第一課、精準農(nóng)業(yè)的概念

　　精準農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的、根據(jù)空間變異定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標，進行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學管理”，調(diào)動土壤生產(chǎn)力，以**少的或**節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。精準農(nóng)業(yè)由十個系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)。其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS），可以說是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準農(nóng)業(yè)并不過分強調(diào)高產(chǎn)，而主要強調(diào)效益。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代，是21世紀農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。

　　精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史

　　海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展，使得精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系廣泛運用于生產(chǎn)實踐成為可能。1993-1994年，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)思想首先在美國明尼蘇達州的兩個農(nóng)場進行試驗。結(jié)果用GPS指導施肥的產(chǎn)量比傳統(tǒng)平衡施肥的產(chǎn)量提高30%左右，而且減少了化肥施用總量，經(jīng)濟效益大大提高。精準農(nóng)業(yè)的試驗成功，使得其技術(shù)思想得到了廣泛發(fā)展。

　　近五年來，世界上每年都舉辦相當規(guī)模的“國際精細農(nóng)作學術(shù)研討會”和有關裝備技術(shù)產(chǎn)品展覽會，已有上千篇關于精細農(nóng)作的專題學術(shù)報告和研究成果見諸于重要國際學術(shù)會議或?qū)I(yè)刊物。在萬維網(wǎng)上設有多個專題網(wǎng)址，可及時檢索到有關精細農(nóng)作研究的**新信息。美、英、澳、加、德等國的一些著名大學相繼設立了精細農(nóng)作研究中心，開設了有關博士、碩士的培訓課程。在發(fā)達國家，精細農(nóng)作技術(shù)體系已實驗應用于小麥、玉米、大豆、甜菜和土豆的生產(chǎn)管理上。1995年美國約有5%的作物面積不同程度的應用了精細農(nóng)作技術(shù)，近年來又有了更為迅速的發(fā)展。在美、加、澳、歐等國，精準農(nóng)業(yè)的實驗研究以涉及小麥、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生產(chǎn)。不僅發(fā)達國家對精細農(nóng)作的技術(shù)實踐非常重視，巴西、馬來西亞等國亦已開始了試驗示范應用。

　　精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的實踐與發(fā)展，已經(jīng)引起一些國家科技決策部門的高度重視。美國國家研究委員會（NationalResearchCouncil）為此專門立項對有關發(fā)展戰(zhàn)略進行研究，經(jīng)過由美國科學院、美國工程院院士組織評估，于1997年發(fā)表了一份“PrecisionAgricultureinthe21stCentury---GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究報告，全面分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精準農(nóng)業(yè)”技術(shù)研究的發(fā)展現(xiàn)狀以及為信息產(chǎn)業(yè)和支持技術(shù)開發(fā)研究提供的機遇。精準農(nóng)業(yè)在美國、英國等發(fā)達國家已經(jīng)形成為一種高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合的產(chǎn)業(yè)，且已被廣泛承認是發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。

　　目前，適應精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系應用的DGPS裝置，GIS適用平臺及農(nóng)作物資源空間信息數(shù)據(jù)庫管理軟件，作物生產(chǎn)決策支持模擬模型，帶DGPS接收機小區(qū)產(chǎn)量傳感器和產(chǎn)量分布繪圖裝置的谷物聯(lián)合收割機，自動調(diào)控施藥、施肥機、播種機均已有商品化產(chǎn)品；支持農(nóng)田信息實時采集的田間土壤水份、N、P、K含量、pH值、有機質(zhì)含量、作物苗情、雜草分布等的傳感器技術(shù)，已有初步研究開發(fā)成果。可以預言，精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的裝備技術(shù)發(fā)展，到本世紀末將會日新月異，有關新興產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展。

　　我國精準農(nóng)業(yè)的思想已經(jīng)為科技界和社會廣為接受，并在實踐上有一些應用。如1992年北京順義區(qū)在1.5萬公頃的范圍內(nèi)用GPS導航開展了防治蚜蟲的試驗示范。在遙感應用方面，我國已成為遙感大國，在農(nóng)業(yè)監(jiān)測、作物估產(chǎn)、資源規(guī)劃等方面已有廣泛的應用。在地理信息系統(tǒng)方面，應用更加廣泛，1997年遼寧省用GIS進行下遼河平原農(nóng)業(yè)生態(tài)管理的應用研究，吉林省結(jié)合其省農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)開發(fā)“萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)（GIS），北京密云縣完成以GIS技術(shù)建立的縣級農(nóng)業(yè)資源管理信息系統(tǒng)。在智能技術(shù)方面，國家863計劃在全國20個省市開展了“智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應用示范工程”。這些技術(shù)的廣泛應用，為我國今后精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了一定的技術(shù)基礎，但這些研究與應用大部分局限于GIS、GPS、RS、ES、MS單項技術(shù)領域與農(nóng)業(yè)領域的結(jié)合，沒有形成精準農(nóng)業(yè)完整的技術(shù)體系。盡管如此，隨著我國農(nóng)業(yè)技術(shù)和相關信息產(chǎn)業(yè)、工程制造業(yè)的發(fā)展，智能控制技術(shù)的廣泛應用，精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)必將得到不斷發(fā)展完善，且將擴展到更為廣泛的設施農(nóng)作、養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)的精細管理與經(jīng)營。

　　國際上精準農(nóng)業(yè)的實踐表明，實施精準農(nóng)業(yè)要求信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程裝備技術(shù)和適應市場經(jīng)濟環(huán)境的經(jīng)營技術(shù)的集成組裝，綜合是其典型特征，技術(shù)集成是其核心，因此需要多部門、多學科聯(lián)合作戰(zhàn)。我國實施精準農(nóng)業(yè)的近期目標，一方面是總結(jié)國外發(fā)展經(jīng)驗，根據(jù)中國的國情找準自己的切入點，另一方面切實做好有關應用技術(shù)的研究開發(fā)，力求走出適合中國國情的精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展道路。

　　精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　1、全球定位系統(tǒng)。精準農(nóng)業(yè)廣泛采用了GPS系統(tǒng)用于信息獲取和實施的準確定位。為了提高精度廣泛采用了DGPS（DifferentialGlobalPositioningSystem）技術(shù)，即所謂“差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)”。它的特點是定位精度高，根據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統(tǒng)。

　　2、地理信息系統(tǒng)GIS。精準農(nóng)業(yè)離不開GIS（GeographicalInformationSystem）的技術(shù)支持，它是構(gòu)成農(nóng)作物精準管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具，田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表達和處理，是精準農(nóng)業(yè)實施的重要。

　　3、遙感系統(tǒng)RS。遙感技術(shù)（RemoteSensing）是精準農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關鍵技術(shù)，為精準農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)要求。

　　4、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)。它的核心內(nèi)容是用于提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫；支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫；作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗的集合知識庫；基于數(shù)據(jù)、模型、知識庫的推理程序；人機交互界面程序等。

　　5、田間肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信息采集處理技術(shù)設備。如田間信息適時采集傳感器與數(shù)據(jù)處理方法。6、帶GPS系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械；自動控制精密播種、施肥、灑藥機械等等。

 

發(fā)表于 @ 2008年06月29日 10:46:00 |點擊數(shù)（）

舊一篇:精準農(nóng)業(yè)在三江平原的應用研究與探討 | 新一篇:第二課、精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系