河南：農田管理嘗試高科技

安裝在鶴壁農田里的“星陸雙基農田信息協(xié)同反演技術”的監(jiān)視器，成了農田管理的新手段。

眼下正是秋苗管理的關鍵時期。但盛夏時節(jié)，高溫、暴雨等極端天氣頻發(fā)，尤其是近年來頻發(fā)的旱澇急轉現(xiàn)象，對農作物生長影響很大。另外，部分地區(qū)病蟲害時有發(fā)生，也造成農作物受災。因此，對于農作物生長環(huán)境的監(jiān)測顯得越發(fā)重要。

　　借助一種新技術手段——物聯(lián)網，加強對天氣、土壤、病蟲害等影響農作物生長因素的監(jiān)控并及時采取預防措施，正成為河南省一些地方在農田管理中積極嘗試的新鮮事物。

　　一個市的實踐

　　“我們今年要在全市實現(xiàn)雙覆蓋?！柄Q壁市氣象局局長張睿光告訴記者，年底前所有縣區(qū)、所有萬畝創(chuàng)建示范方全部要安裝一種叫做“星陸雙基農田信息協(xié)同反演技術”的監(jiān)視器。

　　這套系統(tǒng)是中國農科院主持開發(fā)的863計劃中的一個課題，今年4月已通過了科技部組織的驗收。

　　7月5日，記者走進鶴壁農科院，在這里體驗了一把這個神奇的監(jiān)測系統(tǒng)。工作人員一打開大屏幕，分布在鶴壁全市田間的60處監(jiān)測點的各種數(shù)據和圖像撲面而來，地表溫度、空氣濕度、風向、土壤溫度、土壤濕度、植被光合有效輻射、葉面積指數(shù)等農田生態(tài)環(huán)境參數(shù)，一覽無余。

　　隨后，屏幕上出現(xiàn)了農田的視頻畫面，一片綠油油的玉米苗。工作人員介紹，這是位于浚縣王莊監(jiān)測點所拍的實時畫面。鏡頭拉近后，一棵玉米苗清晰地顯示在大屏幕上，田里夏收后剩下的麥茬依然可見。鏡頭再拉近，一片玉米葉的視野畫面清晰可見。

　　談起這套系統(tǒng)，張睿光一臉自豪。他說，這套系統(tǒng)將衛(wèi)星遙感技術與地面?zhèn)鞲?、無線通信技術有效結合，實現(xiàn)了實時、動態(tài)、連續(xù)監(jiān)測，足不出戶就實現(xiàn)了大田作物長勢、生長環(huán)境的可視化。

　　“對農作物葉面積指數(shù)實現(xiàn)自動觀測，這在國內外還是首次?！睆堫９庹f，過去農技人員搬梯子去田間拿著尺子去量，才能計算出來葉面積指數(shù)，很費事。

　　查看農作物病蟲害情況則是另一個神奇的功能。工作人員告訴記者，查看病蟲害情況有兩種方法：一個高清攝像頭鏡頭拉近，直接觀察農作物。再一個是使用孢子捕捉儀。

　　這是什么儀器？

　　看到記者疑惑，在大屏幕上，工作人員遠程控制了一個監(jiān)測點的高清攝像頭，拉近鏡頭，看到一個小盒子樣的裝置，這就是孢子捕捉儀。

　　工作人員介紹，根據風向，儀器可自動調整進口方向，有個吸塵器把空氣吸進去，里面有個類似電影膠片的膠帶裝置，把吸入空氣中的灰塵、花粉、孢子等粘在上面，里面有放大1000倍的顯微鏡拍照，再把圖像傳輸?shù)胶蠖朔掌鳌?/p>

　　正說著，一幅顯微鏡下的圖像呈現(xiàn)在眼前，這正是孢子捕捉儀拍攝的照片。通過這，植保專家可觀察到有無病蟲害產生的孢子，可以發(fā)現(xiàn)早期的病蟲害，提前防治。

　　除了微觀監(jiān)測，在宏觀觀測苗情方面，這套系統(tǒng)也比傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感技術要有優(yōu)勢。

　　張睿光說，過去一直用遙感技術，但有不確定性，比較宏觀，現(xiàn)在用反演技術能再精確一些。他舉例說，在三月份，用衛(wèi)星遙感技術測一類苗、二類苗的面積，但衛(wèi)星會把當時已發(fā)芽樹木的綠度也當作小麥的綠度，造成測算偏差。這時再用地面遙感技術，反演矯正這個偏差，這樣結果就精確了。

　　去年鶴壁?？h22萬畝小麥高產創(chuàng)建示范片平均畝產581.4公斤，創(chuàng)下了全國整縣建制小麥高產紀錄。“這樣的成績與科學管理和技術服務是分不開的?！睆堫９庹f，受此鼓舞，鶴壁當?shù)貨Q定，今年在全市農田實現(xiàn)這套系統(tǒng)的全覆蓋。

　　物聯(lián)網改變傳統(tǒng)農業(yè)

　　鶴壁的農田監(jiān)測應用了當前一項最新的技術手段——物聯(lián)網。

　　所謂物聯(lián)網（TheInternetofthings），即通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。物聯(lián)網可以運用于農田、電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道等各行各業(yè)之中，通過與互聯(lián)網相結合，實現(xiàn)人和物的溝通、信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的整合，使人類以更加精細和動態(tài)的方式管理生產和生活，提高資源利用率和生產力水平，市場潛力巨大。包括物聯(lián)網在內的新一代信息技術已列為國家“十二五”發(fā)展規(guī)劃中的七大新興產業(yè)。

　　在過去一年多的時間，農業(yè)物聯(lián)網已經由物聯(lián)網概念派生而出，發(fā)展迅速。所謂農業(yè)物聯(lián)網，則是近幾年興起的新技術，就是把不同的傳感器放入農田或埋入土壤采集溫度、濕度、光照、病蟲害等信息，并構成監(jiān)控網絡，幾分鐘可傳輸一次數(shù)據，幫助及時發(fā)現(xiàn)問題，并且準確地確定發(fā)生問題的位置。據悉，目前全國已經有多家科研院所、地方政府著手規(guī)劃興建基于農業(yè)物聯(lián)網技術的示范農業(yè)項目。

　　不過，目前物聯(lián)網的感知能力仍處于不斷發(fā)展過程。據介紹，現(xiàn)在能測土壤中氮磷鉀等微量元素的傳感器還存在著成本過高的瓶頸。

　　河南農業(yè)大學信息與管理科學學院院長馬新明透露，他的博士生正在研究一項用于農業(yè)的計算機圖形圖像技術。通過高清攝像頭拍攝的圖像，分析農作物葉片含水率、葉片含氮量等，以此來判斷是壯苗或是弱苗。

　　將物聯(lián)網技術引入農業(yè)領域，將徹底改變傳統(tǒng)農業(yè)的生產模式。有專家認為，這種改變會從以人力為中心、依賴于孤立機械的生產模式轉向以信息和軟件為中心的生產模式，從而大量使用各種自動化、智能化甚至遠程控制的生產設備，可以避災減災、節(jié)本增效，減少環(huán)境污染，提高農業(yè)生產效益。

　　“設施農業(yè)和物聯(lián)網技術結合，可自動調控農作物生長?！瘪R新明告訴記者，河南農大在方城縣的溫室大棚能利用紅外線技術，感應二氧化碳、光照等，進而自動調節(jié)大棚內的通風和遮光設施，達到農作物生長的最佳環(huán)境。目前，智能大棚在我省不少地方已經使用。

　　位于鄭州的中國電子科技集團公司第二十七研究所，是參與研制神舟飛船與天宮一號對接系統(tǒng)的研究單位，近年來也把發(fā)展農業(yè)物聯(lián)網作為一項重點業(yè)務。

　　7月9日，該研究所所長薛海中告訴記者，我們研制的土壤墑情網絡和自動灌溉網絡，可以把粗放式農田灌溉提升為精確式灌溉，既節(jié)約了水資源，也降低了農田的管理成本。我們下一步還要研究如何把施肥和灌溉合成起來，以提高施肥效率。

　　一線農技人員的感受

　　“鶴壁的實踐是把傳統(tǒng)的遙感技術和近年興起的農業(yè)物聯(lián)網技術相結合。”馬新明認為，遙感監(jiān)測獲得“面”的信息，物聯(lián)網監(jiān)測獲得“點”的信息。

　　馬新明說，遙感監(jiān)測主要靠衛(wèi)星，從衛(wèi)星照片來獲得大面積糧食作物生長狀況信息。但要獲得作物葉面系數(shù)、株高、葉片含水率等更具體的信息，還要使用地面遙感技術，與衛(wèi)星數(shù)據對應分析。

　　事實上，除了像鶴壁這樣較大規(guī)模的應用農業(yè)物聯(lián)網技術，在河南省的一些基層農技站，也開始有了零星的應用。

　　劉紅君，滑縣農技推廣中心土肥站站長。今年他們在當?shù)氐霓r業(yè)示范園和幾個農戶的田里安裝了農業(yè)物聯(lián)網傳感器，其中用于監(jiān)測土壤墑情的4套，用于小氣候監(jiān)測的3套。

　　使用后，劉紅君最大的感受是四個字：方便快捷。

　　劉紅君說，原來搞監(jiān)測用的是笨法，推個小推車，走到田頭，靠人工去測。要測全縣22個鄉(xiāng)鎮(zhèn)195萬畝耕地的情況，開著汽車，就要跑一兩天，還得用塑料袋取樣，拿回來，慢慢測。

　　現(xiàn)在用上農業(yè)物聯(lián)網，對劉紅君這樣的基層農技人員，免除了手工測量和記錄的奔波之苦，足不出戶獲得的各種數(shù)據，也是最新最快的，能及時反映苗情，指導對農業(yè)生產不利的因素及早排除。同時，農業(yè)物聯(lián)網記錄的大量詳盡數(shù)據，對農業(yè)生產的規(guī)律性研究也非常有用。

　　劉紅君告訴記者，因資金有限，目前他們只是在壤土區(qū)布設了監(jiān)測點。下一步還要多上幾套設備，實現(xiàn)全縣其他類型土壤測量的覆蓋。

　　能否大范圍推廣？

　　對于農業(yè)大省的河南，糧食生產中能否全面推廣物聯(lián)網技術？薛海中和馬新明等物聯(lián)網專家都認為，目前從各方面的技術條件來看，物聯(lián)網技術完全可以用于我省農作物生長管理。

　　現(xiàn)在河南省正在實施6000萬畝高標準糧田的“百千萬”工程。目前的“百千萬”工程主要是道路、機井等各種基礎設施的建設，“如果把物聯(lián)網信息系統(tǒng)加入，無疑會大大加快實現(xiàn)我省農業(yè)現(xiàn)代化進程。”

　　馬新明呼吁，6000萬畝高標準糧田建設中，如果能拿出1000萬畝來進行信息化建設，實現(xiàn)的效益也是可觀的。按他們多年來在滑縣每畝地增收47元的實踐計算，1000萬畝就能增收4.7億元。

　　馬新明說，在土壤質地均一的情況下，1萬~5萬畝可建一個監(jiān)測點，每個監(jiān)測點花費3萬~5萬元。像豫東那樣的大平原，土質非常均一，連片的10萬畝建一個監(jiān)測點即可。

　　薛海中也呼吁，農業(yè)物聯(lián)網是個新興技術，對農業(yè)經濟發(fā)展有很大支撐作用，我省作為農業(yè)大省，在中原經濟建設中要把引用這種技術列入專項發(fā)展計劃，以保障我省農業(yè)經濟的持續(xù)、健康發(fā)展。
（來源：河南日報）

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