时间:2022-05-11 04:34:22
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了一篇精细农业论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
[摘 要] 在农业发展过程中,精细化气象预报发挥着关键作用。通过精细化气象预报能够直接或者是间接地预报农业种植区域的光、热、水等多种条件,进而正确地指导农业,以实现其可持续发展。其中,精细化气象预报主要是以本地区农业生产生活作为重要基础,便于农民的生产与生活,提高农业产量。基于此,精细化气象预报能够及时地突发性的灾害预警信号,进而与本地农业的实际情况相结合,采取防御性措施,有效地提升农业生产在防灾与减灾方面的效果。
[关键词] 精细化气象预报 农业 应用
1 精细化气象预报应用于农业的具体途径
1.1 内容本地化特征明显
之前的农信通气象产品通常都是为地级市提供气象服务,所以,很难划分客户,导致气象服务的内容存在严重的单一化问题。然而,不同地区与县市农业生产的情况也存在差异,所以,难以根据客户具体需求来为其提供农业气象服务。但是,精细化气象预报能够更好地精确各县级的区域,以保证更好地结合地区具体状况,积极提供具有较强针对性的气象服务。其中,以黑龙江省麦区小麦为例,因为实际的收获期是在雨季前,一旦雨水量增多,就必须要采取抢收的措施。而在小麦处于蜡熟中期,其干物质的积累是最多的,而且粒重也最高,应当及时收获[1]。收割的过早或者是过晚都会对粒重产生不利的影响。若蜡熟期间雨水和露水较多,很容易导致籽实的呼吸作用变强,对干物质进行大量消耗。而在黑龙江省的稻区,阳光相对充足且温度的日较差很大,对于灌浆来说十分理想。然而,低温年型相对较多,很容易因温度而影响灌浆质量。但是,在南方稻区,早稻灌浆期时间较短且千粒重会下降。在其乳熟之前和之后,都是高温对千粒重产生影响的重要阶段。通过对精细化气象预报的运用,可以针对南北方吸取的差异来提供具有本地化特色的气象服务,这对于农业种植的影响是很大的。
1.2 产品更加精细
精细化气象预报能够对不同地区的信息服务进行细化,能够准确地出气象与预警信息。基于此,在产品当中增加信息的含量,并融入能够满足客户需求的服务信息,进而为特色农业的生产提供更为精细的信息服务[2]。将水稻种植作为重点,对其粒重产生决定性作用的时期有两种:第一,开花之前颖壳的生长期,因为颖壳与库容的大小存在紧密联系,而颖壳生长最为旺盛的时期就是减数分裂。第二,水稻灌浆期。在实际灌浆的时候,会出现明显高峰。但是,在引进精细化气象预报以后,需要在水稻重要的生长时期考虑具体情况,进而提供出精细的气象预报,更好地促进水稻增产与增收。
1.3 服务呈现差异化
精细化气象预报将气象信息和农业信息相互结合,为用户提供更全面的服务,满足现阶段较大的信息需求量,并且为其提供更加丰富的彩信内容,使得服务体验也更为理想。同样以水稻种植为例,水稻在小穗分化期间,应当将温度控制在6-8摄氏度,否则花粉就会逐渐丧失受精的能力而导致其结实率不断下降。在水稻开花期,最佳空气湿度需要控制在70-80%,一旦湿度过小或者是遇到雨水期,就会导致花粉吸水过于充足而出现破裂。如果空气的湿度不超过20-25%,也很容易受干旱影响而不结果实。而针对水稻种植的日照与气温要求,精细化气象预报能够及时地提供差异化气象服务,进而推动农业生产。
结束语
综上所述,在不同时空环境背景下,农业生物的生长与发育规律也呈现出差异化,使得r业生产活动也具备了自身独有的特点。但是,气象条件不同,农作物对于气象环境的反应也存在区别。因此,必须要有机结合具体情况来实现精细化农业气象预报,只有这样才能够正确地指导农业生产,并且为其提供有力的科技支撑,促进农业的进一步发展。
对于一个胸怀家乡父老、时刻不忘反哺桑梓的年轻人,未来更广阔壮丽的前景还都正在铺排描摹中
“务农重本,国之大纲。”作为国民经济和社会发展的基础产业,几千年以来,传统的农耕文化灿烂辉煌,养育和繁衍亿万炎黄子孙,无数的中华儿女承前启后,在中国这片广袤的土地上谱写着优美的篇章。
记者见到陈更新时,他正带着中央党校博士考察团,讲解广西规划的第一个富硒产业园区,借用外脑、引进人才、科学管理、创新发展。先后在红十字会、医药医疗、资产金融投资等行业摸爬滚打十几年的陈更新,一踏入农业领域就以一个企业家飞得更高,走得更远的理念高标准,严要求,以循环经济,精细化立体农业,套种套养,种养结合,变废为宝,寻求农业农村发展新动能的创新农业模式,为新型农业打开一扇大门。
农业发展的创新思维
“一个好汉三个帮,要发展还得有团队。”2007年,陈更新成立丰兄农业发展团队,经过七年的现代农业发展探索,2014年正式注册广西丰兄农业开发有限公司,成为一家集水产养殖、果蔬种植、食用菌种植、农业种植技术研究与开发、农产品深加工直销于一体的农业综合开发公司。
“我们遵循种养结合、套种套养的科学产业链,全力发展精细化立体循环农业,创新农业产业,将现代农村从观光农业到绿色休闲生态农业,再到创意农业……以时间换空间来形成抵御市场风险的防火线,赢取农业产业链的可持续发展。”陈更新向记者介绍丰兄农业开发公司的发展理念。
丰兄农业开发公司把促进农业增产,农民增收和绿水青山良性循环与脱贫攻坚和带动一般农民增收结合起来,用循环经济来代替农副产品深加工问题,用种养结合来解决单一农业产出过低问题,用产业链延伸来解决变废为宝问题,用产业链延伸来解决其它产业成本过高问题,用产品附加值来促进产业发展,用产品附加值来提高产品市场竞争力,通过生产模式的衔接性来全面保证农业产业的良性发展,达到产业扶贫脱贫的最终目的,为绿色、生态、可持续的农业发展开辟了一条生机勃勃的发展之路。
“我们所打造的有机、绿色、环保、富硒的全均衡营养现代农业生产链,不仅打破了传统农业的发展瓶颈、还在农业的基础元素上增加了乡村休闲旅游,生产高端农副产品的同时提高产品的附加值,也培育了职业化标准化的现代农业人、造就一批新一代农业人。”几经努力发展,陈更新坚持以“私人订制、食品安全”的高端服务理念,为高端需求人士打造出地道、原生态的农副产品,讲述着一个特色的农业故事。
合作制全面代替分配管理制
怎样让有限的资源最大限度的发挥效用,向追求绿色、生态的需求转变,寻求农业发展的新动力,经过不断的调研,深入田间地头和农民交流,陈更新采用现代企业管理理念,导入全面合作分配制。采用底薪+绩效+分红+股权的分配方法,一人参与,全家受益,通过产业层面的设计来满足大家的需求点、增收又保产、保质又保价、企业估值越大自己受益越多,牢牢的把双方利益捆绑在一起,工作越长受益越多,一心谋发展,脱贫又致富。培育现代农业的职业化和标准化新一代农业人。
“天育物有时,地生财有限。”传统农业一直走不出“价优多发展,发展起来又跌价,农民增产不增收”的怪圈。陈更新带领他的企业放弃常规市场渠道、走品牌品质和高端群体路线,以社会团体企业和各商会房产公司为主要销售对象,以体验农业为导向、以亲情娱乐基地为重心、以周末休闲旅游经济为核心,运用电子商务APP平台结合会员制和庄主制的全新发展理念体系、进行农副产品与互联网结合的线上线下营销网络。
关爱贫弱,温暖同行
陈更新立足解决和巩固贫困人口脱贫这一目标,采用“公司+供销社+合作联社+专业合作社+信用社”的生产发展模式,多渠道、多层次、多形式的进行精准扶贫工作,有效的体现出企业社会责任感和供销社的供给侧改革所取得的创新成就,合作联社则在组织全面的资源匹配整合使用上不懈努力,专业合作社负责每一个产业的生产和运营管理,信用社则加大资金扶持力量引发的杠杆支点,使得贫困户干劲十足,促使精准扶贫工作落实到户,落实到人,形成“傻瓜式”生产模式。
丰兄农业开发公司启动实施的“产业到家,牵手妈妈”巾帼脱贫行动计划,不仅每周对选定的贫困妇女进行技术指导,业务培训,同时及时宣传党的政策,使她们有信心,提高实际操作本领,而且根据贫困妇女的劳动能力,安排工作,有计时工、计件工、包产到户和产品认领养殖种植等多种方式促进她们增加收入,并鼓励先进,督促进步。目前已投资建成的生产间、生产大棚、平价产品销售门市部、电商平台服务厅和农民技术学校等均已充分发挥作用。
“授人以鱼,不如授人以渔”。陈更新作为非公企业代表到广西大学农学院考察合作洽谈,并就学生实习就业、提供科研咨询等方面签订合作协议书,解决了生产技术和人才瓶颈问题。为增强农户自身造血能力,积极帮助农民理清脱贫的思想,他联系玉林市供销社共同创建农民培训学校,传授现代农业种养技术,协助举办了“非公经济企业供给侧深化改革发展经济论坛”,邀请到中央党校、广西林业厅等专家为合作社成员、贫困农户提供一个学习交流平台。同时丰兄农业公司还获得了广西科技厅指定人才培养基地、广西水产畜牧局田螺优秀推广站、田螺示范基地称号、特色农业扶贫产业基地推广中心、广西供销社电子商务优秀推广站等殊荣。今天的陈更新在很大程度上要改善农民的内在问题,给农民以新希望。
“赠人玫瑰,手有余香”。不断为蒲公英之家、社会福利院、孤儿院等救助中心提供物资赞助的陈更新谦虚地说自己只是普通人,在做着力所能及的事。
“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。对于一个有远大理想的企业家来说,所有的成绩都还只是未来更远目标实现的基石;对于一个胸怀家乡父老、时刻不忘反哺桑梓的年轻人,未来更广阔壮丽的前景还都正在铺排描摹中。我们从陈更新坚定的目光,睿智的眼神,忙碌的身影中看到了更扎实的未来。
摘要:在农业发展的过程中,农业科研是促进农业产业健康发展的重要因素,在农业科研项目的开发过程中,需要进行资金的筹集和运作,而在资金的来源方面主要是通过各级政府有关部门进行专项拨款以及合作企业投资经费。如何提高科研经费的使用效果以及使用效率是现阶段科研项目发展亟需解决的问题。在科研项目的资金管理中,重点工作在于对预算的管理,而预算管理的核心在于预算编制。在农业科研项目的预算经费管理中,需要分析和阐明预算编制的重要性,通过强化管理理念、细化管理细节、严格把控流程、进行科学划分等多个角度,构建出完善的预算精细化管理模式。
关键词:农业科研项目;预算编制;精细化;管理措施
随着国家经济改革的逐步深入,国家逐渐的重视科学技术的创新工作,在近些年的科研项目中,明显加大了对农业科研项目的投入力度。同时,对于项目的专业化管理、系统化经费使用、高效性的科研经费拨付等多方面的管理进行强化。国家在强化经费投入的同时,也使得科研经费的管理难度在不断加大。对此国家在出台和修订部分科研项目的基础上,构建出完善的资金管理体系,强化了科研项目经费使用和管理逐渐细致化和精密化。在构建精细化管理的过程中,主要采用强化预算约束性效果的同时,重视对精化管理的特点分析,强化对科研经费的监控和管理。
一、经费预算精细化管理的概念
在现代化企业管理中,精细化管理是其发展的核心和关键。构建出完善的农业科研经费预算编制项目,需要借鉴和融合精细化管理,从而保证预算环节的高效性和有根据性,保证预算编制的精细化和细致化,完善科研经费和研究任务之间的关系;在编订预算的过程中,要求预先制定完善的流程和程序,同时根据具体的要求进行预算编制工作,在财务专家的把关和审核之后,根据农业的季节性特点以及科研项目的具体内容,及时对项目进行调整,构建出完善的调整方案,根据相关的报批程序审核项目的执行效果。在农业科研项目的经费预算的编制过程中,强化精细化管理的特点,明确各个具体项目的预算、管理流程,强化对各环节的权责划分,使用有效的方法将主体有机融合,构建出完善的责权一致的管理网络系统,保证经费预算处在高效、科学的监督体系之下,从而保证整个项目资金的使用效率,提升项目研究工作的综合效益。
二、经费预算精细化管理的意义
科研项目的经费预算精细化管理是现阶段提高农业科研效率的有效手段,要求在标准化和规范化管理的基础之上,构建出科学化、系统化的生产、管理流程,实现对科研项目的制度化、专业化、标准化管理。2008年财政部下发的《关于进一步加强预算执行管理的通知》,第一次提出了在财务预算管理的过程中,要求强化精细化管理的概念,这也是我国各级单位强化财务管理,进行精细化管理的开始和标志;2014年财政部颁发的《关于进一步加强财政支出预算执行管理的通知》,要求进一步强化对精细化管理的管理。对于现阶段的农业科研院(所)而言,要求在预算精细化管理的过程中,强化对预算关键环节的管理和分析,构建出系统的科学化管理编制,细化和完善预算编制的主要内容,采用刚性的制度规范措施,构建完善的责任落实效果,提高和完善科研经费的使用效率。
三、农业科研中项目管理的现状
(一)精细化不足
在目前的农业科研单位中,科研工作者对经费预算的重视程度不足,导致在争取和申请科研经费的过程中,很多时候由于缺乏对申请项目和预算编制等多方面的联系和结合,并未体现出实事求是的效果,导致整个科研项目在进展和推行过程中,并未结合项目的经费需求进行严格的预算规划,导致出现资金不足的情况。同时大多数的科研人员,由于缺乏专业的财务管理知识,对科研经费管理缺乏正确的认识,从而导致对各项费用的内涵缺乏科学地认识,由于经验不足或者错误预算,使得科研经费无法进行细致和划分,进而导致整个预算管理科学性和合理性的缺失。
(二)合理化不足
在部分农业科研单位中,由于缺乏预算协调机制,导致项目的需求和管理缺乏系统性和科学性,因此出现了预算编制要进行调整和完善。但是在部分单位的项目预算中,并未考虑到经费的使用情况,没有对项目和经费支出进行有效的管理,导致出现擅自调整预算,进而使得整个预算并未按照原定流程进行,没有遵循具体规定进行备案呈报工作,出现了相关负责人因退休、调整、离职等多方面的原因出现项目预算的更换。在项目合作的过程中,由于在项目合作以及外部协作的过程中缺乏对预算管理的充分认识和分析,导致项目经费管理过程中并未根据科研项目进行完善的资金拨付机制,也没有通过合同任务书的订立以及对项目任务书的构建进行经费管理,导致在参加项目的过程中,并未构建出完善的外拨经费管理机制,因而在拨付资金之后,整个监管系统缺乏有效的监管。
(三)执行力不足
在大多数农业科研单位的项目管理中,预算和资金管理主要由项目负责人采用全权负责制度。在这种高度集中的管理机制之下,项目负责人对于项目资金的管理和支配存在极大的随意性,当出现一个项目负责人管理多个课题项目之时,很多时候因为精力不足导致对项目的支出和预算的管理缺乏实质的管理工作。一方面使得整个科研项目的收支费用并未按照列支的项目进行及时的管理和处置,财务人员的日常费用支出成为单位的公用费用开支,出现事业经费的挤占,使得最后的项目验收工作出现了人为的账务调整。另一方面加强了对相同类型财务的支出和收入,导致科研人员在未考虑项目的研究和进展过程中,只是单纯的进行签字确认工作,很容易出现项目之间出现交错复杂的使用问题。在项目验收的过程中,人为调账行为时常出现,会出现不合规的发票和支出。另外,在科研经费的管理支付中,科研项目的经费直接由财政预算拨付,在经费使用和下达过程中存在时差性,同时经费预算的管理未进行有效监督,导致出现相互垫付的现象,达不到预算的实际效果。
(四)考核力度不足
当前在很多科研项目中,过于重视科研经费的申报和使用环节,而忽视了对经费预算的考核和评估环节,在绩效考核和信用评级制度的建设中缺乏力度,导致出现项目执行效果欠佳和未达到系统地评价指标及标准。预算编制工作缺乏奖惩制度,整个科研经费的管理和使用缺乏鉴别能力,整个预算的执行难以做到实时定量的考核。
四、农业科研经费预算编制的精细化管理措施
(一)建立健全科学合理地编制体系
为了使农业科研经费预算合理化,首先,从事农业科研项目的工作人员要转变传统的忽视管理注重争取的观念,在进行预算编制的时候要根据类似的研究活动以及我国的实际情况,严格遵循相关科研项目的资金管理的要求,综合考虑科研项目的各项费用的支出情况,对预算编制的整体进行分析和论证。在对每个预算科目内容都分析清楚的基础上,对预算支出的各项具体内容进行具体的细化,对具体的数据信息进行科学地预算,展示出具体的预算过程,结合科研项目的资金实力进行编制。同时,农业科研部门要积极联合财务及资产等部门,对预算编制的各项经费进行审核,科研人员要根据审核意见对所出现的问题进行及时有效地修改,尽可能提升预算编制的准确性和科学性。
(二)合理规范农业科研预算经费的调整手续
科研经费预算的执行要严格按照相关的资金管理办法和具体的编制内容等规定,对各个项目的经费支出状况进行明确,通常情况下不能进行调整。如果出现一些特殊情况,必须要进行调整,要遵循有关的规定,利用慎的态度进行合理地调整。现阶段,农业科研预算的调整主要包括两类,其一是报批调整,其二是主持单位进行审批调整。如果科研项目出现预算资金数额变化或者合作单位的预算出现调整,需要进行报批调整。或者出现其他的情况,如预算金额没有出现变化,一些具体的材料费用、加工费用以及其他费用要进行调整的,由具体的负责人进行申报,单位进行审批,负责审核的管理部门在一些关键的环节进行明确。
整个科研项目在具体的实施过程中可以根据相关的要求进行项目预算的调整,需要将进行这些项目调整的原因以及具体的金额进行详细地展示,同时要展示出详细的证明材料,将这些资料申报给相关的管理单位进行审核;管理单位要遵照相关的规范对合作单位及项目的科研人员以及经费和科研项目的具体内容进行严格审核。在进行审批之后要及时的告知相关的人员,对课题项目的预算进行合理有效的调整。
(三)强化科研项目经费预算执行中的精细化管理
在具体的执行过程中,首先要通过会计信息软件进行合理的额度预算控制,从而实现精细化管理,具体可以采用逐个控制、浮动调整的方法。将通过审核的科研项目预算支出的费用金额按照具体的会计科目在会计预算系统中进行录入同时设置合理的额度,如材料费、设备采购费用、人员薪资及其他费用等制定出合理的浮动比例。通过这样的设置,如果这些项目在单类或者预算总额超出一定指标之后会进行自动警示,有利于科研项目的管理人员对各项经费的使用情况进行及时有效的了解,对预算执行进行有效地监督。
其次要强化在科研预算执行过程中的监督。各个项目和部门之间要加强交流和沟通,切实落实岗位责任制,将科研项目经费预算的精细化管理切实融合到整个项目的预算管理中。项目管理部门要做好整个科研项目的经费预算执行工作,对项目经费的收支、到账以及结余情况进行及时有效地了解。相关的财务管理部门对预算中的各种票据进行认真审核,对于其中不符合规定以及一些虚假票据不予受理;对于一些不完整和不准确的票据实施退回。而科研部门要对项目的经费支出和项目的进度进行监督。
(四)完善和健全考核制度
农业科研项目经费预算要精细化管理,必须加快科研经费绩效的考核机制的建立和完善,制定出预算绩效考核指标,可以通过有关的定性定量指标进行有效分析。定性分析指的目的是确保科研项目可以实现最终的目标,科研项目经费预算开支的范围是否符合相关的制度。而定量分析可以通过科研经费预算完成的具体指标来体现。在绩效考核过程中要做到公正、公平,将考核结果进行反馈,使得绩效考核机制发挥出真正的作用。
(五)提升化科研人员的综合素质,树立预算管理理念
科研项目的工作人员要提升自身的认知水平,树立科学的预算管理理念,要正确地认识到经费预算是通过对科研收入、成本、费用以及经济利益等合理的计算所得出来的,对于预算来说,其本身并不是科研项目的最终目标,而是实现对各项资源进行合理配置。科研项目的工作人员在进行科研工作的同时要及时了解和学习一些有关财务的知识,这有利于科研项目在进行经费预算的编制中和财务工作人员进行有效沟通。科研工作人员要积极地向财务人员和相关的管理人员反映科研项目的实施状况,采纳合理的意见。同时财务工作人员要及时了解科研项目的具体内容,充分参与到科研项目的预算中。
五、结语
农业科研项目对于我国农业产业的健康发展有着重要的影响作用,为了促进农业科研项目的研究进度,要加强对预算经费的编制进行精细化管理。在这个过程中,要与当前国际宏观层面对于科研经费预算管理的要求相符合,形成全新的经费管理理念,要将财务人员和科研工作人员进行有效融合,满足相关人员对科研经费的了解和掌握,更进一步的加强对于经费预算的管理,严格遵循相关的法律法规,对项目的经费进行有效合理地使用,加强监督,最终提升科研项目经费的使用效率。
【作者单位:桂林市农业科学院(广西农业科学院桂北分院)】
摘要:指出了在信息社会精细农业代表着农业发展的方向,也是农业研究的重点,遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息,在介绍精细农业的基础上,探讨了遥感技术在精细农业发展中的必要性、具体应用方面及遥感技术在精细农业应用中面临的问题与解决途径。
关键词:精细农业;遥感技术;应用;问题;解决途径
1引言
精细农业也被称为因地制宜农业、处方农业。它可以在遥感、地理信息系统和全球定位系统技术支持下,进行抽样调查,获取作物生长的各种影响因素信息(如土壤结构、含水量、地形、病虫害等)。通过进行农田小区作物产量对比,分析影响小区产量差异的原因,获取农业生产中存在的空间和时间差异性,可以根据每个地块的农业资源特点,按需实施微观调控,以充分利用现代化和机械化,精耕细作,获取高的经济效益。
遥感技术是指运用现代光学、电子学探测仪器,不与目标物相接触,从远距离把目标物的电磁波特性记录下来,通过分析、解译揭示出目标物本身的特征、性质及其变化规律的综合性探测技术。其基本原理就是不同物体的电磁波特性是不同的(黄惠珍,2010),通过探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成对远距离物体的识别。
2遥感技术应用于精细农业的必要性
随着科学技术的发展,传统农业因耗能高、产量低,正逐步被新型农业所代替,而精细农业,适应了现代农业产量高、投入少、节约资源、保护环境的要求(姚建松,2009),它的出现,是传统农业向新型农业转型的必然结果,具有历史必然性。
遥感技术是精细农业获得田间数据的核心来源。没有遥感技术的服务,就没有精细农业的发展。由于不同含水量的土壤具有不同的地表温度(谷纪良,2010),不同生长期和不同生长情况的农作物具有不同的波谱发射特征。因此,通过对作物本身及其生长环境的波谱特性研究,可定量测定作物的生长状况和空间变异信息(李新磊等,2010),了解生态环境变化,为及时作出合理化的调整提供最权威的数据资料。因此,精细农业要发展,必然需要遥感技术的应用。
3遥感技术在精细农业中的应用
遥感技术可以客观、准确、及时地提供作物生态环境和作物生长的各种信息。这是精细农业获得田间数据的重要来源。因些,遥感可以在很多方面为精细农业服务。
3.1作物养分诊断与监测研究
作物养分主要包括氮、磷、钾等元素,如果缺乏会导致作物光合作用能力和产量降低。近20年来,利用遥感进行作物养分(尤其是氮)实时监测和快速诊断一直是农业应用研究的热点,其中,高光谱遥感可很好的对作物养分进行诊断和监测(姚云军等,2008)。基本原理就是利用作物氮、磷、钾等含量的变化会引起作物叶片生理和形态结构变化,造成作物光谱反射特性变化的特性。作物养分高光谱诊断与监测方法主要包括多元统计回归方法诊断作物养分含量,基于特定吸收波段内波谱特征参数的作物养分诊断。
3.2农作物播种面积遥感监测与估算
搭载遥感器的卫星或飞机通过田地时,可以监测并记录下农作物覆盖面积数据,通过这些数据可以对农作物分类,在此基础上可以估算出每种作物的播种面积。目前商业销售的遥感图像已经达到1m空间分辨率,在这种高分辨率图像中可以进行精确的农作物播种面积估算。
3.3遥感监测农作物长势与产量估算
作物长势是作物生长发育状况评价的综合参数,长势监测是对作物苗情、生长状况与变化的宏观监测。构建时空信息辅助下的遥感信息技术与作物生理特性及作物长势之间的关系模型便于作物长势监测。利用遥感技术在作物生长不同阶段进行观测,获得不同时间序列的图像,农田管理者可以通过遥感提供的信息,及时发现作物生长中出现的问题,采取针对措施进行田间管理(如施肥、喷施农药等)。管理者可以根据不同时间序列的遥感图像,了解不同生长阶段中作物的长势,提前预测作物产量。自20世纪80年代初开始,中国有关研究部门与高校合作,利用陆地卫星和气象卫星进行大面积作物长势和产量监测的研究与试验。这为我国作物产量的提前预报奠定了科学基础。
3.4作物生态环境监测
利用遥感技术可以对土壤侵蚀、土地盐碱化面积、主要分布区域与土地盐碱化变化趋势进行监测,也可对土壤水和其它作物生态环境进行监测,这些信息有助于田间管理者采取相应措施,合理调配,及时改善作物生态环境,使作物更好地成长。
3.5灾害损失评估
气候异常对作物生长具有一定影响,利用遥感技术可以监测与定量评估作物受灾程度,作物受旱涝灾害影响的面积,对作物损失进行评估,然后针对具体受灾情况,进行补种、浇水、施肥或排水等抗灾措施,减少损失。
4遥感技术在精细农业发展中面临的问题与解决途径
4.1遥感数据库不足
遥感技术在应用于精细农业中,因作物的生态物理参数(如含水量、叶绿素含量、叶面积指数等)各异,生长环境复杂,生长过程中随时间的推移作物与土壤的各种物理化学条件都会变化,这就需要建立大量的数据库,给遥感农业带来了不便。而现有精细农业中的遥感数据库还处于发展阶段,数据量不足,有待进一步完善。
4.2解译水平有待进一步提高
遥感技术在精细农业中的应用尚且处于探索阶段,许多解译方法尚不成熟,如多种田间组分(作物、土壤等)混合光谱的研究等。而现代遥感技术单一解译技术已趋于成熟,但混合光谱的研究才刚刚起步,还需要加强解译水平,完善解译体系。
4.3建立标形植被光谱数据库
深入开展农业应用中标准地物光谱特征研究,总结标准地物在不同条件下光谱变异规律,完善和扩充农业光谱数据库,在应用研究时将目标物与标形地物的波谱特征进行对比,观察波谱图像,总结波谱特征规律,进一步确定目标物的现实特征,进而实施相应手段,提高作物产量。
4.4建立健全解译体系
加大遥感解译的投入力度,建立健全常用地物的解译体系,特别是完善农业遥感中的解译系统,将传统解译与现代信息技术相结合,结合地理信息系统,定位导航系统的发展,将不同地区不同地物的波谱特征纳入解译体系,提高解译水平。
建立标形地物波谱数据库,加强农田水分条件、肥力条件、病虫害等因子在遥感图像中的解译标志,实现农作物征兆信息的智能化提取,上述关键技术的突破,将有助于阐明作物生长环境和收获产量实际分布的相关机理,有助于遥感动态监测定量化,建立作物长势与产量预报定量模型,这对于提高农业田间科学管理(灌溉、施肥或喷洒农药)具有重要意义。
5结语
遥感技术的研究与发展,是促进精细农业发展的重要一步,随着更高分辨率遥感技术的发展,遥感技术在精细农业中的应用必将更进一步。未来精细农业中遥感的定位,将从定性监测逐步转向定量监测,定量遥感将在精细农业中发挥更加重要的作用。因此,加强定量遥感的研究力度,完善定量遥感体系,建立定量遥感农业模型,将为农业遥感发展带来新的活力,必将促进精细农业的蓬勃发展。
摘要:农业科研是农业发展的科技支撑,农业科研项目经费是农业科研单位主要资金来源。如何提高科研经费的使用效益是科研单位亟待解决的问题。科研经费管理的重点是预算管理,预算管理的源头在于预算的编制。本文从农业科研经费预算管理入手,在分析了农业科研经费预算管理方面存在的问题的基础上,提出了精细化管理的路径。
关键词:科研经费;预算;精细化管理
随着经济改革的进一步深化以及对科技创新的高度重视,近年来,国家逐渐加大了对农业科研的方面的投入。同时,各类项目检查越来越频繁,对项目的管理、经费使用、验收与财务审计等方面的要求越来越趋于规范与严格。农业科研单位的科研经费多渠道拨付,经费投入不断增强,同时也加大了科研经费使用管理中的难度。国家也陆续出台和修订了一部分农业科研项目资金的管理办法,对科研项目经费的管理要求越来越精细。通过预算的精细化管理,强化预算执行约束力,是实现对农业科研项目经费精细化管理重要的监控手段。
一、农业科研经费预算精细化
精细化管理是现代企业管理理念。农业科研经费预算编制就是借鉴这种精细化的企业管理思想,使预算做到有理有据,编制精准,明确与课题项目研究任务的必然联系;编制预算时要按预先制定的程序和具体的要求进行,还需通过相关专家严格的把关与审核,同时依据农业的季节性等情况变化与科研项目进展需要调整的,需先提出调整方案,按照报批的程序审批后执行。
农业科研项目经费预算编制的精细化管理模式,明确了各相关的主体在经费预算管理不同环节的权责,将各个相关的主体有效的联系在一起,构成了一个权责相对明确的管理网络,有效的保证经费预算管理处于监督之下,从而提高了项目经费的使用效率。
二、农业科研经费预算管理存在的问题
1.科研经费预算编制不合理,精细度不高
目前,大多数农业科研单位的科研人员重视度不高,为争取到科研经费,在科研项目申报时对预算编制没有有效联系实际,做到实事求是,结果项目实施进展的过程中项目经费未能严格按预算要求执行。
同时,多数科研人员欠缺科研经费管理方面的财务专业知识,对各项直接费用的内涵缺乏认识,凭借不足的经验或是笼统的测算将科研经费按一定的比例在支出项目之间进行大概的分解,缺乏科学性和合理性。
2.科研经费预算调整和报批事项不合理,随意性大
部分农业科研单位欠缺预算调整事项的手续,擅自根据项目进展的需求,随意调整预算。或者部分单位不考虑项目经费使用的实际情况,要求一概不允许进行预算调整。一些课题承担单位在项目进展的过程中,未对照预算进行经费支出,最后擅自调整预算,既未按照相应的规定履行报批的程序,亦缺少需调整的充分依据和理由。对部分需按规定进行报批事项,部分单位没有按规定程序报批备案,如课题负责人因为退休、调离、辞职等原因而自然更换等。在存在项目合作情况中,对项目合作及外协单位的情况缺少充分的认识和分析,不管项目经费金额大小,随意进行资金拨付,有的没有签订合同任务书或者虽然有任务书项目参加单位并未提供外拨经费的细化预算,拨付完资金之后,缺乏连贯、有效的监管措施。
3.科研经费预算执行力不强,缺乏效力性
据笔者了解,多数农业科研单位,科研项目的管理都是由课题项目负责人全权负责。在这种集权管理方式下,项目负责人对项目的支配随性大,当存在着一个项目负责人负责多个课题项目情况下,由于个人精力有限通常会疏于对项目支出预算实施的管理。一是将本应放在科研项目中列支的费用在报销时未注明列支的项目,财务人员将其当成单位日常的公用费用,挤占了事业经费,最后项目验收的时候人为调整账务。二是对于一些相同类型支出,科研人员未考虑各个项目实际研究和进展的情况,只是在审批单上简单签字确认,存在项目之间交错使用的情况。项目验收前突击花钱或者人为调账的情况时有发生,这样往往出现发票开具的内容和需要验收的科研项目研究无直接关系,如差旅费的出差地点非课题项目研究内容中的地点。
另外,在科研项目经费国库集中支付的规定下,部分科研项目经费直接由财政预算系统下达,但经费下达和经费的使用存在一定的时间差, 然则科研项目的主管部门对经费在财政预算系统的使用进展有考核,实际项目经费执行期间可能出现财政预算系统中不同大类的项目之间相互垫支的现象,脱离了预算实际的规定。
4.科研经费的绩效考核制度亟待完善
不少农业科研单位在科研经费整个使用与管理中,忽略对经费预算的考核评估。大部分单位都没有建立起有效的绩效考核机制,实际工作中,缺乏有效评价科研经费预算实施效果的指标与规范,也缺乏相应的奖惩措施。
三、农业科研项目经费预算精细化管理的措施
1.设置科研经费预算科学合理的编制程序
首先要让科研人员转变“重争取轻管理”的思想,编制预算时应参照国内同类研究活动支出水平及当前我国国情,严格按照相关课题项目资金管理办法中的明确要求,在考虑项目的各类费用支出关键性与合理性的前提下,对预算编制的各项内容对照全方位测算与论证。在弄清楚每个预算科目内涵的前提下,对预算支出科目的具体内容逐项细化,对每一支出的数据进行测算,列示计算过程;同时自筹经费要结合科研单位的自有资金实力进行编制。
其次应联合财务、科研和资产等部门,对编制的科研项目经费的预算进行预审,编制预算的科研人员根据预审意见对预算进行修正,提高预算编制的科学性和严肃性。
2.规范科研经费预算调整和报批手续
科研经费预算执行要严格比照科研项目资金的管理办法与预算的编制内容等规定,进行各个项目的经费使用,如无特殊情况不可以调整预算。如因特殊情况,确实需要调整的,应按照相关的规定进行,要谨慎对待预算调整,必须履行严格的程序。目前预算调整事项包括两类,第一类是报批调整,第二类是主持单位审批调整。倘若出现课题项目总预算金额发生变化或课题合作单位之间以及增减合作单位的预算调整情况之一的,需要进行报批调整。其他情况比如在课题总预算没有改变的前提下,课题项目直接费用中专用材料费、测试化验加工费、燃料动力费、出版/文献/信息传播/知识产权事务费以及其他支出预算如确实需要调整的,由课题项目主持人提出申请,由课题项目主持单位进行审批,有关管理部门在必要环节进行确认。设备费、差旅费、会议费、国际合作与交流费、劳务费、专家咨询费预算通常不进行调整增加,间接费用不得调整。
课题项目实施过程契合相关要求可以调整课题项目预算的,需要列示调整的原因、项目、金额,同时要提交相关的证明材料,报送管理单位核准;审批单位要依照有关要求对合作单位、项目参加成员、项目经费和科研项目的研究内容与研究目标之间的相关性比照审核。审批后应及时告知财务人员,对课题项目的预算进行相对应的调整。
3. 强化科研经费预算执行的精细化
首先通过会计软件进行预算的额度控制,实现精细化管理,可以采用总额控制、浮动调整的方法。将审核通过的课题项目的费用支出的预算金额按照各个会计科目录入到会计核算系统中并设置额度控制,对于相关会计科目,比如差旅费、专用材料费等可以调整的科目可以设定相应的浮动比例,对于相关会计科目,比如管理费不可以进行预算调整的科目不设定浮动比例。这样一旦单类或总额超支会计系统会自动预警,以便相关科研项目管理人员及时了解项目经费使用情况,对科研项目预算执行的进行有效的监督。
其次要加强预算执行过程中的监督。部门之间要形成的有效的联动制度,同时有效落实好岗位责任制,将科研项目经费预算管理的精细化融合到整个经费预算管理的各环节中。 项目负责部门要对整个科研经费预算执行整体负责,随时了解项目经费到账、收支及结余情况。财务部门要对照预算认真审核在执行中的各项票据,对不真实、不符合财政和税务部门规定的原始票据,不予受理;对不准确、不完整的原始票据,予以退回,要求更换或补充。科研部门则对项目进展与经费支出是否相符进行监督。各部门之间的联动的监督机制,是科研项目经费预算执行有效保证。
4.细化预算考核指标,完善绩效考核机制
农业科研单位要进一步加快科研经费绩效考核机制的建设,制定相关预算绩效考核指标,可以设计相关定性和定量的指标进行分析。定性的分析就是要保证科研目标实现,预算开支的范围是否符合相关的管理制度。定量分析可以采纳从科研经费预算完成情况的比率指标来呈现。绩效考核过程中要做到公开、公正、规范,要将结果进行必要的反馈,让绩效考核机制发挥它的激励作为。
摘 要:文章从责任是做好内部管理工作的动力,熟悉制度是做好内部管理工作的基石,风险控制是做好内部管理工作的核心,务实创新是做好内部管理工作的源泉等几个方面探讨如何推进基层农业银行内部管理工作精细化,进一步提高风险防控能力。
关键词:农业银行 内部管理 精细化
如何在实际工作中,以创新务实的作风,推进内部管理工作精细化,进一步提高风险防控能力,笔者谈一下自己的思考和体会。
一、责任是做好内部管理工作的动力
几乎每个优秀的企业都非常重视责任的力量,责任是最基本的职业精神。无论对于从事内部管理工作还是从事内部操作工作,责任心都是不可或缺的重要品质。今年以来,我行在运营条线的日常操作中的排名很不理想,一些日常操作中的错误在不断地重复,不能得到很好的纠正,而有些因为操作中忽视一些细节,而造成对外差错;通过分析原因,除了管理方面还不够扎实细致,员工操作责任心,团队荣誉感还需进一步提高。因此,下阶段的内部管理工作中,除了培训各种技能,加强制度学习外,还要加强团队建设,培养员工的责任感和团队精神。责任胜于能力,并不是否认能力的重要性,而是指一个人有能力干什么,还要有意愿干什么,才能将所负责的工作做好。
二、熟悉制度是做好内部管理工作的基石
“无规则不成方圆”,在我们的日常工作中,有各种各样的制度在规范着我们的行为。同时,随着业务的不断发展,新产品层出不穷,系统也在不断地改进完善。而每一项制度的出台,必然是为了对业务风险进行更好的防范。因此,作为一个管理者,要不断地加强学习,熟悉各类制度要求,才能更好地理解和把控制度所要控制和防范的风险,才能将管理工作做得更到位。
三、风险控制是做好内部管理工作的核心
做好内部管理工作的终极目标就是要控制风险,而日常管理工作中,由于人情、业务发展压力等种种因素,管理和营销之间的矛盾无处不在。对于风险不能预估的业务,我们绝不能因为人情、营销压力等因素放松管理尺度;对于风险可控的业务,一味僵化地执行制度不一定可取,关键是要对对制度有所突破的业务做到心中有底。对员工的日常操作要注重行为引导,改变一些习惯性的不良操作方式;通过加强监管频度和宽度,加大整改力度,切实提高员工风险防控的自觉性;通过制度学习,“三基本”抽考、风险提示、风险分析等方式,加强员工对风险业务的辨识能力,从而提高全员的风险把控能力。
四、务实创新是做好内部管理工作的源泉
“务实创新”是科学发展观的重要内涵,是推动科学发展的动力源泉。小到日常内部管理工作中,务实创新就是根据自身管理现实,出台一些适应性的管理模式,管理制度,或提出一些流程改造建议,进一步提高物防、技防水平。今年以来,我行新制订了《黄岩支行运营条线考评制度》《反洗钱业务质量质量考评办法》,重新修订了《临柜操作制度执行考核办法》,在这些办法中,支行对运营条线的考评部分内容增加了月度考核内容,次月考评,次月通报,次月兑现奖罚,增强考评的及时性;根据全行运营管理中出现差错频率高、风险大的业务,加大了处罚力度,同时针对单一员工如高频出现同类差错的情况,双倍处罚;对于网点在日常考评中整体偏下的网点,支行将逐一到网点进行督导帮扶。另外,支行鼓励网点对系统流程多向上级行提合理化建议,以进一步提高业务处理效率和风险控制能力。
(作者单位:中国农业银行台州黄岩支行 浙江台州 318020)
(责编:贾伟)
摘 要:
基于精细农业的发展和应用已成为世界上众多国家研究的热点之一。本论文重点精细农业技术的发展和在生产中的应用进行研究,指出精细农业的概念和我国的现状,阐述精细农业应用与适合我国国情的发展方向。
关键词精细农业农业机械化 决策
前言
精细农业及精细农业技术
精细农业是(Precision Agriculture, Precision Farming, Site-specific Farming Agiculture)等名词的中译,是当今世界农业发展的新潮流,是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。即,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,调动生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。
精细农业由十个系统组成,即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统(GIS),可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高产,而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代,是21世纪农业的重要发展方向。
精细农业技术是将“3S”技术、通讯、自动化技术与地学、生态学、农学等集成,实现对农作物生长、发育的动态管理,在GPS技术和GIS技术集成系统支持下进行农田作业操作,以实现“高产、优质、高效”的现代农业精耕细作技术。精细农业的主要支持技术包括:GPS―全球卫星定位系统,GIS―地理信息系统,RS―遥感技术,DSS―作物生产管理决策支持系统,ES―专家系统,VRT-变量控制技术,采集与处理技术,IAT―智能化农业机械装备技术等。
精细农业已经在很多国家实施,虽然世界上有关精细种植技术的研究仅有20多年的历史,但其发展的速度之快令人吃惊。精细农业已经在美国等发达国家成为一种高新技术与农业产业的结合的产业,并且经过检验是适合可持续发展农业的最有效途径,这无疑将成为21世纪领先的技术。美国八十年代初提出的精细农业的概念和设想在九十年代初进入生产实际应用,目前还处于研发阶段,部分技术和设备已趋于成熟,但由于其发展是本着实用、经济、效益、的原则进行的,所以仍有许多方面还不够健全。除此之外,英国、法国、德国、加拿大、荷兰、澳大利亚、巴西等都有开展精细农业的研究。日本也将精细农业的研究列入了“21世纪农业机械紧急开发课题的研究”。国际上对这一技术的开发研究有广泛的认同,精细农业必将成为发展农业高新技术应用的重要内容。
我国对精细农业的研究是建立在一批专家引进国外的技术的基础上,结合我国传统的“精耕细作”的经验开始的。随着精细农业的研究的深入,我国也投入了大量的资金进行研究。但总体上说我国对精准农业的研究,还没有形成较系统的学术思想和技术体系。
我国是一个约有9亿农业人口的大国,我国现有耕地约1.3亿公顷,但每年损失耕地近43.3万公顷。如何保护耕地,提高耕地质量,已关系到我国农业及国民经济可持续发展的首要问题。21世纪是知识和信息的时代,给现代农业的发展带来无限的生机。精细农业作为现代农业的理论和实践,以农田作物的时空变异为基础,在区域内以最少的资源消耗和最优化的变量投入,实现最高的产量、最优的品质、最低的农业环境污染和良好的生态环境,最终实现农业的可持续发展。
精细农业的关键是准确地绘制农田信息的分布图,发送给田间作业农业机械,针对该地域的情况,因地制宜进行作业提高效率和收入。只有将精细农业技术思想引入信息关系的研究中,利用GPS和GIS技术研究信息的采集与表达,定性和定量地研究,绘制空间分布图,研究确定了合理的插值方法和采样方案,结合数学方法,定量地确定了各因素对产量的影响,掌握这些影响规律,从而准确地预测产量,并经济有效地进行农业生产的精细管理。
但目前精细农业变量施肥技术应用于切实的农业生产仍存在巨大障碍。土壤数据采集仪器价格昂贵,性能较差,大面积高密度土壤取样化验成本太高,很难推广应用;而遥感技术由于空间分辨率和光谱分辨率问题,不能满足实际应用的需要。随着高分辨率遥感卫星(1~3 m)、飞机航空遥感、田间高架遥感服务的提供,加强遥感光谱信息与土壤性质、土壤养分关系的研究及土壤养分在线实时检测技术的研究将是今后研究的重点。
DGPS 的定位精度已完全能满足精细农业的技术需要,但与自动化机械的结合还存在许多问题,还有待于进一步发展。今后要研究自主知识产权的控制系统,安装在国产农业机上,降低成本,有利于推广使用。
精细农业是为适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展而提出的,其经济效益与经营规模成正相关,据有关文献报道,适用于精准农作技术实践的经济可行的最小面积约为85.6公顷。机械化大农场的运作模式,是推动精细农业发展的有益尝试。
精确变量施肥技术在我国发展的前景
虽然我国农村自然条件差异大,现阶段经济发展水平低,劳动力资源丰富但素质较低,经营单位小而分散,机械化水平低,全面实施精细农业变量施肥技术尚需要一个发展过程,但是精确变量施肥追求降低生产成本与避免环境污染同样适合中国国情。因此,我们必须根据农业发展的实际情况,因地制宜地走有中国特色的精细农业变量施肥的发展道路。当前,我国发展精细农业变量施肥技术具有以下几方面有利条件:
(1)推广精细农业变量施肥技术的人才队伍基本形成。农民是科技进步的基本力量,农民素质的高低直接影响高新技术的推广。由于实施九年义务教育的推广,年轻农民基本达到初中文化,还有一部分农民具有高中文化水平。另外,由于高等院校的扩大招生和每村一名大学生计划的实施,农村已有一批高素质人才队伍可以承担科技普及和推广任务。
(2)土壤和植株速测已基本实现。土壤和植株的测定分析是精细农业变量施肥的技术的基础工作,过去这些工作必须在设备先进、条件优越的实验室进行,费用较贵,影响了实用先进技术的推广。现在,便携式移动测试设备的应用,为推广精细农业变量施肥技术提供了技术支持。
(3)农户精细农业变量施肥平台已经建立。精确施肥技术的核心是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感系统(RS),它是在西方农业大规模经营和高度机械化条件下发展起来的。我国农业状况与西方一些国家差异较大,发展精细农业变量施肥技术受到一定限制。但是,近几年来辽宁省农科院环能所科技工作者结合当地的实际情况,开发了一套适合家庭土地承包经营的变量施肥技术系统软件平台,可以满足以农户为单元的精细农业变量施肥的技术要求。
(4)把精细农业变量施肥技术物化到产品中,使之成为实用技术。通过GPS定位系统采集农户土壤样品进行土壤养分测定分析,在确定目标产量的前提下,利用变量施肥系统平台提供肥料配方,以单质肥料为原料配置复混肥料或BB肥,把这些高科技含量的肥料提供给农民,将达到变量施肥的目的。
(5)建立网络连接实现技术、数据共享。建立和健全农业信息网络,并与其它网络相连,形成全方位的农业资源网络系统。在一定范围内,开通精确施肥土壤养分信息管理体系,严格执行精确量化施肥和科学化管理,用现代化信息技术指导农民施肥。
综上所述,精细农业变量施肥技术是一项先进使用的技术,利用该技术不仅能降低农业生产成本,而且还可以增加粮食产量,增加农民收入。在提高化肥利用率、实现农业可持续发展的同时,合理的利用化肥资源,达到保护农业生态环境的目的。精细农业变量施肥技术是应该大力发展普及的技术。
结 论
精准农业是当今世界各国农业的发展方向,变量施肥是精准农业体系中的一个重要方面,本文依据国际上先进的变量施肥成功经验,根据我国的国情,提出验证了适合我地区情况,具有广泛推广价值的变量施肥处方图生成技术的研究。
此次精细农业变量处方图生成技术的研究是利用地理信息系统MapObjects2.0的强大GIS功能,实现了GIS的基本功能及空间查询分析功能,为变量施肥处方图的制作提供了强有力的支持。实现了世界上公认的最适合于土壤养分数据空间插值的克里格插值算法,通过此算法生成了图形平滑、结果准确的土壤养分空间分布图,为施肥处方图的制作提供了可靠的数据基础,使生成施肥处方图的可靠性勿庸置疑。经过试验田地的尝试,使理论应用于现实,更使变量施肥的观念深入人心,可以根据用户的需要制作满足用户施肥需要的精准施肥处方图,大大增强了科技与人的结合,能够很好的指导变量施肥机械在田间实施变量作业。符合我国的国情,具有广泛的推广价值,由国家小汤山精准农业工程示范基地的规模化实践及在上海、新疆等地的推广应用更进一步证明,由生成的变量施肥处方图指导变量施肥机械精准施肥后,不仅提高了作物的产量还减少了肥料的投入,提高了肥料的利用率,减少了环境污染,使施肥地块的经济、环境和生态效益明显改善。今后的努力方向是继续跟踪国际农业方面精准农业变量施肥的发展趋势,进一步完善施肥管理,进一步完善施肥处方图生成方法的研究,使生成的变量施肥处方图更加适合我国的国情,为我国农业的现代化和可持续性发展做出更大的贡献。
摘要:采用2007―2011年烟叶区划区域内加密自动站点资料和2001―2010年常规气象站点地面观测资料以及区域所属乡镇烟叶种植面积及产量资料,参考烟草种植的生物学指标,结合区域农业气候资源特点,通过对烟叶产量与农业气象条件进行相关分析、对各影响因子求取权重、多指标加乘等数学方法,得出烟叶生长适宜性分区气候指标。最后利用GIS技术,作出区域优质烟叶精细化农业气候区划图,并进行分区评述。结果表明,将烟叶生长期热量指标作为主要指标,降水、光照指标作为次要指标进行烟叶适宜性气候区划,其区划结果与实际种植情况基本吻合,故针对目前无完整的、长序列气象观测资料的县级区域所属乡镇而言,其方法具有一定的可行性和实用性。
关键词:GIS;烟叶;农业气候区划
利用GIS技术开展县(市)农业气候资源分析和区划,为农业气候资源的高效合理开发利用及农业生产结构调整等提供决策依据,提高了农业生产的气候资源利用率。本研究以恩施自治州利川市为例,对该区优质烟叶精细化农业气候区划方法进行研究。
利川市位于云贵高原东延武陵山余脉与大巴山之间,区域内以山地为主,大部地区海拔在1 000 m以上。因山岭重叠、海拔高低悬殊,局地气候差异大,形成了本地独具特色的山地气候特点。低山(海拔800 m以下)四季分明,冬暖夏热,无霜期长;中山(海拔800~1 500 m)春迟秋早,湿润多雨,光照充足;高山(海拔1 500 m)气候温凉,冬长夏短,易涝少旱[1]。适宜的自然气候、立体的山地结构、丰富的土壤资源,为烟叶种植提供了得天独厚的自然条件,恩施州有“烟草王国”的美称,利川是主要烟草种植区之一,烟叶生产是当地农业经济发展的支柱产业。从相关文献[2-4]看,利用GIS技术,针对烟草种植开展省、地区域农业气候资源区划,特别是在云南省等一些国内烟叶主产区,取得了一些有价值的成果,但针对恩施州而言,该项工作还处于空白,特别是开展县、乡级精细化农业气候区划,在国内都还处于起步阶段。由于山地气候复杂,形成了各不同气候区烟叶产量和品质的差异,故针对一个以农业生产为主的地区而言,进行烟草种植适宜性精细化农业气候区划,对合理布局烟叶生产,更好地发展这一经济产业具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 资料来源
1)利川地面气象站1960-2010年观测资料,要素为气温、降水、日照。
2)利川市所辖14个乡镇(区),即利川东城区、汪营、柏杨、忠路、凉雾、南坪、建南、谋道、凉雾、元堡、团堡、毛坝、沙溪、文斗乡2001-2010年逐年烟叶种植面积和产量资料,由利川市统计局提供。
3)利川市所辖14个乡镇气象点2008-2010年区域加密自动站点气温、降水资料。
4)利川市所辖14个乡镇中心点、利川气象站海拔高度、经纬度资料,资料来源于站点实测。
5) 利川市GIS地理信息资料,资料来源于湖北省气象局气象信息保障中心。
1.2 研究方法
1.2.1 烟叶生长期影响因子分析及检验
1)产量资料处理。由于农业生产技术水平的提高,农业产量呈波动式上升,所以不能用产量绝对值确定某一年的丰、歉,故首先必须对产量资料进行处理,然后在此基础上进行分析。
利川气象站有近60年完整的气象观测资料,从资料的连续性、完整性考虑,选取利川东城(位于城关地区)为代表站,对东城区2001-2010共10年的烟叶单产资料进行分析,对应气象资料用利川市气象局地面观测资料代替。
影响作物产量形成有自然与非自然两大因素,将农作物产量分解为趋势产量和气象产量两部分[5]。即:
Yi=Yti+Ywi,Ywi=Yi-Yti,fi=(Ywi/Yti)×100%(i=1,2,…,n)
式中,n为年份序号;Yi为实际产量; Yti为趋势产量,即因水、肥、品种、栽培措施等变化而影响的那部分产量;Ywi为气象产量,即由天气气候变化而影响的那部分产量,可正可负,正值表示气象条件有利,增产,负值表示气象条件不利,减产。fi为相对气象产量,表明实际粮食单产偏离趋势产量的波动幅值。
假定农业生产水平逐年改变呈线性,采用线性滑动平均法和调和权重,利用农业气象产量预报软件中的产量资料处理程序直接进行处理,采用产量滑动步长为5年。处理结果见图1。
2)影响因子分析。将利川东城2001-2010年烟叶平均产量作为因变量,结合烟叶生长期对各气象条件的需求(生物学指标),选取烟草大田移栽至收获期各气象要素因子为自变量,进行单相关检验。所选取的因子有:2001-2010年6-8月(烟叶大田生长期,下同)平均气温、雨量、雨日、日照时间及平均日照比例;同时,考虑各气象因子的综合影响,叠加组合了温雨系数、温湿系数以及天气积分指数、水分积分指数[6]因子(表1)。
温湿系数E=RH/T(RH:6-8月平均相对湿度;T:6-8月平均气温)
温雨系数Q=RR/T(RR:6-8月平均雨量;T:6-8月平均气温)
水分积分指数=[(6-8月雨量/6-8月雨量标准差)+(6-8月雨日/6-8月雨日标准差)]/2
天气积分指数=[(6-8月雨量/6-8月雨量标准差)+(6-8月平均雨日/6-8月雨日标准差)+(6-8月平均气温/6-8月平均气温标准差)]/3
在显著性水平α=0.05条件下,对所选影响因子进行单相关检验[7],其结果均通过检验,影响显著,且气温和光照条件的影响大于降水条件的影响。为了更进一步证明这一结论,将上述因子从光、温、水综合考虑进行因子组合检验,即将6-8月平均气温、天气积分指数划分为气温组,将6-8月雨量、水分积分指数划分为降水组,将6-8月日照时间和6-8月平均日照比例划分为日照组,均通过α=0.01水平的检验。由检验结果可知,光照、气温条件的F值远大于降水条件F值,对烟叶产量的影响非常明显,尤其是光照条件,影响最明显。由于光照条件是气温和降水条件的综合影响,故在下一步分析中,对热量条件作重点分析。
3)主要指标(热量条件)统计分析。参考烟草种植的农业气象指标[8],统计分析2008-2010年14个乡镇区域观测资料,结合利川市气候背景资料分析得出,利川市大部分地区光、水条件较好,能满足烟叶大田生长期需求,即6-8月常年降水600 mm左右、日照时间450~500 h,日照比例30%~45%,主要影响指标是其生长期的热量条件。
由于各乡镇没有10年完整的观测资料,分析中参考近3年加密自动站点观测资料,采用海拔高差(影响气温的主要因素)气温直减率[9](0.65 ℃/100 m)的方法,采用气温内插,求取各乡镇热量指标。同样以2001-2010年烟叶平均产量为因变量,各相关热量指标为自变量进行分析。
参考烟叶生长生物学指标,采用的热量因子是:6-8月20~28 ℃时间、≥20 ℃活动积温、气温均值、高温均值、低温均值(表2)。
4)影响因子相关性检验。由于各乡镇近10年无完整的气象资料,无法求取逐年气象产量,选取代表站点,即上述利川东城(城关地区)烟叶产量资料处理后的气象产量Ywi与各影响因子进行检验,结果见表3(剔除相关系数绝对值小于0.30的因子)。将各乡镇近10年烟叶平均单产与各影响因子进行检验,结果见表4(剔除相关系数绝对值小于0.30的因子)。
1.2.2 烟叶适宜性分区气候指标确定 通过上述分析,结合烟叶生物学指标,确定以下指标为烟叶生长适宜性分区气候指标,并对各指标进行影响权重分析。
1)影响指标及物理意义。热量指标(主要指标)[10]为指标1:6-8月≥20 ℃活动积温,衡量烟叶大田期总热量多少;指标2:6-8月气温均值,衡量烟叶大田期温度水平;指标3:6-8月20~28 ℃时间,衡量烟叶大田期最适宜气温生长时段长度。指标4:高低温均值,衡量烟叶生长期不适宜生长的温度水平。水分指标(参考指标)为指标1:6-8月雨量,衡量烟叶大田期雨量的多少;指标2:6-8月雨日,衡量烟叶大田期空气湿润度。光照指标(参考指标)为6-8月日照时间,衡量烟叶大田期光资源的多少。
2)指标权重确定。从上述分析知道,热量条件是影响烟叶产量的主要指标,且由于资料限制,无法对各乡镇光、水条件做更深入分析,且从利川市历史气候背景及近几年乡镇区域自动站点资料分析也得出,降水和光照条件基本都能满足烟叶生长需求,故主要考虑热量指标的权重,采用方法[10]是:
第一,计算各热量指标与单产及各热量指标之间的单相关系数rij。
第二,计算各单相关系数均值Rij。
第三,求取产量与热量指标单相关系数rij与Rij的比值作为权重Wi,即Wi=rij/Rij,结果见表5。
3)影响烟叶生长综合指标值的确定。根据加乘原则[11],利用表2、表5中的结果,求出各乡镇热量条件对烟叶生长影响的综合指标值IEI。
IEI=■Ni×Wi ,式中Ni 和Wi 分别为某乡镇i种指标的隶属度和权重。结果见表6。
4)分区气候指标确定。根据上述分析,参考实际单产、种植面积等实际情况,最后得出区划指标见表7。
5) 区划图制作。根据各乡镇区划指标值,采用利川市的GIS地理信息数据,以乡镇为单元,采用500 m×500 m小网格插值,最后作出利川市烟叶种植适宜性气候区划图(图2)[12]。
2 利川市烟叶种植适宜性气候区划结果及分区评述
2.1 区划结果
综合上述分析,利川市大部分地区雨量和光照条件基本都能满足烟叶生长需求,热量条件是影响烟叶种植区划的主要指标,在海拔800 m以下低山地区及1 500 m以上高山地区均不适宜烟叶种植。
2.2 分区评述
分区评述结果见表9。
1)最适宜区:主要位于海拔800~1 000 m地区,此区烟叶生长期间(6-8月)≥20 ℃活动积温1 700~2 000 ℃,平均气温21~23 ℃,20~28 ℃时间80 d左右,高温均值26 ℃左右,低温均值18 ℃左右,降水充足、光照适宜。
2)适宜区:主要位于海拔1 000~1300 m地区,此区烟叶生长期间(6-8月)≥20 ℃活动积温1 500~1 700 ℃,平均气温21~22 ℃,20~28 ℃时间70~75 d,高温均值26℃左右,低温均值17 ℃左右,降水充足、光照适宜。
3)次适宜区:主要位于海拔1 300~1 500 m地区,此区烟叶生长期间(6-8月)≥20 ℃活动积温1 100~1 500 ℃,平均气温19~21 ℃,20~28 ℃时间55 d左右,高温均值24 ℃左右,低温均值16 ℃左右,降水充足、光照适宜。
4)不适宜区:主要位于海拔8 00 m以下低山山地和海拔1 500 m以上高山地区,此区烟叶生长期间(6-8月)≥20 ℃活动积温高于2 300 ℃或低于1 100 ℃,平均气温高于25 ℃或低于20 ℃,20~28 ℃时间超过85 d或低于45 d,高温均值超过30 ℃或低于24 ℃,低温均值高于21 ℃或低于15 ℃,烟叶生长期间易出现高温热害或由于热量不足生长困难。
3 结论
1)应用烟叶大田生长期(6-8月)20~28 ℃时间、≥20 ℃活动积温、气温均值、高温均值、低温均值5个热量指标,参考降水和光照指标,进行利川市烟叶适宜性气候区划,其区划结果与实际种植情况基本吻合,故针对目前无完整的、长序列气象观测资料的县级区域所属乡镇而言,其方法具有一定的可行性和实用性。
2)在该区划研究中,由于无法获取详细的土地资源资料,无法剔除如森林、草地等非耕地,故在实际应用中,烟叶种植分布在参考气候适宜性分区的同时,还需结合土壤实际情况进行种植规划。
[摘 要] 精细农业是我国农业发展的一种必然趋势,而“3S”系统则是解决精细农业发展的有效技术手段,本文从介绍了GIS在农业方面的几个应用,国外GIS技术的发展现状,并对GIS在我国的发展前景作出了展望。
[关键词] 地理信息系统 GIS 精细农业
一、地理信息系统
地理信息系统(GIS):美国联邦数字地图协调委员会(FIC-CDC)关于GIS的定义及概念框架, FIC-CDC认为GIS是由计算机硬件、计算机软件和不同的方法组成的系统,该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。
二、精细农业
精细农业是综合应用地球空间信息技术、计算机辅助决策技术、农业工程技术等现代高新科技以获得“高产、优质、高效”的现代农业生产模式和技术体系。运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术,对大田作物生产实施监控,从而提高农作物的产量和质量,最大限度地保护生态环境,节约资源,保证农业可持续发展。
三、GIS在精细农业方面的应用分析
地理信息系统萌芽于20世纪60年代,我国在80年代开始了这方面的研究和应用。
1.GIS在农业土地地块等级分类中的应用
利用GIS设定农业用地的取样位置,对农业用地的营养成分的抽样采集或者农业用地的年平均产量的数据整理,在Arcmap中借助于SQL语言的编辑筛选功能,从而把收集到的数据进行分类,以达到农业土地地块的分类分级的效果。
2.GIS在农业病虫害防治
在农业病虫害防治方面,主要是利用GIS与GPS、RS的有机结合来实现的,通过全球定位系统(GPS)和遥感技术(RS)把该区域内的农作物的长势情况以图像数据的方式传输给GIS,通过GIS软件对于图片强大的分析系统,分析出病虫害的传播、迁移、扩散规律和种群分布空间动态以及病虫害的发生和环境关系,对病虫害进行全方位、立体掌握[1],根据GIS图像数据的颜色值变化趋势从而能够准确的对于农作物的病虫害状况做出判断,适时地采取有效的病虫害防治措施。
3.GIS在农产品估产方面的应用
GIS与GPS、RS相结合,通过遥感技术(GPS)采集清晰的图像信息,全球定位系统(RS)进行精准图像定位,通过数据的采集、存储、分析和输出地面的要素资料,获得实况信息,再利用GIS对于采集到的信息进行高精度提取农作物的种植面积,遥感估产区划,估产产量分布图的生成与输出[2]。在我国,玉米、小麦、水稻等多种农作物已经用到遥感估产。
4.GIS在农产品的运输和销售方面的应用
在GIS中,通过对农产品集聚地和农产品运输道路的分布,利用ArctoolBox,建立消费群体和运输距离的缓冲区以及消费目标领域的地区分布等级,还可以利用ArctoolBox中的叠置分析,添加农产品销售和运输条件限制以及与其他农产品竞争力的权重系数,GIS强大的数据分析功能通过限制条件的叠加可以发生地区颜色的变化,从而可以很直观地分析出农产品的销售最佳途径。
四、国外精细农业发展现状
精细农业首先出现在美国,而法国对于GIS在精细农业方面的应用技术已经相当成熟,尤其是联合收获机产量图生成以及质量测定、施肥机械及电子化植保机械利用GPS和GIS系统进行变量作业已经成为现实[3]。法国在实现精细农业现代化的同时,还经常与其他国家经常进行精细农业这方面的科研和合作交流,在实现精细农业推广方面提供了有效的技术支持。
五、GIS的前景展望
1.“3S” ( RS、GIS、GPS)技术的集成成为一种必然趋势
建立基于“3S”的空间决策支持系统, 实现系统各部分间利用管理实时化、一体化、空间化。例如:利用GPS精确定位系统,在小麦或者玉米的收割过程中,均匀分布产量测试点,收集产量测试点的产量数据,把收集来的数据输入到GIS中与其原有的数据(土壤的PH值、土壤成分表等数据)进行汇总叠加,从而分析出农业用地中各种因素对农作物产量带来的影响,进而及时有效地做出解决方案,提高农产品的单位面积产量。
2.GIS与专家系统(ES)结合组成的智能GIS系统将成为未来解决农业领域空间复杂问题的重要途径。
利用GIS作为有效的交流平台,广泛开展农业专家系统的研究,建立成熟的基于GIS的数据自动采集和数据分析的专家系统和决策支持系统,利用智能型的GIS系统来解决精细农业中复杂难题。
3.GIS系统的发展将促使“3S”系统的快速集成
“3S”系统将为精细农业数据的自动采集、自动分析、自动处理和应用提供决策支持,提高“3S”的集成度,推动精细农业在中国的快速发展。
六、结束语
我国是一个农业大国,人口数量位居世界第一,而人均国土占有面积却很少,精细农业的优势在于既能提高粮食单位面积产量又能减少人力物力,因此精细农业已经成为了当代中国农业发展的必然趋势,而GIS在农业上的应用推动了我国精细农业的发展,只有把GIS和GPS、RS相结合组成的“3S”系统,甚至与专家系统(ES)、决策支持系统相联系应用到精细农业,参与到农业气象服务、农产品估产、采集和销售等领域中,才能实现农业数字化、产量化和规模化,在减少资源投入的同时又保证了农产品的产量和质量。
1 关于精细农业的误区
概念误区
20世纪80年代中期,精细农业开始出现,它是指利用最新技术,通过改变利率和混合领域内的需求以降低化肥投入、减少成本为出发点,以实现农业的科学化、标准化、定量化、高效化为目标的一种现代化农业理念。最初是由美国、加拿大等国基于大田作物的基础上提出来的。精细农业是基于信息和知识支持的现代农业,它和农业信息化的关系密切,本质上是一种以知识为基础的农业管理系统,核心是要实时动态地获取农田小区土壤和农作物的信息,诊断作物长势和产量时空差异的原因,并对小区进行准确的灌溉、施肥、喷药,最大限度地提高水、肥和杀虫剂的利用效率,减少环境污染,获得最佳的经济效益和生态效益。精细农业技术从实施过程来看大致包括农田信息获取、农田信息管理和分析、决策分析、决策实施四大部分。在这个实施过程中,一些关键性的技术贯穿其中,统一在变量作业、施用机具的精细农业技术系统的载体上。其中RS(遥感)是属于农田信息的获取手段,GPS(全球定位系统)是地理位置信息的获取手段,GIS(地理信息系统)是农田信息的管理和分析手段,DSS(决策支持系统)和ES(专家系统)是决策支持系统的核心,VRT(变量投入技术)体现在决策田间实施的过程中。
但是,欧美的精细农业,主要针对的是棉花、大豆、玉米、小麦等类型的大田作物,而在我国,农业是个庞大的产业体系,气象、土壤的复杂度,地域的广域性,都远非欧美国家能比拟的。精细农业的思想,我们可以引进,但要落在中国农业上面,就要进行适当的改进,应具有中国特色,才能满足、促进中国农业的发展。
技术误区
欧美国家的精细农业,重点在大田、露天作物,所以他们的精细农业技术比较侧重应用遥感系统、地理信息系统、全球定位系统和农业专家系统。精细农业的技术基础,是由信息技术支持的,根据空间变异,定位、定时、定量地实施的一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状,调节对作物的投入,即一方面要查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面要确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。目前,精细农业主要依靠3S(GPS、GIS、RS)技术来开展各项操作。
全球定位系统(GPS):GPS是利用地球上空的通讯卫星、地面上的接收系统和用户设备等组成的高精度、全天候、全球性的精确定位系统。GPS是精细农业的基础,主要用于实时、快速地进行田间信息的采集和田间操作的精确定位,在精细农业中发挥了重要作用,为农田信息定位,指挥农机行走和农机作业,同时对周边环境进行不定期监测定位,为农业专家系统提供有益的空间信息。
地理信息系统(GIS):是基于计算机、数据库技术的数据管理技术。人们使用的地形图、专业图和文字表示的各种地理要素,储存在计算机内,通过计算机及数据库管理软件,可以对有关内容进行快速查询、评估、分析、更新、修改、存档、传输等。通过GIS可快速检索各点的土壤、空气等状况,再据此采取措施,有针对性地运用精细农机进行操作。
遥感系统(RS):由传感器、载体和指挥系统等3部分组成。农业遥感技术是现代航空技术、计算机技术等相结合的产物,是人类从空间对地球进行观察的手段。RS对各种物体如土地、河流水系、农作物等进行观测,使人们快速获得相关农业信息,其准确性较人工预报大大提高。
但是,在我国,除了个别省市有类似欧美的农业条件(地域广阔、土壤、气象单一)外,绝大多数地方是不尽相同的。我国山地、丘陵、荒漠、平原等地形地貌特点各式各样,不同的环境适合不同的农产品生长,需要不同的技术手段。中国拥有全球规模最大的设施农业,但在设施农业范围里,3S系统几乎毫无用处,而耗资庞大的农业专家系统,在具体的农业生产方面,其价值也很有限。
应用误区
在当前乃至相当长的时间里,精细农业应用的核心领域不是大田露天作物,而是高效设施农业。我们在研究、探索精细农业具体应用的时候,必须考虑到因地制宜、就地取材、多快好省的原则。把国外精细农业的技术模式照抄照搬地应用到国内的农业生产上来,显然不合适。
2 物联网技术在农业领域的发展现状
自从2009年国家提出物联网发展战略之后,全国各地在中央和地方政府的鼓励、扶持下,进行了农业物联网技术的研发、生产和推广。时至今日,各地的发展状况如何呢?
农业物联网发展状况
首先,前两年立足于农业物联网系统的企业,多数已经倒闭或转型。近两年新成立的农业物联网企业,虽然生存环境也很恶劣,但由于政府每年有推出农业物联网项目,所以在正常情况下,仍能维持农业物联网企业的艰难生存。
其次,国家在农业物联网系统的项目方面,投入还是比较大的,每年都有巨额的项目扶持资金。
第三,农业物联网在国内的推动,完全是靠政府,难以产生良好的市场空间。所以,各个物联网企业面临市场竞争的时候,根本没有生存和发展能力。
物联网技术在农业领域中的应用现状
由于物联网智能农业项目主要的推动者是政府和学者,造成物联网技术方案的发展逐步脱离了实践应用,造成各家物联网农业科技企业越来越依赖政府的项目申报与推广,而不是从市场获取动力。
当前流行的农业物联网技术路线,主要是基于传感技术、通讯技术、计算机技术、网络技术、专家系统技术和图像采集处理技术的高科技产品的运用,集成智能控制算法、温湿环境预测模型、农业生长发育模型及病害预测模型等,实现农业生产、加工、流通和消费等环节的智能化控制。
(一)实现生产环境智能化控制
采用不同的传感器测量环境参数,通过各种仪器自动控制相关机电设备,为农作物精准调控提供科学依据,优化农作物生长环境条件,提高产量和品质,还可以提高水、肥、药等农业投入品的利用率和产出率。
(二)实现水肥系统精细化
通过土壤肥力、水分检测,为作物提供了更好的生长环境,利用现有节水设施,提高效益,使灌溉、施肥、打药更加节约有效。
(三)实现农产品加工环节自动化
物联网技术渗透到农产品的加工技术与设备中,使农产品的加工设备朝着自动化和智能化方向发展,从而实现农产品加工过程的自动远程控制,实现降低成本、提高生产效率和产品品质的目标。
(四)实现农产品生鲜物流信息化
在农产品运输、仓储阶段,可对运输车辆、仓库进行位置信息查询和视频监控,及时了解车厢或仓库内外的情况和调整内部温湿度。
(五)实现农产品安全可溯化
由集成应用电子标签、条码、传感器网络、通信和计算机网络等构建农产品和食品追溯系统,可实现农产品质量跟踪、溯源和可视化数字管理,即对农产品从田头到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控,及农产品安全信息在不同供应链主体之间进行无缝衔接,大大提高农产品质量。
结论
首先,透过以上内容,我们可以看到,现阶段的农业物联网与中国的农业脱节非常严重。
其次,物联网技术在农业方面的应用,看起来是服务于农业,其实是服务于政府。在我们过去承担的政府项目中,各个承担智能农业项目的农场单位,他们对物联网技术基本都是抱着反感应用、应付了事的态度。
第三,现在的物联网智能农业项目,难以给农业生产带来实际的帮助,也难以起到各级政府所期待的示范推广作用。
3 物联网精细农业的应用
物联网精细农业概念
物联网的核心价值在于产业升级,而不是产业再造。而产业升级,势必要求传统产业要有相应的升级基础。具体说到农业领域,只有高效设施农业,才具有产业升级的设施条件,其高效性,也使得其具有能力支付升级成本,并使升级后能很快带来经济和社会效益。
因此,我认为有必要把“物联网智能农业”改名为“物联网精细农业”。物联网精细农业是节约、环保的“两型”农业,它以优质高效为目标,追求以最少的投入实现优质、高产、高效的目标,可以有效保护环境,实现农业可持续发展。
物联网精细农业的应用案例
南京瀚之显电子科技有限公司,主要从事农业物联网业务。在农业行业细分中,公司主攻高档花卉市场领域,4年多来,公司一直把物联网技术与高效设施农业紧密结合,以实现物联网精细农业为长远目标。国内还有一些企业,也在走类似的道路。比如,有的公司专门做奶牛场的生产管理;有的公司专门做蛋(肉)鸡的生产管理;有的专门做生猪的生产管理等等。
农业涉及的领域非常宽广,没有哪家公司能一网打尽。只有做专做精才是王道。再则是选择从精细农业、设施农业做起,这些领域,无论是基础设施还是人员素质,都容易接受最新的物联网技术,同时也有经济实力承担各项费用。
物联网精细农业的发展前景
物联网精细农业,已成为合理利用农业资源、提高农作物产量和品质、降低生产成本、改善生态环境及农业可持续发展的关键技术之一。然而,信息技术及其装备薄弱、价格过高、操作过于复杂,也是阻碍精细农业发展的根本因素。因此,在我国发展物联网精细农业必须分步推行,从应用较为成熟、投资较小的阶段性成果开始,以经济附加值比较高的设施农业领域为起点,先进行环境信息的自动采集,逐步过渡到半自动化、自动化作业:在推广上,应先在受自然条件影响小、时空差异不大和工业化程度较高的设施农业生产中应用,在大规模的农场和农业高新技术综合开发试验区实践,然后才向有条件的农村和农户渗透。这样才符合我国的国情,逐步形成自身特点。
年初中央经济工作会议提出,要让农业成为有奔头的产业,让农民成为体面的职业,然而近期的一份报告却让人对此难以乐观。由社科院研究员党国英主持的这份报告显示,目前以主业为农业的农民月净收入为463元,而城镇居民月均工资收入为3994元,是前者的8.63倍。
更让人担心的是,每年巨额农业补贴并未提高农民收入,这项补贴在2012年已达1600亿元,今年据估计达2000亿元。其实,这不仅未提升农民收入,农业补贴可能也未增进粮食安全。据报道有农民得到补贴后也不愿种地,而是将土地转包或直接撂荒,进城打工。当然,农村劳动力流向回报更高的制造业、服务业是自然趋势,因此通过削平户籍等制度门槛、给予进城农民基本生活保障来促进这种流动,同时更大程度放开耕地流转,允许农民将承包经营权自由转让,才是提升农民收入的根本途径。目前不能指责农民,而应检讨现行补贴机制;毕竟,农业补贴不能以强留农民于农村为目标,目前唯一能做的是改革农业补贴制度。
当前农业补贴具有多种形式,既有粮食直补、良种补贴、农机具购补贴等,也有规定粮食最低收购价等,后者可视为隐性补贴。作为对建国后长期实施的“农业反哺工业”、牺牲农村优待城市政策的纠正,农业补贴具有合理性,国家也希望以此来缓和城镇化对农村的冲击。然而,农业补贴政策法治化程度低,规划性差,短期性特征明显,补贴程序不够规范透明,补贴目标和数额随意性强,补贴过程缺乏监督,也没有完善事后效果评估机制。在行政过程中层层渗透之后,最后落到农民头上的好处很少,无法弥补打工与务农间的收入差距,从而既不能提高农民收入,也不能鼓励种粮。此外,流通领域的隐性价格补贴也造成粮食积压、抬高以农产品为原材料的工业成本等弊病。
首先,补贴的方向和方式应更趋精细、明确,改变“大水漫灌”式补贴,更多向具有正外部性的补贴倾斜,如农田水利基础设施、农民教育培训、先进农业技术与良种推广等。其次,补贴行为应契约化。补贴不应被简单视为对农民收入的单向补助,而应是政府为实现鼓励种粮等目标,与农民达成的契约。为此应减少中间环节,让作为补贴发放者的行政主管机构直接面对农民,签订契约,并根据履行情况来调整契约。在法律方面,可把当前分散、低层次的农业补贴规定,整合为补贴条件、程序等明确的法律,政府可监督履行情况,农民可依契约维权。
当然也要看到,我国国情与西方不同,农业人口庞大,耕地小块分散,这种情况下维持契约化的成本会非常高。所以方向还是推动耕地流转,发展集约化现代农业,政府与那些大面积的耕种者达成契约,提高补贴效率。由此节省的资金可更多用于农村基础设施建设、公益事业开展,及各地城镇化过程中的农民权利、福利保障,既让农村不再荒废而成为值得留恋的家园,也不妨碍城镇化的自然进程。
【摘 要】精细农业是信息高新技术成果在农业领域的集成应用,是知识经济时代的农业科技革命。本文在介绍了精细农业的技术体系和特点,分析了这场革命带给农业工程领域的机遇和挑战,明确了高等农业工程教育肩负的使命,提出了高等农业工程教育的应对措施。
【关键词】精细农业;农业工程;高等教育
1 精细农业思想
“精细农业”(Precision Agriculture)的概念首先由美国农学家于20世纪90年代初期提出来的,其核心是“处方农作”,实施过程主要包括农田信息的获取、农田信息的管理和分析、决策分析以及决策的田间实施。其中准确可靠的农田信息是精细农业实施的基础和依据,而精细农业控制中心获取农田信息的关键是农田信息实时采集之后的及时传输。
精细农业起源于欧美发达国家,国际上,围绕精细农业农田信息采集、分析决策、作业技术开展了广泛研究。在农田土壤养分与水分、作物生长与生理参数、病虫草害分布等要素信息的快速采集技术上,已取得了部分突破。根据自动化技术、通信技术和网络技术的发展,农田信息的传输方式主要有以下几种:传统的离线田间取样方式、有线传输方式、无线传输方式和遥感方式。
2 精细农业的技术体系和特点
精细农业中的“精细”源于根据田块条件的不同而所实施的变量投入。变量投入的依据则是各种影响具体作物生长因素的空间差异,而差异的取得要通过实际信息和样木信息的比较。通常将GPS接收设备安装在采样车、施肥机械、农药喷撒设备和收割机等设备上配合数据采集,然后再把采集的各种信息按空间位置叠加起来,对其进行比较分析,以决定对每一具体田块的投入方案。这就是按田间具体情况得出的作物管理系统SCM(Site-specific Crop Management),它是精细农业的主要技术内容之一。
精细农业的技术体系由数据采集、信息处理和处方调控3个环节组成。其中包含了卫星全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、决策支持系统(DDS),遥感技术(RS)和管能控制系统(ICS)等技术内容和环节。各环节共同配合,方可完成整个系统的正常运作。
从以上分析可以看出,精细农业具有以下特点:
(1)信息性。整个系统中流动的是信息流,它所采用的技术设备都是信息高新技术设备。
(2)系统性。实现精细作业的每一技术环节和作业过程都必须相互紧密衔接、协调配合,以实现系统效益的最大化目标。
(3)学科整合性。精细农业涵盖了电子信息技术、作物栽培管理、辅助决策支持技术、农业工程装备技术及经济学等众多的学科和门类,它是多学科技术的大融合。
3 精细农业带来的机遇和挑战
精细农业是用现代电子信息高新技术武装农业生产的一场革命。它所带来的不仅是农业生产手段的现代化,更重要的是它提出了一种经营现代农业的新技术思想。精细农业解放了人们的思想,开阔了人们的视野,找到了人们进行创新活动的载体,开辟了创新的空间,并引导人们一切从实际出发、实事求是。它既是新时代条件卜思想和思维方式的一场革命,又是从传统农耕文明的精髓一定性的“精耕细作”到定量生产的质的飞跃。
新的农业技术革命的到来必将带动和促进一大批相关产业和技术的兴起和发展;必将加强各学科之间的交流和融合,促进科研和生产应用的紧密结合;必将加速农业现代化和社会文明的进程。对此,世界各国政府都给予了高度的重视,并着手进行充分的准备。
4 农业工程教育所肩负的使命
精细农业的实质是以高新技术为基础的、新一轮的思想和技术的普及过程。作为农业工程人才培养和技术传播的主要阵地,高等农业院校应该充分抓住和利用好这个千载难逢的发展机遇,对农业工程教育的指导思想和办学方式进行调整,加强信息高新技术和自控技术的教育,突出学科的时代特色,普及新的理念和思维方式,使之培养出具有较强创新意识的、新型的农业工程技术人才,并逐步提升我国农业工程理论研究水平和技术装备水平,以促进我国农业现代化进程,为农业走可持续发展之路打下坚实的基础。
4.1 农业工程教育的现状
目前,我国农业工程类有农业生产机械化及自动化、农业电气化及自动化、农村建筑环境及能源工程和农业水利工程4个木科专业,其中前两个专业和精细农业的联系非常紧密。各专业的教学计划中都突出了计算机方而的内容,但系统性不强、缺乏具体的载体和明确的定位;教材内容陈旧,联系实际不够,无法反映学科当前的发展水平,对学生缺乏足够的吸引力。目前,在教学内容中加进了精细农业的学校为数不多。
社会的发展使得农业生产对农业工程装备技术的要求越来越高,为生产服务应该是所有科研学术活动的目的。学科的整体发展和目标的最大化却要依赖于学科之间的彼此协调配合才能实现。在经历了由学科一分为二的漫长发展过程之后,如今已经取得了丰硕的成果,同时也迎来了合二为一的时刻。在生产实践中逐步发展起来的精细农业就是农业类学科由分到合的最好载体,是农业工程技术发展的良好机遇。
精细农业以各种信息高科技为手段,强调学科之间的协调配合,以达到用最少的投入换取最大产出,同时保护资源和环境。目前,精细农业的发展尚处于幼年阶段,给人的感觉是全新的。它所提供的、全新的思维方式和广阔的发展领域就是进行创新活动的平台和载体。我国的农业资源短缺,劳动生产率低卜,农业发展水平与发达国家相比有很大差距。随着我国加入WTO后,农业领域逐步开放,农业院校和科研机构将而临巨大的压力。因此,必须抓住这个机遇、加速发展、缩小差距,以此提高其竞争力。
4.2 改革现行的农业工程教育模式
(1)成立相应的精细农业的科研机构,进行相关技术的研制开发和推广传播工作,随时了解精细农业的最新进展情况。
(2)根据农业工程领域发展的实际情况,重新审视和修订教学计划,相应调整培养目标和教学内容,以凸显时代特色。
(3)组织力量对教材进行修订或重新编纂,使其反映学科的最新发展,以增加对学生的吸引力。
(4)在学科内实行选课学分制,以利于学生根据自己的兴趣来学习和进行创新活动。
(5)在各专业的教学计划中增设有关精细农业的课程,普及精细农业的思想和理念,使学生具有全新的现代农业及农业工程观念,并通过学生的几何辐射作用来推动农业及农业工程技术的发展。
(6)对现有的专业设置进行进一步调整,适当增加专业数,必须与生产实际的发展相符,走教学和生产相结合的路子。
(7)针对精细农业的高新技术特点,在夯实基础的前提下,进一步加强信息技术的教育。
(8)建立相应的教学实习基地,为科研和学生的实习提供方便,以促进教学和生产的共同发展。
5 结束语
(1)培养学生的创新思维,提高学生进行创新的动手能力,用现代的农业理念来武装学生,给他们提供进行创新的载体,这样会大大激发他们学习和创新的积极性。
(2)提高农业院校学生的自豪感,以此激发他们的学习热情。精细农业又可称为数字农业,与卫星、计算机、互联网及智能技术等现代信息高新技术紧密相系,这样可使学生有走进了新时代的感觉。
(3)一方面改革可以使教学内容与时代紧密结合;另一方而,改革可以丰富农业工程学科的内涵,吸引更多的人才进行农业工程领域的研究,以促进农业工程技术的发展。
总之,精细农业思想在高等学校的普及会造成一种特殊的气氛促进学科之间的调整和交流、促进教学科研和生产实际相结合。加速信息技术成果在高等学校的普及和应用,以全而提升学校的办学层次和质量。
摘 要:统计分析了2008-2011年阳谷县城区及8个乡镇共9个气象站点的气温、风速、相对湿度等数据,在此基础上对阳谷县特色农业西葫芦进行了精细化气候区划及气象灾害区划。研究结果表明,阳谷适宜西葫芦发芽的最佳时间为2月中旬至3月上旬,适宜生长的日数56~68 d;阳谷县西葫芦病毒病风险度在0.18~0.52,其中金斗营镇属中灾害风险区,李台镇属于低灾害风险区,其他乡镇为轻微灾害风险区;阳谷县西葫芦灰霉病风险度在0.01~0.82,其中高庙王镇属高灾害风险区,阳谷县城、阿城镇、张秋镇、定水镇属于中灾害风险区,西湖镇、大布镇、石佛镇、郭屯镇属于轻微灾害风险区,其他乡镇为低灾害风险区;阳谷县综合农业气象灾害风险度在0.14~0.59,西南部的高庙王镇、金斗营镇综合气象灾害风险最高,处于综合气象中灾害风险区,西湖镇、大布镇、石佛镇、郭屯镇、七级镇西南至东北方向贯穿阳谷县西部为轻微灾害区,其他乡镇处于综合气象灾害低风险区,阳谷县综合气象灾害重风险区未出现。
关键词:特色农业;西葫芦;精细化气候区划
1 阳谷县自然概况
阳谷县位于东经115°39′~116°06′,北纬35°55′~36°19′,南北长32 km,东西宽39 km,总面积
1 064 km2。地处山东省西部,聊城地区南端,鲁西平原,黄河之北;北接聊城,西邻莘县,南与河南省台前、范县接壤,东南部隔黄河与东平县相望。地势由西南向东北缓倾,微度起伏的缓岗、缓平坡地、浅平洼地3种微地貌相间组成的现代平原地形,各种地形各占全县土地总面积的49.3%、40.9%、9.8%。阳谷县属温带季风气候区,气候温暖,光照充足。春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季晴爽有旱涝,冬季盛行西北风,寒冷干燥。阳谷县下辖阳谷镇、高庙王、张秋镇等16个乡镇,具体见图1。
2 资料来源
气象观测数据和农作物生长观测数据由山东省气象档案馆提供,整个数据采用山东省聊城市阳谷县1981-2012年的地面观测资料、2006-2012年各乡镇的区域站资料以及周边聊城市、莘县、台前等台站观测资料。乡镇无观测点的利用差值法计算得到。本地区主要农作物的生长期等作物生育期观测资料取自聊城市农业气象观测站观测数据。区划中所选用的其他分析指标如耕地比例等数据来自山东省聊城市阳谷县2011年统计年鉴。
3 区划方法及农业气候区划原理
农业气候区划是从农业生产的需要出发,根据农业气候条件的地区差异进行的区域划分。一般是在分析地区农业气候条件的基础上,采用对农业生产有重要意义的气候指标,遵循农业气候相似原则,将一个地区划分为若干个农业气候区域;各区都有其自身的农业气候特点、农业发展方向和利用改造途径。农业气候区划步骤为:首先针对农业生产中的主要气候问题,找出关键性气候因子和关键时期,确定指标,进行农业气候条件分析;然后确定区划系统与区划指标值,进行分区;最后进行分区评述[1~11]。
农业气候区划可分为综合和单项两类。综合区划全面地综合考虑农、林、牧、渔各业与气候条件的关系;单项区划只考虑某一生产门类、某一作物或某一农业生产问题与气候条件的关系,或某种农业气象灾害、某项农业气象要素。
4 阳谷县特色农业西葫芦精细化气候区划
西葫芦是一年生草质、藤本蔓生植物,为瓜类蔬菜中较耐寒而不耐高温的种类。生长期最适宜温度为20~25℃,15℃以下生长缓慢,8℃以下停止生长,30℃以上生长缓慢并极易发生疾病。种子发芽适宜温度为昼温25~30℃,夜温18~20℃,30~35℃发芽最快,但易引起徒长,13℃可以发芽,但很缓慢。开花结果期需要较高温度,一般保持22~25℃最佳;光照强度要求适中,较能耐弱光,但光照不足时易引起徒长。光周期方面属短日照植物,长日照条件下有利于茎叶生长,短日照条件下结瓜较早。喜湿润,不耐干旱,特别是在结瓜期土壤应保持湿润,才能获得高产。高温干旱条件下易发生病毒病,但高温高湿也易造成灰霉病等。
西葫芦原是春天种植的经济作物,易管理,产量高,经济效益较好。随着设施农业技术的成熟和推广,其在一年四季均可种植,现在成为了阳谷县当地的特色农业。此次区划中以自然气象条件为依据,进行精细化农业气候区划和农业气象灾害风险区划。根据西葫芦生长特征,精细化农业气候区划为可发芽日期分布、适宜生长日数;气象灾害风险区划评估高温干旱造成的病毒病、高温高湿造成的灰霉病。
4.1 发芽期气候区划
根据西葫芦生长特性,其13℃时即可发芽,以阳谷县各乡镇第1个连续3 d 平均温度大于13℃的日期为开始日。
阳谷县可发芽期,即平均温度3 d稳定通过13℃的开始日期在2月20日至3月3日,如图2所示,阳谷县城通过的日期最早为2月20日,阿城和安乐镇最晚在3月3日,其他乡镇在两者之间。
4.2 适宜生长日数气候区划
按照西葫芦生长特性,20~25℃是适宜生长结瓜的温度,计算各乡镇在此温度期间的日数作为区划的一个指标。
阳谷县适宜生长的日数为56~68 d,如图3所示,阳谷县城适宜生长的日数最多为68 d,高庙王镇最少为56 d,其他乡镇在两者之间。
4.3 阳谷县病毒病灾害风险区划
西葫芦的病毒病是其生长过程中受高温和干旱造成的主要病害,以日最高温度30℃以上,相对湿度30%以下为一个病毒病致病日,定义病毒病灾度的函数为:dBD=1 (N≥10 d),dBD=N/10 d(1 d0.5,>0.8。
阳谷县西葫芦病毒病风险度0.18~0.52,如图4所示。阳谷县金斗营镇病毒病的灾害风险度0.52,属中灾害风险区;李台镇病毒病灾害风险度为0.33,属于低灾害风险区;其他乡镇为轻微灾害风险区。
4.4 阳谷县灰霉病灾害风险区划
灰霉病是西葫芦生长过程中受高温和高湿影响发生的主要病害,以日最高温度30℃以上、相对湿度85%以上为一个灰霉病致病日,定义灰霉病灾度的函数为:dHM=1(N≥10 d),dBD=N/10 d(1 d0.5,>0.8。
阳谷县西葫芦灰霉病风险度在0.01~0.82,如图5所示。阳谷县高庙王镇灰霉病的灾害风险度为0.82,属高灾害风险区;阳谷县城、阿城镇、张秋镇、定水镇灰霉病灾害风险度0.5~0.8,属于中灾害风险区;西湖镇、大布镇、石佛镇、郭屯镇灰霉病灾害风险度0.3以下,属于轻微灾害风险区;其他乡镇为低灾害风险区。
5 阳谷县精细化农业气候区划综述及农业气象灾害综合风险区划
5.1 阳谷县精细化农业气候区划综述
综合上面生长期间可发芽期和适宜生长日数指标,西葫芦棚外种植时间为2月底至3月初,为了取得更好的经济效益可应用大棚提前育苗栽种;适宜生长日数在65 d左右,应做好生长期间的防高温工作,以提高西葫芦的产量。
5.2 阳谷县农业气象灾害综合风险区划
综合评价阳谷县生产中气象灾害风险体系的风险状况,可为西葫芦的高产、稳产提供依据。西葫芦是耐低温的瓜类蔬菜,生育过程中主要因气象条件造成病虫害发生,以病毒病和灰霉病灾害为指标,进行风险概率评估。将归一化的气象灾害风险度等权平均得到阳谷县各乡镇生产农业气象灾害综合风险度。
阳谷县综合农业气象灾害风险度在0.14~0.59,如图6所示。阳谷县西南部的高庙王镇、金斗营镇综合气象灾害风险最高,处于综合气象灾害中风险区;西湖镇、大布镇、石佛镇、郭屯镇、七级镇西南至东北方向贯穿阳谷县西部,综合气象灾害风险度在0.3以下,为轻微灾害区;阳谷县综合气象灾害重风险区未出现,其他乡镇综合气象灾害风险为低风险区。
6 小结
气温和光照是影响阳谷县西葫芦生长的关键气候因子。西葫芦生长的不同阶段,对气象条件的要求不同,西葫芦获得高产、优质、高效的先决条件是适宜的气候、土壤、良种及先进的种植技术。随着科学技术的发展,土壤、良种和种植技术可以通过人工调节来满足生产需要,但气候条件却难以进行大规模控制和改造。因此,根据气候条件选择适宜的种植地,是促进西葫芦高产、稳产的根本途径之一。研究引入GIS 技术,采用气候与地形相结合的方法,较为合理地划分了西葫芦的适宜种植区,得到了与实际较一致的细网格区划图,为西葫芦的推广种植提供了参考依据[12]。
②根据区划结果,阳谷县是西葫芦的最佳种植区,这也是阳谷县把种植西葫芦当作特色农业的重要原因。在该区域内可适当扩大种植规模,增加投入,建成西葫芦商品生产基地,重点发展西葫芦特色产业;针对当地气候特点,适时采取防寒、抗旱、控梢、促花、保果等技术措施,大力推广营养诊断与配方施肥技术、病虫害综合防治技术等,趋利避害,以促进高产、稳产,提高西葫芦的经济效益和生态效益。
【摘 要】精细农业是农业的发展趋势,也是农业的主要研究方向。从精细农业的思想内涵为入口,主要介绍3S技术以及各自在精细农业中的应用,并讨论3S集成技术在精细农业中的作用,并指出3S技术在精细农业中面临的主要问题。
【关键词】3S技术;精细农业;应用;发展现状
0.引言
我国是世界上最重要的农业国之一,用占世界7%的耕地面积养活了世界22%的人口。农业是一个国家的基本产业,依据农业地域分布规律,因地制宜发展农业,合理利用农业资源,发挥地区优势,是农业生产的基本原则和规律。农业的发展呼吁新的农业技术革命,农业现代化建设需要高新技术的支持。精细农业代表着农业发展的方向,也是农业研究的重点。
1.精细农业
1.1精细农业的核心思想
传统农业的管理是针对某一片土地的管理,而忽略了大多数土地都存在的时空差异。精细农业是随着信息技术水平的提高而出现的,它是一种战略思想,是信息和人工智能等高新技术在大农业中的微观和宏观运用。其核心意图是实时测知作物(畜禽)个体、小群体、小区地块生长或防疫的是实际需要,而及时确定针对性投入(肥、水、药、饲料等)的量、质、和时机,一反传统农业大群体大面积平均投入的作法,以求最佳效果而付出最低资源成本。
其技术思想是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异性信息,分析影响小区产量差异的主要原因,采取技术上可行、经济上合算的调控措施,区别对待,按需实施定位调控的“处方农作”。
1.2精细农业的主要技术支持
要实现精细农业,目前采用的关键技术有全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、传感器及检测系统等。而由前三项构成的及“3S”技术,它是精细农业进行抽样调查,获取作物生长的各种影响因素信息的重要技术手段之一。通过“3S”技术,可以实时采集时间、空间变化数据,绘制电子地图,并加工处理形成管理设计,并对精细农业的效果、效益进行评估。
1.3在3S技术支持下的精细农业特点
1.3.1技术性强
3S技术涉及到电磁波理论、图像处理、图像解译、计算机硬件与软件技术、空间分析技术、卫星导航原理、测量等多个领域,将这些理论、方法和技术与农业生产结合,具有很强的技术性。
1.3.2定量化
3S技术应用使新型农田作业机械中的计算机可以根据不同的土质、作物的长势和其他农业生态环境特点精确地控制种子、肥料、农药等的用量等。
1.3.3定位化
GPS可提供准确定位,具有GPS导航仪的农业机械,在经过每块土地时,都记录下了作物的各种数据。农民分析这些资料,就能制定出对每块土地内的作物或土壤区别对待的田间耕作和管理计划,把计划输入到农田作业机械的计算机里。在GPS定位系统的协助下,农田机械可以根据不同地块的差别,自动调节种子、肥料和化学剂的投放量。
2.3S技术在精细农业中的综合应用
2.1 GIS在精细农业中的应用
地理信息系统(GIS)是用于存储、分析、处理和表达地理信息系统的计算机软件平台。它在精细农业技术体系中主要用于建立农田土地管理,土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害等发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等,为分析差异性和实施调控提供处方信息。
其在精细农业中的应用主要包括以下几个方面:
(1)GIS是精细农业整个系统的运作平台,起到大脑和神经中枢的作用。精细农业作为一个完整的大系统,各种农业资源数据都通过GIS流入、决策、控制、流出。GIS作为精细农业的核心组件,将RS、GPS、专家系统、决策支持系统等组合起来。
(2)GIS可以作为农田空间数据库的管理系统。在精确农业中,GIS用于农田土地数据管理,查询土壤、自然条件、作物苗情、作物产量等数据,也能采集、编辑、统计分析不同类型的空间数据。
(3)绘制作物产量分布图。安装GPS的新型联合收割机,在田间收割农作物时,每隔一定时间记录下联合收割机的位置,同时产量计量系统随时自动称出农作物的重量,置于粮仓中的计量仪器能测出农作物流入储存仓的速度及已经流出的总量,这些结果随时在驾驶室的显示屏上显示出来,并被记录在地理数据库中。利用这些数据,在地理信息系统支持下,可以制作农作物产量分布图。
(4)农业专题图分析。通过GIS提供的复合叠加功能,将不同农业专题数据组合在一起,形成新的数据集。通过对其分析,可以分析出土地上各种限制因子对作物的相互作用与相互影响,从中可以发现它们之间的关系。
2.2 GPS在精细农业中的应用
GPS在精细农业中的作用包括精确定位、田间作业自动导航和测量地形起伏状况.精细农业中的GPS主要是用来确定田间地块土壤信息采样点位置,然后结合其土壤的含水量、氮、磷、钾、有机质、病虫害等不同信息的分布情况,辅助农业生产中的灌溉、施肥、喷药等田间操作。另外在翻耕机、播种机、田间取样机、施肥喷药机、收获机等农具上安装GPS,可以精确指示机具所在位置坐标,对农业机械田间作业和管理起导航作用,从根本上来说是提供三维位置和时间。为了实现以上功能, GPS需要与农田机械结合,随着农田机械在田间作业,同时进行精确定位、田间作业自动导航和测量地形起伏。由于具有精确定位功能,农业机械可以将作物需要的肥料送到准确的位置,也可以将农药喷洒到准确位置。这不仅有助于提高作物产量,也可以降低肥料和农药的消耗。
2.3 RS在精细农业中的作用
遥感(RS)是在不接触物体的情况下利用传感器接收的物体的电磁波特性,来识别物体及其存在的环境条件的技术。
相对传统的观测技术,RS具有以下的特点:
(1)可以进行大面积的同步观测。比如,一帧美国Landsat图像覆盖面积为185km*185km,5~6min即可扫描完成,而一帧同步气象卫星可覆盖1/3的地球表面。