農業電子信息技術應用現狀

何鴻鵬

(定西中醫藥科技中等專業學校，甘肅 定西 748100)

0 引言

農業電子信息技術主要運用現代計算機信息技術及智能裝備，對農業生產進行定量分析、變量實施、精準定位，主要發展特點是根據不同土壤類型及生產條件，合理進行田間管理，為農業生產制定一系列靈活的管理體系[1-3]。

農業電子信息技術主要包括全球定位系統、地理信息管理系統、遙感技術、作物生長信息檢測技術、農產品快速檢測分析及專家決策支持系統等。國外對農業電子信息技術研究起步較早，技術相對成熟且應用較為廣泛，我國起步晚，正處于農業電子信息技術快速發展及現代化農業轉型的關鍵時期，隨著電子信息技術研究的不斷深入，我國已經逐步形成一批擁有自主產權的農業電子信息管理系統及相關成果，通過產學研結合及農機技術推廣等部門的共同努力，逐步推動了農業電子信息技術在我國農業生產區域的應用，各個農業生產區域逐漸涌現一批示范推廣基地及具有當地特色的農業電子信息發展模式[4]。

1 農業電子信息核心技術應用現狀

1.1 全球定位系統

全球定位系統(Global Positioning System，GPS)是隨著現代科學技術逐漸發展起來的新一代高精度定位系統，即采用電子信息技術確定目標的位置信息，主要目的是目標定位與軌跡導航。GPS主要組成部分包括空間衛星站、地面接收機及用戶端，其技術核心為空間部分與地面監控系統，主要服務對象為用戶系統，通過GPS接收機作為用戶裝備完成對空間信息的接收、處理與轉化[5]。

GPS具有功能廣泛、定位精度高、定位實時、選點靈活、使用成本低、操作簡便、全天候作業及可以容納無數用戶等優點，在農業生產中得到了廣泛應用，是農業智能化及相關技術的基礎，如利用GPS技術配合遙感技術與地理信息管理系統，可以實現農業生產中的作物長勢監測、土壤墑情控制，進而實現合理的田間管理措施，提高農業生產效率與收益，目前在農業生產中的主要應用如表1所示[6]。

表1 GPS技術在農業生產中的應用現狀

1.2 地理信息管理系統

地理信息管理系統(Geographic Information System，GIS)主要是基于電子信息技術、計算機技術、現代地理技術、測量遙感技術和環境科學技術等用于空間地理信息的采集、管理、分析、轉化與輸出[7]。

1.3 遙感技術

遙感技術(Remote Sensing，RS)主要是指在不接觸探測目標的情況下通過相關儀器接收物體變化信息，實現信息的傳輸、記錄與分析。遙感技術具有可測量范圍大、綜合宏觀、可獲取信息量大、技術先進、獲取信息快、更新周期短、動態監測、用途廣及效益高等特點[8]。

遙感技術最早在農業生產中的應用為土地利用及作物產量評估，隨著后期發展逐漸擴大到農作物長勢判斷、病蟲害災情預測、草地產量估測等，主要應用范圍及技術特點如表2所示。

表2 遙感技術在農業生產中的應用現狀

1.4 作物生長信息檢測技術

作物生長狀態直接影響作物的產量及品質，在作物不同生長時期進行信息快速獲取與分析，對于實現作物穩產、高產具有重要意義。作物生長信息獲取主要包括營養信息、生長生理信息、形態信息及病蟲草害等信息的快速獲取，是實現現代化農業的核心技術。

1.5 農產品信息檢測與分析

近年來，農產品質量安全性受到了廣泛關注，消費者對于農產品的形態、口感、品質及安全性要求逐漸提高，因此，實現對農產品質量及品質的快速檢測是實現農業安全、持續發展的重要條件。主要對農產品安全指標快速檢測技術進行解析，安全性檢測指標主要包括農藥殘留、重金屬含量及微生物等指標。

農藥殘留信息快速檢測方法主要包括氣相色譜技術、高效液相色譜技術、超臨界流體色譜技術、免疫分析技術及生物傳感器技術等。農產品重金屬污染檢測技術主要包括原子吸收光譜法、紫外可見分光光度法、原子熒光法、電化學法等技術。

2 國內外農業電子信息技術發展現狀

2.1 國外農業電子信息技術的發展

國外農業電子信息技術起源于20世紀70年代，美國部分農場與計算機公司進行合作，將農產品信息進行送檢，進而分析得出土壤類型對作物產量的影響，隨后根據不同土壤的類型及特征進行合理農作物的種植，實現區域農業生產效益最大化，是農業信息化發展的啟蒙時期。隨著農業電子信息技術在農業生產各個環節的逐漸應用與發展，在農業各項田間管理工序進行研究，成為改善農業生產效率的基礎。隨后美國等大型農場主與農業生產資料供應商相互合作，農業生產資料供應商通過為農戶提供土壤信息及作物生長信息，農戶合理利用農田資源實現效益最大化。隨著農業電子信息技術的逐漸成熟與完善，在農業生產中應用越來越廣泛，也逐漸衍生出精準變量施肥技術、GPS自動導航技術、GIS技術、微型與航空影像技術等。

近年來，農業電子信息技術在日本、韓國等亞洲地區得到了廣泛應用與發展，并且得到了相關部門的大力支持，如日本農業生產模式主要是以農業電子信息技術為基礎，在保護農田生態環境的同時實現農業生產效益最大化。與歐美國家生產模式不同，日本、韓國等國家農業生產以小型、實用為主，主要配套設備及相關技術有油壓式土壤采樣技術、農田作物測繪系統、水稻出苗數檢測系統、作物葉色檢測系統等。

2.2 國內農業電子信息技術的發展

我國在1995年左右開始將電子信息技術逐漸應用到農業生產中，但是當時沒有引起政府部門的重視，直到國家在“863”計劃中將農業電子信息技術納入創新工程建設中，我國才開始進行大范圍的農業電子信息技術的研究與發展，最早在東北地區、北京、上海、江蘇、內蒙古等進行示范推廣，逐漸形成了農作物生長性狀遙感監測、土壤水分監測、養分快速檢測、作物生長模型、專家決策支持系統的研究。

近年來，以國家農業信息化工程技術研究中心為依托，綜合中國農業大學、南京農業大學、中國農科院、北京農林科學院等單位，以當前國際高新技術為發展目標，提高我國農業電子信息技術的自主創新能力，尋找相關理論方法與技術集成，逐漸填補了我國農業電子信息技術的空白，突破了農田信息獲取、決策分析及變量實施等技術瓶頸，并逐漸研發一系列符合我國農業生產的軟件、硬件產品及配套裝備。

3 結論

本研究全面解析了農業電子信息技術及其應用特點，如全球定位系統、地理信息管理系統、遙感技術、作物生長信息檢測技術及農產品快速檢測技術等，闡述了國內外農業電子信息技術的發展現狀，研究結果旨在為完善農業電子信息技術的應用提供技術參考與借鑒。