第一課、精準農業(yè)的概念

　　精準農業(yè)是當今世界農業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的、根據空間變異定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現代化農事操作技術(shù)與管理的系統，其基本涵義是根據作物生長(cháng)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(chǎn)力空間變異，另一方面確定農作物的生產(chǎn)目標，進(jìn)行定位的“系統診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”，調動(dòng)土壤生產(chǎn)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(huán)境，高效地利用各類(lèi)農業(yè)資源，取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。精準農業(yè)由十個(gè)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(yè)專(zhuān)家系統、智能化農機具系統、環(huán)境監測系統、系統集成、網(wǎng)絡(luò )化管理系統和培訓系統。其核心是建立一個(gè)完善的農田地理信息系統（GIS），可以說(shuō)是信息技術(shù)與農業(yè)生產(chǎn)全面結合的一種新型農業(yè)。精準農業(yè)并不過(guò)分強調高產(chǎn)，而主要強調效益。它將農業(yè)帶入數字和信息時(shí)代，是21世紀農業(yè)的重要發(fā)展方向。

　　精準農業(yè)的發(fā)展歷史

　　海灣戰爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟領(lǐng)域的應用研究獲得迅速發(fā)展，使得精準農業(yè)的技術(shù)體系廣泛運用于生產(chǎn)實(shí)踐成為可能。1993-1994年，精準農業(yè)技術(shù)思想首先在美國明尼蘇達州的兩個(gè)農場(chǎng)進(jìn)行試驗。結果用GPS指導施肥的產(chǎn)量比傳統平衡施肥的產(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(lái)，世界上每年都舉辦相當規模的“國際精細農作學(xué)術(shù)研討會(huì )”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展覽會(huì )，已有上千篇關(guān)于精細農作的專(zhuān)題學(xué)術(shù)報告和研究成果見(jiàn)諸于重要國際學(xué)術(shù)會(huì )議或專(zhuān)業(yè)刊物。在萬(wàn)維網(wǎng)上設有多個(gè)專(zhuān)題網(wǎng)址，可及時(shí)檢索到有關(guān)精細農作研究的**新信息。美、英、澳、加、德等國的一些著(zhù)名大學(xué)相繼設立了精細農作研究中心，開(kāi)設了有關(guān)博士、碩士的培訓課程。在發(fā)達國家，精細農作技術(shù)體系已實(shí)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作技術(shù)，近年來(lái)又有了更為迅速的發(fā)展。在美、加、澳、歐等國，精準農業(yè)的實(shí)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)達國家對精細農作的技術(shù)實(shí)踐非常重視，巴西、馬來(lái)西亞等國亦已開(kāi)始了試驗示范應用。

　　精準農業(yè)技術(shù)體系的實(shí)踐與發(fā)展，已經(jīng)引起一些國家科技決策部門(mén)的高度重視。美國國家研究委員會(huì )（NationalResearchCouncil）為此專(zhuān)門(mén)立項對有關(guān)發(fā)展戰略進(jìn)行研究，經(jīng)過(guò)由美國科學(xué)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“精準農業(yè)”技術(shù)研究的發(fā)展現狀以及為信息產(chǎn)業(yè)和支持技術(shù)開(kāi)發(fā)研究提供的機遇。精準農業(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)與農業(yè)生產(chǎn)結合的產(chǎn)業(yè)，且已被廣泛承認是發(fā)展持續農業(yè)的重要途徑。

　　目前，適應精準農業(yè)技術(shù)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(chǎn)決策支持模擬模型，帶DGPS接收機小區產(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(dòng)調控施藥、施肥機、播種機均已有商品化產(chǎn)品；支持農田信息實(shí)時(shí)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(kāi)發(fā)成果?？梢灶A言，精準農業(yè)技術(shù)體系的裝備技術(shù)發(fā)展，到本世紀末將會(huì )日新月異，有關(guān)新興產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展。

　　我國精準農業(yè)的思想已經(jīng)為科技界和社會(huì )廣為接受，并在實(shí)踐上有一些應用。如1992年北京順義區在1.5萬(wàn)公頃的范圍內用GPS導航開(kāi)展了防治蚜蟲(chóng)的試驗示范。在遙感應用方面，我國已成為遙感大國，在農業(yè)監測、作物估產(chǎn)、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(jìn)行下遼河平原農業(yè)生態(tài)管理的應用研究，吉林省結合其省農業(yè)信息網(wǎng)開(kāi)發(fā)“萬(wàn)維網(wǎng)地理信息系統（GIS），北京密云縣完成以GIS技術(shù)建立的縣級農業(yè)資源管理信息系統。在智能技術(shù)方面，國家863計劃在全國20個(gè)省市開(kāi)展了“智能化農業(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(lǐng)域與農業(yè)領(lǐng)域的結合，沒(méi)有形成精準農業(yè)完整的技術(shù)體系。盡管如此，隨著(zhù)我國農業(yè)技術(shù)和相關(guān)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作、養殖業(yè)和加工業(yè)的精細管理與經(jīng)營(yíng)。

　　國際上精準農業(yè)的實(shí)踐表明，實(shí)施精準農業(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(chǎng)經(jīng)濟環(huán)境的經(jīng)營(yíng)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(mén)、多學(xué)科聯(lián)合作戰。我國實(shí)施精準農業(yè)的近期目標，一方面是總結國外發(fā)展經(jīng)驗，根據中國的國情找準自己的切入點(diǎn)，另一方面切實(shí)做好有關(guān)應用技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，力求走出適合中國國情的精確農業(yè)的發(fā)展道路。

　　精準農業(yè)系統體系結構

　　1、全球定位系統。精準農業(yè)廣泛采用了GPS系統用于信息獲取和實(shí)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“差分校正全球衛星定位技術(shù)”。它的特點(diǎn)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(yè)離不開(kāi)GIS（GeographicalInformationSystem）的技術(shù)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(guò)GIS系統予以表達和處理，是精準農業(yè)實(shí)施的重要。

　　3、遙感系統RS。遙感技術(shù)（RemoteSensing）是精準農業(yè)田間信息獲取的關(guān)鍵技術(shù)，為精準農業(yè)提供農田小區內作物生長(cháng)環(huán)境、生長(cháng)狀況和空間變異信息的技術(shù)要求。

　　4、作物生產(chǎn)管理專(zhuān)家決策系統。它的核心內容是用于提供作物生長(cháng)過(guò)程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫；支持作物生產(chǎn)管理的數據資源的數據庫；作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)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(chóng)害監測及信息采集處理技術(shù)設備。如田間信息適時(shí)采集傳感器與數據處理方法。6、帶GPS系統的智能化農業(yè)機械裝備技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區產(chǎn)量生成圖的收獲機械；自動(dòng)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(diǎn)擊數（）

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