农田环境监测篇1
1.监测平台的实际作用在现代农业科学发展的作用中，很多硬件环境在设计开发上以田间的环境检测作为主要目的，并且运用webGiS技术实现平台环境数据的即时获取，在获取过程中将环境数据和实际信息进行结合，并且将其形成可视化数据，针对这些数据能够完成综合性查询、资料统计分析、以及图表的生成。在系统使用中internet为农户、农业技术人员提供最为准确的田间环境信息，并且使用以往的统计数据进行综合性分析，使检测平台的可靠性、共享性、技术性更加的准确及时。监测平台根据实际的农业需要，形成一个高效、安全的田间监测环境，这个检测环境可以有一定的实时性以求满足环境的实时信息更新，使用者可以根据环境数据作出决策，并且使其具备准确性。使该系统能对绝大数的环境进行分析和处理，实现多用户的并发访问。我国多数地区的田间环境检测指标比较相似，所以这套系统更加适应于林业、草原等环境检测，并且通过系统的升级可以更加兼容性和可扩展性。2.监测平台的功能性田间环境检测系统是以数据采集作为主要平台基础，并且通过C/S模块进行相应的数据采集、转换、统计分析，这些功能能够使农田环境信息从整体上进行掌控。使管理员和用户都可以通过互联网直接查询田间的环境信息，并且对环境进行更好的掌控，通过种植技术的监控，使自然灾害得到控制。
二、田间环境信息监测数据采集
1.GpRS的田间信息采集通过GpRS在田间多个区域设计无线通讯模块，这些模块可以直接通过传感器来采集土壤湿度、风度、风向、降雨量等并且通过实施的田间环境监控服务器来完成资料上传。这种功能的关键技术在于，在GpRS技术的带动下通过tCp/ip方式来完成计算机和传感器之间的通讯。2.系统管理系统管理功能设置的是否合理直接影响系统运行的安全和效率。监测系统平台中系统管理主要包含用户管理、权限管理、监测点信息管理、实时采集环境数据管理等数据直接导入子模块。并且通过操作用户实现系统的权限操作，这样不仅能够提高系统的安全性，降低非法用户的访问。由于监测点可能根据具体情况采用不同的布控方式，所以系统管理中加入监测点管理一项，管理员可以定义监测点的类型、名称、地理位置等详细数据，定义要的数据在用户访问时会自动更新在地图上，使系统灵活方便。对于采集到的环境数据都是程序自动写入到数据库中，但是不一定所有的数据对于管理者或用户都有效，具有权限的管理员可以对采集来的环境数据进行增、删、改等操作。对于长时间段没有实时采集的数据，管理员可以批量导入环境数据，系统提供批量导入模板系统管理中的功能，所有系统的开发模式都是由C/S、B/S所组成这些模式只是在系统使用性上具备。3.环境数据实时显示数据的实时显示是可以对多种群体进行视觉上的显示，并且通过网络用户的自行使用可以直接利用B/S模式开发。其中数据显示形式集中两个方面，首先收集地图上的实时监测点所反映的环境关系，(风速、风向、光照度、空气温湿度、土壤温湿度、)等实测值通过网络的方式进行直接的显示，并且将环境要素确定为实时数值，并且通过图表的形式对不同种要素的变化过程进行显示。4.环境数据综合查询在进行环境数据查询的过程中地图联动和实时查询成为最为重要的查询数据，这些查巡结果被定位到地图上时，可以通过地图上的操作选择将所选区域的环境信息、空间信息等进行最为有效的整合。5.环境数据统计分析统计分析应该能够实现对任意环境要素数据的按固定时间段(年、月、日)和任意时间段的统计分析，统计项包括最大值、最小值、平均值等，结果以图表和表格形式给出，同时提供分析结果和表格下载功能。6.基本的GiS功能除了和环境信息相关联的地图操作，系统还应该提供基本的GiS功能，包括地图缩放、移动、数据输出、距离测算、面积量算、选择、查询统计以及空间定位等功能，辅助用户对田间环境信息作深入分析处理。
三、监测系统平台各功能模块实现
1.系统管理根据对不同环境中，对系统模块需要实现一定程度上的共享，尤其是不同用户管理和权限的设定中，需要不同的检测点针对信息进行管理，主要包括权限管理、监测点管理等，这些管理项目通常需要导入多个模块。系统模块是为了保证系统运行安全，并且使只有被授权的合法用户才能使用，在应用层面上来说可以防止非法用户的恶意使用。在数据管理上用户管理、监测点信息管理和实时釆集的环境数据三种环境管理数据的增加、删除等操作是独立存在的。这些操作在执行上相对简单，只需要根据相关的条件进行检测就可以进行数据的更改。同时在权限管理中可以将历史环境同时淡入子模块中，这样可以避免实现方式中的相对复杂的逻辑性。2.系统数据的快捷查询环境数据的综合查询要实现和地图联动的查询。实现对环境数据查询后根据查询结果定位到地图，将空间信息和环境信息有效的结合起来。综合查询可以实现对环境要素(空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、风速、风向、降雨量)多条件(大于、等于、小于、大于等于、小于等于、不等于、包含)查询，查询出结果以列表形式显示在查询条件下方，点击监测点编号可以定位到地图的相应监测点上，并以高亮显示。
四、结束语
农田环境监测篇2
关键词：ZigBee；无线传感器；网络嵌入式
1背景与设计方案
1.1背景和意义
我国是农业大国，截止2016年全国耕地面积继续持续在20.25亿亩，全年水田、水浇地共增加235万亩，占新增耕地面积的64.7%。同时我国还面临着水资源缺乏的局面，节约水资源同样是重中之重。影响农田作物生长的环境因素主要是土壤的温度和湿度以及二氧化碳的浓度，对这些参数进行监测，及时做出相应的措施对于农作物生长至关重要[1]。可见农田耕种和农田环境监测的重要性。农田监测等设施农业在国外的发达国家已经十分普遍，我国也正将设施农工业的步伐加强加大。所以农田监测是农业智能化的必经之路。
1.2系统总体设计方案
农田监测主要是为了提供有利于农作物生长的土壤环境，土壤的温度、湿度、pH值等是作物生长良好的保障。在北方以耐干旱的作物为主，南方主要是水稻，而北方的冬天不适合农作物生长，我们可以通过研究作物整个生长周期所需土壤条件，从而密切监测土壤环境。这样不仅可以把握农机，不错过任何一个作物生长的关键时期，就在很大程度上保证了作物的产量，并且节约了劳动力，更节省了各种资源如肥料和水。
2ZigBee技术
ZigBee技术是目前一种新兴的距离短、功耗小并且节约成本、可靠性高的双向无线通信技术。传输距离10-100m，组网方式灵活、扩展性强，通信非常可靠，主要应用于农业及工业监控、智能家居、传感器网络等领域[2]。
ZigBee传感器节点有三种功能，这三种功能是协调器、路由功能和终端节点。每个ZigBee网络中只允许有一个ZigBee协调器，负责对网络进行配置并启动所网络[3]；路由器负责信息的转发，通过它可以延展网络；终端设备可连接各种温湿度、烟雾、酸碱度等传感器模块，通过网络和监测设备进行通信。ZigBee网络拓扑结构可以是星型的、树型的或者网状型等多种拓扑结构。
3系统硬件设计
本系统是基于ZigBee的农田智能监测系统，主要监测土壤的温湿度，所以本系统包含ZigBee的温湿度监测路由协调器节点、终端节点和传感器模块组成。本系统中只设计了终端节点和协调器节点，无路由器节点，所以终端节点还需将数据转发到其他节点。
3.1协调器硬件设计
协调器节c采用CC2530芯片，CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CpU[4]，系统内可编程闪存，8-KBRam和许多其它强大的功能。CC2530休眠模式可以通过定时器实现传感器节点的休眠/唤醒调度，使其低功耗运行，节约能耗。
3.2终端节点设计
终端节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通讯模块和电源模块组成。CC2530芯片内部集成了微处理器和无线通信模块，传感器模块采用SHt10[5]。该传感器采用了CmoSens的专利技术，将温湿度传感器、a/D转换器无缝结合，使传感器具有体积小、响应速度快、接口简单等特点。
4系统软件设计
软件的实验包括协调器和终端两个部分。其中协调器节点是整个ZigBee网络的控制中心，负责网络的组件和信息路由、链路协议的管理。终端节点主要负责收集信息、并进行处理、发送等。它还兼有路由的功能，将采集的数据转发出去。同时为了节约节点能耗，当终端节点处于不收发数据状态时，一般处于休眠状态。
首先进行网络的初始化，之后传感器节点会以自组织的方式构成网络，节点对网络进行监听和等待，如果收到网络请求就为子节点分配地址，如果没收到就继续监听。节点分配地址后，接受数据并发动到相应的pC机。其流程图如图1所示。
5结束语
本系统采用CC2530模块和ZigBee协议实现的一种新型无线传感器监测系统，实现了农田土壤的温度、湿度，设计能满足基本的农田监测需要。能够为农田工作者提供清晰的土壤状态信息，同时可以结合土壤的状况和作物生长周期的需要采取相应的措施。在实际应用中，可以根据需要扩展二氧化碳浓度、土壤pH值能其他传感器，为精细化农业提出一种有效方案。
参考文献
[1]张成良.基于ZigBee的远程田间监控系统设计与研究[D].山东农业大学，2016.
[2]张慧颖.基于ZigBee和3G技术的农田环境监测系统设计[J].江苏农业科学，2015（10）：487-490.
[3]涂继辉，杨彬.基于Zigbee的农田环境监测的设计与实现[J].电子技术与软件工程，2014（06）：71-72.
[4]孙玉文.基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D].
南京农业大学，2013.
农田环境监测篇3
关键词：农场监控；无线传感网络；ZigBee；组态王
中D分类号：tn915?34；tp27文献标识码：a文章编号：1004?373X（2017）02?0137?04
abstract：anintelligentmonitoringsystemisstudied，inwhichtheZigBeewirelesssensornetworkisappliedtothefarmenvironmentmonitoring.thesystemstructure，networktopologystructureandhardwarestructureoftheZigBeewirelesssensornetworkinfarmenvironmentweredesigned.theminimumsystemofthemaincontroller，radiofrequencycircuit，powersupplycircuit，humituresensingandacquisitioncircuit，illuminationintensitysensingandacquisitioncircuit，soilmoisturesensingandacquisitioncircuit，andcommunicationdevicehardwareweredesigned.theKingViewsoftwareisusedtodesigntheuppercomputersoftwareinterfaceforfarmmonitoring.themonitoringsoftwareinterfaceisdividedaccordingtothefunctions，whichcontainsthemonitoringmaininterface，farmenvironmentreal?timedatacurveinterface，farmenvironmenthistorydatacurveinterface，farmenvironmenthistorydatareportinterfaceandfarmenvironmenthistoryalarmdatareportinterface.theexperimentalresultsshowthatthedesignhasreachedtheexpectedtarget.
Keywords：farmmonitoring；wirelesssensornetwork；ZigBee；KingView
0引言
农业从最初的原始农业发展到了传统农业，同时随着科学技术的发展现代农业已经逐渐开始替代了传统农业，成为农业未来的主要发展形式[1]。在农业生产技术逐渐发展的过程中需要实时、精确以及动态地获取田间信息。其中田间信息主要包含作物生长信息，光照强度、湿度以及空气温度等农田周围环境信息，地理位置信息以及土壤水分、电导率、pH值等土壤属性信息。应当通过无线处理、分析和传输所采集的数据，进而管理田间农业，这样对于农业生产以及农业管理有非常积极的作用[2]。
1系统总体结构
为了对农作物生长的最佳条件进行确定，需要对二氧化碳浓度、光照强度、空气温湿度、降水量、土壤养分以及土壤水分等因素进行测量，这样在调控农业生产的过程中就能够通过参考这些数据来提升经济效益、调节生长周期以及改善农作物品质。通常情况下农田具有较广的覆盖面积，但是不具有较大的地势起伏，同时农田周围具有较为空旷的环境，高压电塔以及基站等不会造成相应的干扰，所以利用无线通信技术来对农作物环境信息进行获取具有较强的实用效果[3]。
监理网关以及采集区域是整个无线传感网络的农场智能监控系统的主要组成部分。农田中ZigBee节点组成了采集区域，能够对农田环境的相关信息进行采集，进而利用节点间路由关系有效地传输数据，这样网关节点就可以获取相关的信息[4]。
农场监控传感节点的硬件结构如图1所示。
单个无线传感采集节点主要由主控芯片和各个传感电路组成，实现对农场环境的温湿度、光强度、土壤水分及pH值进行实时监测。
接收无线网络传感器所采集的信息主要通过监测网关来实现，同时对这些信息进行处理。另外区域经纬度信息也能够通过GpS模块进行测量。这样就可以对采集区域的具置进行确定，另外还能够精确地定位农田中的传感器节点[5]。
ZigBee网络拓扑结构中，星型网络主要包含多个从属设备以及一个协调器。其中网络的控制和启动由协调器来负责，协调器能够直接实现与网络内设备的通信，同时还能够通过协调器进行数据的收发。但是这种网络受到通信范围的影响，在小范围无线通信系统中应用比较广泛。
树状网中，终端设备、协调器以及若干路由节点是树状网络的主要组成部分。网络初始参数的设定以及网络的建立由协调器来负责。通过数据的转发路由节点能够对网络通信范围进行扩展，因此网络通信具有较好的同步性，能够对网络内设备的休眠进行控制以达到节省功耗的目的。由于其具有扩展性好以及网络通信范围广的特点，因此在一些大范围无线系统中应用比较广泛[6]。网状网络能够实现完全的点对点通信。信标无法在网络中定期的发送，各个网络节点之间无法同步地进行通信，另外还需要应用同步机制来对网络进行维持。但是这种网络路由选择具有多样化的特点，同时具有较广的通信范围，因此在一些比较复杂的无线通信系统中应用比较广泛。
在距离较近以及圆形分散的无线传感器网络中星型网络比较适合。树状网络在多终端节点网络中比较适合应用。多跳式路由通信在网状网络中应用比较广泛，在一些比较分散以及距离较远的无线传感器网络中应用比较广泛。因此本文使用树状拓扑网络。
ZigBee无线网络中，路由节点、协调器、终端设备为主要设备。在整个ZigBee网络中协调器发挥着非常关键的作用，是网络建立的基础。在完成初始化以后协调器就能够将网络设备中的网络地址进行分配，进而对物理通道进行确定。终端设备短地址的收回以及分配由路由节点来负责，另外还可以将网络中的数据进行转发。其中数据无法通过终端设备来转发[7]。
2ZigBee无线传感网络节点硬件系统
通信装置以及无线传感节点是系统的硬件m成部分。终端节点、路由节点以及协调器是ZigBee网络中节点的三种主要类型。采集控制模块、终端节点以及路由节点是无线传感节点的主要构成模块。GpRS通信模块以及协调器是通信装置的主要组成部分。
无线传感网络中的网络节点能够对农场的环境状态进行检测。通过网络协议能够将每个农场区域的传感节点组合成ZigBee网络，网络的主控节点为通信装置，这种路由既能够对网络结构进行维持，又作为internet和网络节点的接口，网络节点和后台服务器之间的数据传输能够通过该模块实现。
农场智能监控的无线传感网络系统硬件设计主要包括：对主控器最小系统、无线射频电路、供电电路以及传感采集电路进行设计。本文研究的农场智能监控的无线传感网络系统的节点中实验ti公司2.4GHz射频芯片CC2530作为主控芯片。
（1）主控器最小系统。CC2530最小系统的硬件电路如图2所示。最小系统电路是保证主控器正常运行最基本的电路[8]。
（2）无线射频电路。在进行无线射频电路设计时，使用巴伦电路实现双端口转换单端口从而完成天线和馈线匹配最优。无线射频匹配电路如图3所示，当需要CC2530模块向外发送数据时，差分射频端口RF_p，RF_n将数据发送至巴伦电路转换为单端信号，再由天线发射。当需要CC2530模块接收数据时，天线接收到的信号由巴伦电路进行转换并发送至RF_p，RF_n端口，完成接收[9]。
（3）供电电路。供电电路由220V交流电源供电，通过变压器、桥堆和稳压芯片Lm7812转换为供给控制器工作的12V直流电源以及供给传感采集电路的5V直流电源。5V直流电源再经过Lm1117?3.3芯片转换为供给CC2530芯片及电路工作的3.3V直流电源。
（4）温湿度传感采集。本文通过SHt10温湿度传感器采集农场环境的温湿度。如图4所示。
SHt10传感器的数据端口Data和SCK与CC2530芯片的p1_4和p1_5端口连接[10]。
（5）光照强度传感采集。本文使用光敏电阻mG45作为农场环境光强度的检测器件，光敏电阻能够将光能转换为电能，实现对光强度的检测。光强度对于农场作物生长具有重要作用，因此需要实时地对农场环境的光强度进行监测，为农作物叶面指数的监测提供数据支持。光敏电阻mG45传感器的数据端口与CC2530芯片的p0_0端口连接。如图5所示。
（6）土壤水分传感采集。本文使用SwR?2型水分传感器对土壤中水分进行实时监测。水分传感器SwR?2与CC2530芯片连接如图6所示，传感器的数据端口与CC2530芯片的p0_6和p0_7端口连接[11]。
（7）通信装置硬件。通信装置硬件的主控芯片使用LpC2368芯片，与CC2530实现数据的传输。通信装置使用华为Gtm900C无线模块作为GpRS模块。通信装置硬件结构如图7所示。
3农场监控上位机软件设计
本文使用组态王软件设计农场监控上位机软件的界面。通过功能划分监控软件界面，监控软件界面主要包括监控主界面、农场环境实时数据曲线界面、农场环境历史数据曲线界面、农场环境历史数据报表界面以及农场环境历史报警数据报表界面等[12]。监控主界面用于显示当前农场的总体概况和各个监测点的运行状况。监控主界面如图8所示。
农场环境实时数据曲线能够显示最近2h内的农场环境数据，数据监测间隔为2min。温度实时数据曲线如图9所示。光强度实时数据曲线如图10所示。
农场环境历史数据曲线界面通过调用组态王中的历史曲线控件实现，历史曲线控件能够记录农场环境历史数据并以数据曲线形式直观显示，并可对农场环境历史数据报表界面通过调用组态王中的历史报表控件实现，历史报表控件能够记录农场环境历史数据并以报表形式显示，并可对数据报表进行打印、保存以及按时间查询等。1号节点的农场环境历史数据报表如图11所示。
农场环境历史报警数据报表界面能够将组态王中的事件报警控件记录的异常报警事件以报表形式进行显示，异常报警事件通常包括无线节点信号丢失、传感节点数据超过设定的上下限值。
4结论
本文研究一种将ZigBee无线传感网络应用到农场环境监测的智能监控系统，对农场环境ZigBee无线传感网络的系统结构，网络拓扑结构以及硬件结构进行了设计。使用组态王软件设计农场监控上位机软件的界面。通过功能划分监控软件界面，监控软件界面主要包括监控主界面、农场环境实时数据曲线界面、农场环境历史数据曲线界面、农场环境历史数据报表界面以及农场环境历史报警数据报表界面等。
参考文献
[1]孙玉文.基于无线传感器网络的农田环境监测系统研究与实现[D].南京：南京农业大学，2013.
[2]刘志强.基于无线传感器网络的仓库环境监测系统设计与实现[D].长沙：国防科学技术大学，2008.
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[4]郭家.基于ZigBee网络的农田信息采集系统的设计[D].郑州：河南农业大学，2013.
[5]杜元生.基于无线传感器网络的室内环境监测系统设计与实现[D].南京：南京航空航天大学，2013.
[6]何赛.基于ZigBee的城市照明监控系统的研制[D].苏州：苏州大学，2012.
[7]郑煊，刘萌.基于ZigBee和GpRS的城市照明监控系统的设计[J].照明工程学报，2011（4）：21?25.
[8]姜男澜，陈仙云，蔡明.基于ZigBee和LabView的新型城市照明监控系统[J].中国科技信息，2014（7）：155?157.
[9]刘民静.基于ZigBee无线传感器网络的作物生长环境监控系统[D].济南：济南大学，2014.
[10]于江.基于无线传感器网络的农作物生长环境监测系统设计与实现[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014.
农田环境监测篇4
关键词：ZigBee；无线传感器；网络嵌入式
1背景与设计方案
1.1背景和意义
我国是农业大国，截止2016年全国耕地面积继续持续在20.25亿亩，全年水田、水浇地共增加235万亩，占新增耕地面积的64.7%。同时我国还面临着水资源缺乏的局面，节约水资源同样是重中之重。影响农田作物生长的环境因素主要是土壤的温度和湿度以及二氧化碳的浓度，对这些参数进行监测，及时做出相应的措施对于农作物生长至关重要[1]。可见农田耕种和农田环境监测的重要性。农田监测等设施农业在国外的发达国家已经十分普遍，我国也正将设施农工业的步伐加强加大。所以农田监测是农业智能化的必经之路。
1.2系统总体设计方案
农田监测主要是为了提供有利于农作物生长的土壤环境，土壤的温度、湿度、pH值等是作物生长良好的保障。在北方以耐干旱的作物为主，南方主要是水稻，而北方的冬天不适合农作物生长，我们可以通过研究作物整个生长周期所需土壤条件，从而密切监测土壤环境。这样不仅可以把握农机，不错过任何一个作物生长的关键时期，就在很大程度上保证了作物的产量，并且节约了劳动力，更节省了各种资源如肥料和水。
2ZigBee技术
ZigBee技术是目前一种新兴的距离短、功耗小并且节约成本、可靠性高的双向无线通信技术。传输距离10-100m，组网方式灵活、扩展性强，通信非常可靠，主要应用于农业及工业监控、智能家居、传感器网络等领域[2]。
ZigBee传感器节点有三种功能，这三种功能是协调器、路由功能和终端节点。每个ZigBee网络中只允许有一个ZigBee协调器，负责对网络进行配置并启动所网络[3]；路由器负责信息的转发，通过它可以延展网络；终端设备可连接各种温湿度、烟雾、酸碱度等传感器模块，通过网络和监测设备进行通信。ZigBee网络拓扑结构可以是星型的、树型的或者网状型等多种拓扑结构。
3系统硬件设计
本系统是基于ZigBee的农田智能监测系统，主要监测土壤的温湿度，所以本系统包含ZigBee的温湿度监测路由协调器节点、终端节点和传感器模块组成。本系统中只设计了终端节点和协调器节点，无路由器节点，所以终端节点还需将数据转发到其他节点。
3.1协调器硬件设计
协调器节點采用CC2530芯片，CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CpU[4]，系统内可编程闪存，8-KBRam和许多其它强大的功能。CC2530休眠模式可以通过定时器实现传感器节点的休眠/唤醒调度，使其低功耗运行，节约能耗。
3.2终端节点设计
终端节点通常由传感器模块、处理器模块、无线通讯模块和电源模块组成。CC2530芯片内部集成了微处理器和无线通信模块，传感器模块采用SHt10[5]。该传感器采用了CmoSens的专利技术，将温湿度传感器、a/D转换器无缝结合，使传感器具有体积小、响应速度快、接口简单等特点。
4系统软件设计
软件的实验包括协调器和终端两个部分。其中协调器节点是整个ZigBee网络的控制中心，负责网络的组件和信息路由、链路协议的管理。终端节点主要负责收集信息、并进行处理、发送等。它还兼有路由的功能，将采集的数据转发出去。同时为了节约节点能耗，当终端节点处于不收发数据状态时，一般处于休眠状态。
首先进行网络的初始化，之后传感器节点会以自组织的方式构成网络，节点对网络进行监听和等待，如果收到网络请求就为子节点分配地址，如果没收到就继续监听。节点分配地址后，接受数据并发动到相应的pC机。其流程图如图1所示。
农田环境监测篇5
1.1农业环境监测能力有限。目前，闵行区专门从事农业环境监测的工作人员不足10人，没有独立的实验室进行检测活动，且检测设备更新缓慢，有些设备明显老旧却仍在使用。
1.2农业环境监测业务单一。当前闵行农业环境监测的日常工作仅仅局限于土壤、水质及肥料样品的检测、报告编写、宣传培训等，对水土流失、作物病虫害等生态指标都未开展监测，对重大农业环境污染事故的仲裁处理、重大建设工程对农业环境的影响评价、农业清洁生产新技术的研究与基地开发等方面更是未有涉足。
2发展建议
2.1加大宣传力度，提高全民环境保护意识应利用各种传媒工具，广泛开展农业环境保护宣传，提高全民环境保护意识和自我保护意识。各级领导应充分认识到农业环境保护工作是农业工作的重要组成部分，是实现闵行区农业稳定持续发展的重要保证，从而自觉地抓好农业环保工作。
2.2加强对农业环境保护工作的领导农业主管部门应切实加强对农业环境保护工作的领导，做到一手抓经济、一手抓环境，把农业环境保护工作纳入到各级领导的议事日程上来，切实保护好闵行人民的“蓝天绿水”。
2.3加强农业环境法规建设，依法管理农业生态环境生态环境关系人民福祉，关乎子孙后代和民族未来，要顺应人民群众对美好生活环境的期待，大力加强生态文明建设和环境保护。环境安全，作为社会最基本的安全保障问题之一，已凸显在人们面前，因此，必须加强农业环境法规建设，并认真执行国家环境保护法、土地管理法、农业法、森林法、基本农田保护条例等与农业环境保护有关的法律法规，做到有法必依、执法必严、违法必究。
2.4发展生态农业，合理利用农业、工业、城市有机废弃物发展生态农业，积极开辟无害化途径推广以作物秸秆氨化、青贮为主的秸秆还田综合利用。要发展循环经济，不断开发农副产品加工业，提高农副产品利用率和附加值。在合理利用城市污水的同时，应随时掌握水质变化动态，积极采取有效的净化处理措施，减少污水对农业环境和农产品的污染，使污水资源在农业生产中发挥更大的作用。利用生活垃圾作肥料，必须经过高温发酵和无害化处理，提高肥料质量，防止杂物污染土壤和破坏农田。
2.5提高农业环境监测水平闵行区政府应进一步加大投入力度，改善办公及监测环境，添置先进的仪器设备，保证区农业环境监测具备相对完善的常规监测条件，另一方面，要提高监测人员的技术水平，定期将监测人员送到高校或相关机构进行业务培训。
农田环境监测篇6
关键词：土壤环境 检测 策略
随着近年来环境污染的加剧和各种有毒物质以及废弃污染物的增多，我国的土地环境遭受了前所未有的危害并有不断扩大的趋势。所以，建立一套完善的检测土壤环境的法律法规以及土壤环境监测规范，对于改善土质，减小土壤的污染范围，提高作物的产量和品质都具有极为重要的作用。
一、土壤环境遭到污染的现状以及发展趋势
土壤的污染物包括：无机物（酸、盐、碱和重金属）；化学肥料；放射性物质；有机农药；寄生虫、病毒、病原菌；污泥、矿渣、煤粉灰；有机废弃物。我国的土壤质量近几年来一直在下降，除了发生一些常见的沙化、盐碱化以及水土流失等生态的恶化外，还有农药等有机污染物，这些土壤污染物广泛集中在城市的工矿区、交通线路和城市近郊，越来越多的城市污染物使土壤的压力已经不堪重负。土壤环境的污染大大加剧了土地资源的短缺，尤其是在城市建设快速发展占用了大量的耕地的同时，越来越严重的土壤污染问题使得土地资源的短缺现状越来越让人担忧。
土壤的严重污染还造成了农作物的大量减产，现在的土壤污染物越来越多，仅以土地的重金属污染物为例就造成了全国粮食减产1000多万吨，间接造成的经济损失更是多达几百亿元。
严重的土地污染问题导致我国农产品的出口受到了严重影响。在经济快速发展的东部地区，在土壤中检测出的有机污染物多达60余种，而其中的将近三分之一的难降解的有机物对土壤的有毒性影响较大，导致土壤中毒性始终存在，这些有毒物质通过生物的生长过程使有毒物质进入到植物体内，导致了大批农产品在出口时受到严重影响，进而在一定程度上影响了我国农产品的出口量，从而使作物产区的经济严重受损。
土壤环境的污染也间接地影响到了人体的身体健康。一项研究表明，某些地区的疾病发病率与当地的土壤环境以及粮食的污染之间具有密切的联系。比如，粮食中的镉含量如果过多的话，就会造成人体的“骨痛病”，在一些土壤受镉污染严重的地区，使当地人们的肝脾肿大，并且癌症的发病率也比普通区的发病率高出十几倍之多。当土壤受到污染之后，土壤的微尘由于在风力的作用下漂浮在大气中，使得人们在呼吸的时候使受到污染的土壤颗粒进入到人体内，人体受土壤中污染物或有毒物质的影响而使身体的健康状况受到严重影响。另外，土壤污染也会通过生态中的物质循环和转换影响到水源，造成水源的污染，使得正常的水源不能正常饮用，通过食物链使人畜受到伤害。
当前土壤的污染呈现出日益严重的趋势，不仅逐渐地从轻度污染向重度污染转化，而且也从单一的污染逐渐向复合型的污染。有些受污染的地区不仅受到严重影响，而且有受污染地区的范围逐步扩大趋势。
二、强化土壤环境监测的策略和一些相应的技术手段
1.完善我国的有关土壤环境监测的相关规范和标准
目前我国的土壤环境正在遭受着空前的影响和破坏。不仅会严重影响到水源，会影响到大气环境，而且会影响到土地上的农作物的质量和产量，甚至会影响到人体的身体健康。但是由于我国目前有关土壤环境的检测和防范的相关政策和规范不够完善，导致了我国土壤环境的破坏越来越严重。因此，有效控制和解决土壤环境污染的当务之急就是建立一套相对完善的土壤环境监测和改善机制，并且在全国范围内建立一套统一的以宪法为基础的根本法律，各个地区也要根据各自的实际建立一套保护土壤环境的法律法规，还要建立一套关于土壤环境质量的标准，确保土壤环境的安全。
2.广泛开展有关土壤生态环境和土壤生态质量的检测
在我国，酸雨的危害较为普遍，而且对土壤的危害也较严重。现在普遍的观点是，土壤中的铝释放出来的话，就会影响植物的正常生长。所以在目前来说，只有加快建立一套我国土壤生态的检测系统，才能较为全面地反映我国土壤生态质量的状况。在我国有些地区还依然存在着大量土地使用污水灌溉，这使得土地的污染受到严重影响。因此，要尽快建立并完善一套关于我国农田土壤环境监测的机制和方法，检测项目要依据使用的污水类型来确定，并且要保证检测每年一次，从而使我国的土地能够在最短的时间内得到相应改善，确保农田的粮食产量稳定增长。
3.开展农田土壤污染监测和污染事故的土壤监测
由于我国的农田现在仍使用，所以要加快农田土壤环境监测的机制的建设，确保有规律的检测频率。此外，我国目前含铅汽油仍在使用，释放的大量有毒气体对交通比较繁忙的公路两侧的农田植物影响较大，尤其是含铅量可能会大量增加。所以，加快对道路两旁的农田植物的含铅量检测是当前较为行得通的办法和策略。对于一些突发的环境事故，对于进入到水体和大气中的污染物会很快稀释掉，而对于进入到土壤中的污染物则会保留较长的时间，并且可能会发生严重的二次污染。所以在严重的环境事故后，要加强土壤的环境监测。
4.加强土壤环境质量检测人员的培训
我们不仅要建立一套土壤环境质量检测的统一的机制和评价方法，更要加强土壤环境质量检测人员的培训和教育。要不断提高土壤环境检测人员的专业知识和土壤学以及统计学的知识水平，建立一套科学合理的培训方案和方法，使土壤环境监测人员的工作能力能够得到不断提高，从而提高我国土壤环境检测的水平。
三、结语
由于大量有机毒物以及大自然中污染物地增多，使得我国土壤的污染程度不断加深，不仅影响了水源，还影响了土地上生长的农作物的质量和产量，甚至影响人体的健康。在当前的社会环境下，我们要充分认识到我国土壤环境污染的严重程度，还要充分认识到土壤环境监测的必要性。所以在当前土壤污染的背景下，我们要积极建立土壤污染的监测和检测机制，通过完善统一的法律法规，使我国的土壤检测能力和水平不断提高，从而保障我国土壤的安全和健康。
参考文献
[1]奚旦立,孙裕生,刘秀英.环境监测[m].北京:高等教育出版社,2009.28.
[2]段智勇,付忠诚,李步年.GiS技术及其在环境保护领域中的应用[J]环境与开发,2008,(1):3031.
农田环境监测篇7
关键词：无线传感器网络；环境监测；通信协议；能耗处理
中图分类号：X17文献标识码：a文章编号：2095-1302（2015）06-00-02
0引言
金鱼养殖专业合作社的稻田养鱼基地，主要是探索稻田示范养鱼，通过改造稻田500亩，进行水产养殖。坚持粮食不减产、不破坏稻田耕作层和减少农药化肥使用量为原则，充分利用稻田“一水两用，一地两收”的有效资源，坚持把稻田渔业增产、农民增收作为稻田养鱼工作的重点，提高稻田渔业综合生产能力，开辟渔业新的经济增长点，同时向市场提供优质绿色大米，提高市场竞争力。而原先合作社在具体监测水稻和鱼群的生长环境参数，包括空气温湿度、光照强度、土壤温湿度、水质、pH值等都采用简单的仪表仪器和凭借管理者的目测或者经验来判断，既不科学，也很容易出错。因此，通过在稻田养鱼基地架构无线传感器网络来监测和控制适宜水稻和鱼群的生长环境非常迫切。
系统主要是当传感器节点接收到协调器的询问后，开始采集包括空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、pH值、水质等在内的环境传感数据，经节点汇聚进行分类汇总后通过基站、网关节点等通信设施将数据发送到用户终端，系统总体架构如图1所示。
1系统总体架构设计
构建了一个适用于稻田养鱼基地环境监测的无线传感器网络系统，应用基于wSn系统，可以实现稻田养鱼基地内水稻与鱼群生长环境的自动监测、远程传输、数据采集与处理。系统总架构包括五层，分别是数据感知层、wSn网络层、采集汇聚层、中央服务层以及应用决策层，如图2所示。
2硬件系统设计
硬件系统包括传感器节点、汇聚节点、网关节点、数据服务器以及上位pC机等。当传感器节点接收到协调器的询问后，开始采集包括温度、湿度、光照度等在内的环境传感数据，通过汇聚节点进行分类汇总后将数据通过网关节点发送到用户终端，实现用户足不出户，便可及时看到监测环境的实时值及变化曲线，了解环境状况。并且可以制定出相应的最优水稻种植和鱼群养殖方案。
图1稻田养鱼环境监测系统架构图
图2基于wSn的环境监测系统总体架构设计
3软件系统设计
（1）传感器节点的软件设计
传感器节点的主要任务是通过无线传输方式将采集到的温湿度数据送到其父节点。节点完成对传感器和协议栈的初始化之后，再对协议栈进行初始化，寻找合适的网络，发送加入网络请求，得到确认后，对是否接收到网关节点的测控命令进行选择，如果接收到则对传感器采集到的数据进行处理和向网关发送，如果不是则进入休眠状态，等待定时器唤醒。收到唤醒指令后，开始通过传感器采集温湿度信息，并将它上传其父节点。如图3所示。
图3传感器节点的软件流程
（2）监测软件设计
通过传输通信接收节点数据，并利用监测软件以数据和图表的方式显示出监测区域的环境信息，随时在线查阅分析监测到的数据，简便实用。软件系统主要包含实时监测和数据管理两部分。实时监测主要包括监测参数配置、数据接收、数据处理以及网络拓扑。数据管理部分包括数据查询、数据显示以及数据报警三块，如图4所示。
图4软件系统结构图
（3）数据传输控制
系统数据传输及流程：通过数据感知层的传感器节点采集稻田养鱼基地的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、水质状况以及pH值等参数，通过无线传感器网络传输实时数据显示至监测屏幕，同时通过系统来对稻田养鱼生产环境的各种参数进行控制，把数据上传至系统数据库，系统管理员或者其他用户可以通过互联网远程查询相关数据，具体的系统数据流向如图5所示。
图5系统数据流向图
通过无线传感器网络系统总体架构设计，合作社的负责人可以通过该系统掌握监测区域的第一手资料，及时分析并制定出相应环境解决方案。环境信息监测涉及的范围较广，监测的环境参数主要包括空气温度湿度、光照强度、土壤温湿度、水质和pH值等。
4结语
本文通过在稻田养鱼基地架构无线传感器网络监测系统来实现对基地水稻生长环境和鱼群生活环境的有效、实时监测和预警，该系统通过感知层、传输层和应用层的设计，实现了稻田养鱼的科学化、智能化，具有一定的指导和借鉴意义。
参考文献
[1]孙利民，李建中，陈渝，等.无线传感器网络[m].北京：清华大学出版社，2005.
[2]杜晓通.无线传感器网络技术与工程应用[m].北京：机械工业出版社，2010.
[3]张少军.无线传感器网络技术及应用[m].北京：中国电力出版社，2009.
农田环境监测篇8
关键词:精细农业 遥感技术 全球定位系统 地理信息系统
0引言
“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异，避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言，就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位；利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库，并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息；在获取上述信息的基础上，利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控，合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施，以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GpS)、地理信息系统(GiS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术，对大田农作物生产和畜牧生产实施监控，从而提高作物和畜牧产量和质量，最大限度地保护生态环境，保证农业的可持续发展。
1国内外“精细农业”技术的应用情况
1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测，农作物生长状况的监测和产量预测，灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测，农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代，由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GpS)和地理信息系统(GiS)的应用，进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度，所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用，有的就装在收获机械上。
目前，在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GiS和GpS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等)，同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥，农场主从中可能获得巨大的经济效益。
另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem)，其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖，田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取，并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。
1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国，农业生产的自然条件十分复杂，自然灾害频繁，因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。
我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初，山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。
1984-1986年，我国在京、津、冀地区，进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验，取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92％和95％。
可见，我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面
2“精细农业”的技术思想
精细农业其核心思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析，确定影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控，以充分利用资源，实现最经济、最合理的投入，获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注，首先是因为它能显著提高产量，提高耕地资源利用潜力和保护环境；其次，是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围，它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式，其影响更是深远的。
3精细农业的技术构成
3.1GpS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统，它可提供连续、定位和原子时钟信息。
3.2GiS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件的支持下，对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究，并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力；具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力，可为宏观决策管理服务；能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GiS用于精细农业中，可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。
3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译，获得所研究区域内有关信息，具有宏观、快速、动态等特点。
不同含水量的土壤具有不同的地表温度，因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线，所以结合研究区域内抽样调查的资料和GiS数据库，并依靠有关的专业基础知识，利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。
农田环境监测篇9
1•1农业资源环境
杭州的地貌类别多样,西部崇山峻岭起伏,中部丘陵河谷相间,东部水网平原广阔,构成了“八山半水分半田”的地形格局。2006年底,全市有耕地面积18万hm2,其中水田15.47万hm2,旱地2.53万hm2。杭州属亚热带季风性气候,光温同步,雨热同季,四季分明,温和湿润,光照充足,雨量充沛。
1.2农业生态环境
杭州市委市政府十分注重环境建设,始终坚持“环境立市”的方针,明确提出了“建设生态市,打造绿色杭州”的发展战略。农业生态环境建设是生态市建设的重要组成部分和支撑,市委市政府出台了一系列政策,从政策指导、资金投入等方面关心支持农业生态环境建设。近年来,杭州市积极开展农业废弃物的综合利用,推广病虫无害化治理技术,大力提倡科学使用农药、化肥,尤其提倡使用生物农药和有机复合肥料,并不断加强对农业环境执法监管力度,在禁止秸秆焚烧,实现秸秆综合利用;实施沃土工程,推广平衡配方施肥;开展土壤肥力监测和化肥、农药污染防治监测;实现老城区畜禽限养禁养,整治沼溪鸭子放养;探索生态种养模式,实现资源循环利用和开展“千村整治,百村示范”等方面取得了显著的成效。
1.3农业设施环境
随着杭州都市农业建设的推进,生态公益林、清水河道、农民饮用水、农村沼气等建设迅速发展,村容村貌得到改善,创造了良好的农村人居环境。农业机械化迎来了新的春天。到2006年底,全市农业机械总动力达300.83万千瓦,拥有各类农机具60.13万台(套),各类新增的农机具,充分注意了农机与农艺的配套,实现了机械化和半机械化。中低产田改造成效显著。1997年至2006年底,全市共改造中低产田6.67余万hm2,其中市级示范方1.65万hm2,通过中低产田改造,将原来高低不平杂草丛生的贫瘠土地改造成优质高产良田。农田性能明显提高,示范方内速效氮、磷、钾分别比改造前增长16.2%、25.5%和10.2%,土壤地力等级提高,复种指数从139%提高到178%。农业设施栽培面积迅速扩大。据不完全统计,全市以钢管大棚和智能大棚为主的设施农业面积已达0.87万hm2,与设施农业相配套的工厂化育秧、节水灌溉、大棚中耕机械等农机及农艺新技术有新的突破。农业设施环境的改善和提高,促进了标准农田建设,全市已建成标准农田11万hm2,较大地改善了农业设施环境。
2杭州农业环境安全的制约因素
杭州市在农业环境安全方面做了大量的工作,取得了长足的进展,但纵观农业环境安全整体情况,形势依然不容乐观,既有面上的问题,又有深层次的矛盾。一是农业资源贫乏,土地后备资源严重不足。2006年,杭州农村人均耕地面积仅0.04hm2,低于全国、全省平均水平,而且地块较小,随着杭州城市化与工业化进程加快,耕地面积将进一步减少。据国土部门调查,杭州市土地后备资源严重不足,可以开垦为耕地的后备资源则更少。二是生态环境恶化没有得到根本的遏制。长期以来,农业自然资源处于高负荷运行状态,不仅自然资源生态性能得不到恢复和提高,而且为了保持粮食等农产品的稳定增产,不得不增施化肥、农药等不利于改善环境的农业投入品。据土肥部门调查,杭州市化肥农药使用量均高于全国平均水平,导致农田整体隐患严重,铜、镉、铅、锌等重金属及有害元素富集,而速效磷、钾等却低于临界值。种养业的发展,尤其是养殖业的发展与防止农业面源污染发生了较大的矛盾。同时,随着工业化进程的加快和人口的增长,生产和生活废弃物不断增加,点源污染、面源污染、立体污染并存。据气象部门的资料显示,杭州是全国三大酸雨城市之一,年降水平均pH值小于5.0,市区酸雨率自1992年以来一直处于增加的趋势。三是农业设施建设滞后。杭州市的大多数农田水利设施建于上世纪60、70年代,农村实现联产承包以后田块变小,农田水利设施长年失修,基础老化,加之城市化、工业化进程的推进,土地使用性质变更,导致大田排灌设施破坏。四是设施种养业比重偏低。全市大棚等设施种养面积仅占耕地总面积的4.8%,远远低于发达国家的水平。
3确保杭州农业环境安全的对策措施
3.1以政策保障农业环境安全
3.1.1制定农业环境污染综合防治规划要抓紧制定农业环境污染综合防治规划,确立农业立体污染综合治理目标和阶段性、区域性、流域性治理目标,并将其与城市总体规划、土地利用规划、都市农业建设规划有机衔接起来,使污染综合防治规划真正落到实处。要设立覆盖全市的农业污染观察点(站),掌握全区域污染的实际状况和变动趋向、主要污染源种类和变量,及时阻断和调控污染源。
3.1.2切实保护耕地要以“尊重农民土地财产权利”为指导思想,逐步改革现行的征地制度,进一步规范征地行为,以有效保护农民土地权益,从而实现城乡土地市场一体化。要坚决贯彻执行《中华人民共和国土地管理法》,严格控制非农建设用地,做到用地和造地相结合,尽可能节约用地、少用地、用杂地,坚决守住基本农田这条红线,绝不能以牺牲农业和破坏生态平衡来换取城市现代化和农村城市化,做到建城和建农两不误。
3.1.3构建农业环境生态补偿机制要着重研究自然生态环境补偿和污染受害者补偿的方法,制定不同污染种类、污染程度、损害程度的经济补偿标准。与此同时,要制定补偿的具体操作规程予以配套,真正落实农业环境补偿机制。要加强对农业污染源的源头防控,对环境污染风险大的生产企业和部门,实行环境污染抵押金制度,尽量做到防患于未然。要积极鼓励和扶持发展生态农业、生态牧业以及有利于生态良性循环的沼气、有机肥、生物农药等项目。
3.1.4建立以绿色GDp为主要内容的国民经济核算体系要逐步建立起以绿色GDp为主要内容的国民经济核算体系,引导人们从单纯追求经济增长逐步转到注重经济、社会、环境、安全的协调发展上来。建立生态约束机制,通过行政和法律手段,坚决遏制以牺牲资源环境、破坏农业安全为代价的污染企业、污染产业的发展。
3.1.5加快新农村建设步伐要加大对新农村建设力度,进一步优化农村环境。要结合“千村整治、百村示范”工程,把生态公益林、清水河道、农民饮用水和生态家园建设统筹整合起来。一是搞好农村生活基础设施建设。进村道路和村内主干道基本实现硬化;河道通畅整洁;设有基础的卫生设施;农户新建房要按标准配套三格式无害化厕所;有符合用水量要求的水源,自来水入户率要达到100%。二是集中整治环境卫生。全面清理公路沿线、河道两侧、街道里弄及房前屋后的垃圾与露天粪便池、简陋茅厕,并建立健全卫生管理和清扫保洁制度,生活垃圾的清运率要达到100%。三是要积极改造农村老式炉灶,推广沼气和太阳能等农村清洁能源。
3.2以法律法规规范监督农业环境安全
3.2.1抓紧制定农业环境保护的专项法律法规虽然,我国的《环境保护法》、《农业法》等法律法规对农业环境作了某些原则性的规定,但存在操作上的问题。为此,要抓紧制定完整、具体、针对性强的农业环境保护专项法律法规。要充分利用杭州市副省级城市有部分立法权的优势,加紧制定杭州地方性农业环境保护法规和行政规章。由于影响农业环境既有来自农业生产内部的,也有来自外部的活动,因此,笔者认为,农业环境保护法的调整对象应是与农业有关的生产、建设、开发、科研和其他活动中所产生的各种社会关系,使其有较大的涵盖面和较强的可操作性。
3.2.2努力完善和实施农业环境标准目前,我国已制定和颁发了一些环境方面的标准,主要有《渔业水质标准》、《农田灌溉水质标准》、《农药安全使用标准》、《农用污泥中污染物控制标准》等。但标准的实施力度不够。笔者认为,要根据杭州都市农业建设、新农村建设和生活品质之城建设的要求,努力完善和实施农业环境标准。一是增加标准中的强制性指标,以增强农业环境保护的刚性。二是对原先制定标准中的一些不适应当前技术、经济发展水平和保护农业环境需要的,要及时进行修订和完善。三是还要根据实际需要,加快制定《农田大气质量标准》等。
3.2.3依法强化对农业环境的全程监管要依据现有的法律法规,强化对农业环境全程监管。首先要加强对农田环境的监管。严格控制工业“三废”和城市生活垃圾对农田环境的污染,建立农产品产地环境普查和定点监测制度。第二要加强对农业投入品的监管。坚持控制与治理并举、农艺与工程结合,严格控制农业投入品。第三要加强动植物疫病的监控。坚持“预防为主,综合治理的方针”,加强动植物防控体系建设。要组建杭州市动植物疫病预防控制中心,开展动植物疫情监测、疫情预防与控制、疫情收集与报告、疫情评估等业务,提升动植物疫病防控能力;要建设无规定动物疫病区,全市要尽快达到免疫无规定动物疫病控制标准,控制规定动物疫病的发生,消灭或基本消灭重大动物疫病。
3.3以科技促进农业环境安全
3.3.1加强对工业污染的控制首先要通过体制创新和科技创新,运用先进的科学技术对旧的生产工艺和设备进行彻底的改造,对一些初级产品进行深加工和精加工,加快下游产品的开发,提升传统工业的内质,使其尽快成为新的生态工业的组成部分。其次要大力发展生态工业,要模拟生态系统功能,建立起相当于生态系统的“生产者、消费者、还原者”的生态工业链,实现低消耗、低污染或无污染、工业发展与生态环境相协调的目标。再次要建立生态工业园区,要结合城区的扩容提质,积极配套规划和建设生态工业园区,使工业由分散布局向集中布局转变,扶持一批科技和生态含量高、效益好的生态工业项目,淘汰和取缔高能耗高污染生产项目和地下作坊,从源头上控制工业污染。
3.3.2加强病虫无害化治理要加快高效低毒农药的研制和开发,全面实施农作物病虫草鼠综合防治技术和无害化处理技术,积极推广应用生物农药,充分利用有关生物代谢产物防治病虫害,保护天敌,达到以虫治虫、以菌治病的效果;要充分利用害虫的趋性、栖息和动物习性,采用杀虫灯、性诱杀等物理防治措施,减少化学防治的次数和强度。要掌握农膜、秸秆等在生产过程中的走向,努力提高农膜的回收率和秸秆的综合利用率。
3.3.3加强对养殖业污染的整治要遵照生态农业和生态市建设的要求发展畜牧业,严格执行市政府关于畜禽禁、限养的规定,要积极发展生态循环型养殖,大力推广农畜结合的“五园”(菜园、茶园、果园、竹园、林园)养殖、猪—沼—果循环养殖和水产品健康养殖模式,落实休渔禁渔制度。实施生化和厌氧等设施治理,对畜禽粪便进行综合开发,制成有机肥料。要积极改进畜禽饲养方式,通过营养调控降低畜禽排泄物对环境的污染程度。
农田环境监测篇10
关键词：农田土壤;蔬菜安全;检测
abstract:soilasanaturalresource,isthesourceofvegetablelifesupportsystem.Goodsoilenvironmentcanprovidepeoplethesafetyofvegetables.Butthepresentfarmlandsoilqualitydeclined,vegetablesafetyisthreatened.therefore,thisarticlesummarizedourcountryaboutthepollutionofsoilsandvegetables,aswellasinthemanagementofresearchachievements,andonthefutureofvegetablesafetydevelopmentandputforwardsomeconstructivesuggestions.
Keywords:soil;vegetable;detection
中图分类号：te991.3文献标识码：a文章编号：
随着人们生活水平的提高和消费意识的变化，农产品质量安全问题，尤其是蔬菜农药残留超标、重金属含量超标、化肥使用过量等问题成为目前人们普遍关注的热点问题。土壤是人类蔬菜生产的物质源泉和基础，而今，农田土壤存在不同程度的有机物、重金属、化肥等污染，进而污染蔬菜，蔬菜中有毒有害物质通过食物链进入人体，给人类身体健康带来潜在的危害。自2003年8月底中央电视台披露“张北事件”后，引起全国各城市的一场“恐慌”，北京、上海、南京、武汉等城市纷纷加强对蔬菜安全的检测。为了切实解决蔬菜安全问题，让人们吃上放心菜，本文综述了近年我国农田土壤污染状况，以及在蔬菜污染、管理方面取得的研究成果，试图为我国蔬菜安全生产提供一定的科学依据。
1.农田土壤质量现状
1.1土壤污染物及其来源
土壤污染物指进入土壤并影响土壤正常作用的物质，即会改变土壤的成分、降低农作物的数量或质量，有害于人体健康的那些物质。土壤污染物种类繁多，根据污染物的性质不同,大致可分为有机污染物、重金属、放射性物质、化学肥料和病原微生物[1]。这些污染物主要是由污水、废气、固体废物、农药和化肥等带进土壤并积累导致。
1.2农田土壤污染现状
我国农田土壤遭受有机物、重金属和化肥等污染物质的污染较为严重。据调查，我国农田受有机污染物（农药、多环芳烃等）污染的面积已达3600万hm2，其中农药污染面积约1600万hm2[2]。农药是毒性高、环境释放率大、影响面广的有机污染物，在有效防治病虫草危害的同时也污染环境和农产品。农药在土壤环境中的行为归宿,主要是迁移、滞留、转化。化学农药施于农田后，约有40%-60%落入土壤中[3]。农药产品品种繁多，主要有有机磷类、除虫菊酯类、氨基甲酸酯类类、有机氯类等杀虫剂,其中有机氯类杀虫剂如六六六、滴滴涕等属高残毒农药,我国于20世纪80年代初已经停止使用,总体上有机氯农药对耕地污染趋于缓和，但仍有污染超标的情况[4,5]。还有一类惰性较强的有毒有机污染物，即多环芳烃（polycyclicaromaticHydrocarbons,paHs)存在于我国农业土壤中。在土壤中,paHs将发生一系列的物理、化学和生物行为,其中有一部分会长期存在于土壤环境中,进而对环境产生长期和深远的影响[6]。20世纪70年代以来的工作表明，我国土壤系统受paHs污染已从ug/kg量级上升到mg/kg量级，其检出率也从20%到80%以上[7]。
据报道,目前我国受Cd、as、Cr、pb等重金属污染的耕地面积近2000万hm2,约占总耕地面积的1/5。农田中重金属污染主要来自“三废”排放、污水灌溉、有机肥料与磷肥的大量施用，及大气污染颗粒的沉降等，其中工业“三废”污染耕地1000万hm2,污水灌溉的农田面积已达330多万hm2[8]。目前，我国由于污水灌溉引起的重金属污染已经在许多地方发生。如广州市和邯郸市菜地土壤由于污水灌溉使土壤中的重金属含量增大[10,11]。再如沈阳张士灌区的农田土壤，在污水灌溉停止十余年后仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染，其中Cd污染最严重[9]。
化肥的投入在短期内可以使作物增加产量,但施用过量会使土壤的生产能力和农产品品质都下降。目前，我国化肥施用量已严重超过发达国家制订的化肥施用安全上限（即22kg/hm2），1992年和1995年每公顷化肥施用量分别已达265kg和289kg，超过安全标准10倍以上[12]。有试验表明:施入土壤的氮肥超量会造成硝酸盐积累，土壤中硝酸盐通过食物链危害人体健康[13]。另外，硝酸根在还原条件下还有可能被还原为亚硝酸根，亚硝酸根可进一步转变为致癌物质亚硝胺，造成土壤亚硝酸盐污染[14]。
2.蔬菜质量安全性的现状
2.1蔬菜的化学污染严重
近几年来我国蔬菜污染问题严重，其中化学农药、重金属、化肥和硝酸盐的污染最为突出。
2.1.1化学农药污染
在蔬菜生产过程中，通过使用化学农药防治病虫害，保证蔬菜的高产和稳产。但与此同时，蔬菜产品遭受着严重的化学农药污染。目前，化学农药污染问题在我国受到广泛的关注和重视。
崔磊[15]利用气相色谱法检测鞍山市郊蔬菜中有机磷农药残留量，结果检出率为48.4%，超标率为27.4%。在157个蔬菜样品中，蔬菜大棚黄瓜中有机磷农药污染最重，检出率高达100%，超标率达60%。
何华等[16]对乌鲁木齐市市售近千份蔬菜样品的进行检测，发现蔬菜污染状况以对硫磷为最重,超标率高达31.36%。
张秋平等[17]对珠海市2004-2006年市售蔬菜进行有机磷农药残留监测,结果表明检出率为33.33%,超标率为28.21%,以甲胺磷检出率最高,禁用高毒农药占检出农药总数的61.54%,无季节性差异,市区集贸市场所售蔬菜有机磷农药残留超标率高于郊区,叶类蔬菜有机磷农药残留超标率高于其它类蔬菜。
宋云华等[18]利用酶抑制法对玉溪市2002-2005年间21个主要蔬菜集贸市场的蔬菜样品进行农药残留检测,抽检样品中平均残留超标率为6.45%,且超标率呈逐年上升趋势。
2.1.2重金属污染
随着工业“三废”的排放，及农药、化肥的大量使用，蔬菜重金属污染较为严重。我国南方地区因气候温暖、雨水充沛成为我国蔬菜的主产区之一。但目前，在南方不同地区蔬菜污染情况不同。如对广州市黄埔区主要蔬菜来源超市和市场的12种蔬菜89个样品的可食部分中重金属含量进行测试分析,结果pb和Hg是黄埔区蔬菜的主要污染元素,超标率分别为23.50%和16.0%。as、Cd和Cu的含量虽然都较低,但还潜存污染风险[19]。从湖南省湘江中下游衡阳-长沙段沿岸采集到48个蔬菜样品,这些样品中as、Cd、pb含量均较高，超标率分别为95.8%、68.8%和95.8%[20]。在贵阳市6个蔬菜生产基地上采集的108个叶菜类蔬菜样品中，大白菜、莴苣和芹菜均受到pb、Hg、as的污染，其中pb、as最严重[21]。
许多学者对我国北方郊区、蔬菜基地中蔬菜重金属污染也做了大量的研究。李海华等对郑州市近郊蔬菜生产基地29种常见蔬菜中的重金属Cu,Cr,pb,Cd的含量进行调查分析，结果表明，蔬菜的重金属综合污染指数大部分高于3.0，污染比较严重[22]。为了摸清山西农业大学主要食用蔬菜重金属污染状况,马祥爱等[23]对菜市内6个摊位5种蔬菜30个样品的可食部分中重金属元素进行分析研究，结果发现铅和汞是农大菜市场蔬菜中的主要污染元素,超标率分别为53.3%和16.7%。
2.1.3化肥与硝酸盐污染
化肥对蔬菜生产影响最大的是氮肥，氮肥施用过多造成蔬菜的品质和耐贮性下降。氮肥分解过程中产生的硝酸盐、亚硝酸盐等致病、致癌物质，在蔬菜中积累并通过食物链影响人体健康。由一些文献报道可知，我国大部分地区蔬菜中化肥与硝酸盐污染已相当严重。无论是沿海地区还是内陆，叶菜类和根菜类蔬菜中硝酸盐含量超标最严重[24-27]，厦门、广东省6个典型地区、长沙、哈尔滨四地区叶菜类蔬菜中硝酸盐含量分别已达1019mg/kg、3180mg/kg、3130mg/kg、3432mg/kg，根菜类蔬菜中硝酸盐含量于厦门、长沙、哈尔滨三城市分别为669mg/kg、1682mg/kg、2107mg/kg。
2.2蔬菜质量安全生产与管理现状
2.2.1蔬菜质量安全标准体系的建设
“民以食为天，食以安为先”。在国外发达国家，无公害农产品已成为最基本的要求和最低的限制性标准。我国国家农业部、省、市、自治区针对日益增多的食品中毒问题，制定了一系列蔬菜质量安全标准，对蔬菜安全生产起了积极作用。最近几年，通过对蔬菜安全生产的逐步重视，蔬菜质量标准得到了进一步的规范。目前，国家农业部已颁布了13蔬菜产品标准，其中白菜类蔬菜、茄果类蔬菜和甘蓝类蔬菜，其余是单个蔬菜如韭菜、芹菜、黄瓜等标准。另外，还制定了无公害蔬菜产地环境质量标准及农药安全使用标准。我国各个省、市、自治区根据当地情况，在参照国家标准的基础上出台了一些标准，如浙江省和天津市制定的无公害蔬菜系列标准包括产地环境质量标准、生产技术规程和产品质量标准。不同行业也制定了自己的行业标准，一般而言，先实行行业标准，其次是省、市、自治区标准，最后才考虑国家标准。
2.2.2蔬菜质量安全的管理现状
通过多年的蔬菜质量建设，我国已拥有一大批的无公害蔬菜、绿色蔬菜生产基地。要稳定和提高这些基地的环境条件、产品质量，国家许多地方建立了蔬菜质量检测管理体系并取得了显著的成绩。
浙江省已建立了省、市、县三级蔬菜质量检测管理网,加大了对基地、菜市等生产、流通源头的监督管理，而且管理成效显著。据浙江省农药检定管理所1998-2002年对全省主要城市的蔬菜农药超标率的检测,1998年为48.15%，到2002年便下降到13.07%；其中甲胺磷在蔬菜上最高残留量已由40.12mg/kg降为2002年的0.573mg/kg[28]。
上海市浦东新区高行镇通过落实科学创新、因地制宜、人性化的监管措施，在2004年时全镇上市蔬菜的农残检测合格率都达100%[29]。
江苏昆山市通过一手抓生产源头的管理,一手抓流通市场的质量监控,严把蔬菜安全准入关,取得了较好成效。2006年,该市对196870批(次)蔬菜的农药残留超标进行检测,发现其超标率占0.36%,同比下降0.37个百分点[30]。
3.蔬菜质量安全的检测
蔬菜是人们饮食生活中不可缺少的食物，其质量安全问题已成为当今人们谈论的主要话题。因而必须采取科学的、现代化的检测手段，按照蔬菜质量安全标准对蔬菜质量进行检测。
首先，对蔬菜产地环境进行监测和检测，以保证种植地的环境达标，进而保证消费者食用的是健康安全蔬菜。其监测与检测项目具体包括：⑴环境空气质量，主要监测和检测空气中的有害成分，如二氧化硫、氟化物、一氧化碳等；⑵灌溉水质量，重点检测pH、氰化物、重金属；⑶土壤环境质量监测和检测，重点为重金属。
其次，监测和检测农业投入品，即要对化肥和农药种类进行控制，必须严格按照标准中规定的限量、种类进行控制。
除此之外，还要对蔬菜产品质量进行检测。其检测内容有农药残留、化肥残留、重金属、卫生指标等。
4.建议与展望
我国农田土壤和蔬菜污染日益严重，对这方面的相关研究报道较多。针对此种情况，建议今后应加强以下几方面的工作：
⑴结合农业土壤污染特点，采取科学、有效的防治治理措施以改善受污染的土壤。由于土壤污染使经济蒙受损失、蔬菜品质不断下降，而且人体健康受到威胁，但其治理较难，因而，需研究探索出一种成本低而且简单又快速、环保的技术，以治理受污染的农田土壤。
⑵加大在生物农药研究方面的科技投入。
⑶加快对长效肥、缓效肥等低污染、低消耗肥料的研究开发。
⑷继续推广建立蔬菜安全质量追溯系统。为从源头抓质量，实施蔬菜市场准人制、标识制和召回制，一旦发现蔬菜质量问题，可根据相关信息追根溯源,使生产者无法在同行业中立足，并且能满足消费者的知情权和选择权。
⑸加快各类蔬菜标准制定进程，对蔬菜实行标准化生产，同时加强蔬菜质量监测和检测。因而，人们应当把眼光移向可持续发展的角度，注重蔬菜生产过程的质量，从而保障蔬菜尽快成为直接上市的“免检”品。
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