玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)的信息化實(shí)施要點(diǎn)

摘要：玉米是中國重要的糧食作物，需要在栽培技術(shù)上進(jìn)行調(diào)整，配合現(xiàn)代化進(jìn)程打造信息化的玉米栽培模式，實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)。該文闡述了農(nóng)業(yè)信息化下的高產(chǎn)栽培概念以及玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)的要點(diǎn)，并提出相應(yīng)的策略，為基于農(nóng)業(yè)信息化的玉米高產(chǎn)栽培提供來自學(xué)術(shù)層面的幫助。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)信息化；實(shí)施要點(diǎn)；玉米；高產(chǎn)栽培技術(shù)玉米栽培朝著信息化方向發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化生產(chǎn)，提高玉米生產(chǎn)效率和質(zhì)量。具體來說，信息化技術(shù)可以促進(jìn)種植環(huán)境的精細(xì)化管理，如通過數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析以及模型預(yù)測等手段，對氣象、土壤、溫度、濕度等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和控制，并為玉米生長期提供科學(xué)的生產(chǎn)策略；同時(shí)，在種植期間，利用信息化技術(shù)提高農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)種植、施肥、噴藥、防災(zāi)等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化操作，減少人工操作誤差和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率和質(zhì)量。

1信息化農(nóng)業(yè)中玉米高產(chǎn)栽培技術(shù)的實(shí)施要點(diǎn)

高產(chǎn)栽培概念的本質(zhì)是在不增加土地資源和人工投入的情況下，最大程度地利用現(xiàn)代技術(shù)手段，優(yōu)化和提升種植環(huán)境，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長各個(gè)階段的優(yōu)化管理。通過科學(xué)合理的耕作技術(shù)和施肥、排灌等一系列管理措施，實(shí)現(xiàn)提高單產(chǎn)、縮短生產(chǎn)周期，降低作物損失率以及減少環(huán)境污染等目標(biāo)。高產(chǎn)栽培的實(shí)施有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、提高農(nóng)民收入，并對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。信息化農(nóng)業(yè)中的高產(chǎn)栽培強(qiáng)調(diào)利用信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進(jìn)行管理和控制，包括使用植保智能設(shè)備、無人機(jī)巡航、傳感器監(jiān)測等技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物種植所需的全天候、精確化生產(chǎn)管理。信息化的玉米高產(chǎn)栽培至少要包括種植基礎(chǔ)建設(shè)、品種選擇以及自動(dòng)化施肥和病蟲害防治等幾項(xiàng)。種植基礎(chǔ)建設(shè)包括土地改良、肥料施用和灌溉等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。這些設(shè)施需要進(jìn)行網(wǎng)格化管理與智能控制，以實(shí)現(xiàn)對生長環(huán)境的精細(xì)化調(diào)控。品種選擇指通過對不同品種的比較試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，選取適合本地生長條件和市場需求的優(yōu)質(zhì)玉米品種，并結(jié)合區(qū)域優(yōu)勢資源和氣象預(yù)測數(shù)據(jù)，科學(xué)研判物候期和生長周期，實(shí)現(xiàn)最佳選擇。施肥技術(shù)根據(jù)土壤養(yǎng)分含量、作物需求和季節(jié)特點(diǎn)等綜合因素，采用科學(xué)肥料配方及農(nóng)藥和防治模型來達(dá)到高效施肥，同時(shí)實(shí)現(xiàn)化肥投入量減少，污染物排放降低。2玉米高產(chǎn)栽培模式中的信息設(shè)計(jì)方案2.1

土壤改良土壤是作物生長的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)信息化玉米高產(chǎn)栽培方案的第一步是對土壤進(jìn)行改良，以便選用適合玉米生長的土壤，包括土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量、氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量。相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分別硬件和軟件兩個(gè)部分。系統(tǒng)的硬件由傳感器、檢測儀器、顯示器和數(shù)據(jù)處理器等組成。其中最為核心的是傳感器，它們能夠感應(yīng)土壤中的生物和無機(jī)化合物的濃度。傳感器設(shè)置三類，分別是pH值傳感器、有機(jī)質(zhì)含量傳感器和氮、磷、鉀含量傳感器，pH值傳感器使用玻璃電極測量土壤的酸堿度，將結(jié)果顯示在顯示器上。有機(jī)質(zhì)含量傳感器使用有機(jī)物電導(dǎo)法檢測土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，將結(jié)果顯示在顯示器上。氮、磷、鉀含量傳感器通過光譜分析法檢測土壤的養(yǎng)分含量，將結(jié)果顯示在顯示器上。檢測儀器的主要功能是將傳感器所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和判讀，并用于指導(dǎo)農(nóng)民在土壤管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的決策。數(shù)據(jù)處理器則將傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提供更精準(zhǔn)地檢測結(jié)果并輸出。最后通過顯示器將檢測到的結(jié)果經(jīng)過數(shù)據(jù)處理器計(jì)算并顯示在顯示器上。軟件方面，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心在于將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和存儲，并參考相關(guān)土地學(xué)和植物生長發(fā)育知識，對檢測結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解讀。因此要包括數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析和解讀系統(tǒng)、知識庫三個(gè)模塊。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)用于對檢測到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、存儲和管理，以數(shù)據(jù)可視化的方式展示出來。數(shù)據(jù)分析和解讀用于通過數(shù)據(jù)處理，建立相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型，分析土壤性質(zhì)和養(yǎng)分含量的變化的趨勢和規(guī)律，為科學(xué)決策提供依據(jù)。知識庫用于構(gòu)建土壤科學(xué)和植物生長發(fā)育知識庫，將檢測結(jié)果與相關(guān)的專業(yè)知識進(jìn)行對比和分析，幫助農(nóng)民做出正確的決策。2.2

優(yōu)質(zhì)品種的選擇目前，玉米品種一般分為糯玉米和甜玉米兩種，不同品種的生長周期、耐性、抗性、產(chǎn)量等因素都有所不同。根據(jù)農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)相應(yīng)的玉米高產(chǎn)栽培方案，選用生長快的玉米品種，適時(shí)進(jìn)行適宜的種植，連枝數(shù)及穗數(shù)等的控制，有效提升產(chǎn)量與品質(zhì)。系統(tǒng)可采用B/S結(jié)構(gòu)，即瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server）結(jié)構(gòu)，瀏覽器將作為用戶的客戶端，直接訪問服務(wù)器端提供的服務(wù)。服務(wù)器端的主要工作是處理用戶的請求，并返回響應(yīng)的結(jié)果。在這樣的結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問和在線數(shù)據(jù)處理，較好地滿足了用戶的需求。系統(tǒng)將主要包含三個(gè)模塊，根據(jù)功能分別設(shè)計(jì)為“基礎(chǔ)信息管理模塊”“數(shù)據(jù)處理模塊”和“結(jié)果展示模塊”?；A(chǔ)信息管理模塊主要包含農(nóng)民、實(shí)驗(yàn)室及玉米品種基礎(chǔ)信息的管理，包括品種生長、適應(yīng)性、品質(zhì)與交互記錄。數(shù)據(jù)處理模塊基于相關(guān)數(shù)據(jù)庫和算法，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、清洗和預(yù)處理，采用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的方法改進(jìn)數(shù)據(jù)處理的速度和精度，形成種植場、品質(zhì)評估、病蟲害預(yù)測等數(shù)據(jù)生成的流程，最終得出玉米品種的評價(jià)結(jié)果。結(jié)果展示模塊將數(shù)據(jù)處理模塊生成的結(jié)果以圖表和實(shí)時(shí)反饋的方式展現(xiàn)給用戶，例如品質(zhì)分布、歷史數(shù)據(jù)對比、病蟲害預(yù)測等?；诂F(xiàn)代化信息系統(tǒng)，系統(tǒng)將采集大量的玉米品種數(shù)據(jù)，包括實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、田間試種數(shù)據(jù)以及玉米品質(zhì)鑒定數(shù)據(jù)等。針對這些數(shù)據(jù)，可先通過數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)等計(jì)算模型處理數(shù)據(jù)，并充分利用這些數(shù)據(jù)分析病蟲害以及種植環(huán)境,進(jìn)而為生產(chǎn)決策過程中提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。2.3

合理的施肥灌溉技術(shù)合理的施肥灌溉是玉米高產(chǎn)的關(guān)鍵。對于小型的自動(dòng)化施肥系統(tǒng)，可使用單片機(jī)（Arduino或RaspberryPi）和驅(qū)動(dòng)模塊控制執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)肥料的定時(shí)投放。而對于大型農(nóng)田中的自動(dòng)化施肥系統(tǒng)，則更多地采用PLC控制器實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器的精密控制和數(shù)據(jù)采集。在組裝方面，將所選的傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)/控制器相連接，通過引腳的連接以及固定搭配完成電路設(shè)計(jì)，最終形成一個(gè)可靠且具有較高智能化水平的自動(dòng)化施肥系統(tǒng)。此外，在實(shí)際操作過程中還需要考慮安全性，特別是電源穩(wěn)定性等問題，保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。適時(shí)的施肥灌溉技術(shù)是玉米高產(chǎn)的保障。根據(jù)所處地區(qū)的氣候和降雨情況，合理制定玉米的施肥灌溉計(jì)劃和措施，科學(xué)的數(shù)值化監(jiān)測溫濕度等環(huán)境因素，制定詳細(xì)計(jì)劃達(dá)到玉米生長所需的水分含量，保證整個(gè)生長周期需要的施肥灌溉調(diào)控引擎的高效執(zhí)行，提升產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定性。此外，為了保障玉米的健康和生長，應(yīng)該廣泛運(yùn)用農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)化