智慧农业技术在田间管理中的应用实践

引言：

当前，全球面临人口持续增长、资源愈发稀缺、环境压力不断增大等诸多难题。传统农业生产模式暴露出生产效率低下、资源浪费严重等弊端。在此背景下，智慧农业技术应运而生，为解决这些问题开辟了新路径。该技术融合物联网、大数据、人工智能等现代信息技术与农业生产实践，实现农业生产精准控制、智能决策与自动化作业，提升生产效率、降低资源消耗、减轻环境负担。将其引入田间管理，可实时获取各类农田信息，制定并实施精准管理策略。

一、智慧农业技术在田间管理中的应用意义

首先，提高农业生产效率。以无人机植保作业为例，其工作效率远高于传统人工植保，一架无人机每日可完成上百亩农田农药喷洒任务。精确灌溉和施肥系统无需频繁人工检查，节省大量时间和人力成本。同时，通过实时监控和精准决策，有效避免管理滞后对作物生长的不利影响，进一步推动农业生产效率提升。

其次，提升农产品质量和产量。精准灌溉和施肥确保作物在不同生长阶段获得合理水分和养分，避免因水分和养分失衡导致作物生长异常和品质下降。例如，采用智慧农业技术管理的果园，果实大小更趋均匀，颜色更加鲜艳，口感更佳，产量明显高于传统管理模式果园。

最后，降低资源消耗和环境污染。智慧农业技术极大可以实现精准施肥系统根据土壤肥力和作物需肥规律施肥，减少化肥过量使用，提高化肥利用率，降低化肥对土壤和水体污染

二、智慧农业技术在田间管理中的具体应用

2.1 农田环境监测

2.1.1 气象监测

智慧农业借助在田间合理布设监测点，全方位捕捉温度、湿度、光照、风速、风向、降水等关键气象要素，这些要素对农业生产具有决定性影响。例如，温度与湿度直接关乎植物生长进程，光照强度与植物光合作用紧密相连，风速和风向则与病虫害传播范围密切相关。气象站运用无线传输技术，将采集的数据实时上传至数据处理中心，农民和农技人员通过移动终端、电脑等设备，可随时便捷查看气象信息，及时掌握天气变化，以便提前应对，如在高温天气来临前，适时开展灌溉降温作业。

2.1.1 土壤监测

利用先进的土壤传感器设备，能够实时追踪土壤 pH 值、肥力、含水量、电导率等重要指标。适宜的土壤肥力是作物健康生长的根基，土壤质量直接影响作物水分供应。土壤传感器将监测数据精准传输至管理平台，农民可依据土壤实际状况，实施精准施肥灌溉，避免盲目投入造成资源浪费与环境污染。

2.2 作物生长监测

2.2.1 无人机监测

无人机搭载高清成像仪、多光谱成像仪、热红外探测仪等专业仪器，可在低空近距离对农田进行细致观察。相较于卫星遥感，无人机监测分辨率更高，能获取更详尽的作物信息，如作物高度、叶面积指数、病虫害具体分布位置等。无人机依照预设航线和高度在农田上空作业，实时采集图像和数据，并快速传输至地面控制站。基于无人机监测结果，农民可针对不同区域作物生长状况，采取差异化管理措施，如在病虫害高发区域精准喷洒农药，在作物长势较弱区域适当加大肥料投入。

2.2.2 地面传感器监测

在田间合理设置植物生长传感器、果实发育传感器等各类地面传感装置，能够实时监测农作物生长状态。植物生长传感器可精确记录作物茎粗、

株高、叶片数等生长指标，果实生长传感器则能实时跟踪果实大小和重量变化。这些传感器将数据及时反馈至管理系统，为农民提供作物生长动态信息，助力精准灌溉与施肥决策制定。

2.3 精准灌溉与施肥

2.3.1 精准灌溉系统

智慧农业精准灌溉系统通过传感器实时采集土壤墒情和作物需水量信息，结合气象数据与作物生长模型，精确计算灌溉水量和时间。以基于物联网的滴灌系统为例，系统可根据土壤墒情自动开启滴灌阀门补水，当土壤含水量达到适宜标准时，自动关闭阀门。这种精准灌溉模式有效避免传统灌溉因过度或不足导致的水资源浪费和作物生长不良问题，显著提高水资源利用率，为作物生长营造良好水环境。

2.3.2 精准施肥系统

精准施肥系统借助土壤传感器获取的土壤肥力数据，结合作物不同生长阶段需肥规律，运用智能算法精准计算各个区块所需肥料种类和用量。施肥设备依据计算结果，实施精准施肥，真正做到按需供应。例如，系统具备的变量施肥功能，可根据土壤养分含量和作物生长空间差异，自动灵活调整每个区块施肥量，确保肥料精准施用，提高肥料利用效率。

2.4 病虫害防治

2.4.1 病虫害监测预警系统

利用物联网技术，在田间配备虫情监测设备和病害检测传感器，实时动态监测病虫害发生情况。病害检测传感器通过检测作物叶片温度、湿度、光谱特征等参数，精准分析判断作物是否感染病害以及病害种类和严重程度。

2.4.2 精准施药技术

在病虫害防治中应用精准施药技术，如借助无人机、智能喷洒机器人等设备。这些设备依据病虫害监测数据，能够准确将农药喷洒至发生病虫害区域，避免在无病虫害区域无效喷洒，有效减少农药使用量和使用范围。同时，可根据作物高度和冠层结构特点，自动智能调整施药高度、角度和流量，确保农药均匀覆盖作物表面，显著提高防治效果。例如，一些先进无人机配备双目视觉系统和智能导航系统，在飞行过程中可精准识别作物和虫害区域。

结语

智慧农业技术为农业现代化发展带来革命性变革，具有重要推动意义。然而，目前该技术应用仍面临技术成本高、技术集成度低、农民信息素养不足、数据安全等诸多挑战。通过加大政策支持和资金投入力度，加强技术研发和集成创新，强化农民培训和技术服务，以及加强数据安全和隐私保护等措施，可有效应对这些挑战，促进智慧农业技术在田间管理中广泛应用和深入发展。未来，智慧农业将朝着更加智能化、精准化、个性化方向迈进，能够根据不同地区、不同作物、不同农户需求，提供定制化田间管理解决方案。同时，其应用范围将不断拓展，不仅在大田作物栽培、设施农业等领域持续深化，还将在更多农业细分领域得到广泛应用。

参考文献

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