农作学第十章农作制度调查与管理

第十章农作制度调查与管理幻影(ZYL)2019/8/282农作制度调查与管理农业资源与农作制度的调查与评价3S技术与精确农业以及在农业中的应用农作制度优化与农作制度管理2019/8/283农业资源与农作制度的调查与评价一、农业资源调查与评价的意义、目标和原则农业资源调查是对一个国家、一个地区各种农业资源条件的种类、特征、数量、质量、分布和潜力及其开发利用现状、存在问题进行全面和综合性的调查。2019/8/284农业资源与农作制度的调查与评价1、农业资源调查评价的目的和意义1）为农业结构调整和农业生产合理布局奠定基础2）为农业区域发展提供可靠的依据3）为农业资源的合理开发和农作制度改革提供科学依据2019/8/285农业资源与农作制度的调查与评价2、农业资源调查评价的目标和原则1)着眼长远，立足当前。长远与当前结合2)运用生态效益、经济效益和社会效益相结合的原则3)分析主导因素，揭示限制因素，进行全面系统的评价4)依据农业地域分异规律和发挥地区优势原则2019/8/286农业资源与农作制度的调查与评价3、农业资源评价与调查的内容（1）农业自然资源调查土地资源气候资源生物资源水资源（2）农业社会经济资源调查农业生产规模化农业现代化水平社会经济条件科学技术水平2019/8/287农业资源与农作制度的调查与评价（3）农业资源状况的分析与评价*对所调查的农业资源状况进行比较与分析*分析当地农业资源中的限制因素及克服的可能途径*从资源总体状况考虑，评价并提出被调查单位今后农业生产的发展方向4.农业资源调查与评价的方法1）农业资源调查的方法2019/8/288农业资源与农作制度的调查与评价调查步骤室内资料整理调查的准备工作外业调查3.1.2.编写调查任务书或制订调查计划，组织调查专业队伍，进行技术培训和试点，收集资料，准备仪器和工具等因调查任务不同采取不同调查方式资料的审查、计算和分析、航片转绘、面积量算、数据汇总、编制有关图件和说明书，写出调查报告等2019/8/289农业资源与农作制度的调查与评价农业资源调查通常采用的方法蹲点或解剖麻雀※普查※重点调查※典型调查※抽样调查※遥感调查人口普查、土壤普查、土地利用现状调查、全国森林资源清查、气候普查、耕地面积调查等特点：一、专门组织的一次性调查；二、全面调查在所有调查对象的全部单位中选择一部分重点单位进行调查，其比重较大蹲点或解剖麻雀人口普查、土壤普查、土地利用现状调查、全国森林资源清查、气候普查、耕地面积调查等特点：一、专门组织的一次性调查；二、全面调查在所有调查对象的全部单位中选择一部分重点单位进行调查，其比重较大2019/8/2810农业资源与农作制度的调查与评价2）农业资源评价的方法区类评价法步骤一步骤二资源利用现状分析选定设计评价指标系统进行工作区的类型划分类型区资源高效利用评价步骤三步骤四步骤五确定应遵循原则类型评价法区域评价法步骤一步骤二确定评价目标选定典型异质区选取异质样元评价结果推算到典型异质区步骤三步骤四步骤五划分若干相似异质区2019/8/2811农业资源与农作制度的调查与评价模型评价法明确建模目的进行对象分析构建概念模型建模条件设定指标参数确定建立定量评价模型黑箱方法2019/8/2812农业资源与农作制度的调查与评价二、农作制度的调查与评价作物布局调查种植模式调查轮作方式调查农牧结合状况调查土壤耕作措施调查农田培肥制度调查农田灌溉制度调查农田防护制度调查农经经营制度调查农作制度现状评价2019/8/28133S技术与精确农业以及在农的中的应用1.精确农业的基本概念2.精确种植技术体系及实施3.精确农业支撑技术4.发展动态2019/8/2814美国在20世纪80年代初提出精确农业的概念和设想：精确农业(PrecisionAgriculture)（精细农业）精细农作(PrecisionFarming)计算机辅助农业(ComputerAidedFarming)(空间变量作物管理)Spatially-VariableCropManagement(处方农业)PrescriptionAgriculture”(处方农作)PrescriptionFarming1.精确农业的概念2019/8/28151.精确农业的概念精确农业是源于对农场范围内，在空间上均匀地施用农业技术措施的条件下农作物单位面积产量的空间不均匀性的认识，这种不均匀性的根源是土地状况的空间不均匀性。提出了按需变量投入的“处方农作”。精确农业的初衷是在尽量不减少产量的情况下降低农业生产成本，避免过量施用化学产品，降低对环境的污染。“精确农业”是将现代信息高新技术与农学、农业工程集成应用于获取农田“高产、优质、高效”生产的现代农业精耕细作技术。2019/8/28161.精确农业的概念有关论述：（1）“精细农业是使用信息技术，收集多种资源的数据，产生相关的作物生产决策的经营管理策略。”（美国国家研究委员会，1997）2019/8/28171.精确农业的概念（2）“精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术，自动化技术等高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产全过程中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析，通过诊断和决策，制定实施计划，并在全球定位系统与地理信息系统集成系统支持下进行田间作业。这是一种信息化的现代农业。”（中国科学院院士、中国工程院院士李德仁）2019/8/28181.精确农业的概念（3）“精细农业是基于知识和信息的大田作物、设施农作、养殖业和加工业的精细管理与经营的技术思想和体系的整体发展。精细农业技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集成.....，目前国外关于精细农业的研究，主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农业技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。”（中国工程院院士汪懋华）2019/8/28191.精确农业的概念（4）“精细农业”基于土壤精细管理的概念，是在田间按照具体小区的情况调整管理措施，以提高产量、减少环境危害的农业生产方式。（5）“精细农业”是通过使用产量图和传感器的感应方法、有效的模拟模型方法，用来预测最优的管理实践的时间，从而调整和改善土地和农业管理，以满足异质性田间植物的资源需求；以避免产量受到环境极限的限制。2019/8/28201.精确农业的概念（6）“精细农业”是基于不同尺度的环境及生物生长信息采集、传递、反馈，包括大尺度下的基于3S(GPS、GIS、RS)的信息和基于生物生产认知水平的全过程精细判别以及基于智能化生产设备的准确控制，实现高效率、高收益、低环境危害的可持续农业生产模式。（7）“精细农业”是利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田农作物生产的农作技术体系。2019/8/28211.精确农业的概念（8）“精细农业”是信息技术在农业中的应用，是一种以知识为基础的农业管理系统，是关于农业管理系统的战略思想。它的全部概念建筑在“空间差异”的数据采集和数据处理上，核心是根据当时当地作物实际需要确定对作物进行化肥或农药等投入。2019/8/28221.精确农业的概念共同点：①精细探察差异，采取针对性调控措施，随时随地挖掘潜力，达到全局优化；②以GPS、GIS、RS、DSS、先进传感技术、智能控制技术、计算机软硬件技术、网络技术、通讯技术等作为高新技术手段；③通过合理调控，提高效率来提升正面效果，抑制负面效应，全面提高经济效益、社会效益和环境效益。2019/8/28231.精确农业的概念—技术思想作物生长环境和收获产量实际分布存在着空间差异性（田区内小区平均产量的最大差异可以超过100%）和时间差异性（同一小区内年际产量差异明显），以分布式投入调控这种差异便可以均衡和优化农田资源的利用，这就是精确农业的基本思想。2019/8/28241.精确农业的概念—技术思想事实上，我国广大农民正是这种“精耕细作技术”的伟大的实践者，几千年来，农民把土地划分为小田块来耕作经营，经过劳动密集的投入，积累了丰富的生产管理经验，也可以达到很好的经济产量。但是它没有现代科学技术的定量研究和现代工程手段的支持，难以形成大规模的生产力，与现代农业生产不相适应。2019/8/2825精确农业基本思想经济要求法律要求环境要求减少投入车辆定位系统地理信息系统农机控制与监视优化控制系统精确农业系统管理信息系统地理信息系统决策支持系统作物栽培模型田间历史数据经营效率改善较少环境投入较少废弃物较高利润2019/8/28261.精确农业的概念•精确农业实际是一种战略思想，它不仅仅适用对农田作物“空间差异”和“时间差异”的数据采集和处理，并进行决策，而且还适用对养殖业和加工业精细管理和经营。精确种植精确养殖大农业精确加工2019/8/28272.大田精确种植技术体系自动信息采集GPSGISRS传感技术前3S集成田间状态图人工采集ESSSDSS后3S集成决策生成指令生成决策实施农田对策图作业指令集ICS农机明白纸常规农机2019/8/28282.大田精确种植技术体系GIS:GeographicalInformationSystem,地理信息系统;GPS:GlobalPositioningSystem,全球定位系统;RSS:RemoteSensingSystem,遥感系统;SS:SimulationSystem,模拟系统;ES:ExpertSystem,专家系统;DSS:DecisionSupportSystem,决策支持系统;ICS:IntelligenceControlSystem,智能控制系统;2019/8/28292019/8/2830利用GPS进行田间测绘图纸数字化土地边界图电子地图编辑校准属性数据输入数据输入2019/8/2831施肥处方图返青追肥处方图底肥施用处方图总施肥处方图目标产量分布图2019/8/28322019/8/28332019/8/28342019/8/2835数据卡记录田间作业数据2019/8/28362019/8/28372019/8/28382019/8/2839农田精确种植体系中ICS种类•具有测产功能的谷物联合收获机•精密变量播种机•精确变量施肥机•精确变量喷药机•精确变量灌溉机2019/8/28402019/8/2841谷物联合收获机实时测量传感系统GPS接收装置DGPS接收装置谷物湿度测量谷物密度测量体积流量测量损失测量转向角度测量距离速度测量割幅测量2019/8/2842返回2019/8/2843返回2019/8/2844返回2019/8/28453.精确农业技术支撑3.1全球定位系统（GlobalPositioningSystem）3.2地理信息系统（GeographicalInformationSystem）3.3传感、监测系统及遥感3.4计算机控制器（Computercontroller）变量执行设备（variableapplicationequipment）2019/8/28463.1全球定位系统进行以农田空间定位为基础的作物小区平均产量和影响作物生长主要环境信息的采集与处理，是实施精细农业的基础。该系统由包括24颗地球卫星组成的空间部分，由地面控制站和一组地面监测站组成的地面监控部分以及用户接收机3个主要部分组成。目前已建成投人运行的全球卫星定位系统有美国国防部建设的GPS系统和俄罗斯建设的GLONASS系统，两者原理相同，但利用了不同的时间标准和大地坐标系，均可提供全球卫星定位信息的免费服务。对于用户来说，只需要根据不同用途的要求，购置用户接收机，可享用不同方式的服务，用户具有必要的使用知识即可。2019/8/28473.1全球定位系统GPS起初是美国