小議技術員在農業(yè)生產中的地位

小議技術員在農業(yè)生產中的地位

隨著科學技術的飛速發(fā)展，農技人員在科學技術轉化為生產力的的過程中扮演著越來越重要的角色，站在了建設社會主義新農村的最前沿。

一、農技人員是傳授農民技術的主要力量

農民由于知識文化水平低、傳統(tǒng)觀念強，學習現(xiàn)代農業(yè)生產技術比較吃力。在科學技術高速發(fā)展的今天，老一套的生產觀念、生產技術大多已經不能適應當前生產力的發(fā)展。農民沒有太多的時間放下鋤頭參加專業(yè)的培訓班，也沒有深厚的文化功底去理解消化書本中的知識，只能靠農技人員在農業(yè)生產中傳幫帶，深入田間地頭手把手的教，農民才容易接受，才能熟練掌握和運用新技術。

二、農技人員是實施農業(yè)項目的必要準備

扶貧工作已經從“輸血式”逐漸向“造血式”轉變。農業(yè)項目的實施都必須考慮有沒有足夠的科學技術理論支持和農技人員為之服務。否則，盲目的嘗試就會造成資源的浪費，不但不能帶動農民發(fā)展主導產業(yè)，使農民增收，反而更容易打擊農民對發(fā)展項目農業(yè)的積極性。只有科學技術發(fā)展成熟了，高素質、高水平的人才隊伍培養(yǎng)出來了，項目的實施才有保障。

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農民出于自我保護意識，對新項目、新技術大多持觀望態(tài)度，怕造成損失，不敢進行嘗試。在以往的農業(yè)生產中，農技人員用他們豐富的農業(yè)知識和熟練的農業(yè)技能給農民帶來了看得見、摸得著的實惠，所以農技人員在農民心中具有相當重要的地位，是農民最值得信賴的人。同時，他們最能代表說明走科技興農之路的重要性，對新技術的推廣最具說服力，由他們來動員農民更新觀念發(fā)展產業(yè)是再也合適不過的了。

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淺談GPS技術在精細農業(yè)中的應用

碩研09-16李曉璐201*011603

本科的時候學過一些GPS的基本理論知識包括GPS的產生、定義、發(fā)展前景，以及它的組成、信號結構等等，了解了GPS定位中的各種主要的誤差來源，學會了怎樣用手持GPS。但是對于距離測量與GPS數(shù)據處理方面的原理，自己并不是很了解。所以這次自己也沒有看很多關于GPS計算原理方面的論文，而是看了些關于GPS應用的論文。下面我著重談一下GPS技術在精細農業(yè)中的應用。

一、精準農業(yè)概述

世界農業(yè)的發(fā)展大致歷經了三個階段：原始農業(yè)、傳統(tǒng)農業(yè)、現(xiàn)代農業(yè)。信息化與現(xiàn)代農業(yè)的結合是未來農業(yè)的發(fā)展方向。精準農業(yè)就是信息技術應用于農事管理的現(xiàn)代化農業(yè)技術，是當今農業(yè)發(fā)展的新潮流。它的興起引起了一場真正意義的農業(yè)技術上的革命。

隨著科技的發(fā)展和農業(yè)生產市場化程度的提高,農業(yè)生產中降低成本、提高產出率、發(fā)展優(yōu)質高效農業(yè)以及農業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面的要求,迫切呼喚新型農業(yè)的出現(xiàn)�；�于這種想法,美國率先提出了精準農業(yè)構想,以智能化監(jiān)控技術以及農業(yè)專家系統(tǒng)共同構成了精準農業(yè)早期技術基礎。隨后,美國將GPS(全球定位系統(tǒng))技術應用到農業(yè)生產領域,標志著精準農業(yè)技術體系的初步形成,1992年4月在美國召開第1次精準農業(yè)學術研討會,精準農業(yè)這一概念逐漸被人們所接受。

精準農業(yè)(PrecisionAgricultural)，也叫精細農業(yè)或精確農業(yè)，是20世紀80年代初國際農業(yè)領域發(fā)展起來的一門跨學科新興綜合的以獲得農田高產、優(yōu)質、高效的現(xiàn)代農業(yè)生產模式和技術體系[1]。

精準農業(yè)是指以信息技術支持現(xiàn)代化農業(yè)操作與管理,依據農作物生長的土壤性狀以及溫度、濕度、光照等影響因素,調節(jié)對作物的投入,并對耕地和作物長勢進行定量、實時診斷,提高土壤生產力,實現(xiàn)農業(yè)的優(yōu)質、高產、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展。其技術支持主要是GPS,核心是實時測知作物個體或小群體或平方米尺度小地塊生長及疫病的實際情況,進而確定針對性的農業(yè)措施,在取得最優(yōu)效果和付出最低代價的同時,減少污染,保護生態(tài),實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）

全球定位系統(tǒng)[2](GlobalPositioningSystem,GPS)是20世紀70年代由美國國防部研制,歷時20余年,耗資數(shù)百億美元,于1994年全面建成并投入使用。GPS系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng),具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能,能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。

GPS系統(tǒng)由空間衛(wèi)星星座、地面控制系統(tǒng)、用戶接收機系統(tǒng)3部分組成。其衛(wèi)星星座部分由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成,衛(wèi)星有6個軌道面,高度20200km,軌道傾角55°,衛(wèi)星運行周期11h58min,載波頻率為1575.4MHz和1227.60MHz。衛(wèi)星通過天頂時,衛(wèi)星可見時間為5h,在地球表面任何時刻,在高度角15°以上,平均可同時觀測到6顆衛(wèi)星,最多可達9顆衛(wèi)星。

GPS系統(tǒng)在精確農業(yè)實施過程中異常重要，它一方面將農田各種信息給予準確定位，并輸入到GIS，另一方面也是農機作業(yè)軌跡的依據。在翻耕機、播種機、田間取樣機、施肥噴藥機、收割機等機具上安裝上GPS接受器，可以準確指示機具所在位置的坐標，使操作人員可以按計算機上GIS操作指示圖進行定點作業(yè)。

近幾年來，GPS產業(yè)技術發(fā)展迅速，若干大公司迅速涉足農業(yè)領域，提供了用于農田測量、定位信息采集和與智能化農業(yè)機械配套的差分校正全球衛(wèi)星定位技術（DGPS，DifferentialGlobalPositioningSystem）產品。系統(tǒng)可用于農田面積和周邊測量、引導田間變量信息定位采集、作物產量小區(qū)定位計量、變量作業(yè)農業(yè)機械實施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農業(yè)機械田間導航信息等。DGPS作為農業(yè)空間信息管理的基礎設施，一旦建立起來，即不但可服務于“精準農業(yè)”，也可用于農村規(guī)劃、土地測量、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、作業(yè)調度中的定位服務，其農業(yè)應用技術開發(fā)的前景廣闊。

三、GPS在精細農業(yè)的主要應用

GPS的快速度、高精度、低成本、簡單操作等特點,能快速準確地獲取研究區(qū)域內農業(yè)資源的空間位置信息,提供大量其他常規(guī)手段難以得到的資源信息。

Blackmore認為國外很多農場主都在增加使用信息技術幫助在多變的管理中下決定,很多農民利用精準農業(yè)的GPS接受器來收集生長季節(jié)里每塊田地的各項數(shù)據[3]。Daberkow等人了解在美國有10%的小麥,25%的黃豆,30%的玉米地都采用了農田監(jiān)視器[4]。自1993到目前,美國有20%的耕地、80%的大農場都已實行精準農業(yè)操作。據美國Purdue大學的研究,在美國采用精準農業(yè)技術的農民有60%實現(xiàn)贏利,有10%虧損,有30%保本[5]。1996年,北美約19%的300hm2以上的規(guī)�；�農場已經利用GPS,有201*臺聯(lián)合收割機安裝了產量傳感器。

通過閱讀一些論文發(fā)現(xiàn)：GPS在精準農業(yè)中主要應用于以下3個方面。1．智能化農業(yè)機械作業(yè)的動態(tài)定位,即根據管理信息系統(tǒng)發(fā)出的指令,實施田間播種、施肥、灌溉、排水、噴藥和收獲的精確定位。

（1）GPS與精確施肥

GPS為控制施肥提供空間定位和導航支持,基于GPS的變量施肥技術能根據不同地區(qū)、不同土壤類型、土壤中各種養(yǎng)分的盈虧情況、作物類別和產量水平,將微量元素與有機肥加以科學配方,做到有目的地科學施肥。

（2）GPS與精準灌溉

在田間可以運用GPS土地參數(shù)采樣器采集植物生長的環(huán)境參數(shù),如土壤濕度、地溫等,再通過GPS中心控制基站利用專家系統(tǒng)進行植物分析,調控植物生長環(huán)境,精確調控節(jié)水灌溉系統(tǒng)。

（3）GPS與精準噴藥

運用GPS監(jiān)測病蟲草害是預測預報的新手段,通過GPS系統(tǒng)連接高質量視頻攝像系統(tǒng)拍攝分析圖像,可以收集原始數(shù)據,監(jiān)測大田作物,得出田間病蟲草害分布大小位置,并可以通過逐次拍攝確認害蟲的遷飛路線、種群數(shù)量和為害程度,以及病蟲草害發(fā)展方向及流行趨勢。

如要對大面積農田集中進行噴藥,則可選擇裝有差分GPS(DGPS)的飛機。DGPS航空導航系統(tǒng)可以引導飛行員從機場直接前往作業(yè)區(qū),在已設計的航線和高度飛行噴灑藥物,若飛行員加滿藥物再次返回作業(yè)區(qū)時,系統(tǒng)還能讓飛機到達上次藥物噴灑停止時的準確地點,以便確保既無重復噴灑又無遺漏區(qū)域。

2．農業(yè)信息采集樣點定位,即在農田設置的數(shù)據采集點、自動或人工數(shù)據采集點和環(huán)境監(jiān)測點均需GPS定位數(shù)據,以便形成數(shù)字信息存貯與共享。

將GPS、GIS和精細農業(yè)、旱作節(jié)水農業(yè)相結合,開發(fā)精細農業(yè)和田間實時導航監(jiān)控相結合的地理信息管理系統(tǒng),實現(xiàn)了田間車輛多目標監(jiān)控;建立農業(yè)機械裝備數(shù)據庫和查詢系統(tǒng),可方便地進行100多種農業(yè)機械裝備數(shù)據的查詢、添加、刪除、保存等操作;通過獲取車輛的實時信息,調取地圖中的信息,將田間動態(tài)的車輛信息與農業(yè)機械裝備相結合實現(xiàn)了信息的可交互性、可擴展性和通用性。

[7]

[6]精確種子工程和精確播種工程的有機結合,要求精確播種機具有播種均勻、精良播種、深淺一致,這樣精確播種技術既可節(jié)約大量種子,又能使作物在田間獲得最佳分布,從而提高作物對營養(yǎng)和太陽能的利用率。而利用精確收獲機械不但可以做到顆粒歸倉,同時也能根據一定標準,準確分級。1995年美國一些地區(qū)農場開始采用裝備了GPS的聯(lián)合收割機,通過它,農機在收獲季節(jié)可以不間斷記錄下幾乎每平方米的產量及其他信息,再經由電腦軟件的處理,農場繪制出各塊地的產量圖以剔除某些產量低的作物品種[9]。

③遙感信息GPS定位,即對遙感信息中的特征點用GPS采集定位數(shù)據,以便于與GIS配套應用[10]。1993-1994年,美國在阿華達州的兩個農場開展了精準農業(yè)試驗,利用GPS技術指導變量施肥,結果產量比傳統(tǒng)均衡施肥提高30%。這一試驗減少了化肥用量,大大提高了經濟效益,使得GPS在精準農業(yè)實踐中得到迅速推廣。到1996年,北美約有19%的300km2以上的規(guī)�；�農場使用GPS。德國在近幾年研制的聯(lián)合收割機上100%裝有GPS。在我國,1992年北京市在順義地區(qū)1.5萬km范圍內開展了利用GPS導航噴灑農藥防治小麥蚜蟲的示范研究,經過3a攻關,在指導大面積防治小麥蚜蟲上獲得成功,實踐表明,利用衛(wèi)星導航飛機防治小麥蚜蟲,無漏噴、重噴現(xiàn)象,農藥霧滴均勻,滅蚜達到90%以上

[11]

[8]

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四、GPS在精準農業(yè)應用中的發(fā)展趨勢

我國是世界大國，人口多耕地少的基本國情決定了解決糧食問題的根本出路在于發(fā)展現(xiàn)代精準農業(yè)。精準農業(yè)必將成為新世紀高新技術的熱門課題。

我國各地的自然條件、社會經濟條件差異明顯農業(yè)生產水平差距較大,農業(yè)集約化總體水平較低GPS在精準農業(yè)中的應用極大地提高了農業(yè)生產效率,大大的提高了經濟效益,從而使得精準農業(yè)的實踐得到迅速的推廣�，F(xiàn)在兩者的結合只是初淺的涉及到精準施肥、灌溉、防治病蟲害和機械耕作等方面,對于更精細更高要求的農業(yè)來說,還要提高GPS農業(yè)應用的精度要求,例如在制作農田電子地圖、土壤采樣、變量噴灑和鋪設灌溉管道方面的精確定位等方面還需要多實驗應用。在設施農業(yè)發(fā)展較快的地區(qū)使用精準設施農業(yè)可增加農產品產出,提高農產品品質,節(jié)約水、肥資源,保護農業(yè)生態(tài)環(huán)境[12]。

五、展望

我相信在不久的將來，GPS可以在農業(yè)中發(fā)揮更大的作用。以后安裝有GPS由電腦控制的大型拖拉機能自動駕駛作業(yè),無需人工操作,而且耕地質量高。加強GPS的使用能更好的監(jiān)測農作物的生長情況，使農場能因地制宜的種植作物。在對品種資源的野外考察和引種研究中,利用GPS技術可以準確定位野生群落和引種區(qū)的經緯度和高度,結合GIS技術可計算出區(qū)域的面積,查詢到該區(qū)域的氣候條件掌握當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的狀況。將3S技術和其他技術體系相結合,精準農業(yè)可以更好的發(fā)展起來。

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