精准农业对生态环境的影响

随着人口数量的不断增加和城市化的加剧,需要从不断减少的土地上生产出更多的食物,因此进一步提高农业生产力,实现农业生产的投入和产出最优化,同时减少农业耕作对生态环境的影响变得越来越重要。那么随着农业技术的不断更新,精准农业对于生态环境的影响有什么改变呢?

1.水肥方面的精准应用

水肥是农业生产的关键,施肥和灌溉对全球粮食增产的贡献比例达70%,但传统农业没有考虑田间的异质性,按照统一的标准进行灌水和施肥,使部分田块水肥过剩,生态环境受到影响;部分田块水肥缺乏,作物产量难以保证。

精准农业依靠信息技术和GPS技术发现、分析和管理田间植物和土壤的时空变异,并进行水肥变量投入。水肥精准管理的生态环境效益主要来自两方面,一是在作物需要的时间和地点施用,节省水肥施用量;二是提高作物的水肥料利用效率,减少损失。精准灌溉技术能及时、准确、定量的匹配植物对水的需求,减少不必要的径流、渗漏和蒸发损失,同时降低土壤氮素损失和地下水盐分。

2.精准施氮技术

传统农业中氮肥的大量应用导致水中大量生物死亡,肥料中营养物质和微生物形成的NO3进入地下水,造成地下水污染。施用氮肥大大加强了空气污染.主要的污染物是NH3的挥发,反硝过程中生成的NO,NO2等。

精准施氮技术已经在农作物上被广泛应用。对于减少氮肥投入、提高氮素利用效率和生态环境效益具有重要作用。养分精准管理不仅能够有效地降低土壤磷从农田进入水体的可能性,还能减少土壤温室气体排放,降低农田的全球增温趋势。

3. 病虫草害方面的精准管理

传统农业为了提高产量,对于病虫草害的应对是大量使用农药、使用剧毒农药,这样不仅对空气、土壤造成破坏,而且农药残留也大大的影响了农产品的安全问题。

变量喷药技术能根据田块中农作物病虫草害的发生情况,进行准确喷药,减少农药利用,同时提高农药的利用率,降低了经济投入和对环境的污染。变量施药技术还能降低杂草的抗药性,降低水体和土壤沉积物中农药含量的10%和24%。

4. 土壤方面的精准运用

传统农业的长期高强度和高频度的人为耕作,会破坏表土层,将土壤覆盖物埋藏土中,破坏了土壤结构,导致土壤养分失衡、土壤板结、土壤酸化、有害物质积累、微生物种群和功能多样性衰退等,严重影响土壤生态系统的稳定性及其功能的发挥。若不能得到有效控制和恢复,将会对土壤生态系统造成严重损害。

水肥一体化技术可以降低土壤容重,增加孔隙度,进而使土壤微生物的活性增强,这样可以减少养分的流失。微生物活性的增加可以提高土壤次生盐渍的含量,而土壤次生盐渍具有高水位大流量的运行特点,这样可以使灌水周期缩短,减少输水损失,提高水利用系数,使灌区作物灌水在生育期,大大提高了作物的产量。

2019年中央一号文件中指出“实施数字乡村战略,深入推进“互联网+农业”,扩大农业物联网示范应用,加强国家数字农业农村系统建设”,农业振兴就要插上科技的翅膀,依靠科技的力量。相信在国家和政府的支持下,数字农业的发展将要迈向新的征程。

素材来源中国农业科技导报,图片来源于网络

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