国家政策对基于GPS的精准农业变量施肥系统及研究进展
精准施肥技术研究现状和展望
精准施肥技术研究现状和展望随着农业技术的不断发展和升级，精准施肥技术已经成为了现代农业生产中不可或缺的重要一环。
因为科学合理的精准施肥技术不仅能够提高农作物产量，还能够有效降低农药、化肥的用量，保护环境，增加农民的收益。
目前，全球各主要农业国家均在研究和推广精准施肥技术，以下将对其研究现状和展望作一简要阐述。
一、精准施肥技术研究现状（1）土壤测试技术的进一步发展现代农业生产中使用的精准施肥技术，主要基于农田土壤的养分含量和各种条件。
土壤测试技术不但能够准确判断土壤的养分含量，还能够对土壤的PH值、氮磷钾含量、微量元素含量等进行测定。
目前，全球各主要农业国家的科学家们正在开展各种基于化学、物理、生物等原理的土壤测试技术研究。
（2）科技手段的广泛应用现代高科技手段的广泛应用也推动了精准施肥技术的发展。
随着大数据、人工智能、互联网、卫星遥感等新兴科技的进一步普及和应用，精准施肥技术的研究也得以在更高水平上进行。
现代科技手段可以精准识别农田作物类型、生长状态、发育阶段、土壤利用情况等要素，提高施肥技术的准确性和实效性。
（3）精准施肥装备的不断更新换代自动化、机器人化施肥设备也是农业发展的重要推动因素。
现代农业生产已经拥有了一系列完备的农业机械化装备，大幅提高了施肥效率、积累了施肥数据，为进一步改进精准施肥技术提供了有力的物质基础。
二、精准施肥技术的未来展望（1）进一步提高技术精准度未来的精准施肥技术将进一步精细化、智能化、精准化。
未来的科技手段将更多实现自动化、机器人化，应用新兴技术要素，如大数据分析、人工智能、区块链等。
（2）优化农业公共服务促进农业现代化是全球各个国家的共同目标，为了提高农业公共服务水平，各级官员负责的部门也需要更加重视农业信息化建设，推动农业科技进步。
未来，优化农业公共服务和加强和农户、科技部门的沟通联系，将成为精准施肥技术发展的推动力量。
（3）深化国际合作，推动共同发展未来，全球各主要农业国家应该加强跨国、跨区域的合作交流，共同推动精准施肥技术的发展。
农业机械化中的GPS导航系统与自动化控制方法
农业机械化中的GPS导航系统与自动化控制方法近年来，随着科技的发展，农业机械化正在迈入一个新的时代。
在这一过程中，GPS导航系统和自动化控制方法正逐渐成为农业机械化的重要组成部分。
本文将探讨GPS导航系统和自动化控制方法在农业机械化中的应用，以及对农业生产的影响。
GPS导航系统是一种利用全球定位系统技术来确定位置和时间的设备。
它可以通过卫星信号来精确定位农业机械设备的位置，从而实现自动导航和精确操作。
在农业领域，GPS导航系统可以广泛应用于种植、喷洒、收割等作业过程中。
首先，GPS导航系统可以提供精确的定位信息，将农田划分成小区进行管理。
利用GPS导航系统，农民可以在作物生长的过程中对不同地块进行差异化管理，根据不同地块的土壤条件、养分含量等因素，合理调整施肥、灌溉等农业生产活动。
这不仅可以提高农田利用率，减少资源浪费，还能够最大限度地提高农作物的产量和品质。
其次，GPS导航系统可以实现自动化控制，提高农机作业的效率。
传统的农机作业由人工操作，存在作业效率低、误差大等问题。
而在使用GPS导航系统的农机中，农民只需要设定作业路线和参数，农机就能够根据导航系统的指示进行自动导航和操作。
这大大减轻了农民的劳动强度，提高了作业效率，并减少了能源消耗。
此外，GPS导航系统还可以与其他农业智能设备相结合，实现全自动作业。
例如，可以将农机与无人机结合，利用GPS导航系统对农田进行巡航，实时监测农作物的生长情况，检测病虫害等，并及时采取相应的防治措施。
这不仅提高了农作物的防治能力，还能够降低人工巡视的成本，提高农业生产的效率和质量。
除了GPS导航系统，自动化控制方法也是农业机械化的重要组成部分。
自动化控制方法可以通过传感器、执行器、控制器等设备来实现对农机作业过程的自动控制。
它可以对作业质量进行实时监测和控制，提高农机作业的精确度和一致性。
例如，自动化控制方法可以应用于农机作业中的施肥过程。
利用传感器可以实时监测农田的土壤质量和作物的生长情况，根据监测结果调节施肥量和施肥方法，使施肥过程更加科学合理。
精准变量施肥技术研究与应用
ｆ 壤 中各 种 养 分 的盈 状 况 、 不 同肥 料 的增 产效 应 、 不 同作 物
的施肥模式 、 历年产 等卡 ¨ 信 息输 入计算机 ， 形成资料齐 全的 土壤 养分信息 化管理系统 ， 成 作物生长的变量处方 图 ， 这些 信 息输 入变量施肥机 的控制单兀 ， 根据处方 图信息在 田问不断改变 施肥 ， 完成施肥作、 ｌ 、 、 从阁内外 的研究来看 ， 按处方 图变量施肥 地块的产垣 比传统平衡施肥的产量将提高 ３ ０ ％左右 ， 而且减少了 化肥施用总垣 ， 经济效益大大提高。 要做到精准施肥 ， 就要求有科
方 图（ 如图 ２ ） ； 最后依据施肥 处方作业 图， 决定 肥料 的最 佳施用 最 。施肥处方 中既包含了每个 网问栅格的施肥量信息 ， 也包 含
基金 项 目 ： 项 目名 称 ： 北 方主 要 作 物 抗 旱 节 水 综 合 技 术研 究 与 区域 示 范 （ 项 目号 ： ２ ０ （ ） ９ ０ ３ ０ ０ ７ — １ ０ ）
学 合 理 的 施 肥方 式 和 县有 自动控 制 的变 量施 肥 机 械 。 １ ９ ９ ３ — １ ９ ９ ４年 ， 精 准 施 肥技 术 首 先在 美 困 明 尼 苏 达 州 的 两 个 农场 进 ｆ 验， １ ９ ９ ５年 美 闫 明 尼 苏 达 州 、 华 盛顿 州 开 发 了 变 量 施 肥 技 术（ Ｖ Ｒ Ｔ — Ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ Ｒ ａ ｔ ｅ Ｆ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ） 应用设 备 ， 随 后 变 量 施 肥
图 ２ 处 方 图 信 息
图Ｉ 圆 盘 式 变量 施 肥机
GPS定位在智慧农业中的应用与研究
GPS定位在智慧农业中的应用与研究随着科技的不断演进，农业也迎来了革命性的变化。
智慧农业作为现代农业发展的重要方向，借助先进的技术手段提高生产效率、减少资源浪费，成为当今农业领域的热门话题。
而GPS定位技术的应用在智慧农业中起到了至关重要的作用。
本文将探讨GPS定位在智慧农业中的应用和研究进展。
随着GPS技术的成熟与普及，农业部门开始将其应用于农业生产中。
GPS定位技术通过卫星信号实现精准定位，为农民提供了精确的地理位置信息。
首先，GPS定位可以用于农田的精准测绘。
农田面积的准确测量对于农民和农业部门来说至关重要。
传统的农田测绘方法费时费力，而使用GPS定位技术可以在短时间内测绘出农田的精确面积和边界，提高测绘的准确性，帮助农户合理规划种植布局。
其次，GPS定位在农作物管理中，特别是作物的精准种植方面发挥了重要作用。
传统的种植方法往往仅依赖农民的经验和感觉，种植布局缺乏科学依据。
而GPS技术结合地理信息系统（GIS），可以实现农田的精确定位和地块划分，利用精确的定位信息，农民可以根据土壤肥力、坡度和水源等因素，科学合理地进行作物的种植，提高种植密度，提高产量。
此外，GPS定位还可以用于农田内的作物健康监测，通过航拍无人机获取的高分辨率图像结合GPS坐标，农民可以实时监测作物的健康状况并采取相应的养护措施。
另外，在农业机械化方面，GPS定位也起到了重要的作用。
农业机械的导航系统基于GPS技术，可以实现自动驾驶、精确播种、喷施、收割等操作。
自动驾驶技术不仅可以节省人力成本，还可以提高作业精度和效率。
通过GPS定位，农机可以精确识别农田边界和障碍物，自动绕行，并实现作业路径的规划和优化，从而最大化地利用土地资源，提高农机作业效益。
除了应用于农业生产，GPS定位在农业研究中也有着重要意义。
科学家可以利用GPS定位技术获取大量的农田和作物的位置坐标信息，结合气象数据和土壤采样分析结果，进行作物模型的构建和预测，从而实现农作物的生长预测和病虫害防控。
变量施肥技术体系的研究进展
据 与其 他 多层 数 据 （ 壤 理 化性 质 、 虫 草 害 、 候 等 土 病 气 信息 ） 的叠 加 分 析为 依 据 ， 以作 物 生 长 模 型 、 物 营养 作 专家 系 统 为 支 持 ， 以高 产 、 质 、 保 为 目的 的 因 土 、 优 环
因时 、 因， 实 现 我 国农 业 的 可 持 续 发 展 具 有 重 对
要意 义
收稿 日期 ：２０ ０ ９—１ —２ １ ３
理 、 量 施肥 决 策 分 析 、 量 施 肥 实 施 ５大 主 要 技 术 变 变
环 节 ， 面对 各 个 技术 环 节 的研 究 现状 进 行 分析 。 下
统 工 程 方 面发 展 ， 仅 针 对 土 壤 ， 包 括 水 文 、 物 、 不 还 作 微 气 候等 条 件 的 时 空 变 化 ， 作 业 管 理 中实 行 “ 需 在 按
投 入 ” 则 ， 均 匀 投 入 为 变 量 投 入 ， 化 作 业 操 原 变 优 作 ０ 。所 谓 变 量施 肥 ， 就是 以不 同 空 间 单元 的 产 量 数
资源 、 响 产 量 、 染 环 境 ¨ 。长 期 以 来 不 合 理 的施 影 污 Ｊ 肥 方 式 已造 成 土壤 板结 、 力 下 降 、 虫 害 增 多 、 业 地 病 农 环 境 污染 加 剧 、 产 品 品 质 下 降 ， 时 还 会 导 致 作 物 农 同
营 养失 去平 衡 ， 人 体 有 益 的物 质 维 生 素 和 水 溶 性 糖 对
作单 元 的具 体 情 况 ， 细 准 确 地 调 整 肥 料 的 投 入 量 ， 精 获取 最 大 的 经 济 效 益 和 环 境 效 益 Ｊ 变 量 施 肥 涉 及 。 到 农 田网格 划 分 、 田信 息 获 取 、 田信 息 管 理 与 处 农 农
变量施肥自动控制技术的研究现状与发展趋势
变量施肥自动控制技术的研究现状与发展趋势变量施肥自动控制技术是一种通过自动化技术实现精密施肥的技术。
它可以实现对不同区域、不同植株、不同生长阶段的植物进行精准施肥控制，优化施肥方案，避免施肥浪费，提高作物产量和品质。
此技术自问世以来，已得到广泛关注和应用，但该技术也面临着一些问题和挑战。
本文将分析变量施肥自动控制技术的研究现状、存在的问题以及未来发展趋势。
当前，变量施肥自动控制技术的研究重点主要集中在以下方面：1. 基于决策模型的精准施肥控制决策模型是变量施肥自动控制技术的核心。
通过建立决策模型，可以分析不同植株、不同区域、不同生长阶段的营养需求、吸收能力等因素，从而实现精准施肥。
目前决策模型主要采用神经网络、模糊理论、遗传算法等方法，但仍需要不断进行完善和优化。
2. 传感器技术的应用传感器技术是变量施肥自动控制技术的重要组成部分，通过传感器可以实时监测土壤、植株、环境等信息，准确掌握作物生长状况，从而实现实时调控和精准施肥。
目前，传感器技术已发展到多种类型和多个方面，如土壤温湿度传感器、光合作用传感器、气象站传感器等，但其价格、精度和可靠性等方面仍需要改进。
3. 自适应控制技术的应用自适应控制技术是指根据作物的生长状态、施肥需求和环境变化等情况，自动调整施肥量和施肥频率，以达到最优化的施肥效果。
目前，自适应控制技术已广泛应用于工业控制领域，但在农业领域的应用还需要进一步完善和推广。
变量施肥自动控制技术的研究和应用面临着许多问题和挑战，如：1. 传感器价格昂贵传感器是变量施肥自动控制技术的重要组成部分，同时也是成本较高的部分。
传感器价格昂贵，对普及该技术产生了一定的限制。
2. 决策模型不够精确决策模型是变量施肥自动控制技术的核心，但现有的决策模型对植物的生长环境、生长状态和营养需求等因素的考虑仍存在局限性，需要进一步完善和精确。
3. 应用难度较大变量施肥自动控制技术的应用需要很高的专业知识和技能，普通农民较难掌握。
全球定位系统在精确农业中的应用研究
全球定位系统在精确农业中的应用研究摘要：近年来，全球定位系统（GPS）技术在农业领域的应用得到了广泛关注。
精确农业是指利用GPS和地理信息系统（GIS）等技术，实现农田管理、土壤肥力评估、农作物监测等操作的精准化和智能化。
本文将介绍全球定位系统在精确农业中的应用，并探讨其优势、挑战以及未来发展方向。
1. 引言全球定位系统（GPS）作为一种基于卫星定位的技术，已经广泛应用于农业领域。
精确农业的概念在过去几十年中逐渐兴起，其目标是利用先进技术提高农业生产效率和可持续性发展。
全球定位系统为精确农业提供了重要支持和基础。
2. 全球定位系统在精确农业中的应用2.1 地块划分与管理通过GPS技术，农民可以精确划定地块的边界，并进行数字化管理。
这有助于优化土地利用，提高农田的产量和效益。
此外，通过地块的精确划分，可以更好地进行灌溉和施肥，从而减少资源浪费和环境污染。
2.2 土壤肥力评估利用全球定位系统和地理信息系统，可以实时记录土壤的营养状况和肥力分布，精准评估土壤的养分含量和pH值等指标。
这为农民提供了科学依据，避免了过量或不足施肥，提高了施肥的效果和经济效益。
2.3 农作物生长监测通过GPS技术结合遥感技术，农民可以实时监测农作物的生长发育情况。
精确农业的应用使农民可以及时发现并处理作物生长中的问题，比如虫害、病害和营养不足等。
这有助于减少作物的病虫害损失，并提高农作物的质量和产量。
3. 全球定位系统在精确农业中的优势3.1 提高生产效率利用全球定位系统进行农田管理和农作物监测，可以提高作业效率和农业生产能力。
精确的定位和导航信息使农民能够更好地掌握农田的情况，并实施精确操作。
3.2 减少资源浪费通过全球定位系统的应用，农民可以根据土壤肥力状况和农作物需求，在合适的位置和时间进行施肥和灌溉。
这有助于减少肥料和水资源的浪费，提高资源利用效率。
3.3 减少环境污染精确农业的应用有助于减少农药和化肥的使用，有效防止水体和土壤的污染。
浅谈GPS技术在精细农业中的应用
浅谈G P S技术在精细农业中的应用standalone； self-contained； independent； self-governed；autocephalous； indie； absolute； unattached； substantive浅谈G P S技术在精细农业中的应用本科的时候学过一些GPS的基本理论知识——包括GPS的产生、定义、发展前景，以及它的组成、信号结构等等，了解了GPS定位中的各种主要的误差来源，学会了怎样用手持GPS。
但是对于距离测量与GPS数据处理方面的原理，自己并不是很了解。
所以这次自己也没有看很多关于GPS计算原理方面的论文，而是看了些关于GPS应用的论文。
下面我着重谈一下GPS技术在精细农业中的应用。
一、精准农业概述世界农业的发展大致历经了三个阶段：原始农业、传统农业、现代农业。
信息化与现代农业的结合是未来农业的发展方向。
精准农业就是信息技术应用于农事管理的现代化农业技术，是当今农业发展的新潮流。
它的兴起引起了一场真正意义的农业技术上的革命。
随着科技的发展和农业生产市场化程度的提高,农业生产中降低成本、提高产出率、发展优质高效农业以及农业可持续发展等方面的要求,迫切呼唤新型农业的出现。
基于这种想法,美国率先提出了精准农业构想,以智能化监控技术以及农业专家系统共同构成了精准农业早期技术基础。
随后,美国将GPS(全球定位系统)技术应用到农业生产领域,标志着精准农业技术体系的初步形成,1992年4月在美国召开第1次精准农业学术研讨会,精准农业这一概念逐渐被人们所接受。
精准农业(Precision Agricultural)，也叫精细农业或精确农业，是20世纪80年代初国际农业领域发展起来的一门跨学科新兴综合的以获得农田高产、优质、高效的现代农业生产模式和技术体系[1]。
精准农业是指以信息技术支持现代化农业操作与管理,依据农作物生长的土壤性状以及温度、湿度、光照等影响因素,调节对作物的投入,并对耕地和作物长势进行定量、实时诊断,提高土壤生产力,实现农业的优质、高产、低耗和环保的可持续发展。
基于GPS的变量施肥播种机的试验研究
计 算 最 大 排 肥 量 为
Ｑ一 。 ＝
一
播 种 机 的静 止 试 验 在 友 谊 农 场 五 分 场 二 队农 具 场 进 行 ，变 量 控 制 装 置 安 装 在 ６行 大 豆 精 密播 种 机
上 ，如 图 １ 示 。试 验 装 置 包 括 ：变 量 施 肥 控 制 装 所
＝２６ ｋ ／ ｍ ｚ曲 ｇ ｈ ２ ２ Ｋ ｍ
施 肥 量 与施 肥 数 据 指 令 之 间 的关 系 如 表 １所 示 ，施 肥 量 拟 合 曲线 如 图 ２所 示 。
基 金项 目 ：黑 龙江 省科 技 厅 （指导 性 ）科研 项 目 （ Ｚ ３ １ ７） Ｇ ０ Ｂ０ 作 者简 介 ：赵 军 （１ ６ －） ９ ９ ．男 ．山东 平 原人 ．副 教授 ．硕 士
的 目的 。２ ０ ０ ４年 ５月 ，黑 龙江 八 一 农 垦大 学 工 程 学
院 精 准 农 业 研 究 中心 对 变量 播 种机 进 行 了 变量 施 肥 试 验 ，取 得 了令 人 满 意 的 效果 。
圈 １ 试 验 设 备
１ 播 种 机 的 静止 试 验
１ １ 试 验 仪 器 及 设 备 ．
收 稿 日期 ：２ ０ — ４ ２ ０ ６０ — ８
机 载 计 算 机 输 出施 肥 指 令 为 １０时 ，播 种 机 最 ０ 大 施 肥 量 输 出为 ２ ６ ｇ ｈ。 当输 出施 肥 指 令 为 ０ ２ ｋ ／ ｍ； 时 ，播 种 机 最 小 施 肥 量 输 出为 １ ０ ｇ ｈ 。 由 此 可 ２ ｋ ／ ｍ。 以计 算 出每 个 试 验 施 肥 级 别 的施 肥 量 ，得 到 每 公 顷
方红－ ０ ８ ２型 拖 拉 机 等设 备 。
１２ 施 肥 量 标 定 及 调 整试 验 ．
精准农业中的变量施肥技术与实践研究
精准农业中的变量施肥技术与实践研究引言在传统的农业生产中，施肥一直是农民们面临的一个重要问题。
恰当合理的施肥对于植物的生长和产量起着至关重要的作用。
然而，传统的施肥方法存在一些问题，如施肥量难以准确掌握、肥料利用率不高、对环境造成污染等。
随着科技的发展，精准农业出现了，提供了一种可行的解决方案。
变量施肥技术是精准农业中的一项重要技术。
精准农业的基本概念精准农业是指在农业生产中运用先进的科技手段，通过对农田进行精细的测量和监测，实现农业生产的精准化管理。
它可以根据土壤、植物的生长状态等因素，科学合理地施加适量的水肥等资源，最大限度地提高农作物的产量和质量，有效地减少了农药、肥料等农业投入品的使用，降低了对环境的污染。
施肥技术的重要性施肥是植物生长过程中必不可少的环节，合理施肥可以提高作物的产量和品质，同时也可以提高农民的经济收益。
而不合理施肥则可能会造成肥料的浪费、土壤的环境污染等问题。
因此，研究和应用施肥技术对于推动农业的可持续发展和农民的生产效益至关重要。
传统施肥技术的问题施肥量不准确传统农业中，农民主要依靠经验和经验来确定施肥量，很难做到准确。
由于土壤的性质、作物的生长阶段以及气候等因素的影响，施肥量往往会出现偏差，导致施肥效果不理想。
肥料利用率不高在传统农业中，农民倾向于过量施肥，以确保作物能够获得足够的养分。
然而，这种方式往往导致肥料的浪费和养分的过量，影响了肥料的利用效率。
环境污染传统施肥方法中，农民常常倾向于使用化学肥料。
这些化学肥料中含有大量的氮、磷、钾等元素，容易造成土壤的污染。
如氮肥过度使用会导致氮素淋溶，进入地下水和河流，引发水体富营养化等环境问题。
变量施肥技术的应用为了解决传统施肥技术存在的问题，变量施肥技术应运而生。
这项技术主要通过对农田进行精确的测量和监测，根据实际需求进行精密施肥。
土壤监测变量施肥技术首先需要进行对农田进行详细的土壤监测，包括土壤肥力状况、深度、含水量等因素。
变量施肥系统的设计与研究
变量施肥系统的设计与研究变量施肥系统的设计与研究引言在农业生产过程中，合理的施肥是保证农作物正常生长和丰收的关键因素之一。
然而，传统的施肥方法常常存在着浪费、不均匀施肥和环境污染等问题。
为了解决这些问题，变量施肥系统应运而生。
本文将探讨变量施肥系统的设计和研究，以期为农业生产提供更加科学、高效、环保的施肥方案。
1. 变量施肥系统的意义传统的施肥方法通常采用均匀施肥的方式，无法满足不同农田的不同需求。
而变量施肥系统利用现代信息技术和智能控制技术，根据土壤养分、作物需求、气象条件等多种因素进行施肥调控，能够实现精准施肥，提高施肥效果，减少农业生产的资源消耗和环境污染。
2. 变量施肥系统的设计原理变量施肥系统的设计原理主要包括参数获取、决策与控制、施肥调控等几个环节。
首先，通过土壤样品采集和实时监测技术获取土壤养分数据，并结合作物生长模型预测作物需求。
然后，根据土壤养分数据和作物需求，通过决策与控制算法确定施肥方案。
最后，通过施肥调控设备将相应的养分溶液或粒状肥料投放到指定位置，实现变量施肥。
3. 变量施肥系统的关键技术为了实现变量施肥系统的设计和研究，需要应用多种关键技术。
首先是土壤养分检测技术，通过离线或在线方式获取土壤养分信息，为后续的施肥调控提供数据支持。
其次是作物生长模型技术，通过建立作物生长模型，预测作物对养分的需求量。
再次是智能决策与控制技术，根据土壤养分数据和作物需求，采用优化算法和控制策略，制定最佳施肥方案。
最后是施肥调控技术，通过可编程控制器和施肥设备，实现变量施肥的精确调控。
4. 变量施肥系统的优势和挑战变量施肥系统相较于传统的均匀施肥方法具有明显的优势。
首先，能够根据实时监测的土壤养分数据和作物需求，实现精准施肥，提高施肥效果，最大限度地减少养分浪费。
其次，可以根据不同农田的特点和需求，制定个性化的施肥方案，提高农作物的产量和质量。
然而，变量施肥系统的设计和实施也面临一些挑战，如土壤养分检测技术的准确性、作物生长模型的建立和验证、决策与控制算法的优化等问题，需要进一步的研究和完善。
变量施肥技术的研究现状与发展建议
变量施肥技术的研究现状与发展建议
王楠;庄卫东
【期刊名称】《现代化农业》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】随着我国农业现代化的不断推进,精准农业也在迅速发展。
变量施肥技术是精准农业中重要的一个环节,它能够提升肥料利用率,降低农业生产成本,减少对农业生态环境的污染,从而促进农业绿色高质发展。
文章阐述了变量施肥技术的研究现状,对其发展进行分析,并提出了发展建议。
【总页数】3页(P77-79)
【作者】王楠;庄卫东
【作者单位】黑龙江八一农垦大学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】F32
【相关文献】
1.我国变量施肥技术研究现状与发展对策
2.精准变量施肥机械研究现状与发展建议
3.变量施肥技术研究现状及发展对策
4.我国精准变量施肥技术研究现状和建议
5.我国变量施肥技术的研究现状与发展分析
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
变量施肥自动控制技术的研究现状与发展趋势
利用遥感、GIS、GPS等现代信息技术，实 现农田信息的精确采集和处理，指导精确施 肥。
发展智能传感器技术，实现对土壤养分的快 速、准确检测，为精确施肥提供可靠依据。
自动化施肥技术
环境友好型肥料与有机 肥利用技术
研究开发自动化施肥设备和技术，实现根据 土壤养分信息和作物生长需求进行精确施肥 。
研究开发环境友好型肥料和有机肥的制备与 应用技术，实现化肥与有机肥的合理配施， 提高养分利用率和减少环境污染。
03
变量施肥自动控制技术体系
变量施肥理论基础
养分平衡理论
01
根据作物的生长需求和土壤养分供应状况，合理配置肥料种类
和数量，以保持土壤养分的平衡。
土壤-植物系统
02
研究作物和土壤之间的养分交换和转化过程，以及土壤养分的
供应和吸收情况。
化肥与有机肥的配合
03
研究化肥与有机肥的配合施用对土壤养分供应和作物生长的影
推广应用
未来可以进一步推广应用变量施肥自动控制技术，实现农业生产的绿色、高效和可持续发展。
THANKS
谢谢您的观看
研究目的与意义
研究目的
本研究旨在探索变量施肥自动控制技术的实现方法和应用前景，为农业生产提供 新的技术支持和解决方案。
研究意义
变量施肥自动控制技术能够提高农业生产效率、降低肥料成本、减少环境污染， 促进农业生产的可持续发展，具有重要的理论和实践意义。
02
国内外研究现状
国外研究现状
1
20世纪80年代，国外开始研究将计算机技术应 用于农业生产，提高农业生产的自动化水平。
04
变量施肥自动控制技术应用
变量施肥自动控制技术在农业生产中的应用
全球定位系统在农业领域的应用研究
全球定位系统在农业领域的应用研究随着科技的不断进步，全球定位系统（GPS）成为了现代化农业生产中重要的技术手段之一。
GPS技术的应用，使得农业生产逐渐实现了数字化、信息化、精细化、智能化，提高了农业生产效益，还可以帮助农民合理利用土地、水资源以及对农业恶劣环境的监控，有效地缓解了农业资源的威胁。
本文将就全球定位系统在农业领域的应用研究进行探讨。
一、定位技术在农业领域的基本应用全球定位系统是由美国政府研究发展的一种全球性导航定位系统，通过卫星与接收机之间的通讯，实现了对地球上任何一点的精确定位。
在农业领域的基本应用方面，主要集中在土地利用、作物管理、精确施肥和农资管理等方面：1、土地利用GPS技术可以对不同土地类型进行分层面积测量，并且可以制作土地图，进行土地利用规划，使得农业生产更加有针对性和科学化，减少了资源浪费和环境污染。
2、作物管理GPS技术还能够对农田的种植情况、生长状态及其它作物信息进行动态实时监测，以便及时调整作物种植的数量和品种，提高作物产量和质量。
3、精确施肥GPS技术能够在田间进行全局定位，将农田分块，并与土壤养分和作物需求相结合，合理施肥，降低了肥料的用量，增加了农业资源利用率，减轻了肥料对环境的污染。
4、农资管理通过GPS技术，农民可以进行进出库登记、货物管理与配送，以及追溯农产品溯源等功能，实现了农业物流的优化和效益的提高。
二、具体应用案例随着全球定位系统技术的发展，越来越多的具体应用案例在农业生产中展现出来。
下面，我们从中国和美国两个不同角度探讨相关应用案例。
中国：经济日报2016年的一篇报道中提到，陕西咸阳市带头开展了智能农业调查评估，通过GIS、GPS等技术手段，对于所有耕地、林地、草地、荒地、水域等5000多万亩土地进行地理信息采集，形成“千亩智能农田工程”，提高了农业生产效益，同时也保护了生态环境。
此外，2019年上海举办的第三届世界智能农业博览会，展示了GPS机器人自动化施肥，智能化多功能播种机的技术实现，推动了智能农业的发展。
全球定位系统在农业领域中的应用研究
全球定位系统在农业领域中的应用研究全球定位系统（Global Positioning System, GPS）是一种通过卫星导航系统实现定位和导航的技术。
它在军事、航空、汽车等领域应用广泛，也在近年来在农业领域中得到越来越多的应用。
本文将从GPS在农业领域中的应用、GPS在农业中的优势以及GPS未来发展趋势三个方面展开讨论。
GPS在农业领域中的应用在现代农业技术的应用中，GPS已被广泛地应用在果园、林地、水稻田、葡萄园等领域中。
它通过获取全球卫星位置信息，提高了精确的土地管理和农业生产。
当地理信息系统（Geographical Information System）与GPS结合使用时，农民能够更好地计划作物种植、生产和管理工作。
并且，GPS还可以帮助检测到草害和病害，使得农民更快地对作物进行防治。
GPS在果园中的应用在果园中，GPS有助于农民更好地管理果树。
农民可以在GPS中设定果树的位置和大小，并及时记录下果实的收获和成长历程。
在果树成长的过程中，GPS还能够检测出浇水和通风状况的问题，供农民进行及时的调节，以改善果实的质量和数量。
在果树成熟期时，GPS还能帮助农民在果树上安装收获机器，从而提高收获的效率和质量。
GPS在水稻田中的应用水稻是世界上最主要的农作物之一。
通过GPS，农民能更好地管理和掌握种植周期，检测出土壤质量，灌溉的效率和作物的生长历程。
GPS还能够对水稻的收获过程进行检测，由此保障农民可以从种植水稻中获得最大的利润。
GPS在葡萄园中的应用在葡萄种植中，GPS主要用于监测气候和土壤状况，从而更好地预测葡萄的最佳收获期。
GPS可以帮助农民确定葡萄所需的灌溉量和施肥计划，从而在不浪费资源的情况下获得最好的收成。
GPS在农业中的优势GPS在农业中的优势显而易见。
首先，GPS提供的数据有效地弥补了地面和人工测量的不足。
以前的土地测量是一项昂贵和耗时的工作，而且不够准确。
通过GPS，农民就可以在短时间内获得高精度的地图。
全球定位系统在农业中的应用探究
全球定位系统在农业中的应用探究全球定位系统（GPS）已经成为了现代化农业的基本设备之一。
利用GPS技术，农业生产的效率和效益都得到了大幅提高。
本文将深入探究GPS在农业中的应用方向和研究进展。
1. 土地利用与农业机械化管理GPS技术可以提供精准的土地利用信息，大大优化了土地资源利用。
例如，利用GPS标志出顶点、支点和边界，在实地作业时，无需依赖于其他辅助线，也无需重复测量。
同时，农业机械化管理也可以通过GPS技术得到大幅优化。
农机上安装的GPS卫星定位系统（SPS）可以获取农机运行的准确地理位置信息以及移动方向，农民们可以通过望远镜或者显示器了解切实可行的工作情况。
这样可以使农民们有针对性地开展田间作业，从而增加收成，减少土地浪费以及下降丢失。
2. 物种和肥料的管理作物育种和施肥管理是农业生产的重要环节。
GPS可用于实现高精度再分布和施肥管理。
具体来说，安装了GPS的农机，可以使用独特的映射应用程序，将有关土地条件的信息存储到地形数据文件中。
这些数据也可以在季节开始时使用，以制定种植和施肥计划。
通过反复测量土地的理化特征，如种植的作物类型、潜在的施肥量、有害根系的描述信息以及细小的作物集中区域，则更广泛地了解种植情况。
此外，粒度较大的物种和肥料管理也对GPS技术接受者有所裨益。
当GPS装置检测到准确的定点后，就可以执行相应的任务和流程。
这使得施肥和作物种植管理的过程变得更高效，更有效。
3. 市场和需求分析全球司空见惯的GPS电子地图（我国也有牢固的应用），可帮助农民们识别农产品市场和消费者需求。
通过市场分析，农民们可以更好地规划自己的种植计划和销售策略。
GPS技术也可通过各种数据处理软件分析每周或月季度的需求和销售情况，以帮助决策者制定制定不同季节、不同地区的市场策略，更好地服务消费者。
4. 水源管理在严峻的气候条件下，水管理成为一项必要的任务。
GPS提高了水管理的效率。
通过GPS技术，可以根据水体所处位置制定水源管理计划，这不仅不存在水分的剥夺，同时也可以减轻土地退化的压力。
我国精准农业的研究现状与发展对策
系统、 农业专家系统 、 智能化农机具系统、 环境监 测 系统 、 网络 化 管 理 系统 和 培训 系统 等 组 成 。其 核 心技术 是 “ ３ Ｓ ” （ 即Ｒ Ｓ 、 Ｇ Ｉ Ｓ 、 Ｇ Ｐ Ｓ ） 技 术 。 ’ 及计
算 机 自动控 制技术 。 遥感 （ Ｒ Ｓ ） 技 术 的 主要 作 用 是 农 作 物 种 植
Ｊ
土 壤 及 作 物 信 息 获 取 ｌ 决 策 支 持 与 处 方 生 成ｌ 精 准 变 量 施 肥 作 业
－啊 －
— — －
ｐ Ｈ—Ｉ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ电 极 。 。光 纤 ｐ Ｈ 值 传 感 器 虽 然 易 受环 境干 扰 ， 但在 精 度 和响 应 时 间 上基 本 能 满 足 田间实 时 快 速 采 集 的 需 要 。基 于 ｐ Ｈ —Ｉ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ 电极 的测 量方 法具 有 良好 的精度 和较 短 的响应 时 间， 但 易受 温 度 影 响 ， 需 要 温度 补偿 ， 且 电模式 已在 国际上形 成了广泛共识 。本文 阐述 了精准农业的概念和
发展精准农业 的意义 ， 介绍 了国内精准农业发展 的现状和技术实施 方法 ， 并 就我 国精准农业 的发展提 出了几 点建议 。 关键词 ： 精 准农业 ； 研究进展 ； 发展方 向
中 图分 类 号 ： Ｓ一 ０ 文献标识号 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ０ ０ １ — ４ ９ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９— ０ ｌ １ ８ — ０ ４
主创新 。 目前一 些地 区 已经将 精 细农业 引入 生产 实践 中 ， 在北 京 、 上海、 黑龙 江 以及新 疆 一 些地 区 建立起 一批 精细 农 业示 范基 地 ， 并 取 得 了 可 观 的
农业行业精准施肥智能管理系统方案
农业行业精准施肥智能管理系统方案第一章系统概述 (2)1.1 系统背景 (2)1.2 系统目标 (2)1.3 系统架构 (2)第二章精准施肥技术原理 (3)2.1 土壤养分检测 (3)2.2 作物需肥规律分析 (3)2.3 肥料配比计算 (4)第三章系统硬件设计 (4)3.1 数据采集模块 (4)3.2 数据传输模块 (5)3.3 执行控制模块 (5)第四章系统软件设计 (5)4.1 数据处理与分析 (5)4.2 系统控制逻辑 (6)4.3 用户界面设计 (6)第五章系统集成与测试 (6)5.1 系统集成 (6)5.1.1 系统集成步骤 (6)5.1.2 系统集成方法 (7)5.1.3 系统集成注意事项 (7)5.2 功能测试 (7)5.2.1 测试方法 (7)5.2.2 测试流程 (7)5.3 功能测试 (7)5.3.1 测试方法 (8)5.3.2 测试流程 (8)第六章系统应用案例 (8)6.1 案例一：小麦施肥管理 (8)6.2 案例二：水稻施肥管理 (9)6.3 案例三：蔬菜施肥管理 (9)第七章经济效益分析 (10)7.1 投资成本分析 (10)7.2 运营成本分析 (10)7.3 效益评估 (11)第八章系统推广与应用 (11)8.1 推广策略 (11)8.2 技术培训 (11)8.3 政策支持 (12)第九章安全与环保 (12)9.1 数据安全 (12)9.1.1 数据加密 (12)9.1.2 权限管理 (12)9.1.3 数据备份与恢复 (12)9.2 系统稳定性 (12)9.2.1 系统架构 (13)9.2.2 硬件设备 (13)9.2.3 软件优化 (13)9.3 环保效益 (13)9.3.1 节能减排 (13)9.3.2 提高资源利用效率 (13)9.3.3 保护生态环境 (13)第十章未来发展趋势 (13)10.1 技术创新 (13)10.2 市场前景 (14)10.3 政策导向 (14)第一章系统概述1.1 系统背景我国农业现代化的推进，精准施肥技术已成为提高农业生产效率、降低农业生产成本、保护生态环境的重要手段。
GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展
GPS和GIS技术在精准农业监控系统中的应用研究进展摘要：基于ＧＰＳ和ＧＩＳ的精准农业监控系统集数据采集、传输、处理、控制及定位导航于一体，可广泛应用于农业生产与科研的各个领域，主要用于环境因子，如温度、湿度、深度、光照等水肥条件的监测和设备的定位，是实施精准农业变量作业技术的基础，也是２１世纪农业发展的必然趋势，着重介绍了国内外基于ＧＰＳ和ＧＩＳ的农业监控系统的研究水平及应用概况，旨在为实现现代精准农业的自动化、智能化发展提供参考。
关键词：ＧＰＳ；ＧＩＳ；精准农业监控系统；应用ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳａｎｄＧＩＳＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆPrecision ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＧＰＳａｎｄＧIS ｗｉｔｈcｏｌｌｅｃｔｉｎｇ，ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｓ，ｃould ｂｅｕｓｅｄｉｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈfields of ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｄｅｐｔｈ，ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｌｏｃａｔｉｏｎ．Ｉｔｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｖａｒｉａｂｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄｉｎｅｖｉｔａｂｌｅｔｒｅｎｄｏｆthe ２１st ｃｅｎｔｕｒｙ．Tｈｅｒｅｓｅａｒｃｈlevel ａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎgeneral situation ｏｆｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅｂａｓｅｄｏｎＧＰＳａｎｄＧＩＳｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｆｏｒｅｉｇｎ，ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅs ｆｏｒｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔdevelopment ｏｆｍｏｄｅｒｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ＧＩＳ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ精准农业（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ）是近年来国际上农业科学研究的热点领域，是人们在探索２１世纪农业高新技术发展的过程中为减少农业生产中的盲目投入、节约成本增加产量、提高农资利用率、减少环境污染、阻止生态环境的进一步恶化而提出的一种新理念［１］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2012年全国高考模拟参考部分
基于GPS的精准农业变量施肥系统及研究进展黑龙江八一农垦大学赵军王智敏王熙庄卫东
1、引言
精准农业是一套基于空间信息管理和变异分析的现代农业操作系统。
精准农业的核心思想就是根据土壤性状和作物生长状况的空间差异，调节对作物的投入，即一方面对耕地和作物进行定量的实时诊断，充分了了解大田生产能力的空间差异；另一方面则以平衡地力提高产量为前提，实施定位、定量的精确田间管理，从而实现高效利用各类农业资源和改善环境这一可持续发展目标。
精准农业的变量施肥是以不同空间单元的产量数据与其它多层数据（土壤理化性质、病虫草害、气候等）的综合分析为依据，以作物生长模型、作物营养专家系统为支持，以高产、优质、环保为目的的变量处方施肥理论和技术。
自动变量施肥技术可实现在每一操作单元上因土壤、因作物预计产量的差异而按需变量施肥。
这种按需施肥的方法大大提高了肥料的利用率，同时减少肥料浪费及多余肥料对环境的不良影响。
2、变量施肥系统的组成及作用
变量施肥系统系统由全球定位系统（GPS）、机器控制系统、变量施肥专家系统、以GIS为核心的农田信息管理系统、拖拉机——播种机施肥机等组成。
当拖拉机在田间行驶时，通过GPS获取准确位置信息，进行操作单元的识别，以操作单元名称访问施肥数据卡，读取当前操作单元施肥量，通过控制系统控制施肥量，从而实现自动变量施肥。
2．1 全球定位系统（GPS）
全球定位系统（GPS）在精准农业中能够实施施肥机械作业的动态定位，即根据管理信息系统发出的指令，实施田间的精确定位。
按照参考点的不同，GPS接收方式可分为单点定位和差分定位。
动态差分定位过程中，采用测码伪距观测量进行相对定位，卫星轨道偏差、卫星钟差、大气折射等误差有效减弱，加上载波相位平滑技术可以达到分米级
的定位精度，因此可作为农业应用的首选方案。
在差分定位中需要设定基站的基准点，该基准点应使用已知定位点的大地坐标，也可以利用基站GPS经过一定时间的定位数据采集与统计处理后确定的基站地理坐标作为参考点。
一般的GPS接收机都提供了向计算机串口发送NMEA格式数据的功能。
Trimble公司的AgGPS132型GPS接收机发送的是NMEA-0183格式。
这个版本的NMEA能提供18种不同的数据。
分析这些数据，就能获得农机作业所需的全部信息。
2．2 地理信息系统（GIS）
GIS用于生成农田电子地图、采样导航、施肥决策及管理土壤和产量信息。
变量施肥系统是基于GIS的应用型软件。
它是采用集成二次开发，以通用编程软件、面向对象的可视化编程工具（如VC、VB等）为开发平台，利用GIS工具软件实现GIS的基本功能。
既可以充分利用可视化软件开发工具的高效方便的编程功能，实现各种专用的复杂的的分析方法，又充分利用了GIS工具软件完备的空间数据可视化分析处理功能，大大提高了应用系统的开发效率，现已成为应用型GIS开发的主流。
2．3 变量施肥专家系统
变量施肥专家系统的建立，是对采样、测土获得的土壤有机质、N、P、K等进行施肥决策，获得每个操作单元的施肥量；是从实施精准农业自动变量施肥作业的实际需求出发，应首先建立关于田间土壤信息、施肥情况、作物产量等地理信息图层，然后进行专题分析与施肥决策。
变量施肥专家系统应具备以下功能：数据的录入功能、数据的维护和更新功能、数据的查询和检索功能及统计功能等。
3、国内外研究的进展
3．1 国外的研究进展
近年来，世界上许多发达国家已经开展了精准农业的示范研究。
在实现精准农业变量施肥技术研究方面，国外已取得部分研究成果。
C.Yang，J.H.Everitt和J.M.Bradford对变量施用液态N肥和P肥作了研究，得出应用变量施肥技术可以减少产量变化的差异，提高产量和增加回报。
C.R.Camp和E.J.Sadler等研究开发了一个数字控制计量装置，用于水的灌溉和化学药剂的喷洒作业。
D.K.Morris和D.R.Ess等研究开发了一个装备GPS的液态有机肥施用系统，该系统以开/关的形式控制肥料的使用，能够实现在水井、路障、河流等处控制不施肥，在耕作土地上控制施肥。
Bradley A.King和Richard W.Wall研究了一个移动式的变量喷药系统。
Mark D.Schrock和Darrel L.Oard等使用脉冲宽度来调节控制施用液
态氨肥流量。
已经商品化的有美国John Deere公司的变量撒肥机、Case 公司的Flexi Soil变量施肥播种机等。
3．2 国内的研究进展
中国在20世纪90年代后期开始了对精准农业的关注和适当引入。
近年来，我国在精准农业的示范研究方面发展速度较快，在引进、消化、吸收国外研究成果的基础上，研究和探讨适合我国国情的精准农业技术体系。
吉林大学的吴才聪等完成了精准农业农业田块网格的划分，为自动变量施肥的网格识别提供保证。
北京农业技术信息研究中心提出了基于多维空间变异分析的自适应农艺处方单元策略，对精准农业技术体系中自动确定最佳农艺处方单元大小提出了简便的解决方法；建立了精准农业智能决策支持平台，可以为用户播种、施肥等实现精确管理提供技术支持。
浙江大学的何勇等建立了精准农业研究和开发的信息处理系统。
中科院东北地理与农业生态研究所与吉林大学，在吉林省德惠市国家农业高新技术示范区，利用吉林大学生物与农业工程学院研制的变量深施肥机，进行了手动控制和自动变量控制的两种试验，试验结果表明，该施肥机能够实现精准农业意义上的变量施肥操作。
黑龙江八一农垦大学精准农业研究中心在友谊农场的精准农业示范项目，已取得阶段性研究成果。
利用带有GPS接收信号的收获机，完成了友谊农场五分场二队二号地、三号地大豆收获、小麦收获产量图的绘制，得到了两个地块的产量图。
利用Ag132GPS型GPS接收机完成了二号地的土壤采样和样品分析报告。
把土壤肥力作为信息提取目标，使用二次样条插值法等地学统计方法，可生成土壤养分肥力分布图，并以此图作为推荐施肥的基础，来解决同一地块不同区域中不同用量、不同配方的肥料施用问题。
变量施肥机驱动及控制装置的研制工作已经完成，试验方案已经确定，目前研究工作正深入地进行。
4、结束语
精准农业是农业现代化发展的必然结果，是信息农业、数字农业的重要组成部分，是多学科技术系统集成的具体化，需加强各集成系统的研究（GIS与RS、GIS与GPS等），继续实施“引进、消化、开发和推广”的精准农业示范工程，研究推广我国适用的精准农业技术体系和运用体系。