農(nóng)作物精確栽培技術(shù)的推廣及設(shè)計(jì)研究

趙海軍

摘? ? 要：農(nóng)作物精確栽培技術(shù)的發(fā)展及推廣，有利于將現(xiàn)代信息技術(shù)及系統(tǒng)科學(xué)充分應(yīng)用到農(nóng)作物栽培過程中，可以對農(nóng)作物栽培所涉及的技術(shù)及管理過程進(jìn)行信息化感知、動態(tài)化模擬及數(shù)字化設(shè)計(jì)，進(jìn)而有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物精確栽培的精確化及定量化。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，要重視推廣精確栽培技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)作物的增產(chǎn)增收，進(jìn)而不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物;精確栽培技術(shù);推廣;設(shè)計(jì)

文章編號： 1005-2690（2020）24-0117-02? ? ? ?中圖分類號： S31? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)作物種植過程中的應(yīng)用，是提升農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)、效益至關(guān)重要的途徑，而且隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提升，現(xiàn)代化信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)栽培管理中的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的農(nóng)作物栽培方式相比，精確栽培技術(shù)的機(jī)械化、輕簡化的農(nóng)作物定量栽培發(fā)展，有利于保障農(nóng)作物的產(chǎn)量，可以優(yōu)化農(nóng)作物的品質(zhì)，并不斷提升農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，是我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)持續(xù)性發(fā)展及糧食安全的重要保障。精確栽培技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物從中低產(chǎn)變高產(chǎn)、高產(chǎn)變更高產(chǎn)的重要栽培技術(shù)，是簡化實(shí)用的定量化栽培技術(shù)。其可以根據(jù)高產(chǎn)群體發(fā)展動態(tài)的形態(tài)生理指標(biāo)，對農(nóng)作物生長發(fā)育進(jìn)行定時、定量、定向的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)個體和群體的優(yōu)化發(fā)展。

1? ?精確栽培技術(shù)的相關(guān)概述

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，及農(nóng)村勞動力的老齡化和大量遷移發(fā)展，傳統(tǒng)的農(nóng)作物栽培方式不再適應(yīng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的快速發(fā)展與推廣，促使農(nóng)作物的栽培管理逐步向信息化、數(shù)字化方向發(fā)展，精確栽培技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。農(nóng)作物精確栽培技術(shù)，主要是在農(nóng)作物精確栽培管理理論基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、模擬模型、專家系統(tǒng)等技術(shù)有效融合并開發(fā)的現(xiàn)代農(nóng)作物栽培技術(shù)。現(xiàn)代農(nóng)作物的種植涉及很多方面的問題，而且農(nóng)作物種植有非常強(qiáng)的地域性，農(nóng)業(yè)種植會受時間、空間的限制，精確栽培技術(shù)管理有利于根據(jù)農(nóng)作物種植的實(shí)際情況作出調(diào)整，利用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分析，進(jìn)而選擇適宜當(dāng)?shù)厍闆r的種植方式，而且精確栽培技術(shù)管理有利于提升農(nóng)作物種植效益，發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。

“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要準(zhǔn)則，也是農(nóng)作物種植的發(fā)展目標(biāo)，而農(nóng)作物的精確定量栽培技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)這一發(fā)展目標(biāo)。精確栽培技術(shù)非常強(qiáng)調(diào)較少的操作次數(shù)、精準(zhǔn)的作業(yè)時間及物化的投入量，有利于獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)及最佳的生態(tài)效益。利用精確栽培技術(shù)的理論及方法，有利于農(nóng)作物種植效益的提升，有利于種植產(chǎn)量、品質(zhì)的有效提升，進(jìn)而有利于推進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2? ?農(nóng)作物精確栽培技術(shù)推廣的重要意義

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、國民生活水平的不斷提升，人們對食品的安全及質(zhì)量提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。而現(xiàn)代農(nóng)作物栽培學(xué)和新興學(xué)科領(lǐng)域的有效交叉與融合，有利于農(nóng)作物栽培管理由傳統(tǒng)的模式化與規(guī)范化向定量化和智能化方向發(fā)展。將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物栽培過程中，一定程度上有利于對農(nóng)作物栽培過程中涉及的對象與過程進(jìn)行線上監(jiān)測和管理。農(nóng)作物的精確栽培技術(shù)，有利于農(nóng)作物栽培效益的提升，有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)。通過精確栽培技術(shù)管理，可以提高農(nóng)作物種植效益，進(jìn)而促進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展。農(nóng)作物精確栽培技術(shù)的研發(fā)及進(jìn)一步推廣，主要是實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物栽培方案的定量化設(shè)計(jì)、生長指標(biāo)的智能化診斷及產(chǎn)量品質(zhì)的動態(tài)化預(yù)測發(fā)展，一定程度上有利于改善常見農(nóng)作物栽培模式中受氣候環(huán)境、種植時間、種植空間中存在的問題，進(jìn)而有利于農(nóng)作物種植的科學(xué)化與精確化發(fā)展，提升農(nóng)作物栽培效益，推動現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3? ?現(xiàn)階段精確栽培技術(shù)中存在的不足

3.1? ?數(shù)據(jù)信息獲取標(biāo)準(zhǔn)不夠規(guī)范

標(biāo)準(zhǔn)是對一定范圍內(nèi)的重復(fù)性事物和概念所作出的統(tǒng)一規(guī)定，而簡化、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一及選優(yōu)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中非常重要的“八字標(biāo)準(zhǔn)”。由于我國農(nóng)作物種植范圍非常廣泛，種植地域的不同，氣候條件、土壤條件、栽培、水利等因素存在差異，而且信息數(shù)據(jù)來源非常廣泛，又沒有規(guī)范、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)獲取標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上會影響農(nóng)作物種植信息數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，也會降低栽培信息管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的通用性。而因?yàn)闆]有充分利用各個地域氣象、土壤、栽培、水利等數(shù)據(jù)平臺，會導(dǎo)致精確栽培技術(shù)中數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)呈孤立狀態(tài)，數(shù)據(jù)間的共享性不足，信息系統(tǒng)的封閉也會讓精確栽培技術(shù)的有關(guān)數(shù)據(jù)、信息挖掘較困難，導(dǎo)致栽培技術(shù)推廣過程中，數(shù)據(jù)信息資源浪費(fèi)非常嚴(yán)重，不利于農(nóng)作物種植的精確化、標(biāo)準(zhǔn)化及信息化生產(chǎn)發(fā)展。

3.2? ?技術(shù)推廣中存在的問題

農(nóng)作物種植過程中，精確栽培技術(shù)的用戶絕大多數(shù)是具備一定專業(yè)基礎(chǔ)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基層農(nóng)業(yè)技術(shù)干部或農(nóng)業(yè)種植戶，農(nóng)民科學(xué)素養(yǎng)不夠及專業(yè)技術(shù)能力欠缺，一定程度上影響到精確栽培技術(shù)的應(yīng)用與推廣。而且現(xiàn)階段在農(nóng)業(yè)種植過程中，并不重視精確栽培技術(shù)的信息化、專項(xiàng)培訓(xùn)，精確栽培技術(shù)管理系統(tǒng)軟件更新較滯后，引導(dǎo)服務(wù)水平不夠，進(jìn)而導(dǎo)致精確栽培技術(shù)在實(shí)際推廣中存在很大難度，因此農(nóng)業(yè)種植過程中應(yīng)用并不普遍。另外，農(nóng)業(yè)種植具有一定的特殊性、地域性特征，受時間與空間的影響較大，精確栽培技術(shù)適用性及通用性不夠，一定程度上也不利于精確栽培技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

4? ?農(nóng)作物精確栽培技術(shù)的設(shè)計(jì)研究

精確栽培技術(shù)經(jīng)過一定實(shí)踐后表明，精確栽培技術(shù)中線性管理系統(tǒng)具備綜合多面的知識內(nèi)容，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的決策優(yōu)化，但精確栽培技術(shù)在應(yīng)用推廣過程中也存在一定的不足。其面臨著從經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷骄唧w數(shù)字知識模型轉(zhuǎn)變的困境，而在農(nóng)作物種植過程中引入系統(tǒng)建模技術(shù)，并借助定量栽培的方式，可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物栽培的精確管理。

4.1? ?技術(shù)原理分析

農(nóng)作物精確栽培技術(shù)應(yīng)用過程中，在運(yùn)用定量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，研究分析作物栽培技術(shù)指標(biāo)及生育指標(biāo)和季節(jié)性、地域性之間的關(guān)系，有利于農(nóng)作物管理規(guī)范與生長指標(biāo)及實(shí)際生長和作物生長環(huán)境條件與環(huán)境中各項(xiàng)影響因素的函數(shù)關(guān)系建立，而根據(jù)所建立的函數(shù)關(guān)系數(shù)字化與廣適性作物栽培管理模型的具體應(yīng)用，有利于解決精確栽培技術(shù)受時間、空間、地域不同影響其具體應(yīng)用不足的問題，通過定量研究分析在不同生產(chǎn)條件下作物栽培管理方案和生長中的作物指標(biāo)，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物種植的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)。農(nóng)作物精確栽培技術(shù)及管理技術(shù)在提升農(nóng)作物增產(chǎn)系數(shù)與平均產(chǎn)量、培養(yǎng)環(huán)境適用性與基因優(yōu)良性品種、提升農(nóng)作物種植產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、科學(xué)合理的供水方案及有效播種方案的基礎(chǔ)和前提下，把經(jīng)驗(yàn)性作物栽培技術(shù)理論轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的作物管理模型，有利于精確栽培技術(shù)水平的有效提升，進(jìn)而有利于精確栽培技術(shù)管理在我國農(nóng)作物種植過程中的進(jìn)一步應(yīng)用推廣。

4.2? ?精確栽培方案設(shè)計(jì)的分析與具體應(yīng)用

按照組織簡化程序的設(shè)計(jì)理念分析，有利于將農(nóng)作物管理模型映射到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中，再根據(jù)地理信息系統(tǒng)技術(shù)建立在農(nóng)作物種植管理知識模型的精確化作物管理決策系統(tǒng)中，然后再根據(jù)各個區(qū)域的氣候、土壤、水利等種植條件存在的差異，通過精確化決策系統(tǒng)把各個農(nóng)作物種植區(qū)域根據(jù)其產(chǎn)量和生態(tài)分區(qū)進(jìn)行科學(xué)合理的分類，再根據(jù)農(nóng)作物生長發(fā)育過程中的具體需求進(jìn)行科學(xué)合理的管理，明確精細(xì)化農(nóng)作物栽培技術(shù)管理方案。因?yàn)檗r(nóng)作物精確栽培技術(shù)管理具備動態(tài)設(shè)計(jì)的功能，所以其靈活性較大、適用性較強(qiáng)，有利于解決精確栽培技術(shù)在農(nóng)作物種植中受到限制因素影響問題，進(jìn)而提升精確栽培技術(shù)的通用性和適用性，對不同生長領(lǐng)域或生長環(huán)境下的農(nóng)作物生長匹配出適宜的精確栽培技術(shù)管理方案，有利于充分體現(xiàn)精確栽培管理的優(yōu)勢，進(jìn)而有利于提升農(nóng)作物種植效益，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)種植的增產(chǎn)增收。

4.3? ?生長光譜的應(yīng)用分析

隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展、農(nóng)業(yè)科技的不斷發(fā)展，光譜遙感技術(shù)迅速發(fā)展，并且在農(nóng)作物種植過程中充分應(yīng)用，各類多光譜及高光譜分辨技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠?yàn)檗r(nóng)作物生長發(fā)育指標(biāo)提供良好的技術(shù)檢測支持。高光譜分辨技術(shù)在農(nóng)作物種植過程中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對大范圍作物生長信息的研究分析和檢測，有利于保障信息的實(shí)時、快速及無損，進(jìn)而保障農(nóng)作物種植過程中及時發(fā)現(xiàn)生長中的問題，并及時采取相應(yīng)措施進(jìn)行解決，保證精確栽培技術(shù)的充分落實(shí)，保障農(nóng)作物的生長效益。農(nóng)作物的生長指標(biāo)有生物量、葉面積指數(shù)等，可以通過生長光譜技術(shù)對其進(jìn)行研究分析，并在對生長光譜進(jìn)行試驗(yàn)性分析中，構(gòu)建和生產(chǎn)參數(shù)相互匹配的調(diào)整模式及監(jiān)測診斷系統(tǒng)，以保障農(nóng)作物生長指標(biāo)監(jiān)測的有效性。生長光譜在農(nóng)作物種植中的具體應(yīng)用，可以對農(nóng)作物生長指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)測，有利于及時把握農(nóng)作物生長狀態(tài)，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果作出相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)而不斷提升農(nóng)作物栽培效益，保障其質(zhì)量。

4.4? ?農(nóng)作物生長的模擬預(yù)測分析

精確栽培技術(shù)在農(nóng)作物種植過程中的應(yīng)用，還要根據(jù)種植區(qū)域的氣候數(shù)據(jù)、土壤條件等因素，綜合全面構(gòu)建農(nóng)作物的生長發(fā)育管理模型，并為農(nóng)作物的生長進(jìn)行模擬預(yù)測。通過一定的生長發(fā)育模擬預(yù)測，能夠及時了解農(nóng)作物各個階段生長發(fā)育情況及需要注意的問題，充分了解農(nóng)作物的生長規(guī)律和具體特征，進(jìn)而對各種影響因素進(jìn)行分析，研究不同地域、不同環(huán)境或不同生長條件對農(nóng)作物的影響，確定適宜的精確栽培技術(shù)。

5? ?結(jié)語

總之，精確栽培技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，要重視精確栽培技術(shù)，并充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)作物栽培技術(shù)的數(shù)字化、智能化發(fā)展，進(jìn)而推進(jìn)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。