精准农业先进技术发展重点与方向

面向未来的新疆兵团精准农业先进技术发展重点与方向石河子大学新疆兵团绿洲生态农业重点实验室吕新2017年8月30日提纲一、农业现代化需要精准农业先进技术二、兵团精准农业先进技术重点方向一、农业现代化需要精准农业先进技术（一）精准农业先进技术推动农业现代化进程农业现代化的发展，要求具有高科技含量的现代农业技术和设备武装农业。而农业信息化、精准农业先进技术是保证农业科学技术快速应用到农业各个领域的重要途径。信息技术作为现代科学技术的核心技术，信息化作为新的生产力，对推进国民经济的高速发展和现代化建设具有举足轻重的地位和巨大推动作用。精准农业先进技术已成为农业现代化的重要内容和标志。没有农业信息化，就没有农业现代化。一、农业现代化需要精准农业先进技术现代农业的这些内涵和特点，无一不对信息化的建设提出了更高的要求。1、农业经营市场化需要信息内容引导2、农业产品标准化需要信息手段规范3、农业生产规模化需要信息技术实现4、农业经济产业化需要信息网络维系5、现代农民知识化需要信息应用提升（二）现代农业迫切需要农业信息化农业信息化是农业现代化的高级阶段，是农业经济高度发达、农业科学技术高度进步的必然产物。其内涵可以从四个方面来加以描述和概括：1、是农业劳动者的高度智能化；2、是农业基础设施装备信息化；3、是农业技术操作自动自控化；4、是农业经营管理信息网络化。一、农业现代化需要精准农业先进技术（三）信息化成为农业现代化的重要标志一、农业现代化需要精准农业先进技术（四）中国农业与农村信息化日趋完善二、兵团精准农业先进技术重点方向农业信息技术需要数字化农业模型为基础。需要进一步建立和完善主要农作物生长系统的过程模拟模型，实现生物生长的动态模拟和预测。另一方面，需要建立农业产业系统的管理知识模型。实现农业生产管理设计和决策的智能化、科学化和数字化。（一）构建精确的农业模型、决策平台与发展数字农业1.加强农业信息基础设施、数据库及农业信息资源咨询服务平台建设建立包括基于数据库的农业生产信息管理系统、基于3S技术的农业空间信息系统、基于模型的农作管理决策支持系统、基于人工智能的农作管理专家系统、基于关键技术集成的数字农作技术平台，均是兵团农业信息化未来发展的重要内容。二、兵团精准农业先进技术重点方向集成农田信息档案管理、农田施肥精准管理、农田灌溉精准管理、农田虫情信息管理、农机信息化管理。精准灌溉土壤养分虫情管理农机管理植株养分二、兵团精准农业先进技术重点方向2.开发兵团特色的农业生产咨询决策服务系统，提高生产管理精准管理水平精准农业生产信息化管理集成平台（1）条田信息的管理与查询（2）N、P、K以及有机肥、微肥的推荐使用（3）确定灌水定额、灌水周期、灌水延续时间（4）确定合理的水肥搭配用量和使用时间。（二）滴灌农田水肥一体化精准管理技术实现系统功能二、兵团精准农业先进技术重点方向针对滴灌棉田追肥管理中缺乏植株养分实时监测，无法精确计算施肥量的问题，采用高光谱技术获取棉花植株养分动态信息，建立了以叶片氮素为诊断指标的追肥模型，确定了各生育期的施肥量；建立了安卓手机施肥决策系统，与PC版系统相比具有易操作、实用、灵活等特点。系统实现了田间实时快速决策及网络传输，提高了决策效率。1、构建作物养分快速监测技术二、兵团精准农业先进技术重点方向2.研发滴灌棉田土壤墒情监测与信息自动传输技术采用土壤水分传感器TDR进行微区布点，结合卫星遥感影像大尺度旱情评估（温度植被干旱指数法），建立棉田微域布点监测与卫星影像大尺度反演相结合的土壤墒情监测方法；开发集成了基于总线、G网和频移键控（FSK）技术的数据采集器（DATALOG）和信息传输模块，实现了棉田墒情数据的实时采集、传输与处理。二、兵团精准农业先进技术重点方向（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平1.基于GIS的土壤养分图与推荐施肥分区图编制技术应用2.主要农作物旱情监测与分析系统建立旱情遥感监测模型，实现棉花旱情遥感监测功能。二、兵团精准农业先进技术重点方向（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平3.主要农作物长势监测与分析系统3.利用可用于团场尺度的卫星数据进行作物长势监测与分析，大幅度提升作物长势精准监测的水平，为及时制定与实施作物精准栽培管理措施提供信息。石河子莫索湾垦区棉花长势分析结果二、兵团精准农业先进技术重点方向（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平4.应用无人机农情信息监测与分析系统4.无人机机载影像采集设备可以对地面进行高精度、大比例航拍，提高农情信息的监测精度和范围，建立农事作业规范。二、兵团精准农业先进技术重点方向北斗导航系统应用于棉花测产：棉花产量信息的实时获取技术是分析棉田产量差异性和生成棉花空间分布产量图的基础，也是对棉田实行精细管理和变量作业的依据。测产传感器及系统行走速度控制智能控制系统北斗导航系统应用于采棉机实时监控：通过物联网组网，实时了解各采棉机的位置、作业状态、及时准确的调度，对提高采棉机的管理水平和利用率具有重大意义。北斗导航系统（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平5.发挥北斗在兵团农业生产中的作用二、兵团精准农业先进技术重点方向（四）互联网+现代农业互联网+现代农业主要是将互联网技术运用到传统农业生产中，利用互联网的优势提升农业生产水平和农产品质量控制能力，并进一步畅通农业的市场信息渠道、流通渠道、是农业的产、供、销体系紧密结合，从而使农业的生产效率、品质、效益等得到明显改善。二、兵团精准农业先进技术重点方向“互联网+农业”从农业企业的信息化开始，经农业产业的互联网化布局，最终走向“互联网+智慧”。二、兵团精准农业先进技术重点方向“互联网+农业”全景“互联网+”现代农业应用当前，我国“互联网+”农业蓬勃发展，以阿里和京东为代表的大型平台商积极下沉推进，以邮政、供销为代表的传统城乡流通网络积极上线发展，以生鲜电商为代表的新兴领域专业电商积极探索商业模式，上行下行双向流通，多元主体良好互动的发展格局正在形成。2015年，阿里平台完成农产品销售695.5亿元，整个平台来自农村地区的消费达到230亿元。截至2016年10月，阿里平台的数据显示，全国共有1311个淘宝村，比2014年多了近1100个。2016年农村农产品电商销售额约为900亿元，大概占到农村电商总交易额的16.14%。二、兵团精准农业先进技术重点方向“互联网+”现代农业应用消费品下乡方面，2015年第一季度，淘宝网（含天猫）发往农村的订单金额已占全网的9.64%。农产品进城方面，2015年全国涉农电商共3.1万家，其中农产品交易电商4000家，农产品网上零售额年增长率超过50%。除了消费品下乡，大型综合农资电商平台依托移动互联、大数据等技术，创新农资供应、配方施肥等社会化服务提供模式，加速布局抢占农村市场，“互联网+”正全面渗透农业生产的全过程。二、兵团精准农业先进技术重点方向“互联网+农业”趋势与未来生态圈融合趋势智慧农业趋势二、兵团精准农业先进技术重点方向产前产中产后生产资料供给方生产资料流通市场农资服务商农资服务平台土地承包商产权交易平台农产品经营主体种植户农场主产业化龙头农产品流通市场农产品需求方案农产品交易平台消费者大数据农资电商农产品电商定制化生产大数据、物联网互联网+农业综合服务平台运营商生态圈融合趋势农业新产业链二、兵团精准农业先进技术重点方向智慧农业趋势“互联网+”集成“智慧农业”体系和农村信息服务体系，助力“智慧农业”和农村信息服务大提升互联网将通过精准农业、农业物联网、互联网云服务、大数据分析等来实现农业生产技术问题、农业规模化难以推进问题、农产品质量安全问题、以及产品价值实现问题的改造，大幅推动“智慧农业”的进程二、兵团精准农业先进技术重点方向（五）利用物联网技术，创新农业信息技术应用水平【物联网技术的农业领域应用】二、兵团精准农业先进技术重点方向RemoteSensingMonitoringNetworkTransmissionPrecisionControlIntelligentDecisionIntelligentandprecisefertilizingsystemofdripirrigationFertilizingtheonlinemonitoringsysteminformationsystemTechnicalserviceMobilephonesystemFertilizermanagementcenterCloudservicesFertilizerspaceinformationcenterGatewayInternet3G4GCCDSPADSpectroscopyPrecisecontroloffertilizerapplicationApplicationLayerApplicationSupportSub-LayerNetworkLayerPerceptionLayer二、兵团精准农业先进技术重点方向2.物联网农田水肥管理FertigationApplicationFertilizingdecisionsystemwasbuildbasedonnutritionestimationmodelandtopdressingmodel,combiningwithAndroidsmartphones,inordertomakefertilizationmorerapidandflexible.3.物联网农田水肥管理-移动互联二、兵团精准农业先进技术重点方向controlunitforman-machineinterfacePLCintegrationcontrolunitloop/recyclecontrolheightoflevelcontrolunitPrecisiondistributefertilizercontrolunitcontrolunitforpistondrivenInfallSolenoidValvecontrolunitFertilizerSolenoidvalvecontrolunitintakepumpcontrolunitPrecisionFertilizercontrolunit4.物联网农田水肥管理-智能控制二、兵团精准农业先进技术重点方向DatamanagementRapidmonitoringofcottonnutrientstatusFertilizationformuladecisionmakingDeviseautomaticdistributionandreleaseofthefertilizer二、兵团精准农业先进技术重点方向5.物联网农田水肥管理-智能管理摄像机射频签发射机计算机数据采集器耳扣式转发器数据采集器耳扣式转发器饲料处方奶牛管理计划废弃奶头传感器机械手牛奶传感器动作指令质、量分析电磁阀通/闭指令暂时储罐储罐辅助储罐储存/废弃指令饲料处方奶牛管理计划废弃奶头传感器机械手牛奶传感器动作指令质、量分析电磁阀通/闭指令暂时储罐储罐辅助储罐储存/废弃指令自动计量自动清洗系统二、兵团精准农业先进技术重点方向6.物联网精准养殖与管理（六）发展农业机械智能装备，提高农业生产规模化管理水平【现代化棉花精准播种技术】棉花精量播种技术是现代精准农业技术的一项重要内容，是常规农业生产向现代农业生产发展的必然趋势，是棉花种植技术史上的一大进步。二、兵团精准农业先进技术重点方向（六）发展农业机械智能装备，提高农业生产规模化管理水平规模化采棉技术机械打顶技术二、兵团精准农业先进技术重点方向通过农业智能装备设计和技术创新，在复杂多变的农业作业环境下，其具有更好的易用性、可靠性、有效性以及人与机、机与物之间交互性，其工作运行表现为更高、更快、更好。二、兵团精准农业先进技术重点方向（六）发展农业机械智能装备，提高农业生产规模化管理水平（七）利用大数据、云计算技术，开发兵团特色的农业大数据平台【农业云计算的应用前景】1、基于云的农业农村海量信息资源库2、基于云计算的农业网络信息专业搜索引擎