農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù)創(chuàng)新

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摘要本文綜述了目前國外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”實(shí)踐的主要目標(biāo)及其技術(shù)思想的內(nèi)涵。著重圍繞其主要支持技術(shù)發(fā)展，討論了有關(guān)工程技術(shù)創(chuàng)新及推動(dòng)我國開展試驗(yàn)研究的問題。目前國外對(duì)這一技術(shù)體系的研究與實(shí)踐，主要仍集中在基于GPS和GIS技術(shù)應(yīng)用的作物生產(chǎn)系統(tǒng)精細(xì)管理方面，因此本文提出用“精細(xì)農(nóng)作”的譯名來表達(dá)當(dāng)前研究目標(biāo)的內(nèi)涵，希望引起學(xué)術(shù)界的討論。進(jìn)入21世紀(jì)，基于知識(shí)和信息的“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想，必將擴(kuò)展到大農(nóng)業(yè)經(jīng)營的各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化與知識(shí)化，即進(jìn)一步發(fā)展到設(shè)施園藝、工廠化養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品精細(xì)加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)精細(xì)經(jīng)營管理方面，逐步形成一個(gè)基于農(nóng)業(yè)生物科學(xué)、電子信息技術(shù)及工程裝備為主導(dǎo)的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系，為建立優(yōu)質(zhì)、高效和可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：精細(xì)農(nóng)業(yè)精細(xì)農(nóng)作GPS和GIS工程技術(shù)創(chuàng)新

引言

近兩年來，我國科技界在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中，關(guān)于國外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的發(fā)展，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報(bào)導(dǎo)，科技部在篩選“面向21世紀(jì)解決16億人口食物安全的關(guān)鍵技術(shù)”項(xiàng)目、組織S-863農(nóng)業(yè)高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展計(jì)劃研究以及農(nóng)業(yè)部948引進(jìn)項(xiàng)目立項(xiàng)中，也受到了重視。有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗(yàn)示范工程準(zhǔn)備工作,加強(qiáng)了和國外的學(xué)術(shù)交流與合作聯(lián)系，國內(nèi)學(xué)術(shù)交流也開始活躍。國外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開始向我國推薦其技術(shù)產(chǎn)品，密切關(guān)注中國走向21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化中這一巨大的潛在技術(shù)市場。可以預(yù)言：“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗(yàn)示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀(jì)之交成為推進(jìn)我國新的農(nóng)業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術(shù)革命為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展提供了新機(jī)遇，在開拓新的前沿科技應(yīng)用研究領(lǐng)域中，發(fā)達(dá)國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時(shí)間上的差距在縮小。在某些重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機(jī)遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時(shí)的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是?┭А⑴┮倒こ獺⒌繾佑胄畔⒖萍嫉榷嘀盅Э浦兜淖樽凹?，其应用研究发肇曍将带动一批直接面向农业生产者应用服务的道`有畔⒏咝錄際酰紓何佬嵌ㄎ幌低場⒌乩硇畔⑾低場⒁8屑際醯吶┮滌τ?；农嚏毰息繝F儼杉瞧鰲⑴┨鋦鰲⑼練使芾懟⑴┮├謾⑽廴究刂頻仁視眉際鹺團(tuán)┮倒こ套氨訃捌洳禱際醯難芯坑肟?，夺j貧夜謚逗托畔⒌拇撐┮迪執(zhí)哂猩鈐兜惱鉸孕砸庖濉?nbsp;“精細(xì)農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識(shí)的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學(xué)術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報(bào)導(dǎo)中目前尚有各種不同的譯法和對(duì)其內(nèi)涵的理解。實(shí)際上，目前國外關(guān)于PrecisionFarming的研究，基本上仍是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。因此，作者認(rèn)為采用“精細(xì)農(nóng)作”譯名來表達(dá)當(dāng)前這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切?！熬?xì)農(nóng)作”是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實(shí)踐，在發(fā)達(dá)國家始于八十年代初期從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲草害管理的農(nóng)學(xué)家在進(jìn)行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家?低秤τ醚芯坑?xùn)V導(dǎo)薪徊澆沂鏡吶┨錟諦∏魑鋝亢蛻せ肪程跫拿饗允笨詹鉅煨?，磦蝤提除f宰魑鐫耘喙芾硎凳┒ㄎ?、笆[璞淞客度?，或称“处纺_┳鰲倍⒄蠱鵠吹模輝諗┮倒こ塘煊潁云呤甏釁諼⒌繾蛹際躚桿偈滌沒貧吶┮禱底氨傅幕繅惶寤⒅悄芑囁丶際?，农嚏毰息智能化采集与处理茧H躚芯康姆⒄?，加闪?xí)聳甏鞣⒋錒葉耘┮稻斜匭杓婀伺┮瞪Α⒆試礎(chǔ)⒒肪澄侍獾墓惴汗厙瀉陀行Ю門┮低度?、阶暭硽⒈M⑻岣吲┮道?、提高农产品手C【赫圖跎倩肪澈蠊鈉惹行棖?，为“精细农做棻茧H跆逑檔男緯勺急噶頌跫：M逭秸驡PS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，也推動(dòng)了“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植?？茖W(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)等，在GPS、GIS空間信息科技支持下組裝集成起來，形成和完善了一個(gè)新的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗(yàn)實(shí)踐。迄今支持“精細(xì)農(nóng)作”示范應(yīng)用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計(jì)的研究成果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告見諸于國際學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊?錚幻磕甓季侔熳ㄌ狻骯示概┮笛躚刑只帷焙陀泄刈氨訃際醪氛故凈幔輝諭蛭仙柚糜卸喔鱟ㄌ饌罰梢約笆輩檠接泄匱芯糠⒄剮畔?；灭仮英、澳、紦砣国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设翑\泄夭┦?、硕蕢ㄐ究份^蚣芭嘌悼緯蹋蝗鍘⒑裙昀匆鴨涌煒寡芯抗ぷ鰨⒌玫攪蘇棵藕拖喙仄笠檔拇罅χС幀9噬隙哉庖患際跆逑檔姆⒄骨繃?jí)桅觽儼緣涡了广泛的共识，将成为侍m橢環(huán)⒄古┮蹈咝錄際跤τ醚芯康鬧匾翁狻?/P>

“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想的內(nèi)涵及其主要支持技術(shù)：

“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想的核心，是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實(shí)踐，提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。千百年來的作物生產(chǎn)，都是以地區(qū)或田塊為基礎(chǔ)，在區(qū)域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對(duì)象進(jìn)行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量的認(rèn)識(shí)水平，很少顧及對(duì)農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的環(huán)境后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進(jìn)行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗(yàn)積累的適于當(dāng)?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實(shí)際上，即使在同一農(nóng)田內(nèi)，地表上、下影響作物生長條件和產(chǎn)量的明顯時(shí)空分布差異性，包括農(nóng)田內(nèi)作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區(qū)發(fā)生，再逐步按時(shí)空變化蔓延的特性，早已為人們所認(rèn)識(shí)。幾世紀(jì)前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對(duì)作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識(shí)的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動(dòng)密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)而形成的“傳統(tǒng)精耕細(xì)作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達(dá)到很好的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學(xué)方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力。本世紀(jì)初期，科學(xué)家就研究報(bào)告過作物產(chǎn)量和田間土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田間分布具有明顯的差異性。1929年，Illinois大學(xué)C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應(yīng)繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。之后，一直都有關(guān)于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報(bào)導(dǎo)。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實(shí)施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術(shù)研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場提供了裝有空間定位和產(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機(jī)，已可以在收獲過程中自動(dòng)生成以12-15m2為單元組成的農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量分布圖。多年的試驗(yàn)實(shí)踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過100％。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響，經(jīng)連續(xù)多年對(duì)同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明，同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時(shí)空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力?，F(xiàn)代農(nóng)學(xué)技術(shù)與電子信?⒓際醯姆⒄?，为定量获取諒T┯跋熳魑鍔ひ蛩丶白鈧帳粘傻目占洳鉅煨孕畔?，实施基又u逗拖執(zhí)萍嫉姆植際降骺?，达到体|謐試辭繃Φ木飫煤突袢【】贍芨叩木貌砍晌贍堋M?是精細(xì)農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實(shí)施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機(jī)每秒自動(dòng)采集田間定位及對(duì)應(yīng)小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)→通過計(jì)算機(jī)處理，生成作物產(chǎn)量分布圖→根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖，作物生長發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型，作物管理專家知識(shí)庫等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖→根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應(yīng)的處方農(nóng)業(yè)機(jī)械按小區(qū)實(shí)施目標(biāo)投入和精細(xì)農(nóng)作管理。上述精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達(dá)國家的試驗(yàn)和應(yīng)用表明，可以顯著節(jié)約投入，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細(xì)農(nóng)作”是基于田間小區(qū)農(nóng)作條件的空間差異性，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)思想起著關(guān)鍵的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)；未來大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)(RS)的支持；作物產(chǎn)量計(jì)量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機(jī)累計(jì)產(chǎn)量和對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的智能型收獲機(jī)械，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實(shí)時(shí)采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)；按小區(qū)實(shí)施自動(dòng)處方農(nóng)作、調(diào)控目標(biāo)投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械；制定科學(xué)的農(nóng)作處方需要計(jì)算機(jī)作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個(gè)能協(xié)調(diào)運(yùn)作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細(xì)農(nóng)業(yè)”在發(fā)達(dá)國家也不過五、六年的應(yīng)用試驗(yàn)歷史，部分支持技術(shù)手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究還比較薄弱?！熬?xì)農(nóng)作”應(yīng)用實(shí)踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學(xué)化與精細(xì)化水平。其中，獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實(shí)踐精細(xì)農(nóng)作的基礎(chǔ)。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖，農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟(jì)適用的對(duì)策，在現(xiàn)實(shí)可行條件下采取適當(dāng)措施實(shí)施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，利用先進(jìn)的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)控。建立一個(gè)完整的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系，需要有多種技術(shù)知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)裝備的集成支持

圖1.精細(xì)農(nóng)作技術(shù)思想示意圖

（來源：MasseyFergusonInc.）

，這為農(nóng)業(yè)工程師提供了進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)遇。

3.“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)發(fā)展與工程技術(shù)創(chuàng)新

3.13S技術(shù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究：

“精細(xì)農(nóng)作”中的定位信息采集與處方農(nóng)作實(shí)施，需要采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）。已經(jīng)建成投入運(yùn)行的有美國GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。美國GPS系統(tǒng)包括在離地球約20,000km高空近似圓形軌道上運(yùn)行的24顆地球衛(wèi)星，其軌道參數(shù)和時(shí)鐘，由設(shè)于世界各大洲的五個(gè)地面監(jiān)測站和設(shè)于其本土的一個(gè)地面控制站進(jìn)行監(jiān)測和控制。使得在近地曠野的GPS接收機(jī)在晝夜任何時(shí)間、任何氣象條件下最少能接受到4顆以上衛(wèi)星的信號(hào)，通過測量每一衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的傳輸時(shí)間，即可計(jì)算出接收機(jī)所在的地理空間位置。信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，可使微弱的衛(wèi)星信號(hào)為便攜式或掌上型接收機(jī)的小型天線所接收。這是一個(gè)功能強(qiáng)大、對(duì)任何人、在全球任何地方都可以免費(fèi)享用的空間信息資源。盡管美國政府對(duì)其GPS系統(tǒng)施加了“選擇可用性政策”(SA)的影響和衛(wèi)星信號(hào)在空間傳輸過程中發(fā)生的各種累積誤差，但技術(shù)上可通過差分誤差校正方式及信息處理技術(shù)使通用接收機(jī)的動(dòng)態(tài)3維定位精度容易達(dá)到米級(jí)或分米級(jí)，測量型GPS接收機(jī)動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)厘米級(jí)要求。近幾年來，GPS產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，若干大公司迅速涉足農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，提供了用于農(nóng)田測量、定位信息采集和與智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械配套的DGPS產(chǎn)品。這類產(chǎn)品通常均具有12個(gè)可選擇的衛(wèi)星信號(hào)接收通道、動(dòng)態(tài)條件下每秒能自動(dòng)提供一個(gè)3維定位數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)定位精度一般可達(dá)分米和米級(jí)，并具有與計(jì)算機(jī)和農(nóng)機(jī)智能監(jiān)控裝置的通用標(biāo)準(zhǔn)接口。如美國Trimble公司Ag13212通道GPS接收機(jī)，可接收信標(biāo)臺(tái)的地區(qū)性差分校正信號(hào)免費(fèi)服務(wù)或獲得由近地衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣域差分收費(fèi)校正信號(hào)服務(wù)，提供可靠的分米級(jí)定位和0.1米/小時(shí)的速度測量精度。系統(tǒng)可用于農(nóng)田面積和周邊測量、引導(dǎo)田間變量信息定位采集、作物產(chǎn)量小區(qū)定位計(jì)量、變量作業(yè)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農(nóng)業(yè)機(jī)械田間導(dǎo)航信息等。配置這一系統(tǒng)需要考慮本地區(qū)可能提供的差分信號(hào)現(xiàn)有條件，或在缺乏上述服務(wù)條件下購置兩臺(tái)Ag132和配套通信電臺(tái)建立獨(dú)立的自用差分GPS系統(tǒng)，另還可配置必要的專用可選件如：基站附件、導(dǎo)航附件、背負(fù)式田間信息采集附件、掌上型計(jì)算機(jī)及必要的聯(lián)接信號(hào)電纜等。Ashtect公司的AgNavigator結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有些不同，但功能大體相當(dāng)。DGPS技術(shù)的迅速發(fā)展，使得近幾年來各國提供局域差分信號(hào)免費(fèi)服務(wù)的信標(biāo)站迅速建設(shè)起來，至1996年末，美國這類信標(biāo)站的地區(qū)覆蓋范圍已接近國土的2/3。信標(biāo)站差分信號(hào)服務(wù)半徑約計(jì)300km。我國在東南沿海原交通部也建立了近20個(gè)這類信標(biāo)站。以近地衛(wèi)星作為星載GPS廣域差分信號(hào)服務(wù)系統(tǒng)在今后幾年內(nèi)也可望在我國部分地區(qū)相繼建立。在競爭中謀求信息高新技術(shù)產(chǎn)品市場的商業(yè)利益，將是今后GPS技術(shù)發(fā)展競爭的總趨勢。今年3月30日美國副總統(tǒng)戈?duì)栐诎讓m新聞會(huì)上，宣布開放GPS衛(wèi)星的L2頻道并進(jìn)一步開放L3頻道民用服務(wù)，這將大大有利于進(jìn)一步改善GPS衛(wèi)星服務(wù)的精度和可靠性，使用戶獲得性能價(jià)格比更好的精確定位、定時(shí)技術(shù)服務(wù)。GPS用戶系統(tǒng)外觀結(jié)構(gòu)簡單，小型化，操作方便，但技術(shù)含量高?，F(xiàn)有國外農(nóng)機(jī)廠商配套的GPS產(chǎn)品，大多采用OEM方式引進(jìn)關(guān)鍵部件進(jìn)行二次開發(fā)后嵌入于農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用系統(tǒng)中，可使性能價(jià)格比顯著改善。DGPS作為農(nóng)業(yè)空間信息管理的基礎(chǔ)設(shè)施，一旦建立起來，即不但可服務(wù)于“精細(xì)農(nóng)作”，也可用于農(nóng)村規(guī)劃、土地測量、資源管理、環(huán)境監(jiān)測、作業(yè)調(diào)度中的定位服務(wù)，其農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)開發(fā)的前景廣闊。地理信息系統(tǒng)（GIS）作為用于存儲(chǔ)、分析、處理和表達(dá)地理空間信息的計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)，技術(shù)上已經(jīng)成熟。它在“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系中主要用于建立農(nóng)田土地管理，土壤數(shù)據(jù)、自然條件、作物苗情、病蟲草害發(fā)生發(fā)展趨勢、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間信息數(shù)據(jù)庫和進(jìn)行空間信息的地理統(tǒng)計(jì)處理、圖形轉(zhuǎn)換與表達(dá)等，為分?霾鉅煨院褪凳┑骺靨峁┐Ψ叫畔ⅰK扇胱魑鐫耘喙芾碭ㄖ霾咧С窒低常胱魑鍔芾磧氤な圃げ餑D餑P?、投葰妃除b治瞿D餑P禿橢悄芑┳髯蟻低騁黃穡⒃誥霾噠叩牟斡胂賂薟康目占洳鉅煨裕治鱸頡⒆鞒穌鋃?、提出科学处穭Μ落蕶n紾IS支持下形成的田間作物管理處方圖，指導(dǎo)科學(xué)的調(diào)控操作。由于農(nóng)業(yè)活動(dòng)涉及廣闊的地理空間和各種管理信息都有明顯的空間隨機(jī)分布特征，GIS在農(nóng)業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在形成農(nóng)業(yè)空間信息地理圖形時(shí)，采樣密度、采樣成本與信息處理的方法如何能更準(zhǔn)確反映參數(shù)的空間分布，仍然是尚待深入研究的課題。由于商用GIS系統(tǒng)的功能一般都照顧到各種類型用戶的需要，針對(duì)農(nóng)業(yè)資源信息管理和精細(xì)農(nóng)業(yè)實(shí)踐的需要和農(nóng)村用戶的特點(diǎn)，開發(fā)基于GIS設(shè)計(jì)規(guī)范的簡單實(shí)用、易于向基層農(nóng)村用戶推廣、界面友好的田間地理信息系統(tǒng)（FIS）已引起學(xué)術(shù)界的注意，值得我國農(nóng)業(yè)工程師進(jìn)行創(chuàng)新研究。

遙感（RS）技術(shù)是未來精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系中獲得田間數(shù)據(jù)的重要來源。它可以提供大量的田間時(shí)空變化信息。近30多年來，RS技術(shù)在大面積作物產(chǎn)量預(yù)測，農(nóng)情宏觀預(yù)報(bào)等方面作出了重要貢獻(xiàn)。由于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)目前尚達(dá)不到必要的空間分辨率和提供滿足農(nóng)作需要的實(shí)時(shí)性，目前還未用于作物生產(chǎn)的精細(xì)管理。然而，遙感技術(shù)領(lǐng)域積累起來的農(nóng)田和作物多光譜圖象信息處理及成像技術(shù)、傳感技術(shù)和作物生產(chǎn)管理需求密切相關(guān)。RS獲得的時(shí)間序列圖象，可顯示出由于農(nóng)田土壤和作物特性的空間反射光譜變異性，提供農(nóng)田作物生長的時(shí)空變異性的信息，在一季節(jié)中不同時(shí)間采集的圖象，可用于確定作物長勢和條件的變化?；谶b感產(chǎn)業(yè)界對(duì)“精細(xì)農(nóng)作”的商業(yè)興趣，一系列的地球觀測衛(wèi)星將在近幾年內(nèi)發(fā)射，到2005年，將有超過40個(gè)這類衛(wèi)星提供服務(wù)。大部分這類衛(wèi)星采集的全色圖象，空間分辯率將達(dá)1～3米，多光譜圖象分辯率預(yù)計(jì)可達(dá)3～15米，掃視區(qū)6～30km。由于采用衛(wèi)星遙感比航空攝影的成本將低一半以上，衛(wèi)星遙感技術(shù)可預(yù)期在近3～5年內(nèi)，在“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)體系中扮演重要角色。農(nóng)業(yè)工程師應(yīng)該涉足這一領(lǐng)域，了解有關(guān)的知識(shí)，參與應(yīng)用研究，現(xiàn)在的RS軟件已可裝載在PC機(jī)上使用，性能價(jià)格比已可為普通用戶所接受。

3.2收獲機(jī)械產(chǎn)量計(jì)量與產(chǎn)量分布圖生成技術(shù)

作物產(chǎn)量是許多因素綜合影響形成的結(jié)果和評(píng)價(jià)種植管理水平的基礎(chǔ)。“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想也正是從獲得田間小區(qū)產(chǎn)量的差異性信息出發(fā)，分析原因，指導(dǎo)管理決策。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究發(fā)展中，雖然也有關(guān)于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收獲機(jī)械產(chǎn)量計(jì)量及產(chǎn)量分布圖自動(dòng)生成的試驗(yàn)研究成果，但迄今已商品化的產(chǎn)品仍集中于谷類作物收獲機(jī)械方面。據(jù)報(bào)導(dǎo)，美國目前約有20個(gè)制造商供應(yīng)谷物聯(lián)合收獲機(jī)產(chǎn)量計(jì)量系統(tǒng)，1997年底，全國使用這一技術(shù)的聯(lián)合收獲機(jī)約17,000臺(tái)，其中約有一半帶GPS定位系統(tǒng)可支持產(chǎn)量分布圖自動(dòng)生成。一個(gè)主要生產(chǎn)廠商宣稱，至2001年其生產(chǎn)的90%谷物聯(lián)合收獲機(jī)將裝備產(chǎn)量監(jiān)視器。迄今已進(jìn)入商品化的這類產(chǎn)品主要是基于沖擊式-力傳感技術(shù)（如美國JohnDeree和CaseIH）、容積式光電計(jì)量技術(shù)（如英國RDS產(chǎn)品）和γ射線流量傳感技術(shù)（如MasseyFerguson產(chǎn)品）等。在谷物流量自動(dòng)傳感過程中，還可同時(shí)測量凈糧含水量，在小區(qū)產(chǎn)量分布圖基礎(chǔ)上結(jié)合定位處方投入的成本分析直接顯示小區(qū)經(jīng)濟(jì)效益分布圖（GrossMarginVariabilityMap）?！熬?xì)農(nóng)作”體系中的產(chǎn)量圖自動(dòng)生成技術(shù)，需要解決如下的科學(xué)技術(shù)問題：

流量傳感器的計(jì)量精度、穩(wěn)定性、通用性、標(biāo)定簡便性的進(jìn)一步改善；

產(chǎn)量計(jì)量中同時(shí)獲得收獲機(jī)的實(shí)際割幅和前進(jìn)速度信息；

生成產(chǎn)量分布圖需要的空間分辨率不大于收獲機(jī)械工作幅寬的DGPS定位系統(tǒng)；

針對(duì)不同收獲機(jī)械建立谷物由割臺(tái)至流量測量點(diǎn)的谷物運(yùn)移過程模型，以校正產(chǎn)量分布信息的動(dòng)態(tài)誤差；

研究采集的定位數(shù)據(jù)和產(chǎn)量數(shù)據(jù)編碼格式與快速存儲(chǔ)傳輸方式。這些數(shù)據(jù)通常都是存儲(chǔ)在軟盤或IC智能卡中，能一次存儲(chǔ)至少一個(gè)作業(yè)班內(nèi)的全部數(shù)據(jù)，然后再傳入PC機(jī)進(jìn)行處理和生成產(chǎn)量分布圖；

開發(fā)PC上進(jìn)行產(chǎn)量分布圖生成的軟件，含文件結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、誤差校正、數(shù)據(jù)圖形化、顯示方式等；

上述技術(shù)都還需要繼續(xù)完善。研究適于不同國家的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備、種植特點(diǎn)、適于不同作物和更為精確的上述各環(huán)節(jié)的智能化技術(shù)，仍然是農(nóng)業(yè)工程師面臨的挑戰(zhàn)。谷物聯(lián)合收獲機(jī)電子裝置，包括谷物產(chǎn)量自動(dòng)計(jì)量和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成技術(shù)，是當(dāng)代農(nóng)機(jī)研究的一個(gè)重要方向，也應(yīng)是我國農(nóng)機(jī)裝備機(jī)電一體化、信息化研究的優(yōu)先發(fā)展方向之一。對(duì)于改善易地收獲、農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)，提高農(nóng)機(jī)作業(yè)信息化意識(shí)，促進(jìn)

作物生產(chǎn)科學(xué)管理，都有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，應(yīng)是世紀(jì)之交我國農(nóng)機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的重要課題。3.3田間變量信息采集與處理技術(shù)

快速、有效采集和描述影響作物生長環(huán)境的空間變量信息，是實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)作”的重要基礎(chǔ)。優(yōu)先需予考慮的主要是土壤含水量、肥力、SOM、土壤壓實(shí)、耕作層深度和作物病、蟲、草害及作物苗情分布信息采集等。目前田間信息快速采集技術(shù)的研究仍大大落后于支持精細(xì)農(nóng)作的其它技術(shù)發(fā)展，已成為國際上眾多單位攻關(guān)研究的重要課題?，F(xiàn)有的土壤信息采集方法是基于定點(diǎn)采樣與實(shí)驗(yàn)室分析相結(jié)合，耗資費(fèi)時(shí)、空間尺度大、難于較精細(xì)地描述這些信息的空間變異性。技術(shù)創(chuàng)新的方向是研究開發(fā)可快速操作，有利于提高采樣密度，測量精度能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求的新傳感技術(shù)和進(jìn)一步改善空間分布信息的定量描述與近似處理方法。部分參數(shù)將可用掃描方式通過安裝于作業(yè)機(jī)械上的傳感器連續(xù)采集和進(jìn)一步自動(dòng)生成空間信息分布圖。已經(jīng)取得實(shí)用化或具有良好開發(fā)前景的成果，如：土壤含水量測量將在TDR成熟技術(shù)基礎(chǔ)上，在開發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的基于駐波比、頻域法原理、近紅外技術(shù)的快速測量儀方面拓寬研究領(lǐng)域。土壤主要肥力因素（N、P、K）測量儀器開發(fā)方面，基于傳統(tǒng)化學(xué)分析技術(shù)基礎(chǔ)上的快速肥力分析儀，目前國內(nèi)已有實(shí)用化產(chǎn)品投入使用，其穩(wěn)定性、操作性和測量精度雖然尚待改進(jìn)，但對(duì)農(nóng)田主要肥力因素的快速近似測量具有實(shí)用價(jià)值；一?只誚焱餳際跬ü浣右睹娣瓷涔餛滋匭越信┨锏史柿λ嬌燜倨攔酪瞧饕言謔匝槭褂?，它与?屑際醯吶┮滌τ妹芮邢喙?，可翼嵿互借鉴相关茧H躚芯砍曬?；一种基诱O胱友≡癯⌒в騫埽↖SFET）集成元件的土壤主要礦物元素含量測量技術(shù)的研究在國外已取得進(jìn)展，將是值得關(guān)注的技術(shù)突破性研究方向。土壤耕作層深度對(duì)評(píng)價(jià)土壤持水能力和指導(dǎo)定位處方耕作，確定播種深度、施肥用量密切相關(guān)，在美、加、澳等已經(jīng)開發(fā)出不接觸式、基于電磁場測量土壤電導(dǎo)率用于評(píng)價(jià)土層深度分布圖的儀器已試驗(yàn)使用，可對(duì)指導(dǎo)定位處方深耕取得良好的經(jīng)濟(jì)效益；關(guān)于SOM傳感器，早在數(shù)年前已有報(bào)導(dǎo)，通過NIR原理研制的可用于田間在線測量的多光譜SOM測量儀已有商品化產(chǎn)品。在作物生長有關(guān)變量信息的采集方面，田間雜草識(shí)別是“精細(xì)農(nóng)業(yè)”支持技術(shù)中引起廣泛關(guān)注的領(lǐng)域。在雜草識(shí)別的光譜響應(yīng)特性方面已有許多研究成果及參考數(shù)據(jù)可供借鑒。其它田間作物變量傳感與空間信息處理技術(shù)方面的研究，將圍繞新的物理原理與數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，如多光譜識(shí)別、NIR視角技術(shù)、圖象模式識(shí)別、人工智能方法（ANN、Fuzzy系統(tǒng)分析、ES應(yīng)用）、狀態(tài)空間分析、小波分析、卡爾曼濾波方法等。在實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)作”方面，開發(fā)基于新的物?碓淼慕瓶燜儺畔⒉杉際跤敫納瓶占淶乩硇畔⒋矸椒ǎ勻皇強(qiáng)萍脊ぷ髡咼媼俚募杈奕撾瘛?/P>

3.4智能型處方農(nóng)作機(jī)械

七十年代中期微電子應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，使得工業(yè)化國家的農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)入到一個(gè)以迅速融合電子技術(shù)向機(jī)電一體化方向發(fā)展的新時(shí)期。農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)中，廣泛引入了微電子監(jiān)控技術(shù)用于作業(yè)工況監(jiān)測和控制。八十年代后期起，其監(jiān)控系統(tǒng)又迅速趨向智能化，由單元控制發(fā)展到分布式控制，由單機(jī)作業(yè)系統(tǒng)向與管理決策系統(tǒng)集成的方向發(fā)展。這新一代農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)的發(fā)展，與過去十多年來基于信息技術(shù)的作物生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)的迅速發(fā)展，都是近五年來“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)得以進(jìn)入日益廣泛試驗(yàn)實(shí)踐的重要條件。雖然，迄今支持“精細(xì)農(nóng)作”的若干主要農(nóng)機(jī)裝備，除了如前述帶產(chǎn)量圖自動(dòng)生成的谷物收獲機(jī)以外，實(shí)施按處方圖進(jìn)行農(nóng)田投入調(diào)控的智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械,如安裝有DGPS定位系統(tǒng)及處方圖讀入裝置的，可自動(dòng)選擇作物品種（二選一）、可按處方圖調(diào)節(jié)播量和播深的谷物精密播種機(jī)；可自動(dòng)選擇調(diào)控兩種化肥配比的自動(dòng)定位施肥機(jī)和自控噴藥機(jī)；可分別控制噴水量的定位噴灌機(jī)均已有商品化產(chǎn)品，并在繼續(xù)完善。拖拉機(jī)駕駛室已安裝智能化顯示器，在一個(gè)LED顯示屏上，可隨意調(diào)用各種圖形化可視界面,監(jiān)控機(jī)器各部分的工況和顯示處方作業(yè)和導(dǎo)航信息?，F(xiàn)代帶有多處理器的智能型農(nóng)業(yè)機(jī)械，已經(jīng)引用了工業(yè)部門中采?玫目刂破骶植客芟嘸際酰–AN），相互間采用光纜傳輸信息，建立了工業(yè)化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。我國當(dāng)今農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)水平從總體上看與發(fā)達(dá)國家落后了不止20年，需要在某些領(lǐng)域推動(dòng)高新技術(shù)的應(yīng)用研究與實(shí)踐。開發(fā)適于我國國情的先進(jìn)技術(shù)。“精細(xì)農(nóng)作”的示范試驗(yàn)研究有可能成為農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備領(lǐng)域應(yīng)用信息高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的切入點(diǎn)。3.5系統(tǒng)集成技術(shù)

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是一個(gè)集成系統(tǒng)，它涉及到多種學(xué)科知識(shí)的支持，需要學(xué)習(xí)應(yīng)用不同子系統(tǒng)已經(jīng)形成的硬、軟件設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式與通信協(xié)議，應(yīng)用已有的單項(xiàng)技術(shù)成果，研究建立某些支持技術(shù)的新標(biāo)準(zhǔn)。近幾年來，國外研究實(shí)踐中已經(jīng)積累了一些進(jìn)行“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系集成組裝的經(jīng)驗(yàn)。我國科技工作者要研究這方面的進(jìn)展，參與國際交流。作為工程師，要善于根據(jù)工程項(xiàng)目的整體目標(biāo)，既能從具體技術(shù)角度去思考和研究問題，具有不斷突破現(xiàn)有解決實(shí)際問題的觀念與模式的創(chuàng)新意識(shí)；又能注意進(jìn)行項(xiàng)目目標(biāo)的整體評(píng)估，協(xié)調(diào)技術(shù)先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)可行性的綜合優(yōu)化目標(biāo)，提出推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的試驗(yàn)實(shí)踐方案。

問題與思考

迄今，國際上關(guān)于“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的研究仍處于發(fā)展的幼年時(shí)期，支持技術(shù)產(chǎn)品也尚待不斷深化研究。其革命性的意義是提出了一種經(jīng)營現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并付諸于實(shí)踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識(shí)。1998.1美國副總統(tǒng)戈?duì)柕谝淮翁岢鲆⒁?米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學(xué)術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認(rèn)識(shí)世界科技進(jìn)步對(duì)未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐將在下一世紀(jì)開發(fā)“數(shù)字地球”的實(shí)踐中占有十分重要的地位。我國農(nóng)業(yè)仍處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的歷史過程中，全面實(shí)踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠(yuǎn)。但啟動(dòng)這一新技術(shù)的示范與實(shí)踐研究，將有利與推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)化與信息化進(jìn)程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進(jìn)步，有利于推動(dòng)基于信息和知識(shí)的農(nóng)用先進(jìn)支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實(shí)踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品，為支持當(dāng)前的“科技興農(nóng)”服務(wù)。在發(fā)展研究中，個(gè)人認(rèn)為需要重視如下問題：4.1加強(qiáng)對(duì)國際有關(guān)研究發(fā)展信息和經(jīng)驗(yàn)的研究。九十年代以來，國外許多單位已經(jīng)積累了一大批示范試驗(yàn)數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果?？梢圆扇∫M(jìn)技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準(zhǔn)切入點(diǎn)，注重其支持技術(shù)產(chǎn)品的國產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。“精細(xì)農(nóng)作”的技術(shù)思想在國際科技界共識(shí)的基礎(chǔ)上有其特定的涵義，即認(rèn)識(shí)農(nóng)田內(nèi)小區(qū)產(chǎn)量和影響作物生長條件的空間差異性，實(shí)施定位處方農(nóng)作。它是適應(yīng)集約化、規(guī)?；潭雀叩淖魑锷a(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)而提出的，在我國可先在規(guī)?；r(nóng)場和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗(yàn)區(qū)，力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進(jìn)行研究與實(shí)踐。我國廣大農(nóng)村農(nóng)田經(jīng)營規(guī)模小，生產(chǎn)手段仍較落后，實(shí)現(xiàn)廣域的農(nóng)田精細(xì)經(jīng)營尚需有較長的發(fā)展過程，有條件的地區(qū)可先以村片、農(nóng)田的尺度上對(duì)精細(xì)農(nóng)作的技術(shù)思想進(jìn)行示范試驗(yàn)研究，并應(yīng)結(jié)合農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣性試驗(yàn)和農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)方式創(chuàng)新中，開拓出新的服務(wù)領(lǐng)域。這樣，既可以使我國的研究實(shí)踐與國際上的研究發(fā)展趨勢相接軌，又可以探索形成具有國情特色、有利于在農(nóng)村推廣的先進(jìn)農(nóng)作技術(shù)體系。4.2在“精細(xì)農(nóng)作”試驗(yàn)研究與實(shí)踐過程中，注意組裝一批基于信息和知識(shí)的單項(xiàng)適用先進(jìn)技術(shù)支持當(dāng)前的“科技興農(nóng)”。如：GPS、GIS技術(shù)用于農(nóng)田管理、節(jié)水灌溉、環(huán)境監(jiān)測的實(shí)用技術(shù)；面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者應(yīng)用的電子儀器、實(shí)用監(jiān)控設(shè)備；農(nóng)業(yè)裝備信息化技術(shù)；精細(xì)測土配方施肥、病蟲草害快速實(shí)用監(jiān)測技術(shù)；智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)的推廣及支持農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)體系的先進(jìn)裝備技術(shù)與工具的開發(fā)等。4.3迄今國外進(jìn)行的精細(xì)農(nóng)業(yè)（PrecisionAgriculture）的實(shí)踐，實(shí)際上是面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作（PrecisionFarming）系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)基于信息和知識(shí)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)精細(xì)經(jīng)營的技術(shù)思想，應(yīng)該擴(kuò)展到種、養(yǎng)、加，產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的整個(gè)過程，即過渡到建立“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)體系。實(shí)際上，“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想，早在七十年代后期開始，已優(yōu)先在發(fā)達(dá)國家奶牛場根據(jù)奶牛產(chǎn)奶量定量配料系統(tǒng)中得到了廣泛的推廣應(yīng)用。近十多年來，全自動(dòng)化設(shè)施園藝業(yè)的發(fā)展和養(yǎng)殖業(yè)中動(dòng)物生長預(yù)測模型與配料、環(huán)境調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后儲(chǔ)藏、保鮮、加工為達(dá)到高品質(zhì)、高附加值產(chǎn)品的過程中，都已吸收了電子信息科技前沿的成就。“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想，尤應(yīng)在設(shè)施園藝，集約養(yǎng)殖，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)選、加工增值產(chǎn)業(yè)中先付諸實(shí)踐與推廣，這對(duì)我國目前處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整時(shí)期和開始重視強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變中，依靠先進(jìn)技術(shù)裝備和農(nóng)業(yè)精細(xì)經(jīng)營技術(shù)的支持，對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。4.4在試驗(yàn)研究中加強(qiáng)多部門、多學(xué)科間的相互聯(lián)系，協(xié)同攻關(guān).發(fā)展學(xué)術(shù)討論交流，加強(qiáng)國際合作，重視應(yīng)用基礎(chǔ)研究。在高等農(nóng)業(yè)工程院系的學(xué)科建設(shè)與教學(xué)內(nèi)容改革中，要逐步創(chuàng)造條件開設(shè)有關(guān)GPS、GIS、RS應(yīng)用課程，加強(qiáng)必要的實(shí)驗(yàn)研究設(shè)施與課程建設(shè)等。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)“精細(xì)農(nóng)業(yè)研究中心“近二年多來已經(jīng)啟動(dòng)了有關(guān)研究工作，內(nèi)容涉及DGPS、GIS農(nóng)業(yè)應(yīng)用，田間信息采集傳感技術(shù)，智能型農(nóng)業(yè)機(jī)械監(jiān)控技術(shù)，精細(xì)農(nóng)作技術(shù)的系統(tǒng)集成與發(fā)展戰(zhàn)略研究。與國外有關(guān)研究中心和企業(yè)界已建立了比較廣泛的聯(lián)系，積累了比較豐富的信息，我們?cè)敢馀c國內(nèi)有關(guān)單位、企業(yè)發(fā)展合作，共同為推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)創(chuàng)新與“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)在我國的應(yīng)用示范與實(shí)踐作出貢獻(xiàn)。

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汪懋華，“精細(xì)農(nóng)作”一知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的農(nóng)田精耕細(xì)作技術(shù)，紀(jì)念中國科協(xié)成立40周年"科學(xué)技術(shù)面向新世紀(jì)"學(xué)術(shù)年會(huì)，"科技進(jìn)步與學(xué)科發(fā)展"論文集上冊(cè),pp.296-299,周光召主編,中國科學(xué)技術(shù)出版社出版,1998.9。

[7].汪懋華,“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究的發(fā)展與農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)第六次全國代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集，上海，1998.11。

TheDevelopmentofPrecisionAgricultureand

InnovationofEngineeringTechnology

ResearchCentreforPrecisionAgriculture,ChinaAgriculturalUniversity

Abstract

Thispapersummarizesthetargetofrecentprecisionagricultureresearchanditstechnicalideasanddiscussesthedirectionoftechnicalinnovationforthesupporttechnologies.Someproposalsfortheappliedresearchinthecountryarepresented.Recentresearchonprecisionagricultureintheworldisstillconcentratedonprecisionfarmingforcropproduction.Theinterpretationofthephrase"precisionagriculture"intoChineseshallbeimplicatedintheSiteSpecificCropManagement.Followingtherapidapplicationofinformationtechnologyintotheagriculturalsector,theideas forprecisionmanagementofagriculturalresourcesandproductionwouldbeexpandedintoallfieldsofagriculturalsystem,suchas:precisionfacilitieshorticulture,precisionraising,precisionprocessingtokeephighproductivity,highefficiency,lowcostandlessenvironmentalpollutionaswellaswithhighvalue-addedtechnologyandsoon.Thenarealprecisionagriculturesystemwillbeestablishedtosupportoverallsustainableagriculturedevelopmentbasedonthenewinformationandbiologicaltechnologicalrevolution.

KeyWords:precisionagriculture,precisionfarming,GPS&GIS,engineeringtechnologiesinnovation