精细农业复习--1 绪论

  1. 现有农业作业模式问题
    农作物农药残留超标严重,水体富营养化,水土流失,地下水硝酸盐污染,生态环境恶化,生物多样性损害
  2. 精细农业研究背景:
    (1)资源环境压力
    (2)增加农业生产投入/产出比,提高农民收入
    按照田间每一操作单元的具体条件,精确土壤和作物管理措施;减少化学药品投入,保护农田生态环境,增加农产品附加值
    (3)促进农业生产装备技术的快速发展:高速、大马力、复合作业机械;高效率、高质量、低成本、农田作业的安全性和舒适性
    (4)全面带动我国现代农业发展
  3. 精细农业的基本概念:
    精细农业、精准农业、精确农业、数字农业
    基于3S技术、决策支持技术和智能装备技术,对农业生产进行定量决策、变量投入并定位精确实施的现代农业生产管理技术系统。
  4. 精细农业的技术思想:
    精:基于农田内部小区作物生长环境时空差异性
    准:实施精准变量投入
  5. 精细农业的特点:
    因地制宜、科学管理、最大限度挖掘耕地生产潜力、生产要素高效利用、保护农田生态环境
    与传统农业相比,特点:
    (1)合理施用化肥,降低生产成本,减少环境污染:
    精准农业采样因土、因作物、因时全面平衡施肥,彻底扭转传统农业中因经验施肥造成的三多三少:化肥多,有机肥少;N肥多,P、K肥少;三要素肥多,微量元素少
    (2)减少和节约利用水资源:滴灌和微灌
    (3)节本增效,省工省时,优质高产:精细播种、精细收获
    (4)农作物的物质营养得到合理利用,保证了农产品的产量和质量
  6. 精细农业生产体系构成:
    GNSS、GIS、RS、农田信息快速采集和处理技术、作物生产精确管理模型与决策支持技术、基于信息与现代控制技术的农田作业机械智能装备技术、系统集成技术
  7. 精准农业决策模型及系统软件:
    精准农业决策模型、专家系统、作物生长模型
    美国lemmon公式,comax棉花生产管理专家系统
  8. 精细农业的技术支撑:
    (1)农田信息获取:
    (i)田间采样技术
    农田基础地理信息采集:地形信息、交通信息
    土壤栅格采样:利用地统计学方法获取研究区土壤性状空间分布图
    作物生育期采样调查:叶面积指数、干物质积累、单株形态信息
    (ii)多平台遥感技术
    高光谱遥感平台:作物识别、作物养分、氮素、LAI、叶绿素、植株生物量等
    多光谱遥感平台
    热红外遥感平台:反演作物冠层温度
    (iii)基于传感器现场快速采集技术
    机载土壤电导率测定系统
    个体作物长势:叶绿素测量
    群体作物长势:冠层分析仪
    农作物产量制图系统
    多光谱遥感图像获取识别(病虫害)
    (2)信息处理与决策分析技术:
    (i)农田信息分析处理技术:基于GIS的农田管理技术、基于地统计学的农田采样信息空间差值方法、农学参数空间反演方法和遥感填图技术
    (ii)田间采样技术场快速采集技术、变量灌溉、变量喷药物专家系统的优点,构建作物管理决策模型,结合空间信息获取和分析技术,支持变量处方生成
    (iii)变量作业处方生成技术:变量施肥、变量灌溉、变量喷药
    (3)田间变量实施技术:
    (i)变量施肥(处方图变量施肥、传感器变量施肥)
    (ii)变量施药(处方图变量施药、传感器变量施药)
    (iii)作业导航(无人驾驶)
  9. 农田信息:
    土壤环境、地理环境、水环境、作物生态、生理生化、小气候
  10. 农田信息特点:
    不确定、动态、量大、多维、实时采集难度大、时空变异性强
  11. 田间信息采集关键技术与产品进展:
    (1)农田信息采集技术:
    土壤养分:土壤养分速测仪(光电比色)、近红外、离子选择场效应晶体管集成元件的土壤主要矿物元素含量测量仪器
    土壤水分:TDR、快中子易被氢原子核慢化、土壤张力、电磁波
    电导率:VERIS土壤电导率测定系统,EM38非接触式土壤信息获取系统
    pH
    作物生长生理参数:NDVI测量长势、便携式作物生育监测仪
    病虫害分布特征
    其他信息:叶绿素计、叶面颜色图
    (2)问题:
    时效性差:实时采集与时候实验室分析
    综合性差:只能获取一个或多个参数
    面向用户需求差:功能单一、应用面窄、大多数不具备地理坐标定位功能

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