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| 浅谈实现烟草农业的信息化管理 |
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烟草在线专稿 国家局不久前出台的“打牢一个基础，实现四个化”，加快烟草行业由传统农业向现代农业转变的政策指示精神中，把实现烟草农业的信息化管理提高到了一个战略性发展的高度。
随着世界农业现代化水平的提高，全球都在倡导农业生产精确化、信息化，对我国以大田烟叶生产为行业基础的烟草系统提出了更高的要求：即如何改进烟草农业的信息化管理、加工和使用，使其结果有助于烟草生产部门和广大一线烟农的生产决策，全面提升烟草行业综合竞争力。本文重点结合农业信息技术的几个代表领域的发展状况，展开对实现烟草农业信息化管理的探讨。
一、农业信息技术的发展现状
1.精确农业的内涵及技术构成
精确农业技术体系的基本内涵是将全球定位系统、地理信息系统、遥感技术、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学、气象学等基础学科有机地结合起来。实施在农业生产过程中对农作物、土壤、环境等从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长发育状况、病虫害发生、水肥状况以及相应的环境条件进行定期信息获取，生成动态空间信息系统；对农业生产中的现象、过程进行模拟，达到合理利用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农作物产量和质量、保证农业的可持续发展的目的。其主要过程是应用地理信息系统将已有的土壤和作物信息资料加以分析整理，作为属性数据，建立农田管理系统。
实现对多元、多时相农田信息的有序管理和合理分析。
精确农业技术是在所有农业耕地中及时发现作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异性和时间差异性，并对这种差异性的及时调控。通过3S技术可以及时发现田块内、田块与田块之间的差异性，进而根据优化经营目标，实施目标投入和农田区内资源潜力的均衡利用。精确农业主要借助于3S技术对农业生产的资源环境、生态状况、气象和生物性灾害等进行有效测报，指导人们根据各种变异情况实时实地采取相应的农事操作，改变过去凭经验进行农事操作为智能化的科学管理，以提高农业生产的稳定性和可控程度。
目前，世界上精确农业的实践范围已涉及到配方施肥、精量播种、病虫害防治、杂草清除和水分管理等有关领域，成为发达国家合理利用农业资源、改善生态环境和建立农业可持续发展机制的科学技术基础。美国是精确农业发展最早的国家，且应用广泛，主要用于甜菜、小麦、玉米和大豆等作物的种植。
国内外精确农业的实践表明：由于精确农业实行了因土而异、因时而异、因作物而异的耕作方法。因此，它在节约各种原料的投入、降低农业生产成本、提高土地收益率和环境保护等方面都明显优于传统农业。其发展还具有可持续性，使农产品质量更有保证，尤其是食用安全性方面。其利于环境保护和农村生活质量的改善，促进农村经济发展。精确农业与传统农业相比最大的特点是以高新技术和科学管理换取对自然资源的最大节约，正因为如此，它代表了未来农业的发展方向。
2.作物生产管理专家决策系统
系统的核心内容是借助计算机实现提供作物生长过程模拟、投入产出分析与模拟的模型库；支持作物生产管理的数据资源的数据库；作物生产管理知识、经验的集合知识库；基于数据、模型、知识库的推理程序；人机交互界面程序等；最终生成田间调控的决策以供实施。作物产量是许多因素综合影响形成的结果，是评价种植管理水平的基础。精确农业技术也正是从获得田间小区产量的差异性信息出发，分析原因，指导管理决策。
3.自动化、智能化的农业机械操作技术
20世纪80年代后期，农业机械装备迅速趋向自动化和智能化，已由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向管理决策系统集成的方面发展。一些带有计算机、GPS、GIS 及各种检测仪器和计量仪器的农业机械，如收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等，除具备一般的农业功能之外，还具有智能化变量操作和绘图功能。
智能型处方农业机械与变量投入技术在现代农业机械的设计中，其监控系统现已迅速趋向智能化，由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向与管理决策系统集成的方向发展。新一代农机装备技术的发展，以及基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的迅速发展，都是精确农业技术得以进入日益广泛的试验、实践的重要条件；变量投入技术（VRT）是指用于精确农业的现代农业机械设备服从所安装的软硬件设备和全球定为系统（DGPS）的引导，根据它所处的位置自动调节作业投入量和速率的一种技术，变量投入系统主要包括作业机械、调节控制器及DGPS等部分。
二、对实现烟草农业信息化管理的展望
1.看土耕作
看土耕作技术和精细的耕作方式有利于烟草群体的生长发育，提高烟叶产质，同时还可以实现烟叶生产与环境保护的协调发展，保持烟叶生产的可持续发展。
在美国首先实现的SSCM （site-specific crop management—按田间具体情况作物管理系统），主要强调了田间不同地点之间的差异性，克服肥料、种子等使用的不合理性。SSCM其实就是在田间不同地点根据土壤等条件的差异实行有区别的管理，它最初指的是按土壤区别作物管理系统。
只是针对不同的土壤条件实行区别管理，然后随着农业科学技术进步，逐渐向系统工程研究方面发展，不仅针对土壤，还涵盖了水文、微气候等条件的时空变化，在作业管理中实行“按需投入”的原则，变均匀投入为变量投入，优化作业操作。
看土耕作技术的基本构成为RS、GIS、GPS、智能农业机械技术。其中GPS技术用于农田信息准确定位获取，GIS技术用于农业信息的分析处理，RS技术用于农田信息的快速获取，智能农业耕作机械实现精细农田耕作作业。
精细农业耕作的主要智能机械有：差分GPS测试仪、土壤水分状况测试仪、时域反射仪、土壤肥力自动定位采样测试仪、作物产量自动定位测试记录仪、农药、化肥及水自动控制喷洒仪，耕作同时进行基肥的定量施入。精细耕作方式已经应用于不少作物的田间耕作，并取得了良好的效果，与其他农作物相比，种植烟草是一种技术环节多、操作要求严的系统作业工程，需要精耕细作以优化产质最佳组合，现在全国大部分种植地区还是沿袭传统的粗放耕作方式，缺乏资源针对性，容易浪费人力、物力、财力，实现现代烟草农业的信息化管理首先要解决的就是烟田精细耕作的问题。
2.精确施肥
当前的精确施肥大多用多光谱图像传感器的遥感技术来指导施肥，这种方式可以节约用肥量，提高利用率，减少对环境造成的污染并增加农民收益。这种精确施肥系统需要借助于烟草需肥遥感测试技术、GPS和决策分析系统。烟草需肥遥感测试技术首先利用RS对田间土壤数据和烟草营养实时数据的采集，然后由GPS进行田间定位，最后由决策分析系统中的作物生长模型根据不同的施肥策略判断施肥量的多少，控制施肥量。这种精确施肥的目的就是要识别并量化田间存在的差异，理解这些差异可能造成的影响及造成这些差异的原因，并对这些差异进行适时管理，从而增加盈利，减少环境污染。
2.适时采收
现代烟草农业信息化管理实现后，利用多光谱图像传感器的遥感技术和GIS、GPS定位辅助，对烟田烟叶变量信息快速、有效采集并分析处理烟草生长状态和烟叶中氮、钾等元素含量，为烟草适时采收提供依据。另外不同成熟度的烟叶必然有不同的光谱特征，这些光谱的变化被多光谱图像传感器捕获后也可以作为烟叶最佳收获期的判定依据。
3.病虫预报
烟草病虫害极大的降低了烟叶产质，是烟草农业风险之一。病虫害对烟草生长造成的影响主要有两种表现形式，即烟叶外部形态的变化和内部生理变化。外部形态变化包括有病斑、变色、叶片不完整、枝条枯萎、冠层形状发生变化等。内部生理变化则表现于叶绿素组织遭受破坏，光合作用，养分水分吸收、运输、转化等机能衰退。无论是形态的或生理的变化，都必然导致作物光谱特征发生变化，受害烟株的光谱特性与健康烟株的光谱特性相比，某些特征波长的值总会发生不同程度的变化。因此，应用高光谱遥感技术，通过监测研究和利用受害烟株生物物理和生物化学参数的变化引起的相应的光谱特性变异信息，可以探测到病虫害的早期危害，定量地分析病虫害的危害程度，为大规模监测烟叶病虫害发生情况及发展动向提供及时、可靠的依据。
4.智能烘烤
1997庞全等人研制了基于模糊解耦的烟叶初烤计算机控制系，不仅部分地解决了烟叶初烤过程中温、湿度的自动控制，而且能根据不同产地烟叶的不同特性，设置不同烘烤工艺；1998年陈仲华利用美国Microchip公司推出的单片机的主要硬件结构软件特征，采用新型免调度集成电路温度传感器制作干球、湿球温度探头，以此为核心，结合先进的烟叶烘烤经验，设计出了低成本、简单易行的烟叶烘烤专家系统；2005潘建斌等人根据烟叶三段式烘烤工艺条件要求，采用数字温度传感器，单片微型计算机程序控制，研制了烟叶烘烤自控专家系统。这些智能烘烤专家系统的建立，可以更精确的实施对烟叶烘烤过程中的温湿度调控，提高烘烤烟叶水平。
三、结语
实现烟草农业信息化管理能够达到过程与结果监控的目的，对烟叶生产的良性健康发展具有重要作用。烟草农业信息化管理既是实现烟叶生产精细管理的重要手段，也是实现由传统农业向现代烟草农业转变的必经之路。但是，实现烟草农业信息化管理还有很多基础性的工作亟待解决，需要更多的烟草工作者、科技人员来探索和努力。
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| 来源:烟草在线专稿 作者:广西河池市烟草公司 邓明军、尹永强 更新日期:2007-9-21 |
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