信息技术在农田施肥管理中的应用

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1、杜森等：信息技术在农田施肥管理中的应用5信息技术在农田施肥管理中的应用杜森，高祥照全国农业技术推广服务中心，北京100026摘要：综述了目前国外“精准农业”的主要技术理论，着重围绕其在农田施肥管理中的应用，讨论基于GPS、GIS和网络技术应用的农田施肥管理系统的开发和应用，提出精准农业技术理论在我国农田施肥管理中的应用设想。关键词：精准农业；信息技术；施肥中图分类号：S147.2文献标识码：A文章编号：1008-181X（2002）02-0189-05杜森等：信息技术在农田施肥管理中的应用5随着信息技术的不断发展，其在各个领域

2、内的应用越来越显示出强大的推动力。近年来，西方发达国家提出了“精准农业”或“精细农业”（precisionagriculture，precisionfarming）的概念，将信息技术应用于农业生产管理，大大地提高了农业生产的技术水平，揭开了21世纪“信息农业”发展的序幕[1]。精准农业的含意是针对田间每一操作单元的具体情况，因地制宜精细准确地调整土壤和作物管理措施，最大限度地优化各项农业投入，以获取最佳的产量和效益，保护农业生态环境，促进农业可持续发展[2,3]。精准农业是信息技术与农业生产的有机结合，是信息技术、自动控制技术

3、等在农业上的集成应用。其核心技术体系包括全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）、传感器技术、计算机自动控制系统和人工智能技术等[3,4]。精准农业实际上就是一种以信息为基础的农业管理系统，这些信息利用传感器及监测技术方便、准确、及时、完整地获得，再根据各因素在控制作物生长中的作用规律或相互关系，建立作物生产管理决策支持系统，运用自动控制技术，迅速做出恰当的管理决策，完成对农田的精细农作。1准农业的技术体系1.1全球卫星定位系统（GPS）GPS系统是利用地球上空的24颗通讯卫星、地面接收站和用户设备

4、等组成的高精度、全天候、全球性的精确定位系统，最初用于军事目的，冷战结束后逐渐向民用开放。采用GPS技术可以实现精确定位，差分后误差只有几十厘米或更小。GPS在精准农业上主要用于田间信息的采集以及田间操作的准确定位。在农业机械上安装GPS接收器，可以准确指示机具所在位置座标，根据作业图自动进行定点作业。1.2地理信息系统（GIS）地理信息系统（GIS）的主要功能是对各种空间数据进行管理，通过把地形地貌、土壤类型、土壤测试结果、化肥农药使用情况以及产量等数据输入GIS系统，对这些信息进行加工处理，绘制信息电子地图，并抽取相关信息

5、提供给决策支持系统，形成施肥、灌水、喷药等田间操作决策。例如用GIS通过对土壤养分图和历年产量图的分析，可以得出田间养分和产量变异情况，然后通过产量图与其他相关因素图层的比较分析，找出影响产量的主要限制因素，在此基础上，制定出该区域的优化管理措施，通过计算机控制智能化农业机械实施变量而投入作业。1.3遥感（RS）和传感器监测系统遥感（RS）和传感器监测系统主要用于数据采集及田间作业监测，现代遥感技术已经可以达到1m以下分辨率，通过多波段的遥感、遥测，能够获得高分辨率、多时段的大量地面信息。传感器的应用能够实时获得相关的信息，例

6、如产量、水分等。遥感、传感器不间断地监测与定位系统联合使用杜森等：信息技术在农田施肥管理中的应用5，就能够为GIS系统提供定位精确的数据信息，作为指导农田管理的依据。1.4自动控制农业机械系统自动控制农业机械系统是实施精准农业技术的载体，通过配套相应的监视控制器及卫星定位系统等装置，根据操作者下达的指令，从GPS接收位置信息，从GIS中提取决策信息，并转变为可执行的控制信号，控制农业机械实现对作物的变量投入或作业操作。2信息技术在农田施肥管理中的应用农田施肥管理是指通过对农田养分进行动态监测，根据获取的信息对农田养分平衡进行评

7、价，以此为依据指导耕作、施肥措施，调控农田土壤养分的供给状况，提高养分的有效利用，保证作物的正常生长，达到高产、优质、高效的目的，并维持、提高农田的持续生产能力，保证粮食安全和农业可持续发展。精准农业是在美国等发达国家大规模经营和机械化操作条件下发展起来的，目前也主要在规模化经营地区发展应用。但其认识农田时空差异性、按照差异因地制宜地调整管理措施的核心思想适用于任何经营管理系统，特别是针对我国地块单元小、变异程度大的现实情况，更有借鉴的价值。其核心信息技术，包括信息采集系统、全球定位系统、信息管理系统、决策支持系统以及网络通讯

8、技术等在我国农业生产中具有广阔的应用前景。2.1遥感和监测技术对农田养分状况的动态监测是信息的采集、获取过程，内容包括养分的容量、供应强度、空间分布、动态变化等。对土壤养分的监测主要依赖于现代分析测试技术手段，通常是通过对代表性样品的采集，进行化验室分析测试，运用化学分析、光