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看天看地不如看电脑种地

2007-06-09 来源:人员机构 作者: 图片:

《科技日报》2007-06-09
   自从盘古开天地,“经验”一直是人们确保粮食丰收的亘古不变的法则,“看天、看地、看庄稼”,农作物长势差了,就施点肥,地干了,就浇点水。至于施多少肥、浇多少水,全靠经验和感觉,新手种田就是超不过老把式。

  但是,南京农大副校长曹卫星教授历时多年攻关研制的“基于模型的精确作物管理技术”,已在悄悄地改变这种传统的经验种田模式。5月20日,记者来到江苏省如皋、泗阳两县的试验示范区,这里即将收割的小麦长势喜人,据农技人员估产,“精确种田”比传统模式可增产30公斤/亩,而且还减少了氮肥施用量,平均每亩增收40元左右。

  什么是“基于模型的精确作物管理技术”?听起来如此高深的技术农民会接受吗?虽然眼前的试验田已经让记者现场感受到这种“精确种田”技术的魅力,但是背后的奥秘还有待求证。

  “‘基于模型的精确作物管理技术’就是把系统分析原理和动态建模方法,应用于农作物生产管理知识体系的定量化分析和数字化表达”,该技术首席专家曹卫星教授微笑着用一长串专业名词作的解释,听着有点玄,其实说白了就是把种田数字化、“傻瓜化”,教农民如何定时、定量、科学地种田,而不是仅凭上一辈传下来的经验。

  农技推广人员和农民只要有装了这套软件的电脑或者PDA,就可以使用了。操作也很简单,在农作物播种前,把当地的气象条件、作物品种和土壤资料导入系统数据库,电脑就能为不同类型田块提出适宜的产量和品质目标,并设计出一套相应的栽培技术方案,包括适宜品种、播期、基本苗和播种量、氮磷钾肥料运筹和水分管理方案等。

  “当然,电脑是死的,模型是活的,在农作物实际生长过程中系统还可以根据不同的农情条件设计出适宜的指标动态,并进行实时管理调控,比如根据苗情决定是否要追肥、追肥量是多少等。”曹卫星教授笑着补充说。

  技术虽好,可推广时却颇费周折。试验区的农民们都嘀咕说,我们种了这么多年的田,还要机器来教我们?几个白白净净的书生凭一台小小的电脑就能把庄稼种好,产量还比原来高?江苏如皋市搬经镇的两户稻农干脆就与技术人员唱起了对台戏。按照试验方案,每户农民的田块都分为两部分,让“精确种田”技术与当地农技人员制定的栽培方案现场“打擂”。但是这两户农民坚持要在两块地上都用当地农技人员制定的传统方案。

  结果到了水稻收割的季节,没有采用“精确种田”技术的部分稻田,由于多施、早施了氮肥,出现了倒伏,至少减产两成,那两户农民也蔫了,当他们再看到曹卫星教授时,后悔地说:“以后我们再也不问为什么了,就照着计算机上说的做!”从那以后,这项“精确种田”技术在当地推广再也没遇到障碍。其实,这种技术适应性很广,不论是在哪个地方,也不论是用于区域化宏观决策还是一小块田地的微观管理,都有用武之地。

  这项技术说白了并不复杂,但是研制的经历却是漫长曲折的,不断重复着从实践到理论升华,又从理论向现实回归的科学探索过程。

  据曹卫星教授说,他从国外学习回来后一直从事着农业信息化的工作,并建立了“江苏省信息农业高技术研究重点实验室”这样一支专业的科研平台和人才队伍。但是他发现,欧美发达国家流行的农作物模拟模型,技术虽然非常先进,但是并不能直接提供决策信息;国内早些年开发的农作物专家系统,数字化、信息化程度又非常低,往往换个品种、换个地区专家系统的知识库就行不通了,难以适应现代农业技术的要求。

  为此,他与课题组成员历经多年努力,把国外的模拟模型与国内的专家系统相结合,首次将系统分析原理和动态建模方法应用于作物生产管理知识体系的定量化表达,设计了作物管理知识模型通用框架及基本算法结构;创建了作物管理知识模型定量化算法,包括种植制度设计、栽培方案设计和生长指标设计,实现了作物栽培管理知识表达的模型化和数字化;构建了基于构件标准的作物管理知识模型系统及基于知识模型的作物管理决策支持系统;并将作物管理知识模型与3S技术相结合,实现了不同尺度下的数字种植设计与精确农作管理。

  这项技术不仅解决了传统作物栽培模式和专家系统经验性强、适应性窄、定量化弱的难题,而且在实践生产中也表现出高产、优质、高效、生态安全的特点。整体技术达到国际先进水平,其中作物管理知识模型的构建居国际领先水平。

  江苏吴江市是最早应用这项技术的地区之一,经过几年的试验示范,成效非常显著。活生生的事实摆在面前,农民都信服了,看来不相信科学就是不行啊。为此,2006年3月下旬,副市长沈金明带着农业局长张秋伟和技术人员专程上门讨教,并且提出一次就要购买数百套装有该软件的PDA,保证全市每个乡村和部分种植大户人手一台。

  目前,这项国家863计划成果已经可以应用于小麦、水稻、棉花、油菜等我国4大粮油作物,通过近6年的试验示范,在江苏全省及安徽、浙江、河南、山东、河北、江西、山西等省份的部分地区进行了推广试用,到目前为止,总计推广面积超过3000万亩,增加效益10亿多元,取得了十分显著的社会经济效益。

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编辑:卢忠菊

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