农业高效用水与作物综合栽培管理专家决策支持系统成果内容简介

一、技术关键、主要技术经济指标，与国内外同类技术的比较和获奖情况

　　1. 技术关键： 通过调查研究和综合分析，将近几年来对节水灌溉与作物栽培管理方面的最新研究成果加以筛选和集成，应用人工智能中的专家系统技术加以归并，以一定的知识表示形式建立知识库。通过推理，在节水灌溉高效用水及作物栽培管理方面做出专家级的智能判断与决策。它的最大特点是可代表一个专门生产领域的专家群体，对该生产领域内的实际问题提供专家们的咨询、决策意见，实现了节水灌溉高效用水与田间栽培管理技术的紧密有机结合。通过五泉试区6家定点科技示范户的田间应用与考核，结合示范区、辐射区建设与各项技术的实施，推动农业高效用水产业的发展并提供示范基地。

　　2. 主要技术经济指标，与国内外同类技术的比较：本项技术成果由四部分研究成果组成，即通用型的节水灌溉管理数据库及其管理系统；作物综合栽培管理及调控的专家系统；农业高效用水管理决策专家系统以及通用型的渠系计划用水与水量优化调配的管理决策系统。在数据库管理系统的开发方面,在技术上除对气象资料直接建立数据库外，增加了气象数据模拟生成技术模块。这对于节水灌溉预报、作物生长模拟等需要对未来时段的发展变化做出预测时，显得尤其重要。而在作物综合栽培管理及人工调控专家系统的研究与开发中，关键技术是如何将农业专家及种田能手的知识与经验以及作物栽培管理的整个过程标准化、程序化，并概化为计算机可识别并形成能象农业专家那样进行智能决策的知识库。另对农业高效用水管理决策专家系统的研究与开发，通过研究节水灌溉预报与管理决策、渠系量水技术以及地面灌溉技术与田间水量调配等节水农业中的生产实际问题，通过建立或概化为相应的计算机模拟模型并最终形成智能决策的知识库。最后在渠系计划用水与水量优化调配管理决策系统的研究与开发中，其关键技术是如何将一个非常复杂的渠系用水管理问题，一步步地加以概化，建立起相应的计算机模拟模型。

　　该项成果可实际面向农户且能切实、有效地指导农业生产管理并能提高其科技水平。除可用于田间，实际指导农民进行节水灌溉的实时预报、灌水决策及作物的田间管理外，还可具体指导一个灌区进行实际的渠系引水、配水工作。即用户只需根据人机对话提示，相续输入当地土壤类型、作物种类及土壤初始含水量，计算机即可通过推理，迅速做出什么时间灌水？灌多少水最合适？本次灌水的费用及增产效益？并可做出采用何种灌水策略最经济。即提供采用充分灌溉？还是限额灌溉的决策依据以及各主要作物各个生育阶段的人为调控的指标，以具体指导农民实施科学的节水灌溉方案及作物的综合栽培管理技术。这不仅在方法上是一个创新，而且也代表着我国农业技术今后的发展方向。因21世纪的农业科技革命，其特点是通过农业科学与信息技术的交融，以技术创新为先导，促进农业由传统的资源依附型向现化智能依附型的发达产业转化。即必须用高新技术来改造传统农业，为农业决策提供信息支持，加快农业生产知识扩散。这对于提高农业劳动者素质和农业生产力的发展具有重要作用。而且为把高新农业技术送到亿万农民手中开辟了一条崭新的途径。

　　查新结果表明，同类研究未见报道。

二、成果推广应用情况及取得的经济、社会效益

　　实施“渠灌类型区农业高效用水模式与产业化示范”工程项目二年多来，通过农业高效用水新技术的组装、集成及农业高效用水与作物综合栽培管理专家决策支持系统的推广、应用，已使灌溉水的利用系数由0.5提高到0.75以上。通过五泉试区6家定点科技户的实际调查，2001年与2000年相比：小麦单产净增735kg/hm2，增幅达12.62 %，玉米单产净增1560kg/hm2，增幅达34.44 %，粮食生产的平均水分生产效率已达1.56 kg/m3。从而使得人均年农业纯收入净增184元，增幅达36.87 %，远远高于项目区外其它同类地区的人均年农业纯收入的增长幅度。通过科技人员携带笔记本电脑，深入农户的田间地头，普及推广高新信息农业技术。同时通过不定期地举办各类技术培训班或现场示范，使高新信息农业技术逐步得到示范推广。在杨凌示范区及各乡政府与有关村组的密切配合与大力支持下，通过组织到五泉试验示范区参观学习的形式，使信息农业技术迅速在周边地区普及、推广。

三、成果推广应用前景

　　本子专题将计算机前沿技术――人工智能中的专家系统技术在农业高效用水与作物栽培管理中的应用进行了研究与开发。该专家决策支持系统可为我国北方缺水地区, 特别是西北黄土高原地区, 有限农业水资源的科学管理与田间作物栽培管理与节水灌溉决策提供科学的依据与方案。随着今后我国信息技术和网络通讯技术的日益普及，必定要开通全国的乃至各地区的农业信息网络。而本子专题的研究成果可对农业信息网络提供有关节水灌溉决策与各主要作物田间管理的咨询等项服务。因此今后应用的前景将会更加广阔，而且极具生命力。21世纪将由生物工程与信息技术占先导地位，而农业是永不衰竭的行业。农村信息网络与农业专家系统的结合，将成为中国农业现代化独具特色的创举, 并将加速缩短农业现代化与低素质农民间的差距，促进我国农业的跨越式发展。为此，研究、开发与推广、应用智能型的农业高效用水与作物综合栽培管理的专家决策支持系统，可作为“跨越”我国农民文化科技素质低和农村社会化服务体系较为薄弱的突破口，尽快迎头赶上世界知识经济与技术竞争的焦点“前沿高新技术”。特别是面对中央对西部大开发的战略部署及21世纪农业新的科技革命，智能型专家决策支持系统的推广应用将是传统农业向现代化农业转变的重要标志，也是科教兴农的重大突破，而且为把高新农业技术送到亿万农民手中开辟了一条崭新的途径。