第一課、精準農業的概念

　　精準農業是當今世界農業發展的新潮流，是由信息技術支持的、根據空間變異定位、定時、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統，其基本涵義是根據作物生長的土壤性狀，調節對作物的投入，即一方面查清田塊內部的土壤性狀與生產力空間變異，另一方面確定農作物的生產目標，進行定位的“系統診斷、優化配方、技術組裝、科學管理”，調動土壤生產力，以**少的或**節省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環境，高效地利用各類農業資源，取得經濟效益和環境效益。精準農業由十個系統組成，即全球定位系統、農田信息采集系統、農田遙感監測系統、農田地理信息系統、農業專家系統、智能化農機具系統、環境監測系統、系統集成、網絡化管理系統和培訓系統。其核心是建立一個完善的農田地理信息系統（GIS），可以說是信息技術與農業生產全面結合的一種新型農業。精準農業并不過分強調高產，而主要強調效益。它將農業帶入數字和信息時代，是21世紀農業的重要發展方向。

　　精準農業的發展歷史

　　海灣戰爭后GPS技術的民用化，使得它在許多國民經濟領域的應用研究獲得迅速發展，使得精準農業的技術體系廣泛運用于生產實踐成為可能。1993-1994年，精準農業技術思想首先在美國明尼蘇達州的兩個農場進行試驗。結果用GPS指導施肥的產量比傳統平衡施肥的產量提高30%左右，而且減少了化肥施用總量，經濟效益大大提高。精準農業的試驗成功，使得其技術思想得到了廣泛發展。

　　近五年來，世界上每年都舉辦相當規模的“國際精細農作學術研討會”和有關裝備技術產品展覽會，已有上千篇關于精細農作的專題學術報告和研究成果見諸于重要國際學術會議或專業刊物。在萬維網上設有多個專題網址，可及時檢索到有關精細農作研究的**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作研究中心，開設了有關博士、碩士的培訓課程。在發達國家，精細農作技術體系已實驗應用于小麥、玉米、大豆、甜菜和土豆的生產管理上。1995年美國約有5%的作物面積不同程度的應用了精細農作技術，近年來又有了更為迅速的發展。在美、加、澳、歐等國，精準農業的實驗研究以涉及小麥、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生產。不僅發達國家對精細農作的技術實踐非常重視，巴西、馬來西亞等國亦已開始了試驗示范應用。

　　精準農業技術體系的實踐與發展，已經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展戰略進行研究，經過由美國科學院、美國工程院院士組織評估，于1997年發表了一份“PrecisionAgricultureinthe21stCentury---GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究報告，全面分析了美國農業面臨的壓力、信息技術為改善作物生產管理決策和改善經濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精準農業”技術研究的發展現狀以及為信息產業和支持技術開發研究提供的機遇。精準農業在美國、英國等發達國家已經形成為一種高新技術與農業生產結合的產業，且已被廣泛承認是發展持續農業的重要途徑。

　　目前，適應精準農業技術體系應用的DGPS裝置，GIS適用平臺及農作物資源空間信息數據庫管理軟件，作物生產決策支持模擬模型，帶DGPS接收機小區產量傳感器和產量分布繪圖裝置的谷物聯合收割機，自動調控施藥、施肥機、播種機均已有商品化產品；支持農田信息實時采集的田間土壤水份、N、P、K含量、pH值、有機質含量、作物苗情、雜草分布等的傳感器技術，已有初步研究開發成果。可以預言，精準農業技術體系的裝備技術發展，到本世紀末將會日新月異，有關新興產業將得到快速發展。

　　我國精準農業的思想已經為科技界和社會廣為接受，并在實踐上有一些應用。如1992年北京順義區在1.5萬公頃的范圍內用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，在農業監測、作物估產、資源規劃等方面已有廣泛的應用。在地理信息系統方面，應用更加廣泛，1997年遼寧省用GIS進行下遼河平原農業生態管理的應用研究，吉林省結合其省農業信息網開發“萬維網地理信息系統（GIS），北京密云縣完成以GIS技術建立的縣級農業資源管理信息系統。在智能技術方面，國家863計劃在全國20個省市開展了“智能化農業信息技術應用示范工程”。這些技術的廣泛應用，為我國今后精準農業的發展奠定了一定的技術基礎，但這些研究與應用大部分局限于GIS、GPS、RS、ES、MS單項技術領域與農業領域的結合，沒有形成精準農業完整的技術體系。盡管如此，隨著我國農業技術和相關信息產業、工程制造業的發展，智能控制技術的廣泛應用，精準農業的技術必將得到不斷發展完善，且將擴展到更為廣泛的設施農作、養殖業和加工業的精細管理與經營。

　　國際上精準農業的實踐表明，實施精準農業要求信息技術、生物技術、工程裝備技術和適應市場經濟環境的經營技術的集成組裝，綜合是其典型特征，技術集成是其核心，因此需要多部門、多學科聯合作戰。我國實施精準農業的近期目標，一方面是總結國外發展經驗，根據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的研究開發，力求走出適合中國國情的精確農業的發展道路。

　　精準農業系統體系結構

　　1、全球定位系統。精準農業廣泛采用了GPS系統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，即所謂“差分校正全球衛星定位技術”。它的特點是定位精度高，根據不同的目的可自由選擇不同精度的GPS系統。

　　2、地理信息系統GIS。精準農業離不開GIS（GeographicalInformationSystem）的技術支持，它是構成農作物精準管理空間信息數據庫的有力工具，田間信息通過GIS系統予以表達和處理，是精準農業實施的重要。

　　3、遙感系統RS。遙感技術（RemoteSensing）是精準農業田間信息獲取的關鍵技術，為精準農業提供農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異信息的技術要求。

　　4、作物生產管理專家決策系統。它的核心內容是用于提供作物生長過程模擬、投入產出分析與模擬的模型庫；支持作物生產管理的數據資源的數據庫；作物生產管理知識、經驗的集合知識庫；基于數據、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、雜草及病蟲害監測及信息采集處理技術設備。如田間信息適時采集傳感器與數據處理方法。6、帶GPS系統的智能化農業機械裝備技術。如帶產量傳感器及小區產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。

 

發表于 @ 2008年06月29日 10:46:00 |點擊數（）

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