中国特色的精细农作的技术支持体系初探

在分析比较近十几年来西方精细农业思想和中国农业生态工程等精耕细作主要思想基础上，肯定了中国农业生态工程研究与实践在中国具有不可取代的独特作用。主张优先研究开发4S一体化的技术支持体系，结合吸纳西方精细农业的思想和技术，发展中国特色的精细农业。提出了4S一体化技术支持体系的基本构架，并且指出我国应以4S一体化技术支持体系为依托，结合各地具体情况逐步组装相关技术，由精细农作、精细养殖向精细农业发展的思路。同时指出精细农业要用数字地球的相关标准来规范自身的发展。     

精细农业技术体系初探

从精细种植、精细养殖和精细加工三个分支全面展开精细农业的技术体系。主张先由决策支持系统（包含专家系统和数值模拟）入手,将研究的阶段性成果随时付诸实践逐步向精细种植体系的两头延伸,达到３Ｓ（ＧＰＳ、ＧＩＳ、ＲＳＳ）集成和智能控制农业机器的实现,最终完成整个体系。据国外经验,精细设施种植和养殖业的研发可先于大田精细种植,这样“先易后难”可望事半功倍。     

中国农业信息化技术发展现状及存在的问题

围绕农业传感器技术、精细农作技术、农业机器人技术、农业物联网技术和农业信息服务技术五大方面,对农业信息化前沿技术的发展态势进行了分析,同时探讨了中国农业信息化前沿技术发展存在的问题并提出了相应的建议。研究表明,农业传感器技术是农业信息获取与信息化的基础,精细农作技术代表了当今农业装备的先进水平,农业机器人技术是未来农业智能装备的重要方向,农业物联网技术是农业监管与质量监控的有效手段,农业信息服务技术则愈来愈聚焦农业信息服务中的云存储、云计算、云服务和移动互联的关键技术问题。     

精细农业计算机集成制造系统原型研究

通过对精细农业(PA)和农业计算机集成制造系统(ACIMS)的分析,提出了精细农业计算机集成制造系统(PACIMS)的新思想。分析了PACIMS原型系统的组成,以及ACIMS环境下精细农业系统(ACIMS/PAS)与PACIMS的其他分系统之间的信息接口。PACIMS的研究对探索适应信息化社会的新型现代化农业生产模式作了新的尝试,为21世纪农业工程技术提出了新的研究方向     

精细农业的环境效应

环境效应作为精细农业的直接产出之一，在推动精细农业发展过程中扮演着十分重要的角色。论文重点分析了精细农业在作物养分管理、水土管理、农药喷洒等方面的环境效应研究现状；对精细农业环境效应研究存在的问题进行了探讨，在此基础上指出制定严格的环保法规、加强针对环境效应的专门研究、强化对精细农业环境效应的系统评价是今后推动精细农业环境效应研究的主要方向。     

差分GPSA定位技术在土壤耕作阻力测量中的应用

为了进行“精细农业”实践,以土壤耕作阻力的测量为例,通过ＤＧＰＳ后处理定位技术,研究开发了农田ＧＩＳ属性数据库数据源获取的硬件系统的软件支持。形成了土壤不同深度层的耕作阻力分布图。     

精确农业发展与农业生态工程创新

分析了西方精确农业研究及实践的主要目标及技术思想,比较了中国农业生态工程研究与精确农业的异同点。提出了农业生态工程研究及实践具有独特的功能与作用,同时亦应正视自身发展中存在的问题,吸收精确农业有关原理、方法,在理论规范化、手段现代化、过程监测及其控制自动化、高新技术含量增加、与信息技术和机械工程专业有机结合提高工程设计可操作性等方面努力,推动农业生态系统设计与管理的信息化与知识化,逐步形成一个基于信息技术、生物技术及机械工程装备的农业生态工程技术体系,为建立可持续发展的农业系统与实现以科学技术化为本质特征的农业现代化作出贡献。     

精细农业中农情信息采集技术的研究进展

由于现代信息技术在农业中的应用，精细农业在世界范围内引起了广泛关注。快速有效地采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是开展精细农业实践的重要基础。围绕土壤环境、作物产量分布、病虫草害及作物长势等信息采集技术的研究情况进行了阐述，指出了现有采集技术存在的优缺点，并在此基础上指出提高设备的采集精度和速度，开发研制产量监测系统、土壤环境信息快速测量仪以及多功能采集设备是近阶段的主要研究方向。     

基于WebGIS的农业空间信息管理及辅助决策系统

该研究在总结和提炼区域农业信息管理和评价理论与技术研究成果的基础上，运用知识工程和系统建模方法，建立了种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析和精确农作管理的定量化动态知识模型。并运用软构件技术，基于B/S的分布式网络结构，以WebGIS为空间信息管理平台，建立了网络化、数字化的农业空间信息管理及辅助决策系统。系统实现了基本地图操作、农业空间信息查询与分析、种植制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析、精确农作管理、可视化输出以及系统维护等功能。以江苏省为案例区，对系统进行了实例应用，结果表明，系统能有效地管理区域性农业空间信息，并在基于空间信息的农业生产管理决策方面具有较好的适应性和指导性。     

差分GPS定位技术在土壤耕作阻力测量中的应用

为了进行“精细农业”实践,以土壤耕作阻力的测量为例,通过ＤＧＰＳ后处理定位技术,研制开发了农田ＧＩＳ属性数据库数据源获取的硬件系统和软件支持。形成了土壤不同深度层的耕作阻力分布图。     

面向精细农业的无线传感器网络关键技术

本文在现有成熟的无线网络技术介绍的基础上,结合精细农业生产中无线传感器网络技术的需求,介绍了现有-Z种成熟无限网络技术,在此基础上通过对比分析得出ZigBee无线网络技术适用于精细农业中的无线传感器设备,并对ZigBee组网技术进行了简要的介绍。     

农用GPS测试精度分析及提高精度方法的研究

通过对GPS测试误差的分析，提出了GPS定点测量坐标是由位置漂移数据与正态分布数据相互叠加而成的。为了分离位置漂移与正态分布相互叠加的数据，用正态剔除法和中心点计算规则，提出了在一定阀值λ下计算定点误差半径的方法。针对单点定位误差比较大的特点，提出了用两点相对定位的测量方法来减小定位误差。试验结果表明：当阀值λ=0.7时，单点定位误差在10 m以上，而用两点相对定位来测量时，其误差为1.2 m左右，大大提高了其测量精度。应用表明，在精度要求不是很高的情况下，可采用单点定位测量，在精度要求较高的情况下，可采用两点相对定位来测量。这两种方法均可用在GPS的土地测量、定位和规划。     

泵站流速仪测流精度的研究

根据理论分析和泵站现场采用流速仪测流的数据，分析了产生误差的原因，阐述了提高流速仪测流精度的措施。     

磁吸式穴盘精密播种机的研制及试验

穴盘精密播种是现代育苗技术的一个重要环节，由于蔬菜、花卉等作物种子具有体积小、重量轻、形状又不规则的特点，给其精密播种带来了困难。为了较好地实现这类种子的精密播种，在分析了国内外现有精密播种技术的基础上，提出并设计了一种新型磁吸式精密播种机。该机依靠电磁吸头精确吸取经磁粉包衣处理的种子，通过调节磁吸力的大小来控制播种量和播种精度，整机由步进电机驱动，并由单片机协调控制来自动作业。通过对小白菜、西红柿、黄瓜等作物种子的初步试验，其单粒精播率达90％，漏播率低于5％，说明该机具有较高的播种精度和对不同类型种子     

YB-2000型简塑秧盘自动精密播种生产线的研制

研制了一种适于工厂化秧苗生产的YB-2000型简塑秧盘自动精密播种生产线，它由自动填土、自动播种、自动敷土、自动撒水和秧盘输送等装置组成。生产线采用MCS-51系列的8031单片微机系统作为控制单元。实验表明，生产率不高于720盘/h的情况下，对大豆和玉米的漏播率和重播率分别为1.85%，2.31%；3.70%，4.62%。     

激光控制农田土地精细平整应用技术体系研究进展

借助激光控制技术、GPS和GIS、先进机械制造技术等现代高科技手段对传统的农田土地平整技术与方法进行升级改造并构建激光控制农田土地精细平整技术。激光控制农田土地精细平整技术的推广应用，可明显改善田面微地形条件，大幅度提高地面灌溉条件下的灌溉效率与灌水均匀度，获得显著的节水、增产、省工、提高土地利用率等效果。该文在阐述具有中国特色的激光控制农田土地精细平整应用技术体系构架基础上，对近年来国内开展的主要研究工作及取得的成果进行了综述，探讨了激光控制农田土地精细平整应用技术体系的发展趋势与研究方向。     

BY-PLANT PREDICTION OF CORN GRAIN YIELD USING OPTICAL SENSOR READINGS AND MEASURED PLANT HEIGHT

Indirect sensor-based measurements have made on-the-go by-plant recognition possible. This in turn has enabled high resolution by-plant management. The objective of this study was to estimate final grain yield of each corn (Zea mays L.) plant by collecting the normalized difference vegetation index (NDVI), plant height, and distance between plants at the 8-leaf growth stage (V8). The NDVI readings were collected every 1.2 cm in rows 15 to 30 m in length, and average NDVI per plant was calculated by assuming each plant occupied half the distance between it and its neighbors and calculating an average NDVI value within that respective area. First, an equation was developed to calculate the distance occupied by each plant. Then plant height was used in an equation to estimate competition among plants. A combined model employing plant height, area occupied, and NDVI were used to successfully predict by-plant corn grain yields at V8.     

EFFECT OF DELAYED EMERGENCE ON CORN (ZEA MAYS L.) GRAIN YIELD

Uneven crop stands result in a reduction in corn yield production. This study was conducted to determine the effect of delayed emergence on corn yields and the effect of nitrogen (N) applications to compensate for yield reductions. The design used was a randomized complete block, with 4 sequences of delayed planting (0,4,7,and 10 days after planting) and 3 rates of nitrogen fertilizer (0, 40, 80 kg N ha^?1). At maturity, individual plants were tagged in sets of three and hand harvested. Corn ears were shelled, and yield per plant calculated. Grain yield of the delayed plant compared to that of the neighbors was reduced by 27, 8, 20 and 12 kg ha^?1day^?1 for 2007 LCB1, 2007 LCB2, 2010 LCB1 and 2010 LCB2, respectively. Over locations and years, the mean grain yield decrease of the delayed plant versus neighboring plants for each day delay was 122 kg ha^?1.     

EFFECT OF DELAYED EMERGENCE ON CORN GRAIN YIELDS

Variable corn emergence results in decreased yields. This study was conducted to determine corn (Zea mays L.) by-plant yield reduction arising from delayed emergence. Treatments included delayed planting of 0, 2, 5, 8, and 12 days at two nitrogen (N) rates. Corn was planted by hand to maintain 17.8 cm plant-to-plant competition. Fifteen plants within a row were divided into five 3-plant sequences (middle plant delayed and 2-adjacent non-delayed plants). Under irrigation, grain yields decreased when the middle plant was delayed 2, 5, 8, and 12 days, by 3, 10, 19, and 25%, respectively. At the rainfed site, grain yields decreased when the middle plant was delayed 2, 5, 8, and 12 days, by 14, 25, 23, and 11%, respectively. Over all sites and years, for each day delay in emergence (one out of every 3 plants), corn grain yields decreased 0.225 to 1.379 Mg ha^?1 day^?1.