何鴻鵬

(定西中醫(yī)藥科技中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，甘肅 定西 748100)

0 引言

農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)主要運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)及智能裝備，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行定量分析、變量實(shí)施、精準(zhǔn)定位，主要發(fā)展特點(diǎn)是根據(jù)不同土壤類(lèi)型及生產(chǎn)條件，合理進(jìn)行田間管理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制定一系列靈活的管理體系[1-3]。

農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)主要包括全球定位系統(tǒng)、地理信息管理系統(tǒng)、遙感技術(shù)、作物生長(zhǎng)信息檢測(cè)技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品快速檢測(cè)分析及專(zhuān)家決策支持系統(tǒng)等。國(guó)外對(duì)農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)研究起步較早，技術(shù)相對(duì)成熟且應(yīng)用較為廣泛，我國(guó)起步晚，正處于農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)快速發(fā)展及現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，隨著電子信息技術(shù)研究的不斷深入，我國(guó)已經(jīng)逐步形成一批擁有自主產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)電子信息管理系統(tǒng)及相關(guān)成果，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合及農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣等部門(mén)的共同努力，逐步推動(dòng)了農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的應(yīng)用，各個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域逐漸涌現(xiàn)一批示范推廣基地及具有當(dāng)?shù)靥厣霓r(nóng)業(yè)電子信息發(fā)展模式[4]。

1 農(nóng)業(yè)電子信息核心技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)的新一代高精度定位系統(tǒng)，即采用電子信息技術(shù)確定目標(biāo)的位置信息，主要目的是目標(biāo)定位與軌跡導(dǎo)航。GPS主要組成部分包括空間衛(wèi)星站、地面接收機(jī)及用戶(hù)端，其技術(shù)核心為空間部分與地面監(jiān)控系統(tǒng)，主要服務(wù)對(duì)象為用戶(hù)系統(tǒng)，通過(guò)GPS接收機(jī)作為用戶(hù)裝備完成對(duì)空間信息的接收、處理與轉(zhuǎn)化[5]。

GPS具有功能廣泛、定位精度高、定位實(shí)時(shí)、選點(diǎn)靈活、使用成本低、操作簡(jiǎn)便、全天候作業(yè)及可以容納無(wú)數(shù)用戶(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，是農(nóng)業(yè)智能化及相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)，如利用GPS技術(shù)配合遙感技術(shù)與地理信息管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、土壤墑情控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)合理的田間管理措施，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與收益，目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要應(yīng)用如表1所示[6]。

表1 GPS技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.2 地理信息管理系統(tǒng)

地理信息管理系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)主要是基于電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代地理技術(shù)、測(cè)量遙感技術(shù)和環(huán)境科學(xué)技術(shù)等用于空間地理信息的采集、管理、分析、轉(zhuǎn)化與輸出[7]。

1.3 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)(Remote Sensing，RS)主要是指在不接觸探測(cè)目標(biāo)的情況下通過(guò)相關(guān)儀器接收物體變化信息，實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、記錄與分析。遙感技術(shù)具有可測(cè)量范圍大、綜合宏觀(guān)、可獲取信息量大、技術(shù)先進(jìn)、獲取信息快、更新周期短、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、用途廣及效益高等特點(diǎn)[8]。

遙感技術(shù)最早在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用為土地利用及作物產(chǎn)量評(píng)估，隨著后期發(fā)展逐漸擴(kuò)大到農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)判斷、病蟲(chóng)害災(zāi)情預(yù)測(cè)、草地產(chǎn)量估測(cè)等，主要應(yīng)用范圍及技術(shù)特點(diǎn)如表2所示。

表2 遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.4 作物生長(zhǎng)信息檢測(cè)技術(shù)

作物生長(zhǎng)狀態(tài)直接影響作物的產(chǎn)量及品質(zhì)，在作物不同生長(zhǎng)時(shí)期進(jìn)行信息快速獲取與分析，對(duì)于實(shí)現(xiàn)作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)具有重要意義。作物生長(zhǎng)信息獲取主要包括營(yíng)養(yǎng)信息、生長(zhǎng)生理信息、形態(tài)信息及病蟲(chóng)草害等信息的快速獲取，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)。

1.5 農(nóng)產(chǎn)品信息檢測(cè)與分析

近年來(lái)，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全性受到了廣泛關(guān)注，消費(fèi)者對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的形態(tài)、口感、品質(zhì)及安全性要求逐漸提高，因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及品質(zhì)的快速檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)安全、持續(xù)發(fā)展的重要條件。主要對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全指標(biāo)快速檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解析，安全性檢測(cè)指標(biāo)主要包括農(nóng)藥殘留、重金屬含量及微生物等指標(biāo)。

農(nóng)藥殘留信息快速檢測(cè)方法主要包括氣相色譜技術(shù)、高效液相色譜技術(shù)、超臨界流體色譜技術(shù)、免疫分析技術(shù)及生物傳感器技術(shù)等。農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染檢測(cè)技術(shù)主要包括原子吸收光譜法、紫外可見(jiàn)分光光度法、原子熒光法、電化學(xué)法等技術(shù)。

2 國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的發(fā)展

國(guó)外農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代，美國(guó)部分農(nóng)場(chǎng)與計(jì)算機(jī)公司進(jìn)行合作，將農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行送檢，進(jìn)而分析得出土壤類(lèi)型對(duì)作物產(chǎn)量的影響，隨后根據(jù)不同土壤的類(lèi)型及特征進(jìn)行合理農(nóng)作物的種植，實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益最大化，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的啟蒙時(shí)期。隨著農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的逐漸應(yīng)用與發(fā)展，在農(nóng)業(yè)各項(xiàng)田間管理工序進(jìn)行研究，成為改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)。隨后美國(guó)等大型農(nóng)場(chǎng)主與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料供應(yīng)商相互合作，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料供應(yīng)商通過(guò)為農(nóng)戶(hù)提供土壤信息及作物生長(zhǎng)信息，農(nóng)戶(hù)合理利用農(nóng)田資源實(shí)現(xiàn)效益最大化。隨著農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的逐漸成熟與完善，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也逐漸衍生出精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)、GPS自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)、GIS技術(shù)、微型與航空影像技術(shù)等。

近年來(lái)，農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)在日本、韓國(guó)等亞洲地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用與發(fā)展，并且得到了相關(guān)部門(mén)的大力支持，如日本農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式主要是以農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的同時(shí)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益最大化。與歐美國(guó)家生產(chǎn)模式不同，日本、韓國(guó)等國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以小型、實(shí)用為主，主要配套設(shè)備及相關(guān)技術(shù)有油壓式土壤采樣技術(shù)、農(nóng)田作物測(cè)繪系統(tǒng)、水稻出苗數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)、作物葉色檢測(cè)系統(tǒng)等。

2.2 國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的發(fā)展

我國(guó)在1995年左右開(kāi)始將電子信息技術(shù)逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，但是當(dāng)時(shí)沒(méi)有引起政府部門(mén)的重視，直到國(guó)家在“863”計(jì)劃中將農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)納入創(chuàng)新工程建設(shè)中，我國(guó)才開(kāi)始進(jìn)行大范圍的農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的研究與發(fā)展，最早在東北地區(qū)、北京、上海、江蘇、內(nèi)蒙古等進(jìn)行示范推廣，逐漸形成了農(nóng)作物生長(zhǎng)性狀遙感監(jiān)測(cè)、土壤水分監(jiān)測(cè)、養(yǎng)分快速檢測(cè)、作物生長(zhǎng)模型、專(zhuān)家決策支持系統(tǒng)的研究。

近年來(lái)，以國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心為依托，綜合中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)科院、北京農(nóng)林科學(xué)院等單位，以當(dāng)前國(guó)際高新技術(shù)為發(fā)展目標(biāo)，提高我國(guó)農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的自主創(chuàng)新能力，尋找相關(guān)理論方法與技術(shù)集成，逐漸填補(bǔ)了我國(guó)農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的空白，突破了農(nóng)田信息獲取、決策分析及變量實(shí)施等技術(shù)瓶頸，并逐漸研發(fā)一系列符合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的軟件、硬件產(chǎn)品及配套裝備。

3 結(jié)論

本研究全面解析了農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)及其應(yīng)用特點(diǎn)，如全球定位系統(tǒng)、地理信息管理系統(tǒng)、遙感技術(shù)、作物生長(zhǎng)信息檢測(cè)技術(shù)及農(nóng)產(chǎn)品快速檢測(cè)技術(shù)等，闡述了國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究結(jié)果旨在為完善農(nóng)業(yè)電子信息技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)參考與借鑒。