常守瑞

摘 要：作物精确栽培技术是现代作物栽培学的研究重点，它交叉融入了多项新兴学科，正逐步向智能化与定量化的方向发展。介于此，本文就首先讨论了作物精确栽培技术的原理及意义，进而对技术的构建与实现进行了探讨，希望对作物精确栽培技术的进一步发展提供帮助。

关键词：技术构建；精确栽培；农作物

中图分类号：S359 文献标识码： A DOI：10.11974/nyyjs.20170229050

引言

由于我国是一农业大国，农业是我国经济发展的根本，为了进一步促进我国经济的发展，更好的满足人们的粮食需求，新型作物种植技术的研究已经势在必行。作物精確栽培技术是一项综合多学科领域，新发展的一项种植技术，它对提高作物栽培效率具有重要意义，所以本文就作物精确栽培技术的构建与实现进行探讨。

1 作物精确栽培技术的原理与意义

作物精确栽培技术是获得农作物高产、改善农作物生长环境而真实存在的在时间与空间上有差异性的信息技术，比如说改善农作物生长的土壤、含水量以及应用元素等，通过切实了解影响作物产量的因素，根据影响因素合理改良作物栽培技术，区别对待、按需分配管理，从而实现有效调控作物产量的目的。具体的操作过程可以简单描述为：利用具有定位系统以及可以测量产量的收获机来收集各种植区域作物的实际产量，然后通过计算机进行系统化的处理，绘制出能够直观反应作物产量与土壤肥力、地貌、地形等因素之间的关系图，然后根据实际的生长情况，构建对应各种植区域的可以反映投入与产出模拟模型、作物生长的模拟模型，然后作物管理专家再根据实际情况建立作物管理辅助系统，并在作物栽培人员的参与下建立作物管理处方图，栽培人员根据处方图合理地选择管理方法与手段，利用相应的机械设备对作物进行精细化管理，实现作物的精确化栽培，提高了资源的使用效率，降低了生产成本，避免了环境污染。

2 作物定理栽培方案的设计

随着农业技术水平的不断提高，作物栽培技术得到了生产管理专家的高度重视。经过广泛实践表明，生产管理专家系统具有综合多方面知识科学推理决策的优势，但也面临着从经验模型到具体的数字知识模型的改变。在作物栽培研究当中引入系统建模技术，通过定量栽培的方法来体现作物栽培管理体现，这对构建基于模型的作物栽培设计方案有促进作用，从而实现作物栽培的精确化与模型化。

2.1 技术原理

利用定量系统分析的原理，来探讨作物栽培技术指标和生育指标与季节性和地域性之间的关系，列出作物管理规范与生长力指标及实际生长与作物生长环境条件及环境中各项影响因素的函数关系，根据函数关系构建数字化与广适性作物栽培管理模型，以便从定量的角度来分析不同生长环境下作物栽培前管理方案与生长中作物指标。此模型的技术原理在提高作物增产系数以及平均产量、培养环境适应性与基因优良性的品种、提高作物壮苗、出苗率、确定抽穗时间、安全拔节、调整产业结构提高单株成穗率、合理供水方案、有效播种方案的基础上将经验性作物栽培技术理论转换为数字化的作物管理模型，这有效增强克服专业技术较高以及传统栽培模式的经验性与地域性的弱点。例如某种作物的产量与施氮量和吸氮量存在着明显的联系，此时可以利用养分平衡原理，结合作物品质与产量的目标，按照作物一生的氮需求，合理的构建作物生长目标与不同时期施氮量关系的模型，为不同环境不同品质的作物施氮量提供精确设计方案。

2.2 方案设计技术的开发与应用

根据组件化程序设计理念，将作物管理模型映射到计算机平台当中，结合GIS技术构建出基于作物管理知识模型的精确化作物管理决策系统，比如PDA版与单机版等。另外再根据土壤、气候等种植条件，利用精确化决策系统将种植区域按照作物产量与生态分区进行分类，之后再按照作物生长需求进行管理，明确精细化作物栽培管理方案。介于精确化栽培技术具有动态设计的功能，可以对不同的生态环境做出匹配的栽培管理方案。此项技术不仅具有很好的动态效果，还能够充分展现精确化管理的优势。在作物栽培过程中起着明显的指导性与适用性。

3 作物生长指标的光谱监测诊断

3.1 技术原理

对作物生长指标进行光谱监测与诊断的依据是根据作物不同生长阶段各项生长参数对光谱的吸收、投射与反射的规律，然后通过传感器获取作物对光谱吸收、反射与投射的情况，通过计算机解析与判断作物的生长指标特点，通过定量反演的形式精确判断作物的生长参数。然后对作物在不同生长条件下的生长指标进行试验研究，对于作物的叶片与冠层的光谱信息，能够利用传感器来获得。因为作物反射的光谱特性与其生长指标之间存在着一定的联系，一些生长指标对某一特定光谱段较为敏感，有其对应的光谱参数，由此构建定量的反演模型。根据优化设计的参数指标，对作物的实际生长指标进行科学调控，确保作物一直处于良好的生长状态。

3.2 应用实践

伴随着光谱遥感技术的不断更新与发展，新生出来的高光谱、多光谱技术为有效监测作物的生长指标提供了技术保障。特别是高光谱的分辨水平，可以对大范围的作物生长进行实时的监测与诊断，从而实现作物精确栽培管理的目的。作物生长的主要指标包含：含氮量、氮积累量、叶片面积以及生物量。利用光谱遥感技术分别对作物的几项生长指标参数进行试验研究，创建于作物生长指标相对应的监测诊断以及生长调控系统。所以，有效利用光谱反射信息对作物的生长指标进行诊断，有利于实时了解作物的实际生长状况，对作物后期管理调控提供精确参数，有利于提高作物管理的水平，加快精确化作物栽培技术的发展。

4 作物生产力的模拟预测

4.1 技术原理

利用过程模拟的方法，定量分析作物的生产力与生长发育的过程和作物的品质、栽培技术以及生长环境之间的关系，建立作物的生长力以及生长发育的模拟模型，从而实现通过数字化模式预测作物的生产力与生长发育状况。首先将分析作物的生长过程和土壤、环境、气候之间的关系，将作物的生理发育时间作为生长过程模型的尺度，建立作物-土壤水分系统子模型、品种与产量子模型、物质积累与光合生产子模型等，进而建立综合模拟模型。综合模拟模型可以动态模拟作物生长不同生长环境下的产量与品质，具有较强的说服性与直观性。为进一步定量分析不同环境下作物品质的表现提供了的可靠工具。

4.2 开发应用

结合品质参数模型、气象数据模型以及生理生态模型，根据研究对象的程序设计技术，创建了具有很好表现性与预测性的作物生长力以及生长发育模拟模型，通过定量分析不同栽培条件、品质类型以及生长环境下作物产量品质以及生长指标的变化的情况。进而结合策略评价模型等，构建具有良好操作性与普适性的作物生长管理决策系统，可以对不同生长条件与技术下做出精确预测，达到不同尺度下作物生产力定量预测的效果，为定量分析各项影响因素提供了技术支持。

5 结语

目前，实现作物栽培管理的科学化与精确化成为了作物栽培技术发展的主要趋势，如今我国作物精确化栽培已经取得了一定的进步。围绕着科学栽培，充分利用先进的信息科学技术，有力的推动了作物栽培技术的定量化、数字化以及信息化的发展。针对作物不同的生长调节，做出科学合理的生长过程预测、生长指标诊断等，进而实现作物栽培技术的改进与完善，推动精确化栽培技术的发展。

参考文献

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