【正文】 用于與作物收獲機(jī)械配套的產(chǎn)量傳感技術(shù)與帶產(chǎn)量圖自動(dòng)生成系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)研究；l l 實(shí)施定位處方農(nóng)作和控制的施肥、施藥、澆水、精播、栽植的移動(dòng)作業(yè)機(jī)械研究；l l 自走式農(nóng)田土壤、病蟲(chóng)草害、作物苗情定位信息采集機(jī)械裝備開(kāi)發(fā)研究；l l 大中型拖拉機(jī)和自走型農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)診斷、監(jiān)控與顯示裝置開(kāi)發(fā)研究；l l 農(nóng)機(jī)作業(yè)信息高效處理、存儲(chǔ)、傳輸、通信技術(shù)及其總線(xiàn)與接口的標(biāo)準(zhǔn)化研究；l l GPS、GIS 有關(guān)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化和用于支持農(nóng)業(yè)機(jī)械化組織、調(diào)度與輔助管理決策支持系統(tǒng)的研究；l l 智能化聯(lián)合收割機(jī)支持“易地收割”，實(shí)施機(jī)群科學(xué)調(diào)度與管理的研究。在引進(jìn)技術(shù)消化、吸收基礎(chǔ)上加快國(guó)產(chǎn)聯(lián)合收割機(jī)的智能化裝備技術(shù)的自主開(kāi)發(fā)；l l 逐步擴(kuò)大研究試驗(yàn)帶GPS接收機(jī)的智能化大型噴灌機(jī)械、植保機(jī)械和播種機(jī)械，盡快形成國(guó)產(chǎn)化的自主產(chǎn)品，為農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)體系提供新一代技術(shù)裝備。 由于作物生產(chǎn)受到眾多因素的集合影響，當(dāng)今作物生產(chǎn)的精細(xì)管理還是以對(duì)小區(qū)產(chǎn)量分布特征信息的分析為基礎(chǔ)來(lái)制定處方管理決策。作物產(chǎn)量是許多因素綜合影響形成的結(jié)果和評(píng)價(jià)種植管理水平的基礎(chǔ)。因而獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量及其空間分布的差異性信息是實(shí)踐精細(xì)農(nóng)作的基礎(chǔ)。有了收獲機(jī)械產(chǎn)量計(jì)量設(shè)備和小區(qū)產(chǎn)量分布圖生成臺(tái)系統(tǒng)，農(nóng)戶(hù)既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，分析產(chǎn)出和小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟(jì)適用的對(duì)策，在現(xiàn)實(shí)可行條件下采取適當(dāng)措施實(shí)施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，利用先進(jìn)的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)控。研究“精細(xì)農(nóng)作”體系中的產(chǎn)量實(shí)時(shí)計(jì)量和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成技術(shù)，需要解決如下的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題：l l 流量傳感器的計(jì)量精度、穩(wěn)定性、通用性、標(biāo)定簡(jiǎn)便性的進(jìn)一步改善；l l 產(chǎn)量計(jì)量中同時(shí)獲得收獲機(jī)的實(shí)際割幅和前進(jìn)速度信息；l l 生成產(chǎn)量分布圖需要的空間分辨率不大于收獲機(jī)械工作幅寬的DGPS定位系統(tǒng)；l l 針對(duì)不同收獲機(jī)械建立谷物由割臺(tái)至流量測(cè)量點(diǎn)的谷物運(yùn)移過(guò)程模型，以校正產(chǎn)量分布信息的動(dòng)態(tài)誤差；l l 研究采集的定位數(shù)據(jù)和產(chǎn)量數(shù)據(jù)編碼格式與快速存儲(chǔ)傳輸方式。這些數(shù)據(jù)通常都是存儲(chǔ)在軟盤(pán)或IC智能卡中，能一次存儲(chǔ)至少一個(gè)作業(yè)班內(nèi)的全部數(shù)據(jù)，然后再傳入PC機(jī)進(jìn)行處理和生成產(chǎn)量分布圖；l l 開(kāi)發(fā)PC上進(jìn)行產(chǎn)量分布圖生成的軟件，含文件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、誤差校正、數(shù)據(jù)圖形化、顯示方式等。谷物聯(lián)合收獲機(jī)電子裝置，包括谷物產(chǎn)量自動(dòng)計(jì)量和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成技術(shù)，是當(dāng)代農(nóng)機(jī)研究的一個(gè)重要方向，也應(yīng)是我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備機(jī)電一體化、信息化研究的優(yōu)先發(fā)展方向之一。對(duì)于改善易地收獲、農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)，提高農(nóng)機(jī)作業(yè)信息化意識(shí)，促進(jìn)作物生產(chǎn)科學(xué)管理，都有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)是世紀(jì)之交我國(guó)農(nóng)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的重要課題。5. 系統(tǒng)集成技術(shù)“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是一個(gè)集成系統(tǒng)，它涉及到多種學(xué)科知識(shí)的支持，需要學(xué)習(xí)應(yīng)用不同子系統(tǒng)已經(jīng)形成的硬、軟件設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式與通信協(xié)議，應(yīng)用已有的單項(xiàng)技術(shù)成果，研究建立某些支持技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)。近幾年來(lái)，國(guó)外研究實(shí)踐中已經(jīng)積累了一些進(jìn)行“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系集成組裝的經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)科技工作者要研究這方面的進(jìn)展，參與國(guó)際交流。作為工程師，要善于根據(jù)工程項(xiàng)目的整體目標(biāo)，既能從具體技術(shù)角度去思考和研究問(wèn)題，具有不斷突破現(xiàn)有解決實(shí)際問(wèn)題的觀念與模式的創(chuàng)新意識(shí)；又能注意進(jìn)行項(xiàng)目目標(biāo)的整體評(píng)估，協(xié)調(diào)技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)可行性的綜合優(yōu)化目標(biāo)，提出推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的試驗(yàn)實(shí)踐方案。（三）. 由“精細(xì)農(nóng)作”向建立“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系發(fā)展“精細(xì)農(nóng)作”是基于信息和知識(shí)進(jìn)行作物生產(chǎn)管理的現(xiàn)代農(nóng)田精耕細(xì)作技術(shù)。是實(shí)踐大田作物生產(chǎn)管理科技思想的革命。在廣大發(fā)展中國(guó)家，包括中國(guó)大陸在內(nèi)，大田作物生產(chǎn)系統(tǒng)仍然處于勞動(dòng)力密集，經(jīng)營(yíng)規(guī)模較小，機(jī)械化裝備水平和經(jīng)濟(jì)效益較低的發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正在加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整進(jìn)程，以作物生產(chǎn)解決初級(jí)谷物供給為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)思想，正在向農(nóng)、林、牧、副、漁全面發(fā)展的大農(nóng)業(yè)思想轉(zhuǎn)變。尤其在發(fā)展設(shè)施園藝、集約化養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品加工方面、可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和具備吸收先進(jìn)技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的活力。因此，基于信息和知識(shí)經(jīng)營(yíng)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)思想應(yīng)該擴(kuò)展到大田作物生產(chǎn)以外的其他農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、大力推動(dòng)將先進(jìn)的信息高新技術(shù)、智能化控制的農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)和相關(guān)的先進(jìn)農(nóng)藝技術(shù)的適度組裝集成，發(fā)展“精細(xì)園藝”、“精細(xì)養(yǎng)殖”“精細(xì)加工”、“精細(xì)經(jīng)營(yíng)”有關(guān)的高新技術(shù)應(yīng)用.實(shí)際上基于信息和知識(shí)有效地管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的早期實(shí)踐，在70年代后期已優(yōu)先在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的奶牛場(chǎng)管理信息系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用，眾所周知,基于奶牛編號(hào)自動(dòng)識(shí)別器的個(gè)體產(chǎn)奶量定量配料和飼養(yǎng)管理系統(tǒng)，自80年代初已始在歐美各國(guó)農(nóng)場(chǎng)中推廣使用。奶牛個(gè)體編號(hào)電子自動(dòng)識(shí)別器作為獲取個(gè)體信息的基礎(chǔ)，于70年代中期即研制成功商品化產(chǎn)品。早期推廣應(yīng)用的一種奶牛編號(hào)自動(dòng)識(shí)別器，是長(zhǎng)期掛在脖子上的小型密封無(wú)源信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，一個(gè)固定的激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)依次地發(fā)射出一串不同頻率的高頻電磁波，掛在牛脖子上的每一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)過(guò)調(diào)諧，只對(duì)其中的兩種頻率作出響應(yīng)，從而給轉(zhuǎn)發(fā)器中的轉(zhuǎn)發(fā)振蕩器提供功率，并使其振蕩器先后轉(zhuǎn)發(fā)出兩個(gè)固定頻率的時(shí)序信號(hào)被接收機(jī)接收，經(jīng)過(guò)解碼，判斷出牛的編號(hào)。80年代后期，一種直徑約2cm，重量不到10g，單價(jià)在5美元左右的微小信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，它可永久性地植入牛、豬耳朵皮下，信號(hào)接收距離在60cm以?xún)?nèi)；更微型的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器制成園筒型，可通過(guò)注射針管植入皮下。在牛、豬出生后即植入體內(nèi)，使整個(gè)生長(zhǎng)、養(yǎng)殖過(guò)程，直至交售時(shí)的稱(chēng)重、屠宰均納入自動(dòng)信息管理系統(tǒng)。近幾年，一種養(yǎng)豬場(chǎng)推廣應(yīng)用的耳掛針扦式、塑料密封、重量小于5g的微型個(gè)體編號(hào)識(shí)別無(wú)源信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，不僅可用于按個(gè)體發(fā)育和健康狀況進(jìn)行定量自動(dòng)配料，建立動(dòng)物個(gè)體管理信息檔案，自動(dòng)監(jiān)測(cè)體重增長(zhǎng)、母畜發(fā)情期、健康指標(biāo)自動(dòng)診斷等。與手?jǐn)y式數(shù)據(jù)采集器結(jié)合，還適用于不同規(guī)模的牲畜科學(xué)飼養(yǎng)管理。英國(guó)80年代后期研制的平養(yǎng)肉雞場(chǎng)雞群體重信息采集系統(tǒng)，支持了根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格信息控制飼養(yǎng)成長(zhǎng)增重規(guī)律，予測(cè)最佳上市日期和最好經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化目標(biāo)。這些都是基于個(gè)體或小群信息和科學(xué)管理決策知識(shí)的“精細(xì)養(yǎng)殖”的典型實(shí)例。90年代以來(lái)，這些已成熟應(yīng)用的計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)，正在新的信息技術(shù)進(jìn)步基礎(chǔ)上拓寬其高新技術(shù)應(yīng)用研究領(lǐng)域，如：機(jī)器視覺(jué)技術(shù)用于動(dòng)物行為監(jiān)視、識(shí)別；擠奶機(jī)器人的應(yīng)用；基于體形圖象分析評(píng)價(jià)優(yōu)良品種選育與動(dòng)物體重評(píng)估；動(dòng)物飼養(yǎng)管理多媒體知識(shí)咨詢(xún)系統(tǒng)等都已逐步實(shí)用化，展示了信息時(shí)代“精細(xì)養(yǎng)殖”的廣闊前景?！霸O(shè)施園藝”是近幾年來(lái)迅速發(fā)展的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)領(lǐng)域，它集成了園藝設(shè)施結(jié)構(gòu)、材料、裝備、控制、農(nóng)藝、管理決策等多種先進(jìn)科技于一體，實(shí)現(xiàn)高投入、高產(chǎn)出、高效益的優(yōu)化目標(biāo)。電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，為實(shí)施設(shè)施園藝環(huán)境參數(shù)和植物生長(zhǎng)狀態(tài)精細(xì)檢測(cè)，調(diào)控和基于知識(shí)的過(guò)程管理決策提供了方便條件。近幾年來(lái)設(shè)施園藝中節(jié)約投入，降低成本，限制水土環(huán)境污染的問(wèn)題正在推進(jìn)著這一產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，歐洲已經(jīng)提出了加速向無(wú)土、封閉式營(yíng)養(yǎng)栽培系統(tǒng)過(guò)渡的明確發(fā)展方向。園藝栽培過(guò)程將逐步向采用基于單株或小群，分區(qū)監(jiān)測(cè)調(diào)控，實(shí)踐優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，高效，低污染精細(xì)管理模式發(fā)展，智能化控制和裝備技術(shù)適應(yīng)先進(jìn)農(nóng)藝的要求，將推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展。農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)值與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)收獲后工藝和產(chǎn)品加工品質(zhì)提出了很高的要求。這一領(lǐng)域的技術(shù)滯后尤其成為發(fā)展中國(guó)家農(nóng)業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。電子信息與農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)已在發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)產(chǎn)品加工中得到廣泛應(yīng)用。如農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的快速檢測(cè)、產(chǎn)品品質(zhì)分級(jí)評(píng)價(jià)、儲(chǔ)藏加工過(guò)程參數(shù)的精細(xì)調(diào)控、市場(chǎng)需求的決策支持分析等。基于信息和知識(shí)的高新技術(shù)集成系統(tǒng)已迅速應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品收獲后工藝與加工工程領(lǐng)域，如基于新的物理原理的農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)與品質(zhì)檢測(cè)先進(jìn)傳感技術(shù)，基于機(jī)器視覺(jué)和圖象信息處理的生物對(duì)象模式識(shí)別，遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制理論與新方法的應(yīng)用，專(zhuān)家系統(tǒng)支持的輔助決策與控制等?；谛畔⒑椭R(shí)的“精細(xì)加工”集成管理決策支持系統(tǒng)，豐富了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的內(nèi)涵，正在成為在特定條件下取得高效益的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究和裝備技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域。21世紀(jì)人類(lèi)將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，探索基于信息和知識(shí)的融合多種學(xué)科知識(shí)建立集成管理決策系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的應(yīng)用，將使人類(lèi)愈益精細(xì)化地利用自然資源和物質(zhì)資源，減小浪費(fèi)，降低成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。基于信息和知識(shí)工程等高新技術(shù)的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系將逐步完善，并不斷推動(dòng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理決策科學(xué)技術(shù)思想的革命。主要參考文獻(xiàn)：1. 1. John , Bill . Recent innovation and issues in tractors and field crop machinery in north America. Paper , ICAME 39。96, , Seoul, Korea. 1996.2. 2. Hermann Auernhammer. The role of electronics and decision support systems for a new mechanisation. Proceddings of the 8th Meeting of the Full Members, CLUB of BOLOGNA, Edizioni UNACOMA Service sri, Italy. 1997. 3. 3. 汪懋華.“精細(xì)農(nóng)業(yè)”發(fā)展與工程科技創(chuàng)新. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), , , 4. 4. 汪懋華.“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)發(fā)展與農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)創(chuàng)新系列講座(1 11 ). 農(nóng)業(yè)機(jī)械，1999, .5. 5. Hermann and Gerhard Jahns. Development and application of an agricultural BUS for data transfer. Computers and electronics in agriculture, , , , Elsevier. Sept. 1999.6. 6. Peter Jurschik and Ray Hoemsen. Precision Farming: Some European and Western Canadian Prospectives. 1999 ASAE/CSAE NorthCentral Sectional Meeting, International Inn, Winnipeg, Manitoba, Sept. 242,1999. (本章作者汪懋華)41 / 41