农业电子信息技术应用现状

时间：2024-05-23

何鸿鹏

(定西中医药科技中等专业学校，甘肃定西 748100)

0 引言

农业电子信息技术主要运用现代计算机信息技术及智能装备，对农业生产进行定量分析、变量实施、精准定位，主要发展特点是根据不同土壤类型及生产条件，合理进行田间管理，为农业生产制定一系列灵活的管理体系[1-3]。

农业电子信息技术主要包括全球定位系统、地理信息管理系统、遥感技术、作物生长信息检测技术、农产品快速检测分析及专家决策支持系统等。国外对农业电子信息技术研究起步较早，技术相对成熟且应用较为广泛，我国起步晚，正处于农业电子信息技术快速发展及现代化农业转型的关键时期，随着电子信息技术研究的不断深入，我国已经逐步形成一批拥有自主产权的农业电子信息管理系统及相关成果，通过产学研结合及农机技术推广等部门的共同努力，逐步推动了农业电子信息技术在我国农业生产区域的应用，各个农业生产区域逐渐涌现一批示范推广基地及具有当地特色的农业电子信息发展模式[4]。

1 农业电子信息核心技术应用现状

1.1 全球定位系统

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)是随着现代科学技术逐渐发展起来的新一代高精度定位系统，即采用电子信息技术确定目标的位置信息，主要目的是目标定位与轨迹导航。GPS主要组成部分包括空间卫星站、地面接收机及用户端，其技术核心为空间部分与地面监控系统，主要服务对象为用户系统，通过GPS接收机作为用户装备完成对空间信息的接收、处理与转化[5]。

GPS具有功能广泛、定位精度高、定位实时、选点灵活、使用成本低、操作简便、全天候作业及可以容纳无数用户等优点，在农业生产中得到了广泛应用，是农业智能化及相关技术的基础，如利用GPS技术配合遥感技术与地理信息管理系统，可以实现农业生产中的作物长势监测、土壤墒情控制，进而实现合理的田间管理措施，提高农业生产效率与收益，目前在农业生产中的主要应用如表1所示[6]。

表1 GPS技术在农业生产中的应用现状

1.2 地理信息管理系统

地理信息管理系统(Geographic Information System，GIS)主要是基于电子信息技术、计算机技术、现代地理技术、测量遥感技术和环境科学技术等用于空间地理信息的采集、管理、分析、转化与输出[7]。

1.3 遥感技术

遥感技术(Remote Sensing，RS)主要是指在不接触探测目标的情况下通过相关仪器接收物体变化信息，实现信息的传输、记录与分析。遥感技术具有可测量范围大、综合宏观、可获取信息量大、技术先进、获取信息快、更新周期短、动态监测、用途广及效益高等特点[8]。

遥感技术最早在农业生产中的应用为土地利用及作物产量评估，随着后期发展逐渐扩大到农作物长势判断、病虫害灾情预测、草地产量估测等，主要应用范围及技术特点如表2所示。

表2 遥感技术在农业生产中的应用现状

1.4 作物生长信息检测技术

作物生长状态直接影响作物的产量及品质，在作物不同生长时期进行信息快速获取与分析，对于实现作物稳产、高产具有重要意义。作物生长信息获取主要包括营养信息、生长生理信息、形态信息及病虫草害等信息的快速获取，是实现现代化农业的核心技术。

1.5 农产品信息检测与分析

近年来，农产品质量安全性受到了广泛关注，消费者对于农产品的形态、口感、品质及安全性要求逐渐提高，因此，实现对农产品质量及品质的快速检测是实现农业安全、持续发展的重要条件。主要对农产品安全指标快速检测技术进行解析，安全性检测指标主要包括农药残留、重金属含量及微生物等指标。

农药残留信息快速检测方法主要包括气相色谱技术、高效液相色谱技术、超临界流体色谱技术、免疫分析技术及生物传感器技术等。农产品重金属污染检测技术主要包括原子吸收光谱法、紫外可见分光光度法、原子荧光法、电化学法等技术。

2 国内外农业电子信息技术发展现状

2.1 国外农业电子信息技术的发展

国外农业电子信息技术起源于20世纪70年代，美国部分农场与计算机公司进行合作，将农产品信息进行送检，进而分析得出土壤类型对作物产量的影响，随后根据不同土壤的类型及特征进行合理农作物的种植，实现区域农业生产效益最大化，是农业信息化发展的启蒙时期。随着农业电子信息技术在农业生产各个环节的逐渐应用与发展，在农业各项田间管理工序进行研究，成为改善农业生产效率的基础。随后美国等大型农场主与农业生产资料供应商相互合作，农业生产资料供应商通过为农户提供土壤信息及作物生长信息，农户合理利用农田资源实现效益最大化。随着农业电子信息技术的逐渐成熟与完善，在农业生产中应用越来越广泛，也逐渐衍生出精准变量施肥技术、GPS自动导航技术、GIS技术、微型与航空影像技术等。

近年来，农业电子信息技术在日本、韩国等亚洲地区得到了广泛应用与发展，并且得到了相关部门的大力支持，如日本农业生产模式主要是以农业电子信息技术为基础，在保护农田生态环境的同时实现农业生产效益最大化。与欧美国家生产模式不同，日本、韩国等国家农业生产以小型、实用为主，主要配套设备及相关技术有油压式土壤采样技术、农田作物测绘系统、水稻出苗数检测系统、作物叶色检测系统等。

2.2 国内农业电子信息技术的发展

我国在1995年左右开始将电子信息技术逐渐应用到农业生产中，但是当时没有引起政府部门的重视，直到国家在“863”计划中将农业电子信息技术纳入创新工程建设中，我国才开始进行大范围的农业电子信息技术的研究与发展，最早在东北地区、北京、上海、江苏、内蒙古等进行示范推广，逐渐形成了农作物生长性状遥感监测、土壤水分监测、养分快速检测、作物生长模型、专家决策支持系统的研究。

近年来，以国家农业信息化工程技术研究中心为依托，综合中国农业大学、南京农业大学、中国农科院、北京农林科学院等单位，以当前国际高新技术为发展目标，提高我国农业电子信息技术的自主创新能力，寻找相关理论方法与技术集成，逐渐填补了我国农业电子信息技术的空白，突破了农田信息获取、决策分析及变量实施等技术瓶颈，并逐渐研发一系列符合我国农业生产的软件、硬件产品及配套装备。