1.1 精准农业的定义精准农业的生产要素由不可控因素和可控因素组成。不可
控因素又称为“先天”因素,包括气象(气温、降雨等)、土壤(母质,坡度等)等;可
控因素又称为“后天”因素,包括品种、肥料、农药、水分等。精准农业生产的目
的在于科学认识不可控因素(土壤、气象),合理调配可控因素(肥、水、种、药),优
化作物生长条件,使经济效益和生态效益达到最优。简单来说,精准农业是指基于环
境的时空变异性分析,在正确的时间和地点以正确的方式投入正确的生产资料数量,
最终获得最佳的效益。
1.2 精准农业问题的分类精准农业的研究对象可用 2 种方式分类。一类是从静
态角度按生产要素分,可分为土壤、作物和气象 3 种要素或者分为生物(作物)和环
境(土壤、气象)2 种要素;另一类是从动态角度按生产环节分,可分为播种、施肥、
灌溉、喷药和收获。从土壤方面来看,要解决的主要问题包括土壤类型分类、地力
分级、管理分区划分、养分插值等。从作物方面来看,要解决的主要问题如表 1 所
示,其中,重点要解决的问题包括品种选择、精准施肥、病虫害预测和产量预测等。
从气象方面来看,要解决的问题主要包括气温预测和降雨量预测。与土壤因素相比,
气象因素的空间变异性很小,且更不容易控制,因此,在精准农业中对气象方面的研
究相对较少。
1.3.1 管理分区。管理分区就是由相似的地貌或土壤状况所导致的相似的作物
生产潜力、养分利用效率和环境效应的子区域。科学、合理的管理分区可以指导用
户以管理分区为单元,进行土壤和作物农学参数采样,并根据不同单元间的空间变异
性,实施变量投入、精准管理决策,这样既能提高土壤养分利用效率、管理精度和农
产品产量、品质,又能节省资源,获得较好的经济效益,达到保护农业资源和环境质
量的目的。研究表明,管理分区可以作为网格采样的一种替换手段在变量施肥中应
用。土壤分类和地力评价与管理分区密切相关,可被认为是一种广义的管理分区。
1.3.2 品种选择。品种选择是精量播种的前提和基础。与品种选择密切相关的
3 个概念是品种布局、品种搭配和良种良法配套。品种布局是指依据当地的土壤因
素和气象因素,确定适宜的推广品种。品种搭配是指在同一地区,有主次地搭配种植
具有不同特点的品种,合理的品种搭配有助于降低风险。良种良法配套是指依据不
同的品种特性采取不同的栽培措施,做到因种栽培,具体包括根据品种耐密性确定种
植密度、根据品种喜肥特性进行施肥、根据生育期确定播种期、根据抗病性确定栽
培管理办法等。在品种确定以后,还有 2 个问题需要解决,即在时间上需要确定适宜
的播期,在空间上需要确定合理的种植密度。
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