县域精准种植运行系统的设计研究

根据我国农业的特点和精准农业的发展现状，以县为区域尺度来探讨精准农业的基础体系和运行系统是比较适宜的。设计县域精准农业的基本运行系统，并在栾城县实施，建立县域精准种植观测网，分析农户单元的土壤性状及产量空间变异特征，提出县域网络服务平台的基本框架和建立网站指导县域的精准种植实施。     

精准农业技术系统集成在新疆棉花种植中的应用

根据新疆生产建设兵团农业机械化、集约化、规模化生产的特点，结合新疆兵团棉花种植的实际情况和基础条件，利用GIS、RS、GPS、ES、MS等最新技术在棉花精准种植试验区开展研究工作。跟踪国内外精准农业的最新研究发展水平，在数字农业技术创新的基础上，整合国内已有的研究成果，利用信息技术对新疆现有的农业生产设备进行组装配套，研制、开发、集成具有新疆特色的数字农业技术体系与推广模式，进行规模化应用示范。在农田信息采集、处理和实施系统3个方面进行棉花精准种植信息系统集成研究，取得了初步成果：利用自主开发与引进的硬件平台，组装集成的配套技术体系，在棉花的精准播种、节水灌溉、变量施肥、病虫害预测预报与防治、长势监测等产前、产中管理决策中应用，形成一套适宜新疆的先进成熟的棉花生产管理智能化决策系统，同时与变量作业机具组装配套进行示范，该成果可为新疆及其它地区棉花精准种植提供参考模式，具有重大的推广意义，市场前景广阔。     

杨凌节水农业综合技术体系集成与示范

介绍了杨凌节水农业综合技术体系集成与示范区建设的设计构想。示范区设计以现有节水农业技术在西北半湿润区的适应性和可操作性研究为基础。通过技术筛选、技术集成及示范,形成规范化技术标准。在综合分析节水示范区自然和社会因素的基础上,对节水技术进行组装凝练,建设综合节水示范区,监测示范区的农业和生态用水变化状况,评估节水效益;探索渠灌区节水农业综合示范区管理体制和运行机制,形成一套相对完整的节水农业技术集成和发展模式,形成与市场经济接轨的示范区建设、运行与管理机制;建立示范区节水效益评估方法及监测指标体系。     

精准农业土壤采样密度研究——以上海精准农业试验示范基地为例

通过土壤密集采样识别农田土壤物理生化性状的空间差异,构建土壤与农作物产量关系模型,用间接方法提高土壤性状信息的分辨率并定量评价这些信息的可靠性非常必要。在评价多种插值方法的基础上,对中国科学院上海精准农业示范基地每公顷3个样本、等距离系统抽样的280个土壤有机质样本采用克立格方法进行插值,估算样本之间土壤有机质含量和分析估算的可靠性,并与距离倒数函数插值法进行对比。对几个减少样本数量的方案进行分析,提出在满足精准水稻种植管理分区要求前提下可减少1/2原有土壤采样样本,并给出适于水稻精准种植土壤采样设计的逐步优化方法。     

渭北旱塬旱作节水农业示范区建设模式探讨

在对渭北旱塬水资源、气候资源、土地资源、作物资源等现状全面调查的基础上,提出了渭北旱塬旱作节水农业示范区的建设模式即高标准旱作节水基本农田建设模式、节水农业设备新建与补充模式、高效集雨节灌示范工程建设模式、抗旱节水特色品种和良种繁育引种基地建设模式、节水农业工程建设模式,并对各模式进行了综合探讨和分析。     

栾城精准种植网络服务平台的建设

作为一种新的农业微观经营管理方式,精准农业已成为农业发展的趋势之一,但中国发展精准农业不能套搬西方的模式,而应结合我国的实际国情。阐述了栾城精准种植网络服务平台的建设内容,指出精确农业的网络预报服务模式适于当前中国的农业国情,以期为我国精准农业的发展提供可行的参考模式。     

世界主要国家精准农业发展概况及对中国的发展建议

中国是一个农业生产和消费大国,同时也面临着投入产出比率相对较低、环境污染等一系列问题,尤其在国际形势变化、自然灾害频发的背景下,中国传统农业生产方式亟需转型升级。在人工智能、物联网、云平台等新兴技术的带动下,精准农业孕育而生,成为了全球农业实现绿色、高产的有效途径。该文瞄准世界精准农业发展较好的发达国家和地区,通过文献梳理和总结,凝练出政府引导、信息化建设、科技支撑、新型农民培育等发达国家和地区发展精准农业的成功经验。在此基础上,着眼于中国大田种植,分析中国发展精准农业的基础,从农田配套设施及信息化建设、农业信息获取、自动变量作业系统及装备等方面充分认识中国发展精准农业的薄弱环节。该文旨在厘清中国精准农业的发展方向,借鉴国际经验,提出中国精准农业今后的发展建议,如强化政府组织领导作用、加强基础设施和信息化建设、聚焦核心技术研发、培养新型农业人才、分区域试点示范。     

内蒙古西辽河平原农业气候资源持续利用途径研究

在分析内蒙古西辽河平原气候变化的基础上,提出了引草入田、封坨育草、开甸种稻、营造农田防护林、发展节水农业、推广间套复高效种植形式、开发利用冬半年气候资源等实现农业气候资源持续利用的具体途径。     

无人机遥感在农田信息监测中的应用进展

快速实时地掌握农田信息是实施精准农作的基础。以无人机为平台的低空遥感探测技术,具有空间分辨率高、时效性强和成本低等特点,可填补地面监测和高空遥感间的测量尺度空缺,因此在农田信息精准监测领域具有广泛的应用前景。近年来,随着无人机飞行平台稳定性增强、操作难度降低,机载遥感设备的轻量化和多样化,以及遥感数据处理技术的进步,无人机遥感在农田信息监测领域得到了快速发展。本文对国内外相关研究成果进行了总结,对常用遥感技术类型和数据处理方法以及具体应用方向和实施效果进行了综述,并提出了当前存在的突出问题和未来的发展方向,以期为推动无人机遥感在农田信息监测和精准农业中更广泛的应用提供依据。     

渠灌类型区农业高效用水及产业化

根据近年国家“农业高效用水科技产业示范工程”项目中“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”专题执行情况,结合当前中国加入WTO的实际,在分析示范区现状基础上,对渠灌类型区节水农业产业化问题进行讨论。作用认为：在市场经济条件下,中国农业产业化面临的挑战大于机遇,要正确地认识农业高效用水节水技术与产品的价值及市场的关系,并就农业产业化提出作者的观点。     

探索农业现代化道路 引领现代农业技术服务区域农业发展——中国科学院栾城农业生态系统试验站30 年区域示范实践

本文回顾总结了中国科学院栾城农业生态系统试验站(简称栾城试验站)30 年来在河北省栾城县及太行山前平原开展的示范实践与成果。1978 年栾城县批准为3 个国家农业现代化综合科学试验基地县之一, 20世纪80 年代初栾城试验站率先开始设施农业、农村新能源、秸秆机械化覆盖、小麦模式化栽培等新技术研发与示范, 80 年代中期开始了农牧果结合的城郊型农业模式和生态循环农业模式集成示范, 90 年代初率先开展了以节水技术为核心的资源节约型农业模式示范, 21 世纪初开始了以信息技术为核心的都市农业模式示范实践。30 年来栾城试验站以服务农业、服务地方为宗旨, 积极探索农业现代化道路与关键支撑技术, 拉开了我国农业现代化建设的序幕, 引领了我国现代农业关键技术研发与区域示范, 探索了我国农业现代化发展模式,为区域农业乃至全国农业现代化发展起到积极推动作用。     

太行山山前平原地下水变化趋势与农业持续发展

水资源短缺是华北平原农业持续发展和经济腾飞的主要限制因素,近年来随着工农业的发展,用水量急剧增加;同时降水量明显减少,造成了华北平原水资源匮乏,地表干枯,连年超采地下水,使地下水位持续下降。形成很多地下水下降漏斗区。针对太行山山前平原水资源特点,以栾城县为例,研究了山前平原地下水变化规律、补给因素、排泄方式,同时对地下水资源进行了平衡分析,据此提出了太行山山前平原农业用水方略。     

喀斯特石漠化治理区农业发展驱动因子研究——基于索洛速度增长方程

选取贵州关岭—贞丰花江示范区为研究区,采用索洛速度增长方程,测算研究区农业科技进步、劳动力、资金、土地等因子对于农业经济增长的贡献率,分析当前农业发展的推动因素和阻碍因素,同时结合当前石漠化山区几个典型的农业综合开发模式以及国内外现代农业中可持续农业、生态农业、低碳农业、精准农业、自然农业、集约农业发展的理念、特点、关键技术和模式,提出生态恢复重建与农业综合开发并重、农业生产结构调整与农业生态产业化并举、强化科技支撑和提高农业科技进步贡献率等3大策略构想,以促进石漠化综合治理区生态环境改善和农业可持续发展。     

华北平原主要种植模式农业地下水足迹研究——以河北省吴桥县为例

本研究采用地下水足迹分析方法,以华北平原传统冬小麦-夏玉米两熟区河北省吴桥县为例,开展冬小麦、夏玉米两熟复种体系农业地下水资源消耗研究,在此基础上分析了不同作物地下水足迹对地下水资源的影响,以期为华北平原地下水超采区种植结构调整提供理论依据。研究结果表明,自1949年以来,吴桥县冬小麦地下水足迹均高于夏玉米,历年冬小麦和夏玉米的地下水足迹均值分别为89.02 km~2和29.84 km~2。从变化趋势来看,吴桥县冬小麦和夏玉米的地下水足迹均呈波动上升的趋势。而作物地下水足迹胁迫指数(GF/Aaq),冬小麦基本处于中等程度胁迫(0.1GF/Aaq1),夏玉米绝大多数年份处于较轻程度胁迫(0.01GF/Aaq0.1),但两种作物胁迫指数近年来不断增加。对该区域其他作物地下水足迹计算结果表明,夏花生和马铃薯的每平方米地下水足迹较低,分别为2.08×10~(-7)km~2和1.94×10-7 km~2,且两者的每平方米地下水足迹胁迫指数在被比较作物中同样最低,分别为3.57×10~(-10)和3.34×10~(-10)。根据作物比较认为传统冬小麦-夏玉米种植模式可以通过在农作制度调整过程中将花生、马铃薯作为替代作物引入到当地的种植结构中,可在一定程度上减少对地下水资源的消耗,从而缓解区域环境中的地下水资源压力。因此,为改善华北平原农业地下水资源的利用状况,可以通过调整作物种植结构,增加低耗水作物与主粮作物复种轮作的面积有效控制地下水资源的开采,实现农业的可持续发展。     

基于遗传投影寻踪模型的黑河中游地区农业节水潜力综合评价

农业节水潜力综合评价是进行节水规划的重要依据。目前,区域农业节水潜力的定量研究和综合评价研究仍存在不足。为此,本研究以地处西北内陆的黑河中游地区为研究单元,以流域统计资料和野外参与式农户调查资料为基础,借鉴层次分析方法原理,考虑区域社会经济发展水平、水文水资源状况、农业水资源开发利用、农业节水水平和生态环境对区域农业节水潜力的影响,建立了区域农业节水潜力综合评价指标体系。并针对各个单项评价指标的不相容问题,提出基于实码加速遗传投影寻踪的区域农业节水潜力综合评价模型,利用最佳投影方向判断各指标对综合评价目标的贡献大小和方向,通过投影指标值大小对黑河中游地区各区县(甘州区、民乐县、临泽县、高台县和山丹县)农业节水潜力实现水平进行评价。结果表明:水利投资占GDP比例、渠道防渗面积比和管道输水面积比等指标对区域农业节水潜力的影响较大,而人均粮食产量、人均水资源拥有量、供水量模数等指标影响较小;2005年,甘州区、民乐县、临泽县、高台县和山丹县的投影值Z(i)=(1.366 5,1.170 4,1.239 1,1.259 6,1.158 6),故甘州区、高台县和临泽县农业节水技术水平较高,山丹县和民乐县农业节水技术水平较低,节水技术应用潜力空间较大。研究结果可为区域节水农业技术持续发展提供科学依据和决策支持。     

节水农业持续发展研究

本文根据商丘试区多年研究成果与实践，结合我国水资源短缺的现状和黄淮海平原旱涝盐碱灾害形成的特点，提出节水农业持续发展的基础是改善农业生产条件，它通过治水、改土、调整农业生产结构和良种良法，以实现高产、优质、高效农业。农业持续发展的重要限制因素是水，重点研究了节水农业技术体系，即提高水的利用率和水的利用效率以及实现节水农业生产分区的途径及效益。     

我国节水农业科技创新成效与进展

我国农业必须走依靠科技创新大幅度提高水的利用效率、发展节水型高效农业的内涵式增长道路、从传统的粗放型灌溉农业和旱地雨养农业向现代高效节水型灌溉农业、节水型旱作农业和节水型生态农业转变。为此，在“九五”期间已取得的节水农业科技创新成效基础上，国家应加大对节水农业科技发展的支持力度，强化节水农业科技基础条件建设，完善节水农业技术创新平台，加快节水农业科技创新步伐，尽快建立健全具有中国特色的节水农业技术体系与模式，实现我国节水农业的跨越式发展。     

农田耗水构成、规律及影响因素分析

农业用水占总用水量的70%左右, 对农田耗水规律和过程的研究对发展区域节水农业有着非常重要的作用。本文通过回顾中国科学院栾城农业生态系统试验站建站以来在农田水分循环和节水方面的研究进展,对长期定位试验下不同灌溉水量的耗水规律、农田耗水过程及影响农田耗水的因素进行了分析。通过利用水量平衡法和大型蒸渗仪测定等方法确定蒸散量, 用小型蒸发器测定土壤蒸发。长期定位试验的结果表明: 在该区域冬小麦-夏玉米一年两作的种植方式下, 这两种作物耗水量相似, 随着灌溉量的增加, 农田耗水有增加的趋势; 冬小麦的农田耗水量在283~493 mm 之间, 灌溉水量较小处理的变异系数较大。利用大型称重式蒸渗仪和自制的微型蒸发器(MLS)测定的冬小麦和夏玉米季的棵间蒸发均占蒸散量的1/3。因此, 在此基础上可以利用秸秆覆盖减少土壤蒸发且效果非常明显, 20 年的试验表明秸秆覆盖每年可以减少土壤蒸发40~50 mm, 冬小麦秸秆覆盖夏玉米田可以抑制棵间蒸发的58.0%, 夏玉米秸秆覆盖冬小麦田可以抑制蒸发40.4%。长期耕作的定位试验表明: 不同耕作方式下的土壤蒸发也存在明显的差异, 免耕加秸秆覆盖处理的蒸发最小, 而深耕的最大。同时, 不同灌溉制度、种植方式和冠层结构均会对农田耗水产生影响。这些研究结果为以后的节水理论和技术发展提供了依据。