精细农业论文:现代精细农业应用研究论文

摘要：长期以来，农业生产都是以田块为基础，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得农场或田块的平均产量。实际上，在同一农田内，有许多因素影响着作物的生长和产量，存在着明显的时空差异性。“精细农业”是综合应用地球空间信息技术、计算机辅助决策技术、农业工程技术等现代高新科技，以获得农田“高产、品质、高级”的现代化农业生产模式和技术体系。本文在充分了解“精细农业”技术组成的基础上，探讨了“精细农业”的应用范围，结合我国国情，提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。

关键词：精细农业信息技术卫星定位系统

0引言

在过去的半个世纪中，随着生物遗传育种技术的进步,耕地面积的扩大,化学肥料及农药的大量使用，世界农业取得了长足发展。但这种农业增长模式也同时带来了水土流失、生态环境恶化、水资源浪费、生物多样性遭到破坏等一系列问题。为了解决这些问题，“精细农业”的概念和技术应运而生。

1精细农业的含义

“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。

2精细农业技术组成

2.1数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据，以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

2.1.1产量数据采集带定位系统和产量测量的谷物联合收割机在收获的同时，每隔1.2秒记录当地的产量，记录数据以文本形式（经度、纬度、产量和谷物含水量）存储在磁卡中，然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的性。

2.1.2土壤数据采集土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位，采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析，耗资费时，成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。

2.1.3苗情、病虫草害数据采集利用机载GPS或人工携带GPS，在田间行走中随时可定位，记录位置，并记录作物长势或病虫草害的分布情况。

2.2数据分析一般采集的数据都是以文本表形式表示，需要利用一些数学方法进行处理，生成分布图。未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来，将田间观测者的地理位置和田间观测数据，通过便携PC和天线发往办公室PC，利用软件自动生成田间数据分布图。

2.3决策分析“精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息，经过决策分析，来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的核心，直接影响“精细农业”技术的实践效果。GIS用于描述农田空间上的差异性，而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将GIS与模拟技术紧密地结合在一起，才能制定出切实可行的决策方案。

2.4控制实施“精细农业”技术的目的是科学管理田间小区，降低投入，提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备，除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外，按处方图进行作业的农业机械还有：带有定位系统和处方图读入设备，控制播深和播量的谷物精密播种机；控制施肥量的施肥机；控制剂量的喷药机；控制喷水量的喷灌机；控制耕深的翻耕机等。例如，当驾驶拖拉机在田间喷施农药时，驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时，数据处理器根据处方图上的喷药量，随时向喷药机下达命令，控制喷洒。

3精细农业技术的应用

3.1“精细农业”具有以下优点：

3.1.1提高收益按照土壤特性、作物需求，实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治，即能降低用水、肥料、种子、农药的投入，也能增加作物产量。

3.1.2保护环境根据农田作物定点需求，控制化学物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品质的污染，也能保护生态环境。

3.1.3提高作物产量和质量根据作物的实际需求，即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用，造成作物减产，品质下降，也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。超级秘书网：

3.2需要满足的条件

3.2.1农田大小农田大小的概念主要取决于外部环境。不同国家，适于“精细农业”技术实践的农田大小不一样。一般需要一个的经济分析，可以计算出一个国家适于“精细农业”技术实践的最小农田范围。

3.2.2农机化程度农田可大可小，但是，农业作业若不是机械化，“精细农业”就无法实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外，还需要GIS、GPS（DGPS）；信息采集、分析设备；随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之，机械化、自动化程度越高，越利于实施“精细农业”技术实践。

3.2.3农田差异一般来说，作物生长没有空间差异的农田，实施“精细农业”技术实践，是不会有经济效益的。农田的空间差异首先表现在产量的空间差异上。产量的差异可能是由于土壤墒情、土壤肥力、病虫草害分布等因素的差异性造成的。

在我国，农田规模较小，机械化水平比较落后，实施广域的“精细农业”技术实践尚需较长的发展过程，但是，结合我国国情，在某些具体条件下，开展“精细农业”技术实践或“精细农业”单项技术实践是可行的。

精细农业论文:农业企业精细化成本管理论文

1ERP环境下的农业企业精细化成本管理

与传统成本相比较ERP系统将销售系统、采购系统、存货系统、供应链以及总账系统集成在一个系统中，简化了信息在农业企业内部流动的程序，加速了信息在农业企业内部流动的速度，减少了因信息滞后带来的机会成本，将原本孤岛的信息逐级传递。ERP系统实现精细化成本管理，主要从规划阶段，物流，资金的管理三个模块来实现良好的成本管理，及其多方位管理操作。

1.1农业企业生产准备、计划的精细化

传统生产准备人为的主观意志作用比较强，对于市场的需求以及变化，都是听风则风，听雨则雨。没有的市场预测信息，也没有明确的生产计划。对于生产过程中需要的物料用量也没有的数据，而由于人工记账操作，库存数据也不能够得到及时的反映。这一系列的管理弊端，最终将导致存货的滞留和堆积，原材料供应不足生产被迫停工，产品不能满足市场多样性的需求，资金占用现象严重，人力物力资源得不到有效的配置等一系列问题。

1.1.1主生产计划的精细化。所谓“磨刀不误砍柴工”，计划是保障生产顺利进行的保障，只有做好了计划，农业企业才能有条不紊地进行。ERP系统接收到市场的销售预测信息、客户的订单以及其它信息后，首先由主管人员做出主生产计划，计划地包含了每一生产阶段的毛需求量。紧接着进行粗能力的权衡，确定出所需要关键工作中心的加工能力和设备的负荷能力，与实际的数据进行比对，进行初步的计划确认或调整，再与销售部门做出的销售计划进行比对以进一步确认和调整主生产计划，提交给有关管理部门，进行计划的确认，并在生产过程中进行不断地修正。

1.1.2物料需求计划精细化。ERP系统解决了需要什么、生产什么、怎么生产的问题，物料需求计划，即MRP详细记录了物料需求信息、物料清单、生产的工艺路线以及物料的可用量。例如要生产一台仪器，那么制造这台仪器所需要哪些物料，物料的需求量是多少，经过多少道加工工序，当前的库存量信息，都会在系统中记录，一旦某一个环节断层，系统会给出提示或者警告，而依据传统的生产方式任何一个环节跟不上生产节奏，农业企业内部都无法做出迅速的反应，造成人力物力财力的浪费。

1.1.3能力需求计划精细化。计划的一阶段是对能力需求的计划，即CRP。简单的来说它就是依据生产的每一阶段和工序的物料需求信息，地计算出需要投入的能力和设备的负荷数据，并根据实际情况对农业企业生产能力以及负荷情况做出调整，制定出CRP。运行时系统会根据CRP中加工产品的数量，所在的时间段，实际所需要占用的能力负荷，对比在系统内设定的标准能力负荷情况，生成能力需求报表。而传统的生产准备计划阶段，并不能够像ERP系统这样实施精细的计划，物料的需求、能力的负荷情况都不能得带及时反馈，生产过程中补充的信息也不能够及时更新信息。

1.2农业物流管理精细化的实现

1.2.1农业企业生产过程的精细化。随着市场不断的发展，产品的生产周期不断的缩短，对品种的需求多样性不断提高，产品的交货期不断缩短，对产品的质量要求不断提高。传统的生产管理已经越来越不能适应生产的需要，传统的生产车间管理没有进行明确地分批分类管理，对于生产所需的物料也得不到及时反馈，没有明确的进度安排，产品交货时间也没有明确统计，对每一项加工产品的工序也没有进行细致分工。对于插单的业务，农业企业也疲于应对，物料需求跟不上进度，生产能力也不足，农业企业往往需要拆东墙补西墙，而且传统的期间费用分配也不，分配的标准往往是根据人工或者机器的工时总数来定义，管理者无法获取的成本信息，无法做出具有竞争力的定价决策。ERP系统下，生产的整个过程是由MPS生成各个车间和工作中心的生产任务，下达产品生产指令，根据产品交货的到期进行产品的任务优先级的排序，对产品的整个生产周期都有明确的规划，确保产成品能够及时完工交货。为了提高生产效率，在ERP系统下每一项完工产品都有固定的工艺路线，物料需求也有明确的信息记录，能够保障产品有条不紊地进行生产，并且细化工序，将一项复杂的加工业务简单化、重复化、高效率化。半成品在车间的转移，原材料、配件的领用，生产加工进度的控制，各个时间段加工状态的信息，在产品的统计分配信息都被统计及时记录到了工作中心中，由工作中心生成报表进行统计和分析，并将信息及时传递给ERP系统下的其它有关子系统，管理人员根据信息进行生产调度，物料的补充等等；这些信息也是产成品成本计算和制造费用分配的主要依据，它定义了许多产品成本计算的相关公式，比如机器加工的工时和物料的用料比例，由成本动因推动费用的分配，期间费用能更加地分配给完工产品，统计数据显示在ERP系统的车间管理下制造成本下降了12%左右，停工待料减少了60%，产品延期交货下降了80%。因此走ERP精细化管理之路，是农业企业实现利益效益较大化的选择。

1.2.2农业企业库存管理的精细化。库存管理的主要作用是维持销售产品的稳定，保障生产顺利地进行，在保障盈利的前提下，较大程度地降低农业企业的资金占用率，降低成本，增加投资。传统的制造业库存管理中，由于农业企业所属行业产品的复杂性，管理已经销售模式的局限性以及滞后性让原本就复杂的库存管理受到了许多非技术性的影响。统计与汇总指标的工作量巨大，库存信息不能够及时有效地反映给有关管理部门，严重制约了生产的顺利进行，甚至造成存货积压、资金严重占用的现象。ERP系统下的库存管理贯穿整个农业企业管理，覆盖范围广，利用数据库将存货的信息反映在一张统计表中，提供的登记出库入库的信息，存货的类别，提供下级编码标识，产品的批次，出入库时间、质量状况以及价格等，都被详细地计入在系统内，支持存货跟踪查询，能够即时反映库存的盘点数据，并对其它相关联的子系统提供实时数据，这是传统管理无法实现的。在发货的时候严格按照先入先出的顺序发货，降低了因存货变质、积压而增加的风险和机会成本。ERP下的管理模式改变了仓库保管员的劳动组织方式，对仓库可以按照产区分类，按照业务进行区分，细化了日常的管理业务。ERP系统对存货的控制方法也有许多种，如ABC法、零库存控制法、在途物资的管理方法等等，农业企业可以根据自己库存的复杂性进行方法的选择。对于入库管理根据生产和销售的需要发出需求，降低不必要的库存费用，降低资金的占用和存货毁损的风险；对于领料出库的业务，可以限制材料的数量，以防止因为任意领料而造成的不必要的浪费，引起成本增加，最终导致产品价格失去市场竞争力。统计数据表明在ERP库存系统管理下，库存下降了30%～50%使得库存资金投资减少了1.4～1.5倍，库存的周转率提高了50%，这些都是传统库存管理无法实现的，因此农业企业只有在ERP系统的精细化管理的平台上才能越走越远。

1.2.3农业企业采购管理的精细化。采购管理是对采购行为进行组织管理和控制的模块，采购工作主要是在合适的时间为生产部门提供生产所需要的合适的质量、价格、数量的原材料（或加工部件），以保障生产顺利正常进行。传统的采购管理存在许多的问题。首先，没有一个标准的体系管理供应商，致使采购信息总是不能及时下达到供应商；其次采购计划编制不，采购数量不足或采购不及时以及物料逾期未入库，车间的生产线只能被迫停产。生产制造过程中，插单的业务极为常见，物料计划人员无法快速评估其影响，信息传递慢，采购提前期长。无法及时下发采购信息。而且对于市场的价格走向也没有很好统计记录，主观判断采购存货的数量以及批次，致使采购成本高昂。ERP环境下的材料采购计划是由主生产计划生成，根据生产车间以及销售部门传递出的物料需求信息，然后下达到采购部门，并同时将信息传递到总账系统以及仓储部门，简化了信息传递的流程，极大增加了信息处理效率，据统计表明应用ERP系统实现采购管理的农业企业，采购提前期缩短了50%。ERP系统中建立了一套信息的客户资料，以及客户所能够提供的物料信息，一旦系统得到采购的命令就能及时将信息下达到供应商，逾期未收到的采购物资也能在系统中得到查询，发出催货通知，或者及时变更供应商降低生产线停工的风险。在生产制造的过程中一旦有插单的业务发生，计划部门也能够及时进行生产计划的修订，进行能力的评估，将物料需求信息及时传递到采购部门，及时进行物料的补充，保障生产的顺利进行，此外ERP系统还提供了物料需求的规格资料，保障入库产品的质量符合生产要求；系统还提供了比价的功能，能够让管理者迅速做出决策。

1.2.4农业企业销售管理的精细化。在一个农业企业的销售系统是农业企业生产的最终产品与外部市场的轮毂连接，是价值的生产是实现农业企业最关键的一步。其主要职能是以满足客户消费需要为前提，实现劳动价值到社会财富的转换。而传统的销售管理下，销售部门往往凭借个人主观经验进行报价，缺乏成本数据参考，无法获知的订单利润，没有稳定的销售市场和渠道，客商信息混乱，信用额度很难掌握，增加许多无形的财务风险。对于地区以及不同的客户报价策略在手工作业下工作量庞大，性也很难把握。销售人员很难追踪订单的采购状况、生产状况、入库状况，导致销售人员很难和客户沟通进度。逾期交货现象严重，信用等级下降，客户流失现象严重。ERP系统下的销售模块将销售任务细分成以下几个阶段，①根据预测信息和销售订单制定销售计划，并做出合理报价决策；②开辟可供销售市场，并对市场进行细分，建立确定的客商档案和长期可供稳定销售的销售渠道；③结合历史、目前、市场调研数据进行销售；④根据客户的订单信息，组织货源，下派生产命令，并组织仓库发货；⑤开出销售发票，并转交财务系统记账；⑥对已经销售的产品提供跟踪服务，进行信息反馈、分析，提出方案。根据应收系统的传递信息对客户进行信用评级，制定销售策略，发出催收货款的指令，而传统的销售管理无法及时对订单做出反应，也不会对销售进行售后的跟踪分析，不利于市场地位的稳固和简历长期稳定的销货渠道。

1.3农业企业资金流管理的精细化

资金是一个农业企业的血液，资金的运转是关乎到农业企业生死存亡的问题，传统的农业企业资金管理混乱，对于资金的预算、费用的支出很难控制，对于未来的资金流入流出也无法掌握，科目繁多，往来账目不清，管理人员工作量大。ERP系统下，当采购或者销售行为发生后，系统会根据采购订单、发票在应收和应付形同中生成相应应收账款和应付账款。为农业企业提供的未来资金的流入和流出情况，相关的票据还含有供应商以及客户的相关信息，能够地将每一笔收入以及费用与客商相联系。对每一笔零用基金进行分类管理，完善对银行账户的管理，能将收入或者支出与相应的票据相联系，实现收入与票据相匹配，对于外币也有专门的账户管理，能够及时地反映账户的资金信息，减少了人工管理不必要的麻烦。对于资金的预算和费用的支出都有严格的控制，大大降低了农业企业的资金占用率，使得农业企业的资金能够维持农业企业正常运转。

2农业企业ERP精细化管理存在的问题

2.1管理者对ERP认识程度低

ERP是一种先进的管理软件，而不是单一的数据储存软件，很多管理者思想仍然停留在只是单一的将财务信息化，而没有融入精细化管理思想，再加上国内实施ERP成功的也就只有联想、海尔、移动公司等一些大型的知名农业企业，因此很多中小型农业企业对实施ERP精细化也只是持有观望的态度。

2.2农业企业缺少精细化成本文化气氛

尽管许多农业企业引进了ERP系统实施精细化管理，但是农业企业没有注重对精细化的文化建设不够重视，有些制度建立得并不合理，甚至导致极少数个别员工出现抵制的情绪，而农业企业实施精细化管理的规章制度也形同虚设无法落实。

2.3ERP系统实施对人员要求较高

ERP成功实施对操作者、部门之间的协调配合程度的要求比较高，它要求不仅仅要懂得操作还要懂得原理，否则实施的过程中麻烦不断。而ERP系统的发展历程比较短，普及的程度也不够，许多管理者甚至没有ERP的概念，更谈不上操作和应用了。ERP将管理与技术融为一体，这要求操作者不仅仅是个管理者还要是个技术员，而且培养出这样的人才也需要花费大量的时间。

2.4农业企业基础管理制度规范性不够

科学的管理，要求农业企业标准化、规范化、精细化和个性化，是精细化管理实现的基础，基础设施管理制度不规范，它会影响到精细化管理的效率。

2.5实施ERP系统后期维护不足

许多农业企业在引进ERP后，前期没有制定计划和目标，导致后期发现团队实施能力不足，特别是在系统的二次开发上。农业企业生产发展是一个动态化的过程，仅靠一次完整实施而达到一劳永逸的效果是不太现实的，这又使得ERP后期发展滞留，最终导致农业企业摈弃实施。

3ERP精细化管理问题的对策

3.1管理者转变思想

ERP精细化管理要成功实施需要管理者有高度的思想上的觉悟，将管理不仅仅局限在传统农业企业运营上。管理者不仅要转变自己的思想同时还要培养整个农业企业的员工精细化的意识，只有各个部门协调一致，分工明确，才能使得精细化成本管理理念在农业企业中得到真正的应用。管理者需要将目标放长远，从各个方面实现精细化管理，才能带领农业企业在未来成长的路上越走越远。

3.2建立精细化成本管理农业企业文化

环境决定一个人的成长，同样农业企业文化氛围也是农业企业成长的决定性因素，只有建立起良好的农业企业文化氛围，农业企业才能在未来的路上越走越远。建立起农业企业精细化管理文化首先需要培养精细化成本管理的思想，现有理念才能应用到实践中。其次，要建立良好的激励机制，诸如物质奖励、精神鼓励、调动积极性和惩罚措施，让员工主动积极地参与到农业企业精细成本管理中，并在实践中不断进行改进和创新。

3.3加强对员工的后续教育

农业企业对实施ERP系统以及操作的关键人员，要在后期不断的进行教育和培训，以提高员工的整体素质，对于ERP这样先进的管理系统，随着时间的变更也会不断更新，只有不断学习才不会在操作和应用过程脱节，才不会造成资源浪费的现象。而且ERP运用需要熟练的技巧以及丰富的知识，只有全员的整体素质提高了才能使得ERP的管理发挥出较大的作用，从而降低管理成本。

3.4规范农业企业基础管理制度

农业企业的基础管理，是农业企业实施和管理的前提，只有坚实的基础，农业企业可以在未来发展的舞台上越走越远。农业企业首先需要加强农业企业原始信息核算的管理，提高原始数据的性；再次是优化农业企业的规章制度，优化农业企业生产流程，加强成本预算的管理。

3.5成立实施ERP精细化的项目组

要成功实施和应用ERP系统，光依赖软件公司从长期发展的角度来看，并不是一个明智的决定。只有在农业企业内部建立一个ERP执行和组织协调的ERP组织机构才能解决问题。在其领导之下，农业企业内的所有部门达成一致的目标，却又各司其职，通过定期组织会议培训，让农业企业内部各部门不仅能够了解ERP运行的情况，还能够站在各自部门的角度提出一些专业性的意见。经验一起分享，问题一起解决，只有这样才能够使得ERP系统运行起来，使得ERP精细化的管理成功地在农业企业内部实践，提升农业企业的综合竞争能力。

4小结

总之，ERP系统是农业企业实现精细化管理的策略，它对农业企业实施多方位的精细化进行管理，将生产工艺路线简单化重复化，解决了传统制造一手包揽的问题，降低了技术人员流失农业企业制造环节中断的风险，也提高了工作效率。对外进行的市场分析调查，客商档案的记录，弱化了市场风险，降低了农业企业的管理成本。ERP系统从多方位的精细业务，降低生产管理成本。

作者：慕云丽 单位：山东工商学院

精细农业论文:精细农业理论探究论文

摘要：我国人多地少，面对人口日益增加的巨大压力，对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高，因此，研究和发展适合我国国情的精细农业技术，推动我国农业生产持续稳定发展，是我国农业现代化的重要内容，也是机遇性的挑战，应当引起我国农业科技界的高度重视。本文首先介绍了国内外“精细农业”技术应用情况，而后对精细农业的一些基本理论进行总结，以供参考。

关键词:精细农业遥感技术全球定位系统地理信息系统

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，较大限度地保护生态环境，保障农业的可持续发展。

一、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。这种机器保障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

二、“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较大效益。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。

三、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、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。

3.4DSS——决策支持系统决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识，建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型，利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库，针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策，即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expertsystem)和模拟系统SS(simulationsystem)，因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。公务员之家:

3.5ST——信息采集与处理技术信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展，各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。

3.6IAM——智能化农业机械智能化农业机械IAM是实现精细农业的重要设备。智能化农一机械首先必须利用DGPS技术实现定位，然后必须根据田间处方图生成的智能控制软件，针对农田小区存在的差异自动执行分布式投入决策。

我国人多地少，面对人口日益增加的巨大压力，对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高，因此，研究和发展适合我国国情的精细农业技术，推动我国农业生产持续稳定发展，是我国农业现代化的重要内容，也是机遇性的挑战，应当引起我国农业科技界的高度重视。

精细农业论文:精细灌溉农业论文

编者按：本文主要从发展节水灌溉的必要性；节水灌溉的内涵意义；推广节水灌溉技术，提高灌溉管理水平；发展节水灌溉应该注意的几个问题进行论述。其中，主要包括：我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量只有世界人均水平的四分之一、我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在、节水灌溉就是要改变千年以来人们浇地的传统习惯、节水灌溉是用尽可能少的投入，取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式、减少从水源到田间系统的渗漏和蒸发损失提高输水系统的有效利用率、形成配套技术，并大面积推广田间灌溉科学用水技术、节水灌溉要以科学发展观为指导与服务"三农"相结合、以提高用水效率为目标，建立科学的节水灌溉规划体系、突出农田在节水灌溉中的主体地位，充分发挥水利技术员在节水灌溉服务中的主体作用等。具体请详见。

一、发展节水灌溉的必要性

我国是世界上13个贫水国之一，人均水资源占有量只有世界人均水平的四分之一。而且时空分布很不均匀，南多北少，东多西少，夏秋多，冬春少。近年来随着人口增加经济发展和城市化水平的提高，水资源供需矛盾日益尖锐；农业干旱缺水和水资源短缺已成为经济社会和经济发展的重要制约因素，而且加剧了生态环境的恶化。按现状用水量计，全国中等干旱缺水358亿立方米。其中农业缺水300亿立方米，20世纪90年代以来，我国农业年均受益面积达到2000万公倾以上，全国660多个城市中有一半以下发生水危机，北方河流断流的问题日益突出，缺水已从北方蔓延到南方的许多地区，由于地表水不足导致地下水超采，全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.26立方公里。

我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43%，单方水粮食生成率只有10公斤左右，大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%，单方水粮食生产率20公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业，实现适时适量的"精细灌溉"，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

二、节水灌溉的内涵意义

节水灌溉就是要改变千年以来人们浇地的传统习惯，把浇地变为浇作物，按作物的需水要求进行灌溉。

节水灌溉是用尽可能少的投入，取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式。节水农业措施和节水灌溉措施，充分利用天然降雨和地面、地下水资源，提高水的利用率和利用效率，用最少的耗水量获得较高的作物产量和产值。节水农业措施包括抗旱节水品种、秸秆覆盖、少耕免耕、抗旱剂、保水剂等。在人们以往的印象中，节水灌溉就是发展低压管道输入、喷灌和微灌。由这些工程所控制的灌溉面积就是节水灌溉面积。其实这种看法是不够的，节水灌溉的目的在于减少灌溉水源从渠首到农田被作物汲收利用的全过程中的无效损失，提高水的利用率的水分生产率。它包括节水灌溉技术、节水灌溉制度以及区域水资源合理配置等方面的内容，即包含有工程措施，也包含有农业的管理措施，可以把节水灌溉措施分为以下四个方面：

1、减少从水源到田间系统的渗漏和蒸发损失提高输水系统的有效利用率，在自流灌区固定渠道采用砌石、现浇筑混凝土等进行防渗。

2、减少田间储水损失主要是减少深层防漏，提高灌溉水进入田间后的有效利用程度。

3、采用先进灌溉技术减少作物蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏等农田水分消耗。

4、优化作物灌溉制度减少作物的无效蒸腾灌溉用水采取优化调度，合理分配等管理措施，结合各种耕作栽培技术，尽量减少对农作物产量形成非关键期的水分蒸腾，以提高农作物水分的利用效率。

三、推广节水灌溉技术，提高灌溉管理水平

从上世纪90年代开始，进一步将节水灌溉工程技术、农业技术和管理技术有机结合，形成配套技术，并大面积推广田间灌溉科学用水技术，如小麦优化灌溉、水稻浅湿灌溉、膜上灌等。与此同时，以提高降水利用率为目标的旱地农业增产技术也得到大面积推广应用。这些技术的大范围推广应用，使我国节水农业的发展提高到一个新水平。

"九五"期间，节水农业技术研究与示范曾首次被列为国家科技攻关项目，开展了喷、微灌设备的研制与改进、滴灌技术研究与示范、田间节水灌溉新技术研究，主要农作物节水高效灌溉制度的研究、节水灌溉与农业综合技术研究、人工汇集雨水利用技术研究和灌溉系统配水关键技术研究等专题研究。随着科学研究逐步走向深入，我国节水农业工程设备也得到迅速的发展，经过几十年的研制和开发，特别是近几年不断引进国外先进技术及生产装备，使节水农业工程设备在数量上和性能上都有很大提高。

目前我国推广的节水灌溉技术有渠道防渗、管道输水、喷灌、滴灌、膜上灌、膜下灌等多种形式，不同的地区宜采用的节水灌溉技术也不同，大、中型灌区适宜推广渠道防渗技术，井灌区和小型灌区宜推广低压管道灌溉技术，经济条件好的地方提倡采用喷灌技术，在果园、菜园及其它经济作物种植区适合发展微、滴灌，西北干旱地区应推广雨水集流、水窖滴灌技术，南方水稻产区则应推广水稻节水灌溉技术，各地要根据其经济发展水平，合理确定技术方案。

四、发展节水灌溉应该注意的几个问题

节水灌溉是一项系统工作，综合运用行政、技术经济、宣传教育和管理等各种手段，需要全社会的很多行业和部门协调一致，形成全力，共同做好节水灌溉工作。

及时、节水灌溉要以科学发展观为指导与服务"三农"相结合，把发展节水灌溉，改善农业生产条件，促进农业结构调整和增加农民收入结合起来，建立完善的制度体系。当前首先制定科学的用水计划，做到计划用水，计量收费，节约奖励。其次是做好节水灌溉的投入机制，规划并搞好节水灌溉的工程建设和技术的投入等。三是制定相应的优惠改革策略。进一步调动灌区农民对节水灌溉的积极性，并按"谁投资、谁所有、谁管理、谁受益"的原则确定产权，充分调动农民建节水灌溉工程的积极性。第四建立制定适合当地实际情况的实施办法，理顺水费价格，分步到位。第五完善水费计量缴费的管理办法，逐步引入用水户参与管理机制，成立用水户协会合作组织，充分发挥其主观能动性。六是深化水利工程制改革。在灌区支渠以下推广以用水户参与为主的改革，建立以各种形式用水合作组织为主的管理体制，采用灵活多样的经营方式和运行机制，从根本上解决灌区以下，小型农田水利工程无人维修养护，水费公开透明。层层搭车，用水矛盾问题。

第二、以提高用水效率为目标，建立科学的节水灌溉规划体系。规划是工作的基础，大力推进节水灌溉发展首先要建立科学的规划体系。节水灌溉规划应充分考虑水资源的可持续利用，按以供定需，以水定种植结构的原则统筹考虑，积极推进节水灌溉进程，同时加大节水灌溉新技术，新材料，新工艺的推广力度，带动农田水利和农业现代化可持续发展，因地制宜的科学的确定节水灌溉的布局的模式。

第三、突出农田在节水灌溉中的主体地位，充分发挥水利技术员在节水灌溉服务中的主体作用。广泛调动技术员的积极性，发展以技术推广和生产示范为主的科技培训，普及基层水利人员和部分农民切实掌握节水灌溉意识和技能，形成一支影响广大农民把发展节水灌溉和增加收入结合起来的骨干队伍。

精细农业论文:精细农业实践与农业科技创新论文

21世纪，人类将逐步进入知识经济的时代，迅速发展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，发展节本增效生产方式，改善和保护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面，突破许多传统的模式和观念，开拓出一批具有创新意义的技术体系，以支持社会经济的可持续发展。在实践当今新的农业科技革命中，九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践，就是一种具有创新意义的技术思想，已经引起一些国家政府和科技决策部门的重视。美国国家研究委员会（NationalResearchCouncil）为此曾专门立项组织了一批多学科著名专家对有关发展研究进行了评估，研究报告经过由美国科学院，工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后，于1997年发表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究专著，分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精细农业”技术体系研究的发展现状，面临的问题及其支持技术产业化开发研究的机遇。近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，对国外这一技术体系的发展趋势，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,国内外的学术交流与合作联系开始活跃，国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集成，其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。“精细农业”，即国际上已趋于共识的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“农业”、“精细农业”等。实际上，目前国外关于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然，当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性，从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，或称“处方农作”而发展起来的；在农业工程领域，自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术，农田信息智能化采集与处理技术研究的发展，加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求，为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物；每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会；在万维网上设置有多个专题网址，可以及时查询到有关研究发展信息；美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程；日、韩等国近年来已加快开展研究工作，并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识，将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。“精细农作”技术思想的核心，是获取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、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析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，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，Illinois大学C.M.Linsley和F.C.Bauer发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石

灰的建议。

之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据，并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的较大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理，生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出，这一技术思想是通过多次循环的实践，来不断改善农田资源环境，积累知识，逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响，利用生产潜力的处方措施，还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标，因此，其技术思想并不是单纯追求技术措施的“”。事实上，目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上，对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理，生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作，因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步，特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破，农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著提高耕地的生产潜力，节约良种、化肥农药和能源投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着重要的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠全球卫星差分定位系统（DGPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS)的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔及时次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品。

为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中，个人认为需要重视如下问题：

加强对国际有关发展信息和经验的研究，提出符合国情的发展战略。九十年代以来，国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点，注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义，即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性，实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的，在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区，力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小，生产手段仍较落后，实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程，有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究，并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中，开拓出新的服务领域。这样，既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨，又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。

精细农业论文:精细农业的实践和农业科技创新

21世纪,人类将逐步进入知识经济的时代,迅速发展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力,发展节本增效生产方式,改善和保护生态环境,实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面,突破许多传统的模式和观念,开拓出一批具有创新意义的技术体系,以支持社会经济的可持续发展。在实践当今新的农业科技革命中,九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践,就是一种具有创新意义的技术思想,已经引起一些国家政府和科技决策部门的重视。

美国国家研究委员会(National Research Council)为此曾专门立项组织了一批多学科着名专家对有关发展研究进行了评估,研究报告经过由美国科学院,工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后,于1997年发表了“Precision Agriculture in the 21st Century-Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究专着,分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力,阐明了“精细农业”技术体系研究的发展现状,面临的问题及其支持技术产业化开发研究的机遇。近两年来,我国科技界在研究推进新的农业科技革命中,对国外这一技术体系的发展趋势,引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导,有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作, 国内外的学术交流与合作联系开始活跃,国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品,密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言:“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究,将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。

信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇,在开拓新的前沿科技应用研究领域中,发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离,时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越,将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出:“现在一些发达国家,已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感,尽快迎头赶上”。 “精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技,管理科学等多种学科知识的组装集成,其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发,对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化,具有深远的战略性意义。 “精细农业”,即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“农业”、“精细农业”等。

实际上,目前国外关于Precision Agriculture的研究,主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田作物生产的精细农作技术,即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此,作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然,当今实践的“精细农作”技术思想,应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面,而形成为完整的“精细农业”技术体系。“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术,这一技术体系的早期研究与实践,在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性,从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入,或称“处方农作”而发展起来的>！<;在农业工程领域,自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术,农田信息智能化采集与处理技术研究的发展,加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求,为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。

海湾战争后GPS技术的民用化,使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展,也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来,基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等,在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来,形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来,在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来,已有数千计的研究成果,实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物;每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会;在万维网上设置有多个专题网址,可以及时查询到有关研究发展信息;美、英、澳、加等国一些着名大学设立了“精细农业”研究中心,开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程;日、韩等国近年来已加快开展研究工作,并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识,将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。 “精细农作”技术思想的核心,是获取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、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异性信息,分析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,按需实施定位调控的“处方农作”。

正是信息技术革命为这一技术思想的实践,提供了先进的技术手段。千百年来的作物生产,都是以地区或田块为基础,在区域或田块的尺度上,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式,也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测,通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上,即使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性,包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生,再逐步按时空变化蔓延的特性,早已为人们所认识。几世纪前,农民把土地划分为小田块来耕作经营,正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术,也可以在小块农田内达到很好的经济产量,只是没有现代科学方

法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期,科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性,如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年,Illinois大学C.M. Linsley和F.C.Bauer 发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。 之后,一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来,关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理(Site Specific Crop Management)的技术研究受到广泛的重视。世界着名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据,并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的较大差异可以超过。由于作物生产还受到气候变异的影响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展,为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息,实施基于知识和现代科技的分布式调控,达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据 通过计算机处理,生成作物产量分布图 根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图,作物生长发育模拟模型,投入、产出模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图 根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。

由图1可以看出,这一技术思想是通过多次循环的实践,来不断改善农田资源环境,积累知识,逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响,利用生产潜力的处方措施,还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标,因此,其技术思想并不是单纯追求技术措施的“”。事实上,目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15 m2, 获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60 m左右。在实际操作上,对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理,生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作,因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步,特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破,农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明,可以显着提高耕地的生产潜力,节约良种、化肥农药和能源投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着重要的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS) 的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔及时次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。

为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中,个人认为需要重视如下问题:

加强对国际有关发展信息和经验的研究,提出符合国情的发展战略。九十年代以来,国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义,即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性,实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小,生产手段仍较落后,实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程,有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究,并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。这样,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。

精细农业论文:精细农业的技术组织、决策分析及在我国的应用实践

摘 要 “精细农业”技术的核心是用信息技术改造传统农业，在机械化基础上，将地理信息系统、定位系统、决策支持系统、传感技术进行集成，实现农业可持续发展目标。实施这项技术，其结果必然会引起一场新的农业科技革命，也必将会对我国未来农业发展产生重大影响。因此，在充分了解“精细农业”技术组成的基础上，探讨了“精细农业”的应用范围，尤其是结合我国国情，提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。

关键词 精细农业；地理信息系统；定位系统；决策支持系统；传感技术

本世纪后半期世界农业的高速发展，除了依靠生物遗传育种技术的进步，耕地和灌溉面积的扩大以外，基本上是在化肥与农药等化学品的大量增加和机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此引起的农业水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、生态环境恶化等问题，已经引起国际社会的广泛关注，并成为实践农业可持续发展的重要驱动力。所谓可农业持续发展是指在农业资源和环境的持续支撑下的农业经济的持续增长。即有效利用农业资源，提高农业利润，减少农业污染。

中国是一个农业大国，用占世界7％的耕地解决了世界22％人口的温饱问题，取得了举世瞩目的成就。但是，我国面对的“人多地少，资源短缺，环境恶化，人增地减”的趋势不可逆转。保障21世纪我国16亿人口的食物安全，关键在于推动农业科技的进步。正如同志所指出的“中国的农业问题，粮食问题要靠中国人自己解决。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展，必然要进行一次新的农业科技革命”。纵观世界现代农业发展动态，一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用，为世界各国农业发展提供了前所未有的机遇。“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生，成为农业信息技术应用的一个重要分支。其核心是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统（GIS）、定位系统（GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，使作物生产更加科学，减少投入，提高产出，实现高效利用各种农业资源，保护生态环境的农业可持续发展目标。

目前，我国化肥和农药的利用率都在30％左右，农业灌溉水利用率不足35％，仅及发达国家的一半。以施用化肥为例，1978年到1995年，全国化肥用量增长了97％，而粮食仅增长了36％，粮食产量每增长1％，化肥施用量差不多要增长3％。这种化肥施用量递增和过低的利用率，造成化肥报酬递减和对土壤、地下水、谷物的严重污染。如果化肥利用率提高10个百分点，每年即可节约1000多万吨化肥，相当于节约近100亿元人民币。据有关国外报道，“精细农业”技术将会使目前化肥和农药的施用量减少50％甚至更多。

1 “精细农业”技术组成

1.1 数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据，以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

1) 产量数据采集

带定位系统和产量测量的谷物联合收割机（如美国John Deree和英国Messey Ferguson等），在收获的同时，每隔1.2秒记录当地的产量，记录数据以文本形式（经度、纬度、产量和谷物含水量）存储在磁卡中，然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的性。

2) 土壤数据采集

土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位，采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析，耗资费时，成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。目前商品化的土壤养分快速测试仪器还是基于传统化学分析技术，其可操作性和测量精度有待于改进。国外基于TDR技术的土壤水分测量仪器、基于MR技术的多光谱SOM测试仪器已经商品化，但其价格昂贵，不适于大面积推广使用。

3) 苗情、病虫草害数据采集

利用机载GPS或人工携带GPS，在田间行走中随时可定位，记录位置，并记录作物长势或病虫草害的分布情况。如监测病虫草害分布，一般人为可定性分为轻、较轻、中、较重、重，以1、2、3、4、5代表。该数据的性很大程度上依赖于人的判断能力。近年来，由于NIR视觉技术、图象模式识别、多光谱识别技术的发展，有关苗情、杂草识别快速监测仪器不久将研制出来，并投入使用。

精细农业论文:精细农业”发展与工程技术创新

摘 要 本文综述了目前国外“精细农业”实践的主要目标及其技术思想的内涵。着重围绕其主要支持技术发展，讨论了有关工程技术创新及推动我国开展试验研究的问题。目前国外对这一技术体系的研究与实践，主要仍集中在基于GPS和GIS技术应用的作物生产系统精细管理方面，因此本文提出用“精细农作”的译名来表达当前研究目标的内涵，希望引起学术界的讨论。进入21世纪，基于知识和信息的“精细农作”技术思想，必将扩展到大农业经营的各个领域，推动传统农业生产的信息化与知识化，即进一步发展到设施园艺、工厂化养殖、农产品精细加工及农业系统精细经营管理方面，逐步形成一个基于农业生物科学、电子信息技术及工程装备为主导的“精细农业”技术体系，为建立品质、高效和可持续发展的农业系统服务。

关键词：精细农业 精细农作 GPS和GIS 工程技术创新

引 言

近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，关于国外“精细农业”技术的发展，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，科技部在筛选“面向21世纪解决16亿人口食物安全的关键技术”项目、组织S - 863农业高技术领域发展计划研究以及农业部948引进项目立项中，也受到了重视。有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作, 加强了和国外的学术交流与合作联系，国内学术交流也开始活跃。国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是? ┭А⑴┮倒こ獭⒌缱佑胄畔⒖萍嫉榷嘀盅Э浦兜淖樽凹桑溆τ醚芯糠⒄贡亟慌苯用嫦蚺┮瞪哂τ梅竦牡缱有畔⒏咝录际酰纾何佬嵌ㄎ幌低场⒌乩硇畔⑾低场⒁8屑际醯呐┮涤τ茫慌镄畔⒖焖俨杉瞧鳌⑴锔鳌⑼练使芾怼⑴┮├谩⑽廴究刂频仁视眉际鹾团┮倒こ套氨讣捌洳祷际醯难芯坑肟ⅲ酝贫夜谥逗托畔⒌拇撑┮迪执哂猩钤兜恼铰孕砸庖濉?nbsp;“精细农业”，即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。实际上，目前国外关于Precision Farming的研究，基本上仍是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农作”译名来表达当前这一技术思想的内涵可能更为确切。“精细农作”是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家? 低秤τ醚芯坑胧导薪徊浇沂镜呐锬谛∏魑锊亢蜕せ肪程跫拿飨允笨詹钜煨裕佣岢龆宰魑镌耘喙芾硎凳┒ㄎ弧葱璞淞客度耄虺啤按Ψ脚鳌倍⒄蛊鹄吹模辉谂┮倒こ塘煊颍云呤甏衅谖⒌缱蛹际跹杆偈涤没贫呐┮祷底氨傅幕缫惶寤⒅悄芑嗫丶际酰镄畔⒅悄芑杉氪砑际跹芯康姆⒄梗由习耸甏鞣⒋锕叶耘┮稻斜匦杓婀伺┮瞪Α⒆试础⒒肪澄侍獾墓惴汗厍泻陀行Ю门┮低度搿⒔谠汲杀尽⑻岣吲┮道蟆⑻岣吲┎肥谐【赫图跎倩肪澈蠊钠惹行枨螅熬概鳌奔际跆逑档男纬勺急噶颂跫：M逭秸驡PS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农作”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农作”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊? 铮幻磕甓季侔熳ㄌ狻肮示概┮笛跹刑只帷焙陀泄刈氨讣际醪氛故净幔辉谕蛭仙柚糜卸喔鲎ㄌ馔罚梢约笆辈檠接泄匮芯糠⒄剐畔ⅲ幻馈⒂ⅰ摹⒓拥裙恍笱枇⒘恕熬概┮怠毖芯恐行模枇擞泄夭┦俊⑺妒垦芯糠较蚣芭嘌悼纬蹋蝗铡⒑裙昀匆鸭涌炜寡芯抗ぷ鳎⒌玫搅苏棵藕拖喙仄笠档拇罅χС帧9噬隙哉庖患际跆逑档姆⒄骨绷坝τ们熬坝辛斯惴旱墓彩叮晌兰椭环⒄古┮蹈咝录际跤τ醚芯康闹匾翁狻?/P>

“精细农作”技术思想的内涵及其主要支持技术：

“精细农作”技术思想的核心，是获取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、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析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，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。 千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的环境后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，Illinois大学C.M. Linsley和F.C.Bauer 发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（Site Specific Crop Manag

ement）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动生成以12-15m2为单元组成的农田小区产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的较大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信? ⒓际醯姆⒄梗炕袢≌庑跋熳魑锷ひ蛩丶白钪帐粘傻目占洳钜煨孕畔ⅲ凳谥逗拖执萍嫉姆植际降骺兀锏教锴谧试辞绷Φ木饫煤突袢【】赡芨叩木貌砍晌赡堋M?是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据 通过计算机处理，生成作物产量分布图 根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图 根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著节约投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。“精细农作”是基于田间小区农作条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着关键的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠卫星定位系统（GPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS) 的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农作”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践精细农作的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。建立一个完整的精细农作技术体系，需要有多种技术知识和先进技术装备的集成支持

3. “精细农作”技术发展与工程技术创新

3.1 3S技术农业应用研究：

“精细农作”中的定位信息采集与处方农作实施，需要采用全球卫星定位系统（GPS）。已经建成投入运行的有美国GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。美国GPS系统包括在离地球约20,000 km 高空近似圆形轨道上运行的24颗地球卫星，其轨道参数和时钟，由设于世界各大洲的五个地面监测站和设于其本土的一个地面控制站进行监测和控制。使得在近地旷野的GPS接收机在昼夜任何时间、任何气象条件下最少能接受到4颗以上卫星的信号，通过测量每一卫星发出的信号到达接收机的传输时间，即可计算出接收机所在的地理空间位置。信号处理技术的发展，可使微弱的卫星信号为便携式或掌上型接收机的小型天线所接收。这是一个功能强大、对任何人、在全球任何地方都可以免费享用的空间信息资源。尽管美国政府对其GPS系统施加了“选择可用性政策”(SA)的影响和卫星信号在空间传输过程中发生的各种累积误差，但技术上可通过差分误差校正方式及信息处理技术使通用接收机的动态3维定位精度容易达到米级或分米级，测量型GPS接收机动态定位精度可达厘米级要求。近几年来，GPS产业技术发展迅速，若干大公司迅速涉足农业领域，提供了用于农田测量、定位信息采集和与智能化农业机械配套的DGPS产品。这类产品通常均具有12个可选择的卫星信号接收通道、动态条件下每秒能自动提供一个3维定位数据，动态定位精度一般可达分米和米级，并具有与计算机和农机智能监控装置的通用标准接口。如美国Trimble 公司Ag132 12 通道GPS接收机，可接收信标台的地区性差分校正信号免费服务或获得由近地卫星转发的广域差分收费校正信号服务，提供的分米级定位和0.1米/小时的速度测量精度。系统可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。配置这一系统需要考虑本地区可能提供的差分信号现有条件，或在缺乏上述服务条件下购置两台Ag132 和配套通信电台建立独立的自用差分GPS系统，另还可配置必要的专用可选件如：基站附件、导航附件、背负式田间信息采集附件、掌上型计算机及必要的联接信号电缆等。Ashtect 公司的Ag Navigator结构设计有些不同，但功能大体相当。DGPS技术的迅速发展，使得近几年来各国提供局域差分信号免费服务的信标站迅速建设起来，至1996年末，美国这类信标站的地区覆盖范围已接近国土的2/3。信标站差分信号服务半径约计300 km。我国在东南沿海原交通部也建立了近2 0个这类信标站。以近地卫星作为星载GPS广域差分信号服务系统在今后几年内也可望在我国部分地区相继建立。在竞争中谋求信息高新技术产品市场的商业利益，将是今后GPS技术发展竞争的总趋势。今年3月30日美国副总统戈尔在白宫新闻会上，宣布开放GPS卫星的L2频道并进一步开放L3频道民用服务，这将大大有利于进一步改善GPS卫星服务的精度和性，使用户获得性能价格比更好的定位、定时技术服务。GPS用户系统外观结构简单，小型化，操作方便，但技术含量高。现有国外农机厂商配套的GPS产品，大多采用OEM方式引进关键部件进行二次开发后嵌入于农业机械应用系统中，可使性能价格比显著改

善。DGPS作为农业空间信息管理的基础设施，一旦建立起来，即不但可服务于“精细农作”，也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务，其农业应用技术开发的前景广阔。 地理信息系统（GIS）作为用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台，技术上已经成熟。它在“精细农作”技术体系中主要用于建立农田土地管理，土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分? 霾钜煨院褪凳┑骺靥峁Ψ叫畔ⅰK扇胱魑镌耘喙芾砀ㄖ霾咧С窒低常胱魑锷芾碛氤な圃げ饽D饽P汀⑼度氩龇治瞿D饽P秃椭悄芑髯蚁低骋黄穑⒃诰霾哒叩牟斡胂赂莶康目占洳钜煨裕治鲈颉⒆鞒稣锒稀⑻岢隹蒲ТΨ剑涫档紾IS支持下形成的田间作物管理处方图，指导科学的调控操作。由于农业活动涉及广阔的地理空间和各种管理信息都有明显的空间随机分布特征，GIS在农业中具有广泛的应用价值。在形成农业空间信息地理图形时，采样密度、采样成本与信息处理的方法如何能更反映参数的空间分布，仍然是尚待深入研究的课题。由于商用GIS系统的功能一般都照顾到各种类型用户的需要，针对农业资源信息管理和精细农业实践的需要和农村用户的特点，开发基于GIS设计规范的简单实用、易于向基层农村用户推广、界面友好的田间地理信息系统（FIS）已引起学术界的注意，值得我国农业工程师进行创新研究。遥感（RS）技术是未来精细农作技术体系中获得田间数据的重要来源。它可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来，RS技术在大面积作物产量预测，农情宏观预报等方面作出了重要贡献。由于卫星遥感数据目前尚达不到必要的空间分辨率和提供满足农作需要的实时性，目前还未用于作物生产的精细管理。然而，遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图象信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。RS获得的时间序列图象，可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性，提供农田作物生长的时空变异性的信息，在一季节中不同时间采集的图象，可用于确定作物长势和条件的变化。基于遥感产业界对“精细农作”的商业兴趣，一系列的地球观测卫星将在近几年内发射，到2005年，将有超过40个这类卫星提供服务。大部分这类卫星采集的全色图象，空间分辩率将达1～3米，多光谱图象分辩率预计可达3～15米，扫视区6～30km。由于采用卫星遥感比航空摄影的成本将低一半以上，卫星遥感技术可预期在近3～5年内，在“精细农作”技术体系中扮演重要角色。农业工程师应该涉足这一领域，了解有关的知识，参与应用研究，现在的RS软件已可装载在PC机上使用，性能价格比已可为普通用户所接受。

3.2 收获机械产量计量与产量分布图生成技术

作物产量是许多因素综合影响形成的结果和评价种植管理水平的基础。“精细农作”技术思想也正是从获得田间小区产量的差异性信息出发，分析原因，指导管理决策。在“精细农业”研究发展中，虽然也有关于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收获机械产量计量及产量分布图自动生成的试验研究成果，但迄今已商品化的产品仍集中于谷类作物收获机械方面。据报导，美国目前约有20个制造商供应谷物联合收获机产量计量系统，1997年底，全国使用这一技术的联合收获机约17,000台，其中约有一半带GPS定位系统可支持产量分布图自动生成。一个主要生产厂商宣称，至2001年其生产的90%谷物联合收获机将装备产量监视器。迄今已进入商品化的这类产品主要是基于冲击式-力传感技术（如美国John Deree和Case IH）、容积式光电计量技术（如英国RDS产品）和γ射线流量传感技术（如Massey Ferguson产品）等。在谷物流量自动传感过程中，还可同时测量净粮含水量，在小区产量分布图基础上结合定位处方投入的成本分析直接显示小区经济效益分布图（Gross Margin Variability Map）。“精细农作”体系中的产量图自动生成技术，需要解决如下的科学技术问题：

流量传感器的计量精度、稳定性、通用性、标定简便性的进一步改善；

产量计量中同时获得收获机的实际割幅和前进速度信息；

生成产量分布图需要的空间分辨率不大于收获机械工作幅宽的DGPS定位系统；

针对不同收获机械建立谷物由割台至流量测量点的谷物运移过程模型，以校正产量分布信息的动态误差；

研究采集的定位数据和产量数据编码格式与快速存储传输方式。这些数据通常都是存储在软盘或IC智能卡中，能一次存储至少一个作业班内的全部数据，然后再传入PC机进行处理和生成产量分布图；

开发PC上进行产量分布图生成的软件，含文件结构、数据结构、误差校正、数据图形化、显示方式等；

上述技术都还需要继续完善。研究适于不同国家的农业机械装备、种植特点、适于不同作物和更为的上述各环节的智能化技术，仍然是农业工程师面临的挑战。谷物联合收获机电子装置，包括谷物产量自动计量和产量图自动生成技术，是当代农机研究的一个重要方向，也应是我国农机装备机电一体化、信息化研究的优先发展方向之一。对于改善易地收获、农机社会化服务，提高农机作业信息化意识，促进作物生产科学管理，都有十分重要的现实意义，应是世纪之交我国农机技术创新的重要课题。 3.3 田间变量信息采集与处理技术

快速、有效采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是实践“精细农作”的重要基础。优先需予考虑的主要是土壤含水量、肥力、SOM、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害及作物苗情分布信息采集等。目前田间信息快速采集技术的研究仍大大落后于支持精细农作的其它技术发展，已成为国际上众多单位攻关研究的重要课题。现有的土壤信息采集方法是基于定点采样与实验室分析相结合，耗资费时、空间尺度大、难于较精细地描述这些信息的空间变异性。技术创新的方向是研究开发可快速操作，有利于提高采样密度，测量精度能满足实际生产要求的新传感技术和进一步改善空间分布信息的定量描述与近似处理方法。部分参数将可用扫描方式通过安装于作业机械上的传感器连续采集和进一步自动生成空间信息分布图。已经取得实用化或具有良好开发前景的成果，如：土壤含水量测量将在TDR成熟技术基础上，在开发经济实用的基于驻波比、频域法原理、近红外技术的快速测量仪方面拓宽研究领域。土壤主要肥力因素（N、P、K）测量仪器开发方面，基于传统化学分析技术基础上的快速肥力分析仪，目前国内已有实用化产品投入使用，其稳定性、操作性和测量精度虽然尚待改进，但对农田主要肥力因素的快速近似测量具有实用价值；一? 只诮焱饧际跬ü浣右睹娣瓷涔馄滋匦越信锏史柿λ娇焖倨拦酪瞧饕言谑匝槭褂茫胍8屑际醯呐┮涤τ妹芮邢喙兀梢韵嗷ソ杓喙丶际跹芯砍晒灰恢只诶胱友癯⌒в骞埽↖SFET）集成元件的土壤主要矿物元素含量测量技术的研究在国外已取得进展，将是值得关注的技术突破性研究方向。土壤耕作层深度对评价土壤持水能力和指导定位处方耕作，确定播种深度、施肥用量密切相关，在美、加、澳等已经开发出不接触式、基于电磁场测量土壤电导率用于评价土层深度分布图的仪器已试验使用，可对指导定位处方深耕取得良好的经济效益；关于SOM传感器，早在数年前已有报导，通过 NIR原理研制的可用于田间在线测量的多光谱SOM测量仪已有商品化产品。在作物生长有关变量信息的采集方面，田间杂草识别是“精细农业”支持技术中引起广泛关注的领域。在杂草识别的光谱响应特性方面已有许多研究成果及参考数据可供借鉴。其它田间作物变量传感与空间信息处理技术方面的研究，将围绕新的物理原理与数学方法的应用，如多光谱识别、NIR视角技术、图象模式识别、人工智能方法（ANN、Fuzzy 系统分析、ES应用）、状态空间分析、小波分析、卡尔曼滤波方法等。在实践“精细农作”方面，开发基于新的物? 碓淼慕瓶焖傩畔⒉杉际跤敫纳瓶占涞乩硇畔⒋矸椒ǎ匀皇强萍脊ぷ髡呙媪俚募杈奕挝瘛?/P>

3.4 智能型处方农作机械

七十年代中期微电子应用技术的迅速发展，使得工业化国家的农业机械进入到一个以迅速融合电子技术向机电一体化方向发展的新时期。农业机械的设计中，广泛引入了微电子监控技术用于作业工况监测和控制。八十年代后期起，其监控系统又迅速趋向智能化，由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向与管理决策系统集成的方向发展。这新一代农业机械装备技术的发展，与过去十多年来基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的迅速发展，都是近五年来“精细农作”技术得以进入日益广泛试验实践的重要条件。虽然，迄今支持“精细农作”的若干主要农机装备，除了如前述带产量图自动生成的谷物收获机以外，实施按处方图进行农田投入调控的智能化农业机械, 如安装有DGPS定位系统及处方图读入装置的，可自动选择作物品种（二选一）、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机；可自动选择调控两种化肥配比的自动定位施肥机和自控喷药机；可分别控制喷水量的定位喷灌机均已有商品化产品，并在继续完善。拖拉机驾驶室已安装智能化显示器，在一个LED显示屏上，可随意调用各种图形化可视界面, 监控机器各部分的工况和显示处方作业和导航信息。现代带有多处理器的智能型农业机械，已经引用了工业部门中采? 玫目刂破骶植客芟呒际酰–AN），相互间采用光缆传输信息，建立了工业化设计标准。我国当今农业机械技术水平从总体上看与发达国家落后了不止20年，需要在某些领域推动高新技术的应用研究与实践。开发适于我国国情的先进技术。“精细农作”的示范试验研究有可能成为农业机械装备领域应用信息高新技术实现技术创新的切入点。 3.5 系统集成技术

“精细农业”技术体系是一个集成系统，它涉及到多种学科知识的支持，需要学习应用不同子系统已经形成的硬、软件设计规范、标准、数据格式与通信协议，应用已有的单项技术成果，研究建立某些支持技术的新标准。近几年来，国外研究实践中已经积累了一些进行“精细农业”技术体系集成组装的经验。我国科技工作者要研究这方面的进展，参与国际交流。作为工程师，要善于根据工程项目的整体目标，既能从具体技术角度去思考和研究问题，具有不断突破现有解决实际问题的观念与模式的创新意识；又能注意进行项目目标的整体评估，协调技术先进性与经济可行性的综合优化目标，提出推动技术进步的试验实践方案。

问题与思考

迄今，国际上关于“精细农业”的研究仍处于发展的幼年时期，支持技术产品也尚待不断深化研究。其革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔及时次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品，为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中，个人认为需要重视如下问题： 4.1 加强对国际有关研究发展信息和经验的研究。九十年代以来，国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点，注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义，即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性，实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的，在我国可先在规模化农场和农业高新技术综合开发试验区，力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小，生产手段仍较落后，实现广域的农田精细经营尚需有较长的发展过程，有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究，并应结合农业技术推广性试验和农业社会化服务方式创新中，开拓出新的服务领域。这样，既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨，又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村推广的先进农作技术体系。 4.2 在“精细农作”试验研究与实践过程中，注意组装一批基于信息和知识的单项适用先进技术支持当前的“科技兴农”。如：GPS、GIS技术用于农田管理、节水灌溉、环境监测的实用技术；面向农业生产者应用的电子仪器、实用监控设备；农业装备信息化技术；精细测土配方施肥、病虫草害快速实用监测技术；智能化农业生产管理辅助决策支持系统的推广及支持农业社会化服务体系的先进装备技术与工具的开发等。 4.3 迄今国外进行的精细农业（Precision Agriculture）的实践，实际上是面向大田作物生产的精细农作（Precision Farming）系统。实现基于信息和知识的农业产业系统精细经营的技术思想，应该扩展到种、养、加，产前、产中、产后的整个过程，即过渡到建立“精细农业”的技术体系。实际上，“精细农业”的技术思想，早在七十年代后期开始，已优先在发达国家奶牛场根据奶牛产奶量定量配料系统中得到了广泛的推广应用。近十多年来，全自动化设施园艺业的发展和养殖业中动物生长预测模型与配料、环境调控自动化系统的结合，农产品产后储藏、保鲜、加工为达到高品质、高附加值产品的过程中，都已吸收了电子信息科技前沿的成就。“精细农业”的技术思想，尤应在设施园艺，集约养殖，农产品品质挑选、加工增值产业中先付诸实践与推广，这对我国目前处于传统农业的结构性调整时期和开始重视强调实现农业增产方式的转变中，依靠先进技术装备和农业精细经营技术的支持，对农业增产、农民增收，具有重要的现实意义。 4.4 在试验研究中加强多部门、多学科间的相互联系，协同攻关.发展学术讨论交流，加强国际合作，重视应用基础研究。在高等农业工程院系的学科建设与教学内容改革中，要逐步创造条件开设有关GPS、GIS、RS应用课程，加强必要的实验研究设施与课程建设等。

中国农业大学“精细农业研究中心“近二年多来已经启动了有关研究工作，内容涉及DGPS、GIS农业应用，田间信息采集传感技术，智能型农业机械监控技术，精细农作技术的系统集成与发展战略研究。与国外有关研究中心和企业界已建立了比较广泛的联系，积累了比较丰富的信息，我们愿意与国内有关单位、企业发展合作，共同为推动我国农业工程技术创新与“精细农业”技术在我国的应用示范与实践作出贡献。

精细农业论文:精细农业的技术组织、决策分析及在我国的应用实践

摘 要 “精细农业”技术的核心是用信息技术改造传统农业，在机械化基础上，将地理信息系统、定位系统、决策支持系统、传感技术进行集成，实现农业可持续发展目标。实施这项技术，其结果必然会引起一场新的农业科技革命，也必将会对我国未来农业发展产生重大影响。因此，在充分了解“精细农业”技术组成的基础上，探讨了“精细农业”的应用范围，尤其是结合我国国情，提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。

关键词 精细农业；地理信息系统；定位系统；决策支持系统；传感技术

本世纪后半期世界农业的高速发展，除了依靠生物遗传育种技术的进步，耕地和灌溉面积的扩大以外，基本上是在化肥与农药等化学品的大量增加和机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此引起的农业水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、生态环境恶化等问题，已经引起国际社会的广泛关注，并成为实践农业可持续发展的重要驱动力。所谓可农业持续发展是指在农业资源和环境的持续支撑下的农业经济的持续增长。即有效利用农业资源，提高农业利润，减少农业污染。

中国是一个农业大国，用占世界7％的耕地解决了世界22％人口的温饱问题，取得了举世瞩目的成就。但是，我国面对的“人多地少，资源短缺，环境恶化，人增地减”的趋势不可逆转。保障21世纪我国16亿人口的食物安全，关键在于推动农业科技的进步。正如同志所指出的“中国的农业问题，粮食问题要靠中国人自己解决。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展，必然要进行一次新的农业科技革命”。纵观世界现代农业发展动态，一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用，为世界各国农业发展提供了前所未有的机遇。“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生，成为农业信息技术应用的一个重要分支。其核心是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统（GIS）、定位系统（GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，使作物生产更加科学，减少投入，提高产出，实现高效利用各种农业资源，保护生态环境的农业可持续发展目标。

目前，我国化肥和农药的利用率都在30％左右，农业灌溉水利用率不足35％，仅及发达国家的一半。以施用化肥为例，1978年到1995年，全国化肥用量增长了97％，而粮食仅增长了36％，粮食产量每增长1％，化肥施用量差不多要增长3％。这种化肥施用量递增和过低的利用率，造成化肥报酬递减和对土壤、地下水、谷物的严重污染。如果化肥利用率提高10个百分点，每年即可节约1000多万吨化肥，相当于节约近100亿元人民币。据有关国外报道，“精细农业”技术将会使目前化肥和农药的施用量减少50％甚至更多。

1 “精细农业”技术组成

1.1 数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据，以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

1) 产量数据采集

带定位系统和产量测量的谷物联合收割机（如美国John Deree和英国Messey Ferguson等），在收获的同时，每隔1.2秒记录当地的产量，记录数据以文本形式（经度、纬度、产量和谷物含水量）存储在磁卡中，然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的性。

2) 土壤数据采集

土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位，采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析，耗资费时，成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。目前商品化的土壤养分快速测试仪器还是基于传统化学分析技术，其可操作性和测量精度有待于改进。国外基于TDR技术的土壤水分测量仪器、基于MR技术的多光谱SOM测试仪器已经商品化，但其价格昂贵，不适于大面积推广使用。

3) 苗情、病虫草害数据采集

利用机载GPS或人工携带GPS，在田间行走中随时可定位，记录位置，并记录作物长势或病虫草害的分布情况。如监测病虫草害分布，一般人为可定性分为轻、较轻、中、较重、重，以1、2、3、4、5代表。该数据的性很大程度上依赖于人的判断能力。近年来，由于NIR视觉技术、图象模式识别、多光谱识别技术的发展，有关苗情、杂草识别快速监测仪器不久将研制出来，并投入使用。 4) 其它数据采集

地形边缘测量，一般利用带GPS的机动车或人工携带GPS在田间边界循环行走一圈，就能将边界上的点记录下来，经过平滑形成边界图。另外，还要获取近年来轮作情况、平均产量、耕作情况、施肥情况，作物品种、化肥、农药、气候条件等有关数据。这些数据用于进行决策分析。

数据分析

一般采集的数据都是以文本表形式表示，需要利用一些数学方法进行处理，生成分布图。

1) 产量数据分布图

由于产量数据是通过连续采样获得的，一般使用平滑技术（实际上是一种低通滤波方法）。通常使用移动平均法来平滑数据曲面，它能消除采样测试误差，清晰地显示区域性分布规律和变化趋势。通过聚类分析生成具有不同产量区间的产量分布图。

2) 土壤数据分布图

由于土壤采样是非连续的采集土样，需要估计采样点之间的数据，这种估计过程称为插值。即用已知采样点的土壤数据估计相邻未采样点的土壤数据的一种方法。常用的插值方法有：最近相邻、局部平均、距离倒数加权、等高线和克里格等。当土壤采样点数较多时，克里格方法是好的插值方法。该方法利用半方差图确定土壤数据变化程度和合理的采样间距。当实际采样间距大于合理的采样间距时，就不能保障插值精度，这时可用其它方法处理。 3) 苗情、病虫害分布图

由于该数据采样即不象产量测量连续采样，也不象土壤采样以栅格采集土样，而是在行走中，人为定点，记录数据。这样的数据处理一般采用趋势面分析，即用某种形式的函数所代表的曲面来逼近该信息的空间分布。趋势面分析从总体上反映了苗情、病虫草害的空间变化性趋势。

未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来，将田间观测者的地理位置和田间观测数据，通过便携PC和天线发往办公室PC，利用软件自动生成田间数据分布图。

决策分析

“精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息，经过决策分析，来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的核心，直接影响“精细农业”技术的实践效果。GIS用于描述农田空间上的差异性，而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将GIS与模拟技术紧密地结合在一起，才能制定出切实可行的决策方案。二者结合可按以下三种形式操作：一是GIS和模拟模型单独运行，通过数据文件进行通讯。二是建立一个通用接口，实现文件、数据的共享和传输。三是将模拟模型作为GIS的一个分析功能。GIS作为存储、分析、处理、表达地理空间信息的计算机软件平台，其空间决策分析一般包括网络分析、叠加分析、缓冲区分析等。作物生长模拟技术是利用计算机程序模拟在自然环境条件下作物生长过程。作物生长环境除了不可控制的气候因素外，还有土壤肥力、墒情等可控因素。GIS提供田间任一小区、不同生长时期的时空数据，利用作物生长模拟模型，在决策者的参与下，提供科学的管理方法，形成田间管理处方图，指导田间作业。

控制实施

“精细农业”技术的目的是科学管理田间小区，降低投入，提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备，除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外，按处方图进行作业的农业机械还有：带有定位系统和处方图读入设备，控制播深和播量的谷物精密播种机；控制施肥量的施肥机；控制剂量的喷药机；控制喷水量的喷灌机；控制耕深的翻耕机等。例如，当驾驶拖拉机在田间喷施农药时，驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时，数据处理器根据处方图上的喷药量，随时向喷药机下达命令，控制喷洒。

2 “精细农业”技术应用

2.1 “精细农业”具有以下优点：

1) 提高收益

按照土壤特性、作物需求，实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治，即能降低用水、肥料、种子、农药的投入，也能增加作物产量。 2) 保护环境

根据农田作物定点需求，控制化学物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品质的污染，也能保护生态环境。

3) 提高作物产量和质量

根据作物的实际需求，即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用，造成作物减产，品质下降，也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。

4) 提供更多有用信息

由于可以获取农田更多的信息，能够使作物生产管理人员制定出更、合理的管理决策。

2.2 实施“精细农业”技术实践，一般需要满足的条件

1) 农田大小

农田大小的概念主要取决于外部环境。不同国家，适于“精细农业”技术实践的农田大小不一样。一般需要一个的经济分析，可以计算出一个国家适于“精细农业”技术实践的最小农田范围。根据国外一篇文章报道，以小麦施肥为例，根据产量分布图显示，若按均一施肥200kg/ha，平均产量为6.85t/ha，保守提出一个产量目标7t/ha，假定ⅰ) 由于农田起头土壤压实度较大，使得20％的农田平均产量为5t/ha或更低，通过三年的深耕，可改善土壤压实，使小麦产量提高10％（0.5t/ha）。ⅱ) 有15％农田产量为6t/ha，由于土质问题，不会达到7t/ha，因此，连同上面的20％的农田，再少施30kg/ha氮。ⅲ) 20％农田能够提高产量到8t/ha，因此，再多施40kg/ha 氮，可将7t/ha提高到8t/ha。根据当前小麦、氮的时价，深耕费用，DGPS服务费用，办公软件费用，带定位系统和产量测量的联合收割机和定位变量施肥机的使用费用，利息等，通过费用－利益分析，适于“精细农业”技术实践的最小面积约为85.6ha。

2) 农机化程度

农田可大可小，但是，农业作业若不是机械化，“精细农业”就无法实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外，还需要GIS、GPS（DGPS）；信息采集、分析设备；随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之，机械化、自动化程度越高，越利于实施“精细农业”技术实践。 3) 农田差异

一般来说，作物生长没有空间差异的农田，实施“精细农业”技术实践，是不会有经济效益的。农田的空间差异首先表现在产量的空间差异上。产量的差异可能是由于土壤墒情、土壤肥力、病虫草害分布等因素的差异性造成的。但是，一块农田出现差异并不意味着有益于“精细农业”技术实践。首先，必须确定田间存在的差异有多大；其次，能否寻找到作物生长空间差异与作物产量空间差异之间的关系；再次，根据目前的作业条件，能否解决这些差异问题。

2.3 开展适合我国国情的“精细农业”技术实践

在我国，农田规模较小，机械化水平比较落后，实施广域的“精细农业”技术实践尚需较长的发展过程，但是，结合我国国情，在某些具体条件下，开展“精细农业”技术实践或“精细农业”单项技术实践是可行的。

1) 了解差异，指导农业生产

在我国广大农村，实行联产承包责任制的情况下，个体农民主要是根据自己的知识和经验实施农业作业。尽管每户的责任田范围内作物生长条件的空间差异可能不大，但就整个地块来说，其空间的差异性是显而易见的。所以，以乡、村范围内，建立以GIS为开发平台的田间地理信息系统，其目的是让农民了解田间的差异分布，为农民提供合理的管理支持。该系统可以生成以地块为单位、以相对坐标定位的作物产量（以户为单位）、作物长势、土壤肥力、作物病虫草害的分布图。

2) 建立基于GIS、DGPS技术的作物管理辅助决策支持系统

在以县或大农场范围内，计算机及一些农业信息技术具有了一定基础。如果建立DGPS，基本上能够覆盖整个作业范围。主要内容包括：建立DGPS基准站；定位采集土壤墒情、土壤肥力、作物长势和病虫草害分布等作物生长空间数据；收集有关农田地籍、土壤类型、耕作史、产量史、轮作史以及作物品种、肥料、农药、灌井分布等知识。在GIS软件开发平台中利用作物生长模拟模型和空间决策分析模型，制定出科学的农田作业处方，为农田资源合理利用和作物生产管理决策服务。 3) 建立“精细农业”技术体系试验示范工程

在垦区农场或大面积作物生产平原地区建立“精细农业”技术体系试验示范工程，充分利用该地农业规模化经营和先进的技术装备优势，实现现代信息技术与农业工程技术集成应用。其基本过程是：带DGPS和产量测量的谷物联合收割机在田间定位和自动采集对应小区的平均产量数据，并利用计算机处理，生成作物产量分布图；定位采集土壤肥力、墒情、病虫草害分布、作物长势，并利用计算机处理，生成作物生长的空间差异分布图；利用GIS的空间决策分析和作物生长模拟模型，建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图；实施按处方图控制农业机械进行田间作业，如带DGPS和处方图读入设备，可调节播量和播深的谷物精密播种机、可调节施肥量的定位施肥机和喷药机、可控制喷水量的定位喷灌机等。通过“精细农业”示范工程，不但能够带动相关产业发展，而且还能够因地制宜地推动应用规模和范围，逐步在较大面积和范围内实现农业高产、品质、低耗、高效生产。

3 远景与讨论

1) 目前，由于遥感（RS）技术应用于“精细农业”的主要限制因素是空间分辨率太低。随着RS技术的迅速发展，分辨率的不断提高，必将成为“精细农业”技术中获取田间信息的重要来源。RS获取的是作物生长过程中的时间序列图象，提供的是农田土壤和作物生长的空间反映光谱，通过DGPS地面测量，寻找光谱与实地测量值之间的关系，推断农田土壤和作物生长的时空变异性。另外，在作物生长季节，由于RS定期获取土壤和作物生长的基本数据，可用于修正作物生长模拟模型，使作物生长模拟模型更加有效的反映作物生长规律，从而更好地服务于“精细农业”技术实践。

2) 如果说今天实施“精细农业”技术的主要动力是出于经济效益考虑，那么，环境问题将是未来的发展动力。“精细农业”的目标是提高耕地资源的产量潜力，实施合理投入，科学管理，谋求作物生产好的经济效益。其中，尤以减少化肥和农药的投入引起特别重视。传统的以整块农田平均施用化肥和农田内土壤养分时空需求、平均施用农药与病虫草害时空变化的明显差异相矛盾。既不能保障作物生产潜力的充分发挥，也会导致过量施用造成的生产成本增长、农田和地下水资源污染、农产品品质下降的严重后果。九十年代后期，欧盟大多数国家都实施了限制使用化肥和农药的立法，规定到2000年，要减少农业化学品施用量50％，并开始征收高效农业化学品使用税，这更刺激了寻求新的科学调控农业投入，降低作物生产成本的迫切需求。

3) 实施“精细农业”的前提是田间土壤和作物生长的空间差异性。这些特性不仅沿水平方向和垂直方向变化，而且也随时间变化。有些特征是很稳定的，随时间变化很慢，如土壤质地、SOM等，而有些特性如N和湿度变化较快。所以，在实施“精细农业”技术实践中还要解决：主要采集哪些信息；怎样采集这些信息；采集时间间隔；怎样反映空间差异性等许多问题。例如，采样方法不同，采样和分析费用不同；采样时间间隔的大小直接影响管理费用等。另外，即便获取了大量的空间数据，怎样更有效利用这些数据制定合理的作物管理决策往往是很困难的。一些研究者们已经利用统计的方法来更好的建立作物产量差异与作物生长空间差异之间的关系。然而，作物生产不仅受到空间因素的影响，而且受到时间变化的影响。气候因素的变化往往比空间差异更重要，尤其是降雨和温度。有时，在某些年份，空间差异对作物产量可以忽略不计。但是，经过多年“精细农业”实践，可收集大量的有关作物生长信息，利用“反馈”方法，反复修正作物生长条件，使作物生长达到良性循环。

精细农业论文:“精细农业”的实践与农业科技创新

21世纪，人类将逐步进入知识经济的时代，迅速发展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，发展节本增效生产方式，改善和保护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面，突破许多传统的模式和观念，开拓出一批具有创新意义的技术体系，以支持社会经济的可持续发展。在实践当今新的农业科技革命中，九十年代初以来在一些发达国家开展的“精细农业”技术体系的研究与实践，就是一种具有创新意义的技术思想，已经引起一些国家政府和科技决策部门的重视。美国国家研究委员会（National Research Council）为此曾专门立项组织了一批多学科著名专家对有关发展研究进行了评估，研究报告经过由美国科学院，工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后，于1997年发表了“Precision Agriculture in the 21st Century－Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究专著，分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精细农业”技术体系研究的发展现状，面临的问题及其支持技术产业化开发研究的机遇。近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，对国外这一技术体系的发展趋势，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作, 国内外的学术交流与合作联系开始活跃，国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品，密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言：“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究，将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇，在开拓新的前沿科技应用研究领域中，发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离，时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越，将是机遇性的挑战。主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出：“现在一些发达国家，已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感，尽快迎头赶上”。 “精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集成，其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发，对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化，具有深远的战略性意义。 “精细农业”，即国际上已趋于共识的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“农业”、“精细农业”等。 实际上，目前国外关于Precision Agriculture的研究，主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（DSS）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此，作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然，当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术，这一技术体系的早期研究与实践，在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性，从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入，或称“处方农作”而发展起来的；在农业工程领域，自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术，农田信息智能化采集与处理技术研究的发展，加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求，为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来，基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等，在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来，形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来，在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来，已有数千计的研究成果，实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物；每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会；在万维网上设置有多个专题网址，可以及时查询到有关研究发展信息；美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程；日、韩等国近年来已加快开展研究工作，并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识，将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。 “精细农作”技术思想的核心，是获取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、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析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，按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践，提供了先进的技术手段。千百年来的作物生产，都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期，科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年，Illinois大学C.M. Linsley和F.C.Bauer 发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。之后，一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来，关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理（Site Specific Crop Management）的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据，并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的较大差异可以超过100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据 通过计算机处理，生成作物产量分布图 根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图，作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图 根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出，这一技术思想是通过多次循环的实践，来不断改善农田资源环境，积累知识，逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响，利用生产潜力的处方措施，还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标，因此，其技术思想并不是单纯追求技术措施的“”。事实上，目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15 m2, 获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60 m左右。在实际操作上，对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理，生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作，因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步，特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破，农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明，可以显著提高耕地的生产潜力，节约良种、化肥农药和能源投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性，为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究，对实现这一技术思想起着重要的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠全球卫星差分定位系统（DGPS）；地理空间信息管理和数据处理，需要应用地理信息系统(GIS)；未来大量地理空间数据的更新，需要遥感技术(RS) 的支持；作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械，以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术；田区空间变量信息的快速实时采集，需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术；按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械；制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持；作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史，部分支持技术手段还不十分成熟，有待不断研究完善，相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中，获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图，农户既可以根据自己的经验知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔及时次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品，

图1. 精细农作技术体系示意图 （来源：FieldStar, Messay Ferguson Ltd.）

为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中，个人认为需要重视如下问题：

加强对国际有关发展信息和经验的研究，提出符合国情的发展战略。九十年代以来，国外许多单位已经积累了一大批示范试验数据与支持技术产品开发研究成果。可以采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合。找准切入点，注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。“精细农作”的技术思想在国际科技界共识的基础上有其特定的涵义，即认识农田内小区产量和影响作物生长条件的空间差异性，实施定位处方农作。它是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的，在我国可先在规模化农场、部分大城市郊区和农业高新技术综合开发试验区，力求在农田小区的尺度上进行研究与实践。我国广大农村农田经营规模小，生产手段仍较落后，实现广域的现代农田精细经营尚需有较长的发展过程，有条件的地区可先以村片、农田的尺度上对精细农作的技术思想进行示范试验研究，并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中，开拓出新的服务领域。这样，既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨，又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。

通过“精细农业”的试验示范研究，大力传播基于信息与知识的农业系统精细经营的技术思想。现今实践的面向大田作物生产的精细农作应该扩展到种、养、加，产前、产中、产后的整个过程，即过渡到建立“精细农业”的技术体系。实际上，“精细农业”的技术思想，早在七十年代后期开始，已优先在发达国家奶牛场，基于动物个体编号电子自动识别技术，根据奶牛产奶量定量配料系统中得到了广泛的应用。近十多年来，全自动化设施园艺业的发展和养殖业中动物生长预测模型与配料、环境调控自动化系统的结合，农产品产后储藏、保鲜、加工、分级，为达到高品质、高附加值产品的过程中，都已吸收了电子信息科技前沿的成就。在我国，“精细农业”的技术思想，尤应在设施园艺，集约养殖，农产品品质挑选、储藏加工等增值产业中先付诸实践与推广，这对我国目前处于传统农业的结构性调整时期和开始重视强调实现农业增产方式的转变中，依靠先进技术装备和农业精细经营技术的支持，对实现农业增产、农民增收、农村稳定，都具有重要的现实意义。

在“精细农业”试验研究实践过程中，注意组装一批基于信息和知识的单项适用先进技术支持当前的“科技兴农”。如：GPS、GIS技术用于农村规划、农田管理、节水灌溉、环境监测的实用技术；农田信息快速采集、存储、处理技术与仪器；农田耕作、土肥管理、农药利用、污染控制等适用技术；机电仪一体化的农业机械装备；精细测土配方施肥、病虫草害快速实用监测技术；智能化农业生产管理辅助决策支持系统的推广及装备农业社会化服务体系的先进技术与工具的开发等。

在研究推进新的农业科技革命中注意形成一批具有创新意义的新技术体系，以支持农业的可持续发展。新的技术体系应在科学理论或方法上，在高新技术的应用上有重要的突破，能够引起技术上产生质的飞跃和为实现我国农业科学技术率先跃居世界先进水平作出贡献。在试验研究中要加强多部门、多学科间的相互合作，协同攻关.发展学术交流，加强国际合作，重视应用基础研究。在高等农业工程院校的学科建设与教学内容改革中，要创造条件开设有关GPS、GIS、RS应用课程，加强电子信息高新技术在农业领域的应用技术开发研究。

在“精细农业”的示范试验研究中，提出了一系列新的科学技术问题。其中，尤以田间信息实时快速采集先进传感技术，生物信息模式识别技术，空间信息处理与图形自动生成技术，计算机化的定量管理农艺技术与系统分析等，都需要作物科学、农艺学、生物物理、数学方法、信息软硬件技术和技术经济学的支持，这为农业科技工作者提供了进行科技创新的良好机遇。

精细农业论文:浅谈我国精细农业常用的一些基本理论

论文关键词:精细农业　遥感技术　全球定位系统　地理信息系统

论文摘要：我国人多地少，面对人口日益增加的巨大压力，对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高，因此，研究和发展适合我国国情的精细农业技术，推动我国农业生产持续稳定发展，是我国农业现代化的重要内容，也是机遇性的挑战，应当引起我国农业科技界的高度重视。本文首先介绍了国内外“精细农业”技术应用情况，而后对精细农业的一些基本理论进行总结，以供参考。

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，较大限度地保护生态环境，保障农业的可持续发展。

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-time closed-loop System)，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。这种机器保障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较大效益。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

3.1 GPS——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。

3.2 GIS——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、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。

3.3 RS——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。

3.4 DSS——决策支持系统 决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识，建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型，利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库，针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策，即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expert system)和模拟系统SS(simulation system)，因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。

3.5 ST——信息采集与处理技术 信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展，各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。

3.6 IAM——智能化农业机械 智能化农业机械IAM是实现精细农业的重要设备。智能化农一机械首先必须利用DGPS技术实现定位，然后必须根据田间处方图生成的智能控制软件，针对农田小区存在的差异自动执行分布式投入决策。

我国人多地少，面对人口日益增加的巨大压力，对于资源的有效利用和环境保护的要求越来越高，因此，研究和发展适合我国国情的精细农业技术，推动我国农业生产持续稳定发展，是我国农业现代化的重要内容，也是机遇性的挑战，应当引起我国农业科技界的高度重视。

精细农业论文:试述现代精细农业的技术构成及其应用

摘要：长期以来，农业生产都是以田块为基础，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得农场或田块的平均产量。实际上，在同一农田内，有许多因素影响着作物的生长和产量，存在着明显的时空差异性。 “精细农业”是综合应用地球空间信息技术、 计算 机辅助决策技术、农业工程技术等 现代 高新科技，以获得农田“高产、品质、高级”的现代化农业生产模式和技术体系。本文在充分了解“精细农业”技术组成的基础上，探讨了“精细农业”的应用范围，结合我国国情，提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。

关键词：精细农业 信息技术 卫星定位系统

0 引言

在过去的半个世纪中，随着生物遗传育种技术的进步,耕地面积的扩大,化学肥料及农药的大量使用，世界农业取得了长足 发展 。但这种农业增长模式也同时带来了水土流失、生态环境恶化、水资源浪费、生物多样性遭到破坏等一系列问题。为了解决这些问题，“精细农业”的概念和技术应运而生。

1 精细农业的含义

“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。

2 精细农业技术组成

2.1 数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据，以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

2.1.1 产量数据采集 带定位系统和产量测量的谷物联合收割机在收获的同时，每隔1.2秒记录当地的产量，记录数据以文本形式（经度、纬度、产量和谷物含水量）存储在磁卡中，然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是gps（或dgps）定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的性。

2.1.2 土壤数据采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、som、ph、土壤压实、耕作层深度等。利用gps在田间定位，采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析，耗资费时，成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。

2.1.3 苗情、病虫草害数据采集 利用机载gps或人工携带gps，在田间行走中随时可定位，记录位置，并记录作物长势或病虫草害的分布情况。

2.2 数据分析 一般采集的数据都是以文本表形式表示，需要利用一些数学方法进行处理，生成分布图。未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来，将田间观测者的地理位置和田间观测数据，通过便携pc和天线发往办公室pc，利用软件自动生成田间数据分布图。

2.3 决策分析 “精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息，经过决策分析，来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的核心，直接影响“精细农业”技术的实践效果。gis用于描述农田空间上的差异性，而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将gis与模拟技术紧密地结合在一起，才能制定出切实可行的决策方案。

2.4 控制实施 “精细农业”技术的目的是 科学 管理田间小区，降低投入，提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备，除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外，按处方图进行作业的农业机械还有：带有定位系统和处方图读入设备，控制播深和播量的谷物精密播种机；控制施肥量的施肥机；控制剂量的喷药机；控制喷水量的喷灌机；控制耕深的翻耕机等。例如，当驾驶拖拉机在田间喷施农药时，驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时，数据处理器根据处方图上的喷药量，随时向喷药机下达命令，控制喷洒。

3 精细农业技术的应用

3.1 “精细农业”具有以下优点：

3.1.1 提高收益 按照土壤特性、作物需求，实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治，即能降低用水、肥料、种子、农药的投入，也能增加作物产量。

3.1.2 保护环境 根据农田作物定点需求，控制化学物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品质的污染，也能保护生态环境。

3.1.3 提高作物产量和质量 根据作物的实际需求，即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用，造成作物减产，品质下降，也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。

3.1.4 提供更多有用信息 由于可以获取农田更多的信息，能够使作物生产管理人员制定出更、合理的管理决策。

3.2 需要满足的条件

3.2.1 农田大小 农田大小的概念主要取决于外部环境。不同国家，适于“精细农业”技术实践的农田大小不一样。一般需要一个的 经济 分析，可以 计算 出一个国家适于“精细农业”技术实践的最小农田范围。

3.2.2 农机化程度 农田可大可小，但是，农业作业若不是机械化，“精细农业”就无法实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外，还需要gis、gps（dgps）；信息采集、分析设备；随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之，机械化、自动化程度越高，越利于实施“精细农业”技术实践。

3.2.3 农田差异 一般来说，作物生长没有空间差异的农田，实施“精细农业”技术实践，是不会有经济效益的。农田的空间差异首先表现在产量的空间差异上。产量的差异可能是由于土壤墒情、土壤肥力、病虫草害分布等因素的差异性造成的。

在我国，农田规模较小，机械化水平比较落后，实施广域的“精细农业”技术实践尚需较长的 发展 过程，但是，结合我国国情，在某些具体条件下，开展“精细农业”技术实践或“精细农业”单项技术实践是可行的。

精细农业论文:规模化和精细化是中国农业发展的基本方向

摘要：由于理论的局限性和实践经验的缺乏，中国农业发展虽然取得了很大的成绩，但并没有从根本上改变传统农业的特征。城市工业化对农村剩余劳动力的有限吸收决定了中国不可能照搬刘易斯模式实现农业现代化。规模化和精细化作为现代农业的两个发展方向，必将成为中国农业经营的现实选择。

关键词：传统农业；现代农业；规模化；精细化

改革开放以来，以上世纪80年代初期的联产承包责任制为主要标志，中国农业经历了一系列比较成功的发展时期。然而，由于理论的局限性和实践经验的缺乏，中国并没有从根本上改变传统农业的特征。农业脆弱的基础地位在中国新一轮的通货膨胀中暴露无遗。据国家统计局的信息，2007年，中国居民cpi上涨4.8％，涨幅比2006年提高3.3个百分点，而食品价格上涨成为拉动价格总水平上涨的最主要原因。2008年，中国物价上涨的势头有增无减，仅2月份的cpi就达到8.4％，创下十二年来的新高。可以说，中国“低通胀、高增长”的黄金发展时期已经过去了。农业是食品加工工业的基础，深刻反思中国农业发展的不足，不仅有利于从根本上解决目前的通货膨胀问题，更有利于中国农业抓住契机，迅速向现代农业转变。

一、传统农业发展理论的局限性

传统农业发展理论以阿瑟·刘易斯的《二元经济论》和舒尔茨的《改造传统农业》为代表。应该说，这两大理论都为传统农业向现代农业的转变提供了崭新的思路，对二次世界大战以后世界农业的发展发挥了一定的积极作用。然而，理论本身的缺陷，非常苛刻的理论应用前提，加上缺乏实践经验的必要总结和提炼，很容易导致发展中国家农业在经历一段短时期的繁荣之后再次陷入停滞，回到那种投入产出的低水平均衡。以《二元经济论》为例，刘易斯最重要的假设就是农村存在隐性失业，农业劳动的边际生产率为零或者为负数。在对农业生产没有任何不利影响的前提下，农村劳动力可以源源不断地流向城市，加人工业化进程。当农村劳动力流出到一定程度时，农产品产量下降，价格上升，追求利润的动力将促使农民把现代农业的生产要素引进来，从而实现传统农业向现代农业的转变。然而，从发展中国家的实践来看，不仅是刘易斯的假设站不住脚，刘易斯所描述的二元经济向一元经济转变的过程也过于简单。首先，正如美国西奥多·w·舒尔茨所指出的，农村劳动的边际生产力为正，不是零，更不是负数，因此农村劳动力流出带来的直接后果就是农产品产量和质量的下降。其次，农产品价格的上升几乎伴随着劳动力流出的开始而开始，并不是有相当长一段时间的滞后期。因为相对于较低的农业劳动生产率，工业的劳动生产率较高，即使在农产品产量和质量保持不变的情况下，农产品的相对价格也会上升。再次，农产品价格上升所带来的利润，并不能肯定把现代农业生产要素引进来。因为现代农业生产要素是多种要素的集合体，其中许多关键性的生产要素具有很长的生产周期。农产品市场的价格波动足以扼杀现代农业生产要素的整体引进，取而代之的是增加传统农业生产要素的投入，从而使得传统农业向现代农业的转变功败垂成。，考虑到经济开放的因素，农产品的进口足以阻止任何农产品的价格上涨和农业生产利润的获得。因此，无论是二元经济理论还是改造传统农业理论，它们都存在先天的局限性。这种局限性在中国过去三十年的农业发展中充分暴露了出来。

二、中国农业发展存在的问题

1978年以来，中国农业发展取得了很大的进步。1985年，在中国具有深远影响的家庭联产承包责任制不仅铺开，其效应也已开始充分发挥，中国农业取得了前所未有的大丰收。现在，中国农业的发展基本满足了国民经济迅猛发展对农产品的需求，农产品的进口在全部进口总额中只占很小比重，这对于拥有13亿人口的发展中大国而言，是非常了不起的成就。

然而，我们在看到成绩的同时，也要看到问题和不足。总体上说，中国农业发展面临着两大问题：一是中国农业仍是一个低收入行业，二是农村劳动力向城市的转移受到工业化能力的限制。这两大问题相互交织，相互作用，维持着中国农业投入产出的低水平均衡。需要指出的是，农业的低收入使农村劳动力流出，极大降低了农业劳动力的整体素质，这对主要依赖人力资本的中国农业现代化造成了致命打击。巨大的城乡收入差距，不仅意味着农村较低的消费和生活水平，也意味着农村的低储蓄和低投资，意味着改造传统农业所需要的货币资本和实物资本投入都面临不可克服的现实困难。然而资金的缺乏还不是最主要的，因为在发达的金融市场中，只要有丰富的人力资本，信用仍然能够弥补货币和实物资本的不足，但务农的低收入恰恰又让农村本已稀缺的人力资本进一步流失。现代农业需要的不是廉价的低素质劳动力，而是具有较高教育水平和相当技术含量的高技术劳动者，这种劳动力在农村很奇缺。然而在农业劳动低收入的刺激之下，不仅有一定技术水准的劳动力走向了城市，甚至具有强壮体力的简单劳动力也离开农村，这意味着滞留在农村的劳动力主体是老、弱、病、残，他们无论在劳动力数量还是质量上都不可能胜任中国农业发展的需要。农产品价格偶然性上涨所带来的经济刺激，其结果不可能是现代农业生产要素的投入，而只能是传统农业生产要素的简单追加。农产品销售的高价格最终对应着农产品生产的高成本，而不是通过引进现代农业生产要素降低生产成本，获取更多的农业利润，从而使农业生产进入良性循环。

如果说，务农的低收入为传统农业的现代化制造了巨大障碍，城市工业化接纳农村剩余劳动力能力有限，则使传统农业维持的低水平均衡获得了必要的外部条件。受工业化产品市场容量的限制，劳动密集型产业在中国城市的发展遇到瓶颈，城市产业结构的升级进一步表明依靠城市工业化来吸纳农村剩余劳动力是不现实的。在这种情况下，民以食为天，廉价的劳动力大军盘踞在农村，也就为传统农业的延续提供了好的土壤。在改革开放的三十年里，尽管中国的农业机械总动力有所增加，但中国农业的规模经济效应并没有显示出来，更没有显示出中国农业机械化的强大竞争力。

三、规模化与精细化是中国农业发展的基本方向

一方面，中国农村劳动力向城市的转移受到工业化市场容量的限制；另一方面，中国传统农业向现代农业转变又必须以大批农业劳动力的退出为前提，只有这样才可能产生资本对劳动的有效替代。这意味着中国必须开辟一个新的就业领域作为农村过剩劳动力的吸收器。新的就业领域只能来自农业内部，但它绝不是我们日常所理解的现代农业，在严格的意义上，按照刘易斯模式实现的现代农业应称为大田农业。新的就业领域是特种农业，也称精细农业、都市农业，它在日本、东亚四小龙甚至东南亚一些国家已取得一定的成功经验。特种农业生产满足人们特殊需要的农产品，大田农业生产满足人们日常需要的农产品。两者之间最主要的区别，就产品而言，特种农产品异质性高、产品差别化程度大，大田农产品同质性高、几乎可替代；就要素投入而言，特种农业是典型的劳动密集型行业，而大田农业是典型的资本密集型行业，尽管二者所需要的技术含量都很高。特种农业和大田农业是现代农业的两个组成部分，它们代表着农业现代化的两个方向，每个发展中国家在实现农业现代化时，都应根据自己的国情，选择适合自己的农业现代化道路，自主决定特种农业和大田农业在本国农业部门中的比重。

实现中国农业现代化，绝不能照抄照搬西方的农业发展理论，必须结合中国国情，创建有中国特色的现代农业发展理论。西方的农业发展理论之所以有效，是因为它适合西方的国情。西方发达国家在工业化的过程中，面临着严重的劳动力短缺，劳动密集型的传统农业除以廉价的资本取代昂贵的劳动力之外，没有任何选择，以机械化为基本特征的西方农业现代化是市场竞争的结果，后来的农业电气化、自动化和智能化等都是在机械化的基础上完成的。这种在特殊情形下完成的农业现代化并不意味着西方的农业现代化代表着农业现代化的全部内容，充其量它只是告诉我们，通过资本对劳动的替代，可有效提高农业劳动生产率，创造出更多的农业剩余产品。从这种意义上说，刘易斯的《二元经济论》讲述的是西方的农业现代化之路，是农业劳动力严重不足情形下的农业现代化，这条道路对于有着严重过剩劳动力的中国农业是否适用值得商榷。相反，舒尔茨的《改造传统农业》与其说它为农业的现代化提供了一条新思路，不如说它为西方农业现代化理论补充了新的内容。因为就大田农业而言，刘易斯的《二元经济论》显然更具有说服力。大田作物最基本的特点就是受自然条件影响显著，最能发挥人的主观能动性的地方就是改变劳动的投入方式，这是西方农业现代化首先从以资本替代劳动开始的首要原因，在机械化铺开之后，才有化学化、生物化等其他农业现代化技术。这种以节省劳动力为基本目的的农业现代化注定了其产品的劳动含量较低，农产品具有明显的资本密集型特征，但社会发展的需要显然不应局限于资本密集型农产品的满足。舒尔茨的《改造传统农业》在强调农业生产过程中资本与劳动具有可替代性的同时，认为可以通过增加劳动的投入来弥补资本的不足，却无意识地把人们引导到一个农业现代化的全新空间，这就是特种农业的现代化，专门生产劳动密集型农产品。如果说大田作物满足的是人们日常生活的需要，特种农产品满足的就是人们特殊生活的需要。舒尔茨理论应用的结果是，如果要取得成功，只能是特种农业的出现和特种农业现代化的实现，这也许是舒尔茨当初提出这一理论时所没有想到的。

中国在过去三十年中，发展农业不能说不尽力，但农业现代化的步伐始终缓慢，每一次重大的农业技术特别是生物技术的革新，都带来了农产品产量的较大提高，但中国农业始终没能摆脱传统农业的基本特征。

现代农业相对于传统农业而言是一次全新的“革命”。中国发展农业应该两条腿走路：一方面发展大田农业，提高农产品产量，通过机械化解决劳动效率问题；另一方面发展特种农业，提高农产品质量，增加农产品的品种，解决劳动力过剩问题。可以说，没有机械化，就不可能实现大田农业的现代化；同样，没有差别化，也就没有特种农业的现代化。中国农业过去较大的失误是，在强调产量的同时没有将过剩劳动力从大田农业中分离出来。实现大田农业和特种农业的齐头并进，追求农业生产的规模化和精细化，将是中国农业现代化的必然选择。

精细农业论文:浅述精细农业在我国的应用实践

摘要：本文在充分了解“精细农业”技术组成的基础上，探讨了“精细农业”的应用范围，尤其是结合我国国情，提出了在我国逐步实施“精细农业”技术方案。在当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。

关建词：精细农业；地理信息系统；定位系统；技术实践

中国是一个农业大国，用占世界7％的耕地解决了世界22％人口的温饱问题，取得了举世瞩目的成就。但是，我国面对的“人多地少，资源短缺，环境恶化，人增地减”的趋势不可逆转。保障21世纪我国16亿人口的食物安全，关键在于推动农业科技的进步。正如同志所指出的“中国的农业问题，粮食问题要靠中国人自已解决。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展，必然要进行一次新的农业科技革命”。 “精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集成。“精细农业”在国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“农业”、“精细农业”等。 实际上，目前国外关于precision agriculture的研究，主要是集中于利用3s空间信息技术和作物生产管理决策支持技术（dsc）为基础的面向大田作物生产的精细农作技术，即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。当今实践的“精细农作”技术思想，应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面，而形成为完整的“精细农业”技术体系。

1 “精细农业”技术组成

1.1 数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据，以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

1.2 数据分析

一般采集的数据都是以文本表形式表示，需要利用一些数学方法进行处理，生成分布图。

1.3 决策分析

“精细农业“技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息，经过决策分析，来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的核心，直接影响精细农业”技术的实践效果。

1.4 控制实施

“精细农业”技术的目的是科学管理田间小区，降低投入，提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备，除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外，按处方图进行作业的农业机械还有：带有定位系统和处方图读入设备，控制播深和播量的谷物精密播种机；控制施肥量的施肥机；控制剂量的喷药机；控制喷水量的喷灌机；控制耕深的翻耕机等。

2 “精细农业”具有以下优点

2.1 提高效益

按照土壤特性、作物需求，实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治，即能降低用水、肥料、种子、农药的投入，也能增加作物产量。

2.2 保护环境

根据农田作物定点需求，控制化学物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品质的污染，也能保护生态环境。

2.3 提高作物产量和质量

根据作物的实际需求，即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用，造成作物减产，品质下降，也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。

2.4 提供更多有用信息

由于可以获取农田更多的信息，能够使作物生产管理人员制定出更、合理的管理决策。

3 开展适合我国国情的“精细农业”技术实践

在我国，农田规模较小，机械化水平比较落后，实施广域的“精细农业”技术实践尚需较长的发展过程，但是，结合我国国情，在某些具体条件下，开展“精细农业”技术实践或“精细农业”单项技术实践是可行的。

3.1 了解差异，指导农业生产

在我国广大农村，实行联产承包责任制的情况下，个体农民主要是根据自己的知识和经验实施农业作业。尽管每户的责任田范围内作物生长条件的空间差异可能不大，但就整个地块来说，其空间的差异性是显而易见的。所以，以乡、村范围内，建立以gis为开发平台的田间地理信息系统，其目的是让农民了解田间的差异分布，为农民提供合理的管理支持。该系统可以生成以地块为单位、以相对坐标定位的作物产量（以户为单位）、作物长势、土壤肥力、作物病虫草害的分布图。

3.2 建立基于gis、dgps技术的作物管理辅助决策支持系统

在以县或大农场范围内，计算机及一些农业信息技术具有了一定基础。如果建立dgps，基本上能够覆盖整个作业范围。

3.3 建立“精细农业”技术体系试验示范工程

在垦区农场或大面积作物生产平原地区建立“精细农业”技术体系试验示范工程，充分利用该地农业规模化经营和先进的技术装备优势，实现现代信息技术与农业工程技术集成应用。

3.4 在研究推进新的农业科技革命中注意形成一批具有创新意义的新技术体系，以维持农业的可持续发展。新的技术体系应在科学理论或方法上，在高新技术的应用上有重要的突破，能够引起技术上产生质的飞跃和为实现我国农业科学技术率先跃居世界先进水平作出贡献。在试验研究中要加强多部门、多学科间的相互合作，协同攻关.发展学术交流，加强国际合作，重视应用基础研究。在高等农业工程院校的学科建设与教学内容改革中，要创造条件开设有关gps、gis、rs应用课程，加强电子信息高新技术在农业领域的应用技术开发研究。

“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标，采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品。

精细农业论文:农业科研经费精细化管理探讨

摘要：

在农业发展的过程中，农业科研是促进农业产业健康发展的重要因素，在农业科研项目的开发过程中，需要进行资金的筹集和运作，而在资金的来源方面主要是通过各级政府有关部门进行专项拨款以及合作企业投资经费。如何提高科研经费的使用效果以及使用效率是现阶段科研项目发展亟需解决的问题。在科研项目的资金管理中，重点工作在于对预算的管理，而预算管理的核心在于预算编制。在农业科研项目的预算经费管理中，需要分析和阐明预算编制的重要性，通过强化管理理念、细化管理细节、严格把控流程、进行科学划分等多个角度，构建出完善的预算精细化管理模式。

关键词：

农业科研项目；预算编制；精细化；管理措施

随着国家经济改革的逐步深入，国家逐渐的重视科学技术的创新工作，在近些年的科研项目中，明显加大了对农业科研项目的投入力度。同时，对于项目的专业化管理、系统化经费使用、高效性的科研经费拨付等多方面的管理进行强化。国家在强化经费投入的同时，也使得科研经费的管理难度在不断加大。对此国家在出台和修订部分科研项目的基础上，构建出完善的资金管理体系，强化了科研项目经费使用和管理逐渐细致化和精密化。在构建精细化管理的过程中，主要采用强化预算约束性效果的同时，重视对精细化管理的特点分析，强化对科研经费的监控和管理。

一、经费预算精细化管理的概念

在现代化企业管理中，精细化管理是其发展的核心和关键。构建出完善的农业科研经费预算编制项目，需要借鉴和融合精细化管理，从而保障预算环节的高效性和有根据性，保障预算编制的精细化和细致化，完善科研经费和研究任务之间的关系；在编订预算的过程中，要求预先制定完善的流程和程序，同时根据具体的要求进行预算编制工作，在财务专家的把关和审核之后，根据农业的季节性特点以及科研项目的具体内容，及时对项目进行调整，构建出完善的调整方案，根据相关的报批程序审核项目的执行效果。在农业科研项目的经费预算的编制过程中，强化精细化管理的特点，明确各个具体项目的预算、管理流程，强化对各环节的权责划分，使用有效的方法将主体有机融合，构建出完善的责权一致的管理网络系统，保障经费预算处在高效、科学的监督体系之下，从而保障整个项目资金的使用效率，提升项目研究工作的综合效益。

二、经费预算精细化管理的意义

科研项目的经费预算精细化管理是现阶段提高农业科研效率的有效手段，要求在标准化和规范化管理的基础之上，构建出科学化、系统化的生产、管理流程，实现对科研项目的制度化、专业化、标准化管理。2008年财政部下发的《关于进一步加强预算执行管理的通知》，及时次提出了在财务预算管理的过程中，要求强化精细化管理的概念，这也是我国各级单位强化财务管理，进行精细化管理的开始和标志；2014年财政部颁发的《关于进一步加强财政支出预算执行管理的通知》，要求进一步强化对精细化管理的管理。对于现阶段的农业科研院（所）而言，要求在预算精细化管理的过程中，强化对预算关键环节的管理和分析，构建出系统的科学化管理编制，细化和完善预算编制的主要内容，采用刚性的制度规范措施，构建完善的责任落实效果，提高和完善科研经费的使用效率。

三、农业科研中项目管理的现状

（一）精细化不足

在目前的农业科研单位中，科研工作者对经费预算的重视程度不足，导致在争取和申请科研经费的过程中，很多时候由于缺乏对申请项目和预算编制等多方面的联系和结合，并未体现出实事求是的效果，导致整个科研项目在进展和推行过程中，并未结合项目的经费需求进行严格的预算规划，导致出现资金不足的情况。同时大多数的科研人员，由于缺乏专业的财务管理知识，对科研经费管理缺乏正确的认识，从而导致对各项费用的内涵缺乏科学地认识，由于经验不足或者错误预算，使得科研经费无法进行细致和划分，进而导致整个预算管理科学性和合理性的缺失。

（二）合理化不足

在部分农业科研单位中，由于缺乏预算协调机制，导致项目的需求和管理缺乏系统性和科学性，因此出现了预算编制要进行调整和完善。但是在部分单位的项目预算中，并未考虑到经费的使用情况，没有对项目和经费支出进行有效的管理，导致出现擅自调整预算，进而使得整个预算并未按照原定流程进行，没有遵循具体规定进行备案呈报工作，出现了相关负责人因退休、调整、离职等多方面的原因出现项目预算的更换。在项目合作的过程中，由于在项目合作以及外部协作的过程中缺乏对预算管理的充分认识和分析，导致项目经费管理过程中并未根据科研项目进行完善的资金拨付机制，也没有通过合同任务书的订立以及对项目任务书的构建进行经费管理，导致在参加项目的过程中，并未构建出完善的外拨经费管理机制，因而在拨付资金之后，整个监管系统缺乏有效的监管。

（三）执行力不足

在大多数农业科研单位的项目管理中，预算和资金管理主要由项目负责人采用全权负责制度。在这种高度集中的管理机制之下，项目负责人对于项目资金的管理和支配存在极大的随意性，当出现一个项目负责人管理多个课题项目之时，很多时候因为精力不足导致对项目的支出和预算的管理缺乏实质的管理工作。一方面使得整个科研项目的收支费用并未按照列支的项目进行及时的管理和处置，财务人员的日常费用支出成为单位的公用费用开支，出现事业经费的挤占，使得的项目验收工作出现了人为的账务调整。另一方面加强了对相同类型财务的支出和收入，导致科研人员在未考虑项目的研究和进展过程中，只是单纯的进行签字确认工作，很容易出现项目之间出现交错复杂的使用问题。在项目验收的过程中，人为调账行为时常出现，会出现不合规的发票和支出。另外，在科研经费的管理支付中，科研项目的经费直接由财政预算拨付，在经费使用和下达过程中存在时差性，同时经费预算的管理未进行有效监督，导致出现相互垫付的现象，达不到预算的实际效果。

（四）考核力度不足

当前在很多科研项目中，过于重视科研经费的申报和使用环节，而忽视了对经费预算的考核和评估环节，在绩效考核和信用评级制度的建设中缺乏力度，导致出现项目执行效果欠佳和未达到系统地评价指标及标准。预算编制工作缺乏奖惩制度，整个科研经费的管理和使用缺乏鉴别能力，整个预算的执行难以做到实时定量的考核。

四、农业科研经费预算编制的精细化管理措施

（一）建立健全科学合理地编制体系

为了使农业科研经费预算合理化，首先，从事农业科研项目的工作人员要转变传统的忽视管理注重争取的观念，在进行预算编制的时候要根据类似的研究活动以及我国的实际情况，严格遵循相关科研项目的资金管理的要求，综合考虑科研项目的各项费用的支出情况，对预算编制的整体进行分析和论证。在对每个预算科目内容都分析清楚的基础上，对预算支出的各项具体内容进行具体的细化，对具体的数据信息进行科学地预算，展示出具体的预算过程，结合科研项目的资金实力进行编制。同时，农业科研部门要积极联合财务及资产等部门，对预算编制的各项经费进行审核，科研人员要根据审核意见对所出现的问题进行及时有效地修改，尽可能提升预算编制的性和科学性。

（二）合理规范农业科研预算经费的调整手续

科研经费预算的执行要严格按照相关的资金管理办法和具体的编制内容等规定，对各个项目的经费支出状况进行明确，通常情况下不能进行调整。如果出现一些特殊情况，必须要进行调整，要遵循有关的规定，利用审慎的态度进行合理地调整。现阶段，农业科研预算的调整主要包括两类，其一是报批调整，其二是主持单位进行审批调整。如果科研项目出现预算资金数额变化或者合作单位的预算出现调整，需要进行报批调整。或者出现其他的情况，如预算金额没有出现变化，一些具体的材料费用、加工费用以及其他费用要进行调整的，由具体的负责人进行申报，单位进行审批，负责审核的管理部门在一些关键的环节进行明确。整个科研项目在具体的实施过程中可以根据相关的要求进行项目预算的调整，需要将进行这些项目调整的原因以及具体的金额进行详细地展示，同时要展示出详细的证明材料，将这些资料申报给相关的管理单位进行审核；管理单位要遵照相关的规范对合作单位及项目的科研人员以及经费和科研项目的具体内容进行严格审核。在进行审批之后要及时的告知相关的人员，对课题项目的预算进行合理有效的调整。

（三）强化科研项目经费预算执行中的精细化管理

在具体的执行过程中，首先要通过会计信息软件进行合理的额度预算控制，从而实现精细化管理，具体可以采用逐个控制、浮动调整的方法。将通过审核的科研项目预算支出的费用金额按照具体的会计科目在会计预算系统中进行录入同时设置合理的额度，如材料费、设备采购费用、人员薪资及其他费用等制定出合理的浮动比例。通过这样的设置，如果这些项目在单类或者预算总额超出一定指标之后会进行自动警示，有利于科研项目的管理人员对各项经费的使用情况进行及时有效的了解，对预算执行进行有效地监督。其次要强化在科研预算执行过程中的监督。各个项目和部门之间要加强交流和沟通，切实落实岗位责任制，将科研项目经费预算的精细化管理切实融合到整个项目的预算管理中。项目管理部门要做好整个科研项目的经费预算执行工作，对项目经费的收支、到账以及结余情况进行及时有效地了解。相关的财务管理部门对预算中的各种票据进行认真审核，对于其中不符合规定以及一些虚假票据不予受理；对于一些不完整和不的票据实施退回。而科研部门要对项目的经费支出和项目的进度进行监督。

（四）完善和健全考核制度

农业科研项目经费预算要精细化管理，必须加快科研经费绩效的考核机制的建立和完善，制定出预算绩效考核指标，可以通过有关的定性定量指标进行有效分析。定性分析指的目的是确保科研项目可以实现最终的目标，科研项目经费预算开支的范围是否符合相关的制度。而定量分析可以通过科研经费预算完成的具体指标来体现。在绩效考核过程中要做到公正、公平，将考核结果进行反馈，使得绩效考核机制发挥出真正的作用。

（五）提升化科研人员的综合素质，树立预算管理理念

科研项目的工作人员要提升自身的认知水平，树立科学的预算管理理念，要正确地认识到经费预算是通过对科研收入、成本、费用以及经济利益等合理的计算所得出来的，对于预算来说，其本身并不是科研项目的最终目标，而是实现对各项资源进行合理配置。科研项目的工作人员在进行科研工作的同时要及时了解和学习一些有关财务的知识，这有利于科研项目在进行经费预算的编制中和财务工作人员进行有效沟通。科研工作人员要积极地向财务人员和相关的管理人员反映科研项目的实施状况，采纳合理的意见。同时财务工作人员要及时了解科研项目的具体内容，充分参与到科研项目的预算中。

五、结语

农业科研项目对于我国农业产业的健康发展有着重要的影响作用，为了促进农业科研项目的研究进度，要加强对预算经费的编制进行精细化管理。在这个过程中，要与当前国际宏观层面对于科研经费预算管理的要求相符合，形成全新的经费管理理念，要将财务人员和科研工作人员进行有效融合，满足相关人员对科研经费的了解和掌握，更进一步的加强对于经费预算的管理，严格遵循相关的法律法规，对项目的经费进行有效合理地使用，加强监督，最终提升科研项目经费的使用效率。

作者：杨海娟 单位：桂林市农业科学院（广西农业科学院桂北分院）

桂林现代农业科普教育基地建设（科技创新能力与条件建设计划、桂科能1598024-2-8）。

精细农业论文:精细农业的农业科技创新

1“精细农业”技术思想的核心

依托信息技术革命思想的实践,“精细农业”技术思想也吸收了诸多先进的科学技术手段。“精细农业”技术的思想核心,是分析影响小范围农业产量差异的原因,进而采取技术上可行、经济上有效的措施加以调控,区别对待,对农业生产按需实施定位调控。自古以来,农作物生产均以地区或田块为基础,将耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如为了满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,但很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。

2工程支持技术的开发研究对“精细农业”的影响

基于田间小区作物生长条件的空间差异性,“精细农业”的目标是为了实现优化作物的生产系统。工程支持技术的开发研究,对“精细农业”技术思想作用重大。如农田信息的采集与农田作物的地理空间定位等工作,就需要依赖于全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间的信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);而大量地理空间数据的更新,还需要遥感技术(RS)的支持等等,均证明了这一点。

3“精细农业”如何服务“科技兴农”

当前,我国的农业生产仍处于半传统农业生产模式向现代化农业生产转变的过程中,实践“精细农业”技术思想的各方面条件尚未成熟。而“精细农业”研究的革命性的意义,在于其提出了一种现代化农业的新技术思想并将这种思想付诸于经营实践,其前景为国际社会所公认。不容置疑的是,“精细农业”这一新技术的示范与实践研究的启动,有利于改变我们千百年来沿袭的传统固有农业生产模式,推动基于信息化的农用制造业与服务业的发展,对于我国现代化农业的发展有百利而无一害。

(1)加强对发达国家“精细农业”成功经验的有效研究,走符合我国国情的“精细农业”发展路线,在农业现代化发展思路上,我们可以“洋为中用”,找准切入点,采取引进技术思想与部分装备技术和自主创新相结合的方法,注重其支持技术产品的国产化及产业化开发。

(2)“精细农业”的技术思想是适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展目标而提出的,根据我国当前实际情况,力求在农田小区的尺度上进行研究与实践可在小范围试验区的基础上逐步进行“精细农业”的推广,以点带面寻求农业生产的整体发展。

(3)目前,我国广大农村农业生产水平相对还比较落后,从“精细农业”指导思想出发,有条件的地区可先以村片、农田为单位对“精细农业”的技术思想进行示范试验研究,并可着重结合发展农村社会化服务方式创新中,开拓出新的服务领域。如此一来,既可以使我国的研究实践与国际上的研究发展趋势相接轨,又可以探索形成具有国情特色、有利于在农村逐步推广先进的农作技术体系。

作者：贾超 单位：沾化县富国街道办事处