了解,才能作出恰當(dāng)?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(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù),作者將在“現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)”雜志上進(jìn)行系列介紹,供廣大讀者參考。

  第一講概述“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)

  “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”這個(gè)技術(shù)術(shù)語,在言談、文章中使用越來越頻繁,不同人對(duì)其有不同的理解。簡單的一種說法是精耕細(xì)作、準(zhǔn)確定位的進(jìn)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(zhǔn)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(xiàng)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(fèi),增加利潤,同時(shí),保護(hù)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量?!熬珳?zhǔn)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(jí)軟件,處理農(nóng)田條件及作物生長所需,進(jìn)行應(yīng)用農(nóng)業(yè)物資的投放和管理。

  “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)實(shí)施的管理目標(biāo),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(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)控制進(jìn)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(shí)投放,即何時(shí)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(jìn)行適量投放,即滿足要求,又不浪費(fèi)物資。每個(gè)

  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(shí)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(jìn)行精耕細(xì)作時(shí),可

  以通過良好記憶,進(jìn)行農(nóng)用物資定位投放是可以做到。但是,現(xiàn)在進(jìn)行大面積農(nóng)田生產(chǎn)作業(yè)時(shí),必須依靠先進(jìn)測(cè)量儀器設(shè)備和先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械,實(shí)現(xiàn)定位測(cè)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(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械,進(jìn)行距離和深度的定位投放物資。

  實(shí)施“精準(zhǔn)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(xiǎn)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(jì)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(zhǔn)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(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)。“精準(zhǔn)農(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(jì)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(zhǔn)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(cè)及繪制產(chǎn)量圖、土壤化驗(yàn)分析、利用高級(jí)軟件處理信息、決策農(nóng)業(yè)技術(shù)措施、農(nóng)業(yè)機(jī)械在定位的基礎(chǔ)上進(jìn)行變量調(diào)節(jié)和操作等。全球定位系統(tǒng)是用于“精準(zhǔn)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(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”第一步是產(chǎn)量監(jiān)測(cè)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(yàn)分析,處理從農(nóng)田中采集的定點(diǎn)數(shù)據(jù),挖掘提高產(chǎn)量潛力;然后,應(yīng)用高級(jí)軟件處理所取信息,進(jìn)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(jī)械操作和調(diào)節(jié)的基礎(chǔ);**后,使用帶有定位和自動(dòng)控制裝置的農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)定位、變量投放物資自動(dòng)控制操作。

  經(jīng)過多年的循環(huán)操作,不斷取得數(shù)據(jù),進(jìn)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(jì)效益,又保護(hù)好環(huán)境質(zhì)量。這個(gè)過程一般需要經(jīng)過5年以上的實(shí)踐,逐漸形成**佳的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”體系,在實(shí)施過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),改進(jìn)、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(zhǔn)農(nóng)業(yè)”中的應(yīng)用

  定位系統(tǒng)是識(shí)別和記錄一個(gè)物體或人的位置的一種方法。地面定位系統(tǒng)是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ),可幫助農(nóng)民準(zhǔn)確的識(shí)別和記錄農(nóng)田中拖拉機(jī)聯(lián)合收割機(jī)、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(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的實(shí)施才變成現(xiàn)實(shí)。目前,美國(GPS)和俄羅斯(GLONASS)兩個(gè)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(gè)位置。兩個(gè)系統(tǒng)是相當(dāng)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(jì)80年代初期,是24小時(shí)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(shí)自由使用。GPS能使陸地、海上和空中運(yùn)輸更加安全和有效,它地可靠精度對(duì)“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”更為適用。

  GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)出的電波(時(shí)間、位置)訊號(hào),在向地面?zhèn)魉瓦^程由于某些原因,將造成電波信號(hào)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(duì)“精準(zhǔn)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€(gè)高質(zhì)量的能跟蹤全部可視衛(wèi)星,且有一定計(jì)算能力的GPS接收器,當(dāng)基地接收器接收到可見衛(wèi)星信息,經(jīng)過計(jì)算得出一個(gè)距離誤差,也稱為差別校正距離。差別校正是基地接收每個(gè)可見衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算得到的,利用無線電信號(hào)發(fā)給附近地區(qū)移動(dòng)目標(biāo)的差分接收器(DGPS),就可以實(shí)時(shí)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(dòng)接收器的位置精度。

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

  實(shí)時(shí)DGPS的差別校正信息傳遞有多種方式,可根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況選用,黑龍江農(nóng)墾用基地?zé)o線電臺(tái)發(fā)射信號(hào),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(hào),經(jīng)過計(jì)算得出的差別校正信息,利用基地?zé)o線電臺(tái)及時(shí)將差別校正信息傳播給移動(dòng)目標(biāo)的DGPS接收器,對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的位置進(jìn)行修正,確定移動(dòng)目標(biāo)的確切位置。DGPS在“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”中是全過程使用的,是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ),主要用于定位和導(dǎo)航兩個(gè)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(shí),農(nóng)民帶著便攜式DGPS接收器和手提式計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)內(nèi),數(shù)據(jù)經(jīng)過處理可在計(jì)算機(jī)屏幕顯示地形圖;繪制收獲產(chǎn)量圖時(shí),標(biāo)注出與產(chǎn)量相一致的地理位置;田間管理調(diào)查時(shí),用地形圖和帶著便攜式DGPS接收器,進(jìn)行檢查蟲害、病害、雜草等情況時(shí),用DGPS記錄相應(yīng)的地理位置;土壤取樣時(shí),在拖拉機(jī)上裝有DGPS接收器,利用帶有DGPS的計(jì)算機(jī)顯示地形圖,識(shí)別取樣點(diǎn)的地理位置,當(dāng)拖拉機(jī)到達(dá)取樣點(diǎn),繞機(jī)器周圍取幾個(gè)點(diǎn)的土樣,并裝入標(biāo)出相應(yīng)地理位置的土壤代中,帶回到土壤化驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)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(jī)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(dòng)控制程序,用于農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)時(shí)導(dǎo)航、自動(dòng)控制農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行變量調(diào)節(jié)投放物料。

  總之,DGPS是實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)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(zhǔn)農(nóng)業(yè)”要求。

  第三講谷物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)及繪制產(chǎn)量圖

  谷物產(chǎn)量是表明農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收益的重要標(biāo)志,測(cè)量谷物產(chǎn)量也是實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)工作。對(duì)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(shí)施“精準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),我們常用總局級(jí)、分局級(jí)、農(nóng)場級(jí)、連隊(duì)級(jí)、地塊級(jí)等等,“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”是以地塊內(nèi)的谷物產(chǎn)量差異進(jìn)行比較,可稱之地塊內(nèi)級(jí),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(jìn)行“測(cè)產(chǎn)施肥”,計(jì)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(shí)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(jì)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(jì)收入。如果把測(cè)量谷物產(chǎn)量的計(jì)算單位精確到平方米,進(jìn)行瞬時(shí)產(chǎn)量監(jiān)測(cè),就更接近作物生長實(shí)際。以此為據(jù),按著作物生長發(fā)育需要進(jìn)行施肥,即滿足要求又減少浪費(fèi),增加收入,避免污染環(huán)境。這種做法稱做“測(cè)產(chǎn)施肥”更為準(zhǔn)確。提高谷物產(chǎn)量測(cè)量精度的同時(shí),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(cè)量谷物產(chǎn)量不實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的主要目的,主要目的是創(chuàng)**佳經(jīng)濟(jì)效益。通過測(cè)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(jì)效益,保護(hù)環(huán)境,使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

  瞬時(shí)測(cè)產(chǎn)時(shí)是在定位的條件下對(duì)谷物流量、含水量、機(jī)器行走速度、工作幅寬、機(jī)器的地理位置進(jìn)行測(cè)量和顯示,并做記錄以備后用。

  測(cè)定瞬時(shí)測(cè)產(chǎn)時(shí)使用的主要設(shè)備包括:與谷物聯(lián)合收割機(jī)型號(hào)匹配的谷物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)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(cè)器具有記錄、計(jì)算、顯示功能。能儲(chǔ)存田間采集的資料數(shù)據(jù),計(jì)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(cè)作業(yè)時(shí),帶有DGPS系統(tǒng)和產(chǎn)量監(jiān)測(cè)裝置的谷物聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收割作業(yè),將有關(guān)數(shù)據(jù)處理采集儲(chǔ)存、計(jì)算、顯示,每天作業(yè)結(jié)束,駕駛員從監(jiān)測(cè)器中取出數(shù)據(jù)卡。數(shù)據(jù)卡通過轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)連接,應(yīng)用高級(jí)軟件就可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。經(jīng)過計(jì)算機(jī)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(jìn)入谷物聯(lián)合收割機(jī)糧箱內(nèi)的谷物流量,同時(shí)與地塊中的實(shí)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(duì)取得的數(shù)據(jù)資料進(jìn)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(yàn)和歷史紀(jì)錄進(jìn)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(duì)產(chǎn)量的影響;第二步進(jìn)行田間土壤物理特性和化學(xué)特性進(jìn)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(yàn)、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(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)層序的開始。

  “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”的全過程的第一步是改進(jìn)作物栽培技術(shù)措施,發(fā)揮產(chǎn)量潛力,爭取收益達(dá)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(shí)踐,找出產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)的規(guī)律,進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測(cè),提出決策措施,進(jìn)行投入試驗(yàn),在試驗(yàn)中進(jìn)行微量調(diào)節(jié),找出**佳的經(jīng)濟(jì)效益農(nóng)業(yè)管理措施,形成完善的“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)措施。

  第四講土壤取樣化驗(yàn)與分析

  實(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作,除了產(chǎn)量監(jiān)測(cè)和繪制產(chǎn)量圖外,另一項(xiàng)重要工作就是土壤化驗(yàn)與分析。目前,土壤化驗(yàn)方法還是采用田間定位取樣到化驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)。土壤化驗(yàn)與分析的目的是找出土壤肥力與生產(chǎn)目標(biāo)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(yàn)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(yàn)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(cè)定;土壤其它因素的測(cè)定分析,如:有機(jī)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(duì)化驗(yàn)結(jié)果與產(chǎn)量測(cè)定聯(lián)系一起進(jìn)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(zhǔn)確,否則“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”就沒有實(shí)際意義。

  取樣間隔時(shí)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(shí)間可長一些,如果土壤肥力水平低,每2年應(yīng)取樣化驗(yàn)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(yàn)。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(jìn)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(zhǔn)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(shí)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(zhǔn)備取土樣工具和容器;

  ● 定點(diǎn)取樣,裝袋貼上標(biāo)簽;

  ● 化驗(yàn)準(zhǔn)備,混合均勻;

  ● 化驗(yàn)記錄,儲(chǔ)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(rèn)為每一個(gè)小面積土壤養(yǎng)分一樣。土壤取樣、化驗(yàn)必須提高準(zhǔn)確性和可靠性,否則,無任何價(jià)值,將造成經(jīng)濟(jì)損失。因此,做到定點(diǎn)取樣、多點(diǎn)取樣,利用計(jì)算機(jī)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(yàn)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(shí)施“精準(zhǔn)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(jìn)行定點(diǎn)投入肥料、微量元素等,改進(jìn)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(fèi)農(nóng)用物資,又保護(hù)環(huán)境,使農(nóng)業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定地增長。

  第五講以地圖為基礎(chǔ)的變量投入技術(shù)

  “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的一個(gè)特點(diǎn),就是大量信息是在產(chǎn)量監(jiān)測(cè)和土壤測(cè)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(jì)算機(jī)及其相應(yīng)的軟件工具進(jìn)行處理,應(yīng)用全過程。也正是由于計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)軟件的發(fā)展才使“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)的可能。需要一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),具有輸入、儲(chǔ)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(biāo)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(biāo)連接起來。

  “精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的變量投入執(zhí)行時(shí)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(jī)器在田間的位置,并且顯示此點(diǎn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。地圖系統(tǒng)的特點(diǎn)是調(diào)查工作與施用是分開進(jìn)行的,而且在不同機(jī)器上進(jìn)行;取樣調(diào)查與投入有較長時(shí)間差,信息準(zhǔn)確可靠;操作人員可以預(yù)知投入變化率,在實(shí)施預(yù)調(diào)時(shí)有思想準(zhǔn)備,做到及時(shí)調(diào)控;在作業(yè)之前裝到機(jī)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(jì)算機(jī)及其軟件,進(jìn)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(dòng)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(xiàng)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(zhǔn)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(cè)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(shí)施“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的兩項(xiàng)基礎(chǔ)準(zhǔn)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(dāng)?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(diǎn),以地圖為基礎(chǔ)編制實(shí)施軟件,以數(shù)據(jù)卡的形式輸出。將此卡插入拖拉機(jī)上相應(yīng)的監(jiān)控器內(nèi),便可按著預(yù)先編制的程序進(jìn)行變量自動(dòng)控制。

  實(shí)施播種、施肥的拖拉機(jī)機(jī)組進(jìn)行田間作業(yè)時(shí),拖拉機(jī)駕駛室內(nèi)設(shè)有定位功能的監(jiān)控器和測(cè)速傳感器等,播種、施肥機(jī)裝有變量調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu),監(jiān)控器與執(zhí)行機(jī)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(jī)組的位置、參數(shù)和有關(guān)變量數(shù)據(jù)。按著同理,可實(shí)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(yàn)推廣應(yīng)用,不斷發(fā)展完善。

  第六講結(jié)束語

  “精準(zhǔn)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(jiān)實(shí)度傳感器,測(cè)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(jì)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(shí)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(jìn)一步擴(kuò)大變量控制領(lǐng)域,如:作物生長過程模式,在耕作之前,在計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)目標(biāo);標(biāo)準(zhǔn)化管理,設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)連接、通用、電源標(biāo)準(zhǔn)化、信息管理標(biāo)準(zhǔn)化,硬件標(biāo)準(zhǔn)化、通用,軟件標(biāo)準(zhǔn)化。

  實(shí)施“精準(zhǔn)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(yàn),而且,避免幾種作物輪作,必須慎重從事。

  實(shí)施“精準(zhǔn)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(jìn)行產(chǎn)量監(jiān)測(cè)和繪制產(chǎn)量圖、土壤取樣化驗(yàn)

  分析,取得信息,分析影響產(chǎn)量的原因。

  第二年, 試驗(yàn)、驗(yàn)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(zhǔn)。

  第三年, 根據(jù)產(chǎn)量設(shè)計(jì)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(shí)施方法,進(jìn)行不同施肥方法試驗(yàn),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(shí)踐,發(fā)現(xiàn)問題,還要不斷實(shí)踐,總結(jié)提高,直至建立一套標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)藝過程。三年的實(shí)驗(yàn)是花了學(xué)費(fèi),獲取知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的過程。




發(fā)表于 @ 2008年06月29日 10:42:00 |點(diǎn)擊數(shù)(

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