精准农业技术篇1

调查问卷是研究的基础，调查问卷的设计直接关系到收集数据的真实性，并且还能够影响到研究的结果。所以，调查问卷的设计是一个重要环节，调查问卷的设计主要是通过阅读大量相关文献资料、综合了解精准农业的相关技术和研究成果基础上，结合黑龙江垦区精准农业技术应用特点而设计。调查从2013年5月至2013年7月，以调查问卷的方式对黑龙江垦区北安管理局逊克农场和红色边疆农场农户使用精准农业技术现状进行全面细致的调查研究，为了确保调查数据真实有效，采用访谈的方式对农户进行调查。调查的内容全面，包括农户的基本情况、农户使用精准农业技术的基本情况、考察农户对精准农业技术的认知和需求情况。此次调查共走访109户，发放问卷109份，回收问卷109份。

1.2农户的基本情况

1.2.1农户的性别、年龄、家庭人口规模和文化程度情况调查主要以男性为主，占到83.49%，女性为16.51%。从家庭人口规模上来看，3口人及以下的农户占32.11%，4口人和5口人分别占44.04%和17.43%，6口人及以上的占6.42%。从年龄结构上看，30岁以下占到7.34%，30～39岁之间的占到59.63%，40～49岁之间占到30.28%，50岁以上的占2.75%（如表2）。如图1所示，农户的初中文化程度占67.89%，小学文化程度占5.50%，高中和大专分别占15.60%和11.01%，从以上数据可以得出，农户文化教育程度普遍偏低，主要集中在初中文化程度。

1.2.2农户的家庭收入现状从农户家庭收入情况上看，农户家庭收入在10万元以下占40.37%，10～20万元占24.77%，20～30万元占13.76%，30～40万元占12.84%，40万元以上的占8.26%。

1.2.3农户的家庭收入来源从家庭收入来源结构上看，种植业的收入占75.23%，养殖业的收入占3.67%，经商收入占6.42%，外出打工的占10.09%，其他收入途径占4.59%，从以上数据可以得出，种植业是农户主要的收入来源。

1.2.4农户农机经营现状如图4所示，农户的农业机械化作业水平较高，而且在种植业上普遍使用了精量播种技术。在与农户访谈时了解到，农户家里有两台或两台以上的拖拉机，是由于农业机械补贴实施办法出台后，农户将小型拖拉机（40马力以下）更换成大中型拖拉机及配套的农机具，多数农户家里的小型拖拉机处于闲置状态，甚至有一些等着报废，只有个别农户的小型拖拉机还从事农田作业或者跑运输。

1.2.5农户耕地面积从农户耕地情况上看，10hm2以下的占37.61%，10～20hm2占22.94%，20～30hm2占16.31%，30～40hm2占13.97%，40hm2以上的占9.17%。1.2.6农户关注的信息如表4所示，农户对农业政策的信息关注最高，所占比例为30.19%，其次是气象农情信息关注的比例为27.36%，产品市场信息关注比例占20.75%，相比之下，不被农户关注的信息是休闲娱乐和劳务需求。在与农户访谈过程中了解到，农户现在种地的费用越来越高，这几年的自然灾害频繁发生，使得农户主动去关注农业政策和气象农情。

2农户对精准农业技术的认知和需求情况

2.1农户对精准农业技术的认知情况

农户中有84.40%的农民不知道什么是精准农业技术，没有听说过精准农业技术。对于精准农业技术里的自动导航技术、播种监控技术和GPS面积仪，有77.98%农户对其有一定的了解，只有2.75%从来没听说。由此可以得出，农户不了解精准农业技术，甚至有的农户都没有听说过精准农业技术，但是农户对精准农业技术里的个别一个或两个技术有一定的了解，在精准农业技术里，农户对自动导航技术、播种监控技术和GPS面积仪都有一定的了解。

2.1.1农户获取精准农业技术信息的途径对于农户获取精准农业技术信息的途径，有96.23%的农户是通过农场（或者农业相关部门）的推荐获得的。在农户访谈过程中了解到，由于农场条件的限制和自身文化水平的原因，通过农场（或者农业相关部门）的推荐获得的相关精准农业技术信息的可信度高；只有3.77%的农户是通过互联网获取精准农业技术信息，多数农户利用互联网主要关注时事政治和娱乐。由此可以得出，农户通过农场（或者农业相关部门）推荐获取的精准农业技术信息具有一定的局限性。

2.1.2农户没有使用精准农业技术的原因如表5所示，目前农户没有精准农业技术的原因包括：缺少资金占53.77%，缺少技术占20.75%，信息获取不畅占16.89%，耕地太少占8.59%。可以得出，农民没有使用精准农业技术主要因素是缺少资金。在与农户访谈过程中了解到，由于农场地处偏远，目前市场上销售精准农业技术设备多数是国外的技术产品，普遍购置价格高、操作性复杂，而且零部件更换的费用昂贵，这些已经超出了农户所能接收的范围。

2.2农户对精准农业技术的需求情况

2.2.1农户所关注的精准农业技术对于农户所关注的精准农业技术，如图5所示，有89.91%的农户会关注自动导航技术和播种监控技术，有55.96%的农户会关注GPS面积仪，只有12.31%的农户（种植水稻的农户或打算种植水稻的农户）关注土地精平技术；通过对变量施肥和变量农药喷洒技术的介绍，农户考虑减少农业生产的成本和环境因素，对变量施肥和变量农药喷洒技术也非常感兴趣，变量施肥技术和农药变量喷洒技术吸引了10.53%和6.58%的农户关注。在与农户访谈过程中了解到，农户对自动导航技术和播种监控技术关注率高是因为目前能够给他们带来可观的经济效益。在农户中有31.20%的农民使用过自动导航技术、播种监控技术和GPS面积仪，有47.06%的农户是自己单独购置使用自动导航技术和播种监控技术，其中包括31.87%的农户是自有资金购置使用，有5.28%的农户是借款购置使用，有62.85%的农户是贷款购买使用；农户中使用的GPS面积仪都是自己购置；有23.53%的农民是与别人合伙购置使用；有29.41%的农户是农机手，给别人开车的时候使用过自动导航技术和播种监控技术。

2.2.2农户使用精准农业技术考虑的因素农户使用精准农业技术主要考虑的是：价格占34.91%，相关售后服务占27.36%，工作效率占13.21%，使用的方便性占12.26%，功能和性能占12.26%（如表6）。可以得出，农民在使用精准农业技术的时候主要考虑的因素是价格和相关的售后服务，在与农户访谈过程中了解到，农户使用的精准农业技术设备普遍存在价格高、设备零部件更换费用昂贵的现象，而且农场地处偏远，精准农业技术售后服务不够完善。

2.2.3农户接受精准农业技术培训的意向从表7可以得出，对于组织精准农业技术的培训，有80.19%的农户表示愿意接受精准农业技术培训，对于参加精准农业技术培训，农户的积极性非常高，而且学习精准农业技术能够给他们带来经济效益，农户对精准农业技术很感兴趣。有19.81%的农户表示不愿意参加精准农业技术培训，他们认为自己的耕地都是农场“统一”管理，不需要自己再去学习精准农业技术，也没有时间去参加精准农业技术的培训。

2.2.4农户购置精准农业技术的意向如表8所示，对于使用精准农业技术，有26.41%的农户表示是可以购置使用，他们认为使用精准农业技术收益超出了它的成本，不仅会给他们带来经济效益，而且还可以让他们去发展其他的产业。有29.25%的农户表示不愿意购置使用精准农业技术，农户认为购置使用精准农业技术的投资较高，而且手头没有充裕的资金去购置，再加上现在农场都“统一”管理，自己没有必要再去购置使用精准农业技术设备。有44.34%的农户表示会根据精准农业技术价格等情况再做决定，因为农户把钱都投入到种植业上，没有购置精准农业技术设备的资金，而且购置精准农业技术的投资较高、回报周期长，所以农户会根据精准农业技术价格等情况再做决定。

3精准农业技术推广存在的问题

3.1精准农业技术设备成本过高，农民缺乏购置的资金

与农户访谈时了解到，有71.69%农户手中有借款或者是贷款现象。对于农户来说，农业种植费用越来越高，农户的资金大多都投入到种植业上，农户手里没有资金去购置精准农业技术设备，而且精准农业技术投入的资金较高，回报周期长，普通的农户没有能力去购置使用精准农业技术，再加上农场对购置精准农业技术的补贴力度不够完善，农户购置时还得去银行贷款或者亲朋好友那去借钱，由于农场地处偏远，精准农业技术的售后服务费用昂贵，已经超出了农户所能接收的范围。

3.2农户缺乏对精准农业技术全面的了解

调查结果显示，农户对精准农业技术不了解，甚至有的农户都没有听说过精准农业技术，但是农户对精准农业技术里的个别几个技术有一定的了解，而且目前农场组织的培训种类单一，农场安排什么培训，农户就跟着学什么，主要集中在农业理论方面，几乎没有组织关于精准农业技术的培训，同时，农户渴望对精准农业技术了解和学习。

3.3精准农业技术售后服务体系不健全

目前，黑龙江垦区应用的精准农业主要技术完全依赖于引进国外先进的技术设备，设备安装及使用费用较高，而且农场距离售后服务点远，在农忙时精准农业技术设备出现故障，售后服务人员不能第一时间赶到进行修理，甚至会出现无法联系上售后服务人员，造成售后服务不够完善，而且精准农业技术设备更换零部件费用昂贵。

4促进精准农业技术推广的对策

4.1完善对精准农业技术的补贴政策，降低精准农业技术生产成本国家出台了一系列的支农惠农的政策，应该在实施过程中不断的补充调整完善，并提高偏远地区的补贴比例，同时还应该提供低息贷款、健全基金及贴息方式，以充分调动农户使用精准农业技术的积极性。农场还应该降低精准农业技术设备的作业收费，使之降低农户生产成本，吸引农户使用精准农业技术设备作业，为农户提供一些对精准农业技术设备购置使用的优惠政策和相应的补贴，引导和扶持农户购置使用精准农业技术设备。

4.2加强对精准农业技术宣传力度，完善精准农业技术的培训农场及农业相关部门应加大资金的支持力度，积极组织好精准农业技术宣传工作，加强对农户精准农业技术相关知识的培训和技术指导，重点提高农户精准农业技术的意识、实用技能和经营能力，通过精准农业示范区，带动农户的积极性，让他们全面的了解精准农业技术对农业生产和环境的深刻影响，同时充分利用好冬闲时间，从实际情况出发，有计划的开展培训工作。对农户的培训要以精准农业技术的实际操作规程、使用方法和维修技巧为主，让农户掌握精准农业技术的知识和技能应用在农业生产中。在农场建立推广办公室，农户都可以去推广办公室获取录像、CD等精准农业技术相关资料。农场应该为农户提供技能培训的公共实训基地，并且能够引导农户利用互联网获取相关的精准农业技术的信息，让网络在农场发挥出它的作用。

4.3完善精准农业技术服务体系，提高技术人员技术水平企业应该提高售后服务人员的自身文化素质，掌握操作高科技设备的能力，紧抓住技能培养、技术交流等环节，强化技能操作训练，规划和指导好高技能人才服务人员的建设。建立电话支持服务、现场维护和修理，优化售后服务站，以保证精准农业技术设备出现故障时，能够第一时间赶到进行处理。创新培养企业技能人才，在具备条件的农场，建立布局合理、技能含量高、面向黑龙江垦区的技术服务站。同时，国家应该增加研究费用，加大对精准农业技术的自主研发，创新国产化，提高各个科研单位的积极性。让专家和农民面对面的接触，加快农业实用技术以及农业高新技术的转化速度和效率。农场还应进一步加强农业技术推广力度，针对农民的具体需求，有针对性的进行推广。

精准农业技术篇2

兵团精准农业技术体系是由农业适用科学技术、农业工程技术、农业生物工程技术、农业信息技术等先进科学技术组合而成，以精准灌溉技术、精准施肥技术、精准播种技术、精准收获技术、田间作物生产及环境动态监测等6项技术为核心的精准农业技术体系。从1999年4月提出精准农业6项核心技术开始，经过3年的发展，到2003年，把精准农业6项核心技术在实践中运用的经验加以总结，形成具有精准农业核心技术体系、精准农业技术指标体系、精准农业技术规程(规范)体系和精准农业技术装备体系4个子系统构筑的比较完善的精准农业技术体系。

精准农业技术体系中6项核心技术内容丰富。

――精准灌溉技术。兵团棉花生产上应用的精准灌溉技术主要包括膜下滴灌技术、自压微水头软管灌技术、地下滴灌技术和滴灌自动控制灌溉技术。要实施这四项技术，一是要对棉花膜下滴灌、膜下微水头软管灌、地下滴灌、滴灌自动控制灌需水规律进行研究，并根据需水规律制定灌溉制度；二是要有能达到精准灌溉要求的、低成本的、质量上乘的节水设备及器材；三是要合理地进行田间管线设计和合理安装；四是要有灌溉运行中的正确管理；五是要在灌溉期结束后将管线回收并妥善保管。

――精准施肥技术。实施精准施肥技术包括五个环节：第一，对作物需肥规律的研究；第二，测土，搞清土壤中所含肥料成分及有机质含量；第三，用微机决策获得施肥的方案；第四，施专用肥、复合肥、滴灌肥；第五，施肥的方式，采用全层施肥、根外追肥和滴灌肥、自压微水头软管、地下滴灌施肥。

――精准种子工程。实施精准种子工程技术有四个环节：第一，引进或自己培育优良品种；第二，对引进或培育的优良品种进行扩繁；第三，对扩繁的种子进行加工(棉种的加工包括脱绒、清选、包衣等)，加工后的种子要达到精准播种的要求；第四，对合格的种子进行销售。

――精准播种技术。实施精准播种技术有两个环节第一，要有符合精准播种要求的种子；第二，要生产出在膜上实施穴播，每穴播一粒棉种，且整形、铺膜、点种、铺毛管、膜上打孔、膜边覆土、膜孔覆土并镇压八道工序一次完成的播种机。

――精准收获。棉花实施精准收获技术包括六个环节：第一，选择适合机采棉又能丰产、提高质量的品种；第二，制定既能适用机采棉，又能丰产、提高质量的棉花株行距配置方案；第三，制定科学的脱叶剂配方，并选择最佳的喷药方式、喷药时间和适宜的气候条件进行棉花脱叶；第四，使用好采棉机，使所采籽棉达到规定的质量要求和达到一定工效；第五，机采籽棉的田间打垛及拉运；第六，机采籽棉的加工清理。

――田间作物的生产及环境动态的检测技术。实施这项技术包括两个环节：第一，制定棉花田间生长及环境动态监测的要求；第二，设计出能准确而及时反映棉花生长及环境动态的视频系统，把中子测水仪、田间智能化病虫测报、遥控自动化滴灌系统一并纳入其中。田间的棉花生长如何、缺不缺水、缺不缺肥、有无病虫危害都可以从监测系统终端的屏幕中看到。

精准农业6项技术每项技术的关键技术环节：精准灌溉技术推广节水和增产效果显著、成本低、安装简便、易于管理的节水灌溉系统是关键；精准施肥技术搞清棉花需肥规律，建立微机决策施肥系统是关键；精准种子工程技术引进或选育丰产、早熟、优质、抗病优良品种，进行科学加工，使种子的发芽率、纯度、净度达到精量播种要求是关键；精准播种技术研制气吸式精量排种、穴播精量点播机是关键；棉花精准收获技术合理的株行配置、脱叶、机采和籽棉加工是关键；田间作物生产及环境监测技术研制清晰度高、造价低、经久耐用的视频系统是关键。

兵团精准农业技术体系来源于三个方面。第一个方面是继承和发展兵团已经实施的农业科学技术；第二个方面是引进、吸收、消化国内外的农业先进科学技术和装备；第三个方面是兵团科技人员和干部职工自己创新的科学技术和装备。这三个方面的关系是，没有继承就没有产生精准农业技术体系的基础；而引进、吸收、消化国内外的农业先进科学技术和装备，不仅奉富了兵团精准农业技术体系的内容，提高了兵团精准农业技术体系的档次，而且加快了兵团精准农业技术体系产生的步伐，降低了兵团精准农业技术体系产生的成本；但是如果没有发展和创新，兵团精准农业技术体系就不可能成为新的先进的农业科技体系。

二、精准农业技术体系发展和创新了哪些农业科学技术?

(一)发展和创新的具体农业科学技术。

1、精准灌溉技术。第一，吸收国内外技术，结合新疆和兵团的实际创造了膜下滴灌技术和自压微水头软管灌技术；第二，对滴灌系统首部设备进行了7次改进，实现了自动反冲洗；第三，对滴灌系统的设计、管道和连接都进行了改进，在保证滴灌质量的前提下，大大降低了滴灌成本；第四，在一三团、一二七团、九团、一四五团、一三六团建成了一批滴灌自动化、半自动化示范工程；第五，把滴灌肥运用于滴灌中，形成了完美配套的水肥耦合应用技术。

2、精准施肥技术。自主研制了多个棉花微机决策平衡施肥专家系统，建立了以土壤数据和作物营养实时数据的采集、棉田地理信息系统、施肥模型、决策分析系统、综合评价、滴灌肥为主要环节的精准施肥技术体系。

3、精准收获技术。第一，创造了适合采棉机作业，而又能提高棉花质量、增加棉花单产的66+10CM带状高密度播种和栽培技术；第二，通过多次反复试验和大面积生产，创造了在新疆不同棉区、不同气候条件下、不同棉花品种的脱叶技术。

4、田间作物生长及环境动态监测技术。第一，在46平方公里的面积上，实现了利用遥感和视频技术应用于田间作物生长及环境动态监测；第二，自主开发了自动化滴灌系统。

(二)产品创新。

1、在消化国外气吸式播种机的基础上，创造性地研制出将膜床整形、铺设滴灌带、铺地膜、地膜上打孔、精

准投种、地膜边覆土、膜孔覆土并镇压等8道工序合为一体的气吸式铺膜精量穴播棉花播种机。

2、在引进、消化、吸收国内外技术的基础上，大胆进行自主创新，实现了滴灌节水设备全部国产化。开发生产出大流量压力补偿式滴灌带、内镶式滴灌带、单翼迷宫式滴灌带；开发生产出全自动反冲砂石过滤器。

3、开发生产出自压微水头软管灌溉系统的干管、支管、毛管、施肥罐及配套系列管件产品，其中常压节水灌溉系统、步进式双边错位打孔机、软管带、步进式冲孔机和流量调节管路连接件等新产品获国家发明和实用新型专利。

4、开发生产出适用大田作物随水施肥的全营养速溶高效滴灌固态复合肥和棉花滴灌酸性液体肥料，基本实现了“试与测、测与配；配与供”的一条龙肥料供应和配方生产线。

5、5年来培育成20多个丰产、优质、抗病的棉花品种。

(三)精准农业技术规程、规范创新。

在精准农业技术体系的应用中，为了保证各项精准农业技术能达到精准指标，创造性地制定了精准农业技术规程和规范。1、棉种精加工技术操作规程(过量稀硫酸脱溶工艺)；2、棉花高密度栽培亩产150公斤皮棉膜下滴灌技术规程；3、棉花自压软管灌亩产150公斤皮棉技术规程；4、自压微水头软管灌溉技术应用的若干意见(试行)；5、机采棉农艺栽培技术规程；6、采棉机作业技术规程；7、机采籽棉的验收与贮运规程(试行)；8、兵团棉田害虫预测预报调查技术规程。

(四)技术体系创新。

建立了密切结合国情和兵团农业发展实际，具有中国特色，包含精准农业核心技术体系、精准农业技术指标体系、精准农业技术规程体系和精准农业技术装备体系4个子系统构筑的兵团精准农业技术体系。

三、精准农业技术体系在兵团棉花大面积应用情况及所获得的经济、生态和社会效益。

(一)精准农业技术体系推广的方法。

1、不采取命令式或分配指标硬压式方法，而采取试验――示范――引导――服务――推广应用的方法；

2、在节水技术推广初期采取了费用补助方法；

3、组织专家进行技术服务和技术承包；

4、广泛开展职工全员培训，提高职工科技素质；

5、加大行政指导的力度。

(二)精准农业技术体系在棉花种植上的应用情况。

精准农业技术体系在棉花上的应用，总的情况是：从试验到示范，从小面积示范到大面积推广；补助费用示范到职工自己出钱应用推广；由只制定出示范办法到制定技术规程、规范；由技术到位率低到技术到位率高；由个别单位、单项技术应用到13个师110多个团、6项技术一起应用。

1、各项精准农业技术大面积应用获得好的效果。到2003年，推广测土施肥面积558．58万亩，其中测土微机决策平衡施肥189．23万亩，施用专用肥、复合肥269．89万亩；优良种子推广面积达棉花种植面积的90％，种子包衣面积594．99万亩；膜上精量半精量播种面积658．54万亩，其中精量播种7．88万亩；节水灌溉面积438．66万亩，其中膜下滴灌面积247．72万亩，软管灌面积182．92万亩，深埋滴灌8．02万亩；机采棉种植面积98．12万亩，机收面积25．26万亩；自动测水面积1．02万亩，视频技术面积0．5万亩。

2、2004年各项精准农业技术应用获得新突破。

测土微机决策平衡施肥面积达到281．5万亩；棉种包衣推广651．43万亩，引进美国和丹麦的种子精选设备的四十五团、红星二场等单位的种子加工达到精量播种的要求；精量半精量播种面积达到664．39万亩，其中精量播种面积达到18,5万亩，由新疆农垦科学院、一二五团等单位生产的棉花膜上精量点播机空穴率在3％以下，实际出苗率达到82％至92％，从而实现了棉花膜上精量点播的大突破；棉花节水灌溉面积推广到607万亩，其中膜下滴灌面积391．4万亩，软管灌面积177．21万亩，节水技术不断进步，由“一管四行”改为“一管两行”，为了防风，部分单位实施膜下滴灌毛管浅埋5em至8cm；深埋式滴灌面积增加到9．48万亩，首部装备自动反冲洗成功，北疆大部分棉田实施滴水出苗，一二三团实现滴灌毛管回收第二年使用；按机采棉配置种植棉花179．06万亩，计划机采面积40万亩；国产机采籽棉加工设备投入生产，加工质量达到要求，机采棉加湿试验取得阶段性成果；田间作物自动测水、滴灌系统自动化控制、棉铃虫自动化监测系统、GI$、GPS技术已开始示范、“视频农业技术”推广到7万亩。

(三)精准农业技术体系在棉花生产大面积应用获得的经济、社会及生态效益。

1、经济效益。精准农业技术体系的建立及在棉花生产的大面积应用，使兵团棉花生产水平上了一个新的台阶，同时获得了显著的经济效益。

第一，提高了棉花的单产，增加了棉花的总产。据农业局统计，精准农业技术体系推广应用的5年间，累计推广面积937．34万亩，棉花平均单产122公斤，增产17％；新增棉花总产 16590．92万公斤，新增产值171881．91万元。

第二、降低棉花生产成本。一是减少每亩播种量。实施半精量播种的棉田，播种量由原来的6公斤降为4公斤，实施精量播种的棉田又降为2公斤。二是提高了化肥的利用率。实施滴灌施肥的棉田，氮肥的利用率可以提高7至8个百分点，磷肥的利用率可以提高3至5个百分点。三是节约用水。实施滴灌的棉田每亩用水降至240至260立方米，比沟灌可节水140至160立方米。四是可降低每一亩的活劳动成本。实施精准农业技术体系前，一个职工只能管理20至25亩棉花，若该职工年收人7000元，则每亩棉花活劳动成本为240至350元。实施精准农业技术体系后，一个职工能管理100亩棉花，若该职工年收入10000元，则每亩棉花活劳动成本只有100元，比原来每亩降低活劳动成本140至250元。

第三，可以提高职工的劳动生产率。棉花生产实施膜上精量点播、膜下滴灌、机采棉等精准农业技术后，一个职工管理棉花的面积可以达到100至150亩，即便是棉花产量相同，其劳动生产率也是原来的5至7倍。

第四，可以提高土地利用率。，实施精准滴灌技术后，无需筑埂子、毛渠，可提高土地利用率5％左右。

2、社会效益。第一，实施精准农业技术体系可以把职工从定苗、灌水、拾花等繁重的体力劳动中解放出来，改善职工的生产条件，实现社会进步。第二，可以使农业干部职工的思想观念发生变化，由小农经济思想观念转变为大生产的观念。第三，由于职均的管理面积大大增加，可以促进大田劳动力向畜牧业、果蔬园艺业和二、三产业转移，加快畜牧业、果蔬园艺业和二、三产业的发展，使兵团一、二、三产业的结构更趋合理。第四，由于职均承包规模的不断扩

大，必将带来合并连队，减少管理机构层次和管理人员数量，转变团场管理职能等变化。第五，实施精准农业技术体系，增强了团场经济实力、增加了职工的收入、改善了职工的生产和生活条件，必然稳定和发展职工队伍，有利于兵团更好地执行屯垦戍边的使命，有利于稳定边疆，巩固边防。

3、生态效益。第一，实施精准农业技术体系降低了对土地的农药、化肥等化学产品投入，减少了化学制品对土地的污染。第二，实施精准灌溉技术每亩可节水140至160立方米，节省的水可以用来种树种草，为农业生态环境的改善作出贡献。第三，实施精准农业技术体系，由于节约种子、水，提高肥料和土地利用率，可以使农业实现可持续发展。第四，对地下水位较高的地区，实施精准灌溉技术，可以大大减少地下水的补给，降低地下水位，抑制土地次生盐渍化。

四、精准农业技术体系与以往的各项农业技术有什么不同?

(一)精准农业技术体系的实施，使农业生产实现了三方面的精准：一是定位的精准，精准地确定播种、灌溉、施肥的部位；二是定量的精准，精准地确定种子、水、肥、药的施用量；三是定时的精准，精准地确定实施作业的时间。由于三方面的精准，达到了增产、增效、节本，资源合理利用，可持续发展的目的。

(二)精准农业技术体系是由精准农业6项核心技术集成在一起的农业技术体系。精准农业强调综合集成的思想，多学科综合运用。精准农业6项技术以相互关联的互补性、系统性和完整性作用于棉花生产的全过程，使棉花生产达到增产、增效、节本、资源合理利用，可持续发展的目的。

五、精准农业技术体系的发展方向和应用前景。

(一)精准农业技术体系的发展方向。

精准农业技术体系是一个开放的、不断发展的农业技术体系，随着兵团农业的发展和国内外科技的进步，兵团精准农业技术体系也会不断发展，总的发展趋势是向智能化、自动化、信息化方向发展。

(二)精准农业技术体系的应用前景。

1、进一步提高精准农业技术体系在棉花生产上的到位率，使兵团棉花平均单产在近几年内达到150公斤皮棉的目标，到2010年棉花平均单产达到200公斤皮棉的目标。

精准农业技术篇3

遥感可为精准农业提供以下两类农田与作物的空间分布信息：一类是基础信息， 这种信息在作物生育期内基本没有变化或变化较少，主要包括农田基础设施、地块分布及土壤肥力状况等信息；另一类是时空动态变化信息，包括作物产量、土壤熵情、作物养分状况、病虫害的发生/发展状况、杂草的生长状况以及作物物候等信息。

1.基础信息获取

（1）农田基础设施调查。

（2）地块分布调查。

（3）土壤状况调查。

2.时空动态变化信息的获取及利用

（1）指导农田灌溉。

（2）指导施肥。

（3）指导病虫害防治。

（4）指导杂草控制。

（5）指导作物收获。

限制遥感技术在精准农业中进一步应用的主要因素如下：

（1）精度问题。

（2）时空精细度问题。

（3）信息熵问题。

（4）农田参数信息利用问题。

（5）非技术因素。

针对上面几个问题，遥感技术需要从以下几个方面进行突破，以满足精准农业的需求：

（1）新参数反演技术的研发。

（2）新数据的应用。

（3）多源数据整合。

精准农业技术篇4

2农业技术在精准扶贫中的作用

一，通过广泛应用农业技术，能够对会宁县贫困区生产模式进行转变，使之从落后的困境中走出来，全面激发广大农民群众劳动热情和积极性，使开展的精准扶贫工作能够有序进行，并对其起到积极促进作用。二，农业技术能够对市场需求和农产品价格变化进行全面检测，使广大贫困农民可以有针对性地对生产策略进行调整，避免市场动态对农业产品价格带来的负面影响。还能够将互联网思维贯穿到农业生产中，使精准扶贫工作获得更加良好的环境，为会宁县广大贫困农民摆脱贫困、实现经济增长打下坚实基础。三，农业技术扶贫能够调整并且优化农业结构，让会宁县摆脱经济收入单一的发展窘境，使农民经济得到显著提升，让农民经济来源的渠道更具多样性。四，通过实现农业技术创新，能够帮助农产品实现深度加工，让会宁县贫困农民摆脱农产品加工单一、品牌化方向不明确的困难，这样能够让当地精准扶贫工作得到有力保障，为打赢脱贫攻坚战提供强大动力。

3精准扶贫视域下农业技术创新的措施

33.1推动农业实用技术推广

会宁县在开展精准扶贫工作中，要对其中存在的制约性因素有一个全面、客观地了解。所以，为了帮助贫困农民实现经济增长，就要推动农业实用技术全面应用，对现有的农业技术进行创新，让科技成为农业发展的全新动力。在全面落实精准扶贫的目标时，要让农业技术真正转化为成果，通过农业技术对会宁县存在的相关问题进行有效解决，包括生产技术落后、产业结构存在弊端、土壤营养不足等方面。其次，政府要在农业技术创新中发挥主要作用，会宁县是甘肃省水土流失最为严重的县区之一，政府通过农业技术的合理应用，能够解决好当地水土流失问题，提升土壤肥力，通过滴灌、喷灌等形式让水资源利用率得到全面提升，使会宁县农牧业能够实现良好发展，让精准扶贫工作能够有序进行。

33.2积极鼓励农业技术研发

在开展精准扶贫工作的过程中，要以会宁县农业实际发展情况为基础，量体裁衣，制定有针对性的发展战略，以农业发展规律为原则，全面开展农业技术研发工作。通过对农业技术进行研发，能够处理好会宁县在农业发展中受不定因素影响的问题，并制定出有针对性的解决策略，而且要从多种渠道引进人才，为研究农业技术提供人才保障。建立完善的科技人才到户、良法到田、技术到人的推广计划，实行县乡科技人才蹲点帮扶、回访跟踪等制度，为130个贫困村，每村派选1名科技人才，与驻村帮扶队通力合作，为贫困户提供相关技术指导。建立完善的养殖技术培训制度，对扶贫干部和贫困户等进行技术培训，保证每个贫困户都有1个科技能人。不仅如此，相关技术人员要对会宁县资源进行有效利用，通过先进的科学技术，全面实现农业多元化发展，完善基础设施建设，对农产品加工技术进行深入研究，使会宁县产业结构更加完善。而且要对当地生态环境进行改善，在蔬菜、水果种植时通过滴灌技术，降低投入成本，使农民经济得到显著提升，让扶贫地区早日实现脱贫目标。

33.3大力培养科技人才

精准农业技术篇5

1 精准农业产生的原因

精确农业（precision agriculture）是由美国农业工作者在20世纪九十年代初倡导并实施的。精准农业的兴起主要有两个原因：一是可持续农业为世人所接受。传统农业的发展在很大程度上依赖于化肥、农药的大量投入的增加而实现。但是由于化学物质的过量投入造成生态环境污染和农产品质量下降，高能耗的生产方式导致农业生产效益低下。在当今农产品市场竞争日趋激烈的时代，急需精准农业这种新的生产模式来适应农业持续发展的需要。二是全球定位系统、地理信息系统、遥感、人工智能等高新技术的产生以及民用化。前者给精准农业的产生提供了思想准备，后者给精准农业的实现提供了技术准备。

2 精准农业内涵及其关键技术

精准农业指的是利用全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、连续数据采集技术、决策支持系统（DSS）、变量控制技术等现代高新技术获取农田小区作物产量和影响作物生产的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”。其技术体系由信息数据采集、信息数据处理和决策生成、决策实施等3个环节组成的[1]。如图1所示：

图1 精准农业技术体框架

2.1 地理信息系统（GIS）

地理信息系统是用于输入、存储、查询、分析、和显示地理数据的计算机系统[2]。地理信息系统开始应用于农业领域是在20世纪70年代，最先应用在耕地调查、土地资源评价、农业资源信息管理等方面。到20世纪90年代以后，地理信息系统开始广泛的应用于农业领域，和全球定位系统、遥感、计算机网络技术、自动控制等技术紧密地结合起来，主要用于采集、建立影响农田小区作物生产的地理环境数据、土壤数据、作物苗情数据、病虫害数据、作物产量等空间数据库。并且进行空间信息的地理统计处理、图形处理和表达等，为分析空间和时间差异性和实施调控提供决策方案。

2.2 全球定位系统（GPS）

全球定位系统是指利用定位卫星在全球范围进行定位、导航的系统。利用全球定位系统快速准确的定位系统可以实时的用于农田面积精准测量、农药化肥的精准喷洒，在作物收获时不仅可以精准收获还可以不断地记录下几乎每平方米的产量和其他信息。不仅有助于提高作物的产量还可以降低因化肥农药的过量使用而造成的环境污染。

2.3 遥感（RS）

遥感是指在一定的距离之外，不与目标物体直接接触，通过传感器收集被测目标所发射出来的电磁波能量而加以记录并形成影响，以供有关专业进行信息识别、分类、和分析的一门技术学科[3]。因此遥感技术是未来精准农业主要采用的信息获取手段，是支持大面积快速获得田间数据的重要工具。主要用于土壤数据采集、农业资源监测、作物产量预测、农情预报等方面。

2.4 专家系统（ES）

专家系统是一个能够利用某个领域人类专家水平的知识和经验来解决领域问题的智能计算机程序系统。一般是由知识获取、知识库、推理机和人机界面等几个部分组成的。20世纪70年代专家系统在农业领域初次应用，随着农业专家系统的不断发展，专家系统在农业领域中的应用越来越广泛，已经由单一的施肥、灌溉、病虫害等服务扩展到播前、播种、施肥、灌溉、病虫害、田间管理等全过程。

2.5 决策支持系统（DSS）

决策支持系统是一种以计算机为辅助工具，应用决策科学以及有关科学的理论与方法，以人机交互方式辅助决策者解决半结构或非结构化的决策问题的信息系统。在精准农业技术体系中，决策支持系统可以根据农作物的生长情况、环境因素、结合经济分析以及作物生长相关的数据进行决策，并且根据专家知识，对不同的决策给出最优方案，从而指导田间操作。

2.6 作物模拟模型（CGSM）

作物模拟模型，是指能够定量和动态地描述作物的生长、发育和产量形成过程及其对环境反应的计算机模拟程序[4]。作物模拟技术是60年代初在欧洲及美国出现的[5]，主要通过作物模拟模型研究不同播种时期、不同作物密度以及灌溉时间、灌溉次数、肥料使用量在不同的环境状况下对作物布局和产量的影响。现在将作物生长模拟模型与专家系统、多媒体技术、网络技术、3S技术等技术相结合使得作物模拟模型在生产力预测预警、品种设计与评价、时空尺度分析、环境效应评估等方面发挥更大的作用。

3 我国精准农业的发展现状

我国在1994年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议，但是由于当时条件的限制，并没有引起有关部门的重视。近几年随着信息技术的快速发展，信息技术在农业上的应用也得到了重视。国家计委刘江副主任访美后，认为我们应该跟踪国际农业生产技术的前沿领域，开展“精准农业”的研究应用。科技部徐冠华副部长在谈发展“数字地球”时认为，“精准农业”是中国“数字地球”发展战略的切入点之一。国家在863计划中已列入了精准农业的内容，国家计委和北京市政府共同出资在北京搞精准农业示范区。中科院也把精准农业列入知识创新工程计划，我国精准农业的思想已经为科技界和社会广为接受，并在实践上有一些应用。但是“精准农业”在理论上目前还是一些概念性的东西，没有建立先进的体系，不足以对指导精准农业进行深入研究和实践运作。且我国发展精准农业存在诸多限制因素：1）农田类型多种多样、分布零星、人均耕地面积较少不利于联合作业机械的实施。2）农业机械化水平较低且农业科技投入不足精准农业技术一时很难推广。3）农民的信息意识不强、科研成果实用性不足高投入的精准农业在我国的多大部分很难付诸实施。所以我国精准农业的发展还处在起步阶段。

【参考文献】

[1]徐国强，高献坤，田辉，侯瑞娟，余泳昌.精细农业研究[J].农机化研究，2001，01.

[2]Kang-tsung Chang.地理信息系统导论[M].陈建飞，等，译.北京：科学出版社.

精准农业技术篇6

[中图分类号] F323.3 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2017）01-0205-01

1 前言

国民经济的迅速健康增长，社会科学技术的不断创新和进步为当前农业技术的良好发展提供了较好的前提条件。农机合作社是已经具有了一定作业规模的专业化服务组织，积极开展相应的作业计划管理、作业进度管理、作业财务管理以及农机调度管理，对于当前农机化工作的需求进行有效满足，促进了农技工作的顺利进行。

2 农机服务合作社精准作业管理系统中的组成部分

2.1 农机作业地理信息

积极应用遥感技术，绘制出全色高分辨率的农区地图，并经过地面几何核准和定点测量工作，从而对全市地区的各种地面信息进行全面涵盖，主要包括了水利、农田、住宅区以及林地和道路等，这样能对城市全面总体的规划和管理工作提供良好前提。通过农机作业地理信息的收集和整理，能够对当地各项土地情况进行全面浏览。

2.2 机耕田管理

在农机合作社的管理区域内，对于小麦和玉米等粮食作物的机耕田信息进行全面的收集和整理，并做好相应的信息管理工作，同时还需要针对各个县、区、乡镇的粮食作物布局以及生长情况进行全面了解和掌握。

2.3 加油站管理

通过GIS地图，能够针对农机合作社内部区域中的加油站进行重点标识和管理工作，相应的建立起加油站自身的档案库，为农机设备提供良好的服务。加油站管理工作中需要对各个加油站的数量和位置进行确定，相应还需要为农机设备的跨区操作提供一定参考。

2.4 维修点管理

在地图绘制完成的基础上，还需要针对区域内的农机设备维修点进行全面的标识和管理，这样能够建立起全面的档案库，和加油站管理工作一样，能够为农机设备的使用提供良好的保障服务。

2.5 服务区管理

需要针对农机合作社进行集中有效管理，这其中主要包括了农机设备、农机设备作业能力以及作业范围，同时还需要针对农机设备的服务社进行有效的管理，制定出全面的布局图，这样能够将农机设备的信息进行良好的交流和对接，这样能够对服务区域内部的信息服务进行全面覆盖。

2.6 农机具管理

在农机合作社的服务区域中，针对不同种类的作物进行全面有效的管理，从不同作为生长过程中需要的农机设备入手，设立起全面的农机具档案库，针对农机具的实际使用信息情r，进行全面有效的记录和整理，主要包括农机具的种类、数量、新增数量、维修信息、分布信息以及更新信息和使用时间等。做好农机具的管理工作，能够为农机作业的全面使用发挥良好作用。

3 精准农业技术在农机合作社作业管理中的应用

3.1 积极开展农机作业计划管理工作

农机作业具有较强的时效性，但是因为农机作业供求的信息在的过程中能使用的渠道有限，这样导致农机资源的调配工作存在着一定的不合理。针对这种情况，需要积极开展农机作业计划管理工作，首先需要针对农户的种植情况进行全面了解，并针对农业生长的关键时期中使用农机作业的情况进行全面掌握，当这些信息汇总之后，积极结合农机数量和作业能力，制定出合理有效的农机作业计划，从而有效促进农机作业的良好进行。

3.2 加强农机作业的进度管理工作

在开展农机作业的过程中，需要对农机设备作业的进度进行全面有效的控制和管理，这样才能够有效实现农机作业的实际效果。从农机作业的进度出发，能够积极开展后续的农机调度和跨区作业工作，这样能够有效提升农机作业的效率。在开展农机作业的过程中，针对农机服务组织系统平台中的信息进行全面汇总，并按照一些区县、市级管理部门的要求，建立起良好的农机作业进度管理体系。

3.3 不断加强技术推广培训工作

积极加强农机技术的推广和培训工作，对于有效提升农机设备的使用效率，促进农机作业取得良好的发展成果具有积极作用和效果。想要积极加强农机技术的推广和培训工作，首先需要提高认识，加强农机推广服务力度，认真贯彻自治区、州、县农业、农村工作及农机工作会议精神，推广中心紧紧围绕县农业农村工作会议部署，牢牢确立“农业生产，农机先行”工作思路，狠狠抓住全程机械化这条主线，扎实开展各项工作。针对农机具的冬修、检验，新机具、新技术的引进、推广等工作中，进行全面有效服务管理。其次，加强培训及科普宣传，促进春耕备耕工作，积极组织农机技术人员深入到农机户家中，及早对投入农田作业机具的技术状况、配套情况进行调查摸底、登记造册，并派技术人员进行现场技术指导、帮助检修。再者还要积极抓好农机新技术推广和农机标准化作业工作，积极开展农机田间作业质量为重点，切实采取有效措施保证农机标准化作业。

4 结束语

农业技术，在当前的农业生产工作中具有十分重要的地位和作用，能有效提升农业生产效益，促进农业经济的良好发展。将农业技术积极投入到农机合作社之中，加强农机作业的管理工作，能够起到良好效果。加强精准农业技术在农机合作社作业管理中的应用，需要积极开展农机作业计划管理工作，加强农机作业的进度管理工作，同时还要不断加强技术推广培训工作。

参考文献

精准农业技术篇7

中图分类号：S127文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）10－1948-03

Application of GPS and GIS Technology in Monitoring System of Precision Agriculture

SHI Guo－bin

（Centre of Modern Education and Technology，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，Heilongjiang，China）

Abstract： The monitoring system of precision agriculture based on GPS and GIS with collecting，transmitting，treatment， control and location features， could be used in production and research fields of monitoring environmental factors， such as temperature， humidity， depth， illumination and location． It is the basis of variable technologies of precision agriculture and inevitable trend of the 21st century． The research level and application general situation of monitoring system of precision agriculture based on GPS and GIS technology in domestic and foreign， it provided references for realization of the automation and intelligent development of modern precision agriculture．

Key words： GPS； GIS； monitoring system of precision agriculture； application

精准农业（Precision agriculture）是近年来国际上农业科学研究的热点领域，是人们在探索21世纪农业高新技术发展的过程中为减少农业生产中的盲目投入、节约成本增加产量、提高农资利用率、减少环境污染、阻止生态环境的进一步恶化而提出的一种新理念［1］。

精准农业充分地利用了作物、土壤和病虫害的空间和时间变化量来进行耕作和田间管理，改变了传统的大片土地平均施用化肥的做法，保证了作物生产潜力的充分发挥，避免了过量施用农药和化肥造成的生产成本增长和污染农业生产环境，导致农产品品质和价值下降的严重后果，取得的经济和环境边际效益非常显著［2］。

1GPS和GIS技术在精准农业中的应用概况

1．1全球定位系统（GPS）

GPS（Global positioning system），是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星定位系统。它利用地球外空间有一定分布的24颗卫星，使地面上任何一点可以同时与其中4颗卫星进行通讯，分别测量该点与卫星的距离，最后将该点的几何坐标推算出来，最高地面精度可达到厘米级。在精准农业中，现在一般基于差分GPS技术，精度为亚米级。在作业机械的顶部安装一个半球形GPS接收天线，可接收卫星定位信号并将此信号传给GPS接收机，GPS接收机将作业机械所处的经度和纬度数据通过RS－232串行接口传给机载液晶显示计算机，以此确定每一时刻机械的作业位置。

1．2地理信息系统（GIS）

GIS（Geographic information systems），是一种综合处理和分析空间数据的通用型技术体系。在精准农业领域中，GIS以很高的空间分辨率来管理田块基础信息，存储、分析和处理空间数据，生成作物产量以及土壤属性和病虫草害等环境因素的空间分布图，支持空间辅助决策，输出图形和地理统计数据以及田间决策处方图。

1．3GPS和GIS技术在精准农业中的应用概况

精准农业应用了GPS、GIS技术和智能决策、自动控制理论，将变量播种、变量施肥、变量灌溉、变量喷药和在线实时测产等技术集成为一体，有利于提高农业作业的效率，降低生产成本。目前，作业信息的采集、处理与实时通信渗透到精准农业的各个方面，如何快速、有效采集和更新影响作物生长环境的空间变量信息，成为实现精准农业的重要基础［3］。农田地块作为农业生产的基本单元，是实现作物生产规划、管理和效益评价的基本单元，实现农田地块信息实时监测和数据的快速、高效、全面的收集及分析是实现现代精准农业，提高生产率的关键技术；又可有效解决农业劳动人口减少的影响。而定位是解决实现农业机械自动移动的基础性难题和完成其他任务的前提；因此，基于GPS和GIS的精准农业监控系统集数据采集、传输、处理、控制及定位导航于一体，其主要设计思想是利用GPS接收机与掌上电脑（PDA）组成移动数据采集端，采集农田地块空间位置信息、时间信息、农田信息，通过SMS方式或者数据文件方式传输信息至监测更新中心。其中，SMS方式是基于GSM移动通讯网络，把野外采集到的数据包实时通过短消息SMS（Short message service）方式进行无线传输；数据文件方式是把采集到的地块信息就地存储为数据交换文件（文本文件或数据表文件），然后通过相应数据接口导入到监测更新服务中心［4］。通过在农业系统中实现远程信息采集与监控技术，可以把分散的农业设施连成统一的整体，因而实现农业自动化、智能化、精准化［5］。目前，各种已开发和正在研究的监控系统主要集中在农业上的环境因子，如温度、湿度、露点、光照和生产中的温度、湿度、光照、施肥、喷药等的自动化控制和网络化管理，通过监测和控制其生长条件，从而达到增加产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。少数监控系统还能达到预警的目的，主要是设定监控因子的上限和下限，通过无线传输技术发送给用户，达到预警的功能，或是通过专家系统等进行自动的调控［6］。

2国内外GPS和GIS精准农业监控系统的研究

精准农业始于发达国家，其中的主要部分是精准施肥和收割技术。随着发达国家农业生产市场化程度的提高，降低成本，提高投人产出比、发展优质高效农业的要求以及环境保护、资源利用、农业可持续发展等方面的要求，迫切需要经济效益、社会效益、生态效益同步的新型农业的出现。在精准农业概念提出前，农业监控技术已经在各国有了初步的研究和发展，国外对环境研究较早，始于20世纪70年代，先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制，后又出现了分布式控制系统。中国对于农业监控技术的研究较晚，始于20世纪80年代，但发展速度很快。刘德义等提出了基于Web的设施农业气象信息监测与预警系统，该系统提供了实时数据查看、历史数据查询、K线图显示、气象预警信息、温室气象预报、应用示范介绍、手机短信提示、实时图片显示等功能。杨万龙等［7］自主研发的滴灌施肥智能化控制系统，利用土壤水势传感器监测土壤的含水量，进行自动灌溉施肥控制，当土壤水势达到设定水势上限时，计算机自动启动系统进行施肥灌溉，当达到设定水势下限时，灌溉施肥停止，计算机自动记录该阀门灌水量，其他阀门按此灌溉施肥量依次进行，这种控制方式可实现多个阀门的无人值守灌溉施肥控制。当用户设置不当、系统出现异常情况时，计算机会及时发出声光报警，提醒用户介入处理，防止对系统或作物造成更大危害。国家农业信息化工程技术研究中心开发研制的便携式环境监测产品在设施农业生产中取得了良好的应用［8，9］。

早在20世纪80年代，美国提出精准农业构想，其微电子技术发展推动了智能化监控技术的发展，以及作物生长模拟、栽培管理、测土配方施肥等农业专家系统成了精准农业早期技术基础。1993～1994年，美国在明尼苏达州农场进行了精准农业技术试验，用GPS指导施肥的作物产量提高30％左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。目前美国在谷物联合收割机、喷雾机、播种机等农业装备上已经采用卫星全球定位系统监控作业等高新技术。西欧国家在小麦、玉米的整地、播种、收获、运输等生产环节已全面实现了机械化，不少农业机械也装备了GPS系统进行精准农业作业。很多监控技术取得了很大的突破，许多国际大型农业装备厂商均推出了自己的智能产量监测仪、变量控制器产品。欧盟ISI启动了Wirelwsslnfo项目（1998～2003），期望运用GSM／GPRS／HSDCS无线通信技术，建立先进的农林管理多媒体服务系统［10］。Thysen［11］探讨了IT技术在农业领域应用的可能性和农业信息化的发展方向。Mc Kinion等［12］研究了一个卫星宽带无线接入系统，满足了棉花害虫多谱图像的高速传输和实时处理的要求，提高了配药机械变量作业的效率和有效性。Geers等［13］应用GSM无线技术开发了牲畜运输过程远程监控系统“TETRAD”。目前，荷兰、美国、日本等国在农业生产中已经基本实现了温度、湿度、光照、施肥、喷药等的自动化控制和网络化管理。

中国精准农业发展起步较晚，但在国家“863”计划“数字农业”重大专项和地方政府的支持下，近5年在农业装备智能化、农业系统远程监控及农业信息化等方面获得了较快发展。乔晓军等［14］开发了农业设施环境数字化监控系统，以实现农业设施信息采集和处理的自动化。庞树杰等开发了基于GPS和GSM的农田信息远程采集系统；句荣辉等［15］应用GSM短消息技术实现了温室环境的实时控制，提高了系统的自动化程度。在农业资源利用方面，中国农业在精耕细作、多层次利用、生态农业等高效利用农业资源方面独树一帜。各地已总结出许多具有区域特色的耕作技术和农业模式，这些技术对提高我国土地、水、肥等资源的利用率发挥着重要作用。农业资源监控监测技术也取得了较大的发展，遥感与地理信息系统（GIS）技术也成功地应用于作物长势、种植面积、产量、灾害、水土流失等方面的监测［16］。历史经验表明，在开拓新的前沿科技应用领域，一些发展中国家和发达国家在起跑线上拉近了距离，发展中国家有可能在某些领域实现技术上的跨越［17］。

3展望

中国的农业正由传统的粗放型向精准化发展，如何结合中国农田实际特性，充分利用网络技术，开发出基于GPS和GIS的田间农业机械装备实时监控系统，通过分析地理信息数据，有效地进行各种耕作，提高机械作业效率，为进一步实现变量耕作提供技术支持［18］。同时在引进消化国外先进技术的基础上，研制开发具有自主知识产权、低成本的技术成果，支持精准农业关键技术与设备的专业精准农业监控系统，是中国实施精准农业中迫切需要解决的问题。因此，要重视世界前沿科技领域的研究，重视和研究GPS和GIS技术在精准农业监控系统的重要作用，对于加速像我国这样的发展中国家农业现代化进程、占领未来农业科技竞争的制高点具有十分重要的意义。

参考文献：

［1］ 王熙，于玲，杜向军．精准农业液体肥变量控制技术要点［J］．农机化研究，2006（11）：5－7．

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［9］ 张云鹤，乔晓军．自动监控技术在设施农业生产中的应用系列（一）便携式环境监测产品在设施生产中的研究与应用（下）［J］． 农业工程技术（温室园艺），2008（4）：16－17．

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精准农业技术篇8

1 精准农业的内涵和技术组成

1.1 精准农业的内涵

所谓精准农业，是指按照田间每一操作单元的环境条件和作物产量的时空差异性，精细准确地调整各种农艺措施，最大限度地优化水、肥、种子、农药等的量、质和时机，以期获得最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。实现三个精确：一是定位的精确，精确确定灌溉、施肥、杀虫等的地点；二是定量的精确，精确地确定水、肥、药、种子等的使用量；三是定时精确，精确确定各种农艺措施实施的时间，从而精确地进行施肥、播种、灌溉、杀虫、除草、收获等。

1.2 精准农业的技术组成

精准农业技术由10个子系统组成，即全球定位系统（GPS）、农田信息采集系统、农田遥感监测系统（RS）、农田地理信息系统（GIS）、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是“3S”（GPS，GIS，RS）技术。

农田遥感监测系统(简称RS)指的是从不同高度的平台上使用不同的传感器，收集地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行分析处理，提取各类地物特征，以探求和识别各类地物的综合技术。卫星遥感具有覆盖面大、周期性强、波谱范围广、空间分辨率高等优点，是精准农业农田信息采集的主要数据源。

地理信息系统(简称GIS) 是精准农业的技术核心，应用该系统可以将土地边界、土壤类型、地形地貌、灌水系统、历年的土壤测试结果、化肥和农药等使用情况以及历年产量结果做成各自的地理信息系统图管理起来。通过历年产量图的分析，可以看出田间产量变异情况，找出低产区域，然后通过产量图与其他因素图层的比较分析，找出影响产量的主要限制因素，在此基础上制定出该地块的优化管理信息系统，用于指导当年的播种、施肥、除草、防治病虫害、中耕、灌水等管理措施。

全球定位系统(简称GPS)是精准农业的关键技术之一，是确定作业者或机器的瞬间位置，并将此信息转变成计算机可接受的格式。GPS在精准农业中的主要作用有：（1）精确定位水、肥、土等作物生长环境的空间分布。（2）精确定位作物长势和病、虫、草害的空间分布。（3）精确绘制作物产量分布图。（4）自动导航田间作业机械，实现变量施肥、灌溉、喷药等作业。

2 我国农业发展的制约因素

2.1土地资源约束

2.1.1人均土地资源少：国土面积960万hm2，实际耕地面积约18亿亩，有林地面积19亿亩，草地面积约60亿亩。人均又是一个资源小国。中国人均占有耕地1.39亩，仅为世界平均数的1／4；人均草地4.6亩，为世界平均数的1／2；人均有林地1.46亩，仅为世界平均数的1／6。

2.1.2 农业过度分散经营：已严重妨碍中国农业的现代化之路。城乡和区域的经济社会发展不平衡，农业稳定和农民增收难度加大，其主要因素就是农业组织化程度不高，分散的生产经营和势单力薄的农业经济难以在市场经济条件下与大规模的工业和商业进行平等竞争,带来农业整体效益低、风险大，发展不稳定。

2.1.3复种指数高：复种指数高是对土地的不科学利用，连续在同一块地上种植同一种作物，土壤里的病菌、病毒会越来越多，而且害虫的生育发展得到了很好的延续，害虫就会越来越多，抗药性也会越来越强，进而使用越来越多的农药。

2.2水资源短缺：我国陆面平均年降水总量约6.19亿m3,实际利用率不到10%。水资源短缺是我国许多地区农业生产的主要制约因素。当前我国农业灌溉用水面临的主要问题是灌溉农区面积约5000 hm2，多属粗放型灌溉模式，水分亏缺部分全靠超采地下水来弥补，地下水位连年下降。

2.3化肥、农药投入量过大：农业生产过程中化肥、农药、农膜等的大量使用已经造成了严重的大气、土壤和水污染。具体表现在：温室气体不断增多；重金属、硝态氮在土壤中累积；土壤板结肥力下降；地表水出现富营养化，地下水则受到硝酸盐、亚硝酸盐污染。

2.4我国农业机械化水平低：精准播种、精准灌溉、精准施肥、精准收获的实施都要依靠农业技术装备。目前精准农业的发展不能满足实践的要求,开发的装备应适合中国地形复杂、土地变化性较大的特点，以及不规则的小地块操作。

3 我国精准农业的发展方向

3.1 选择符合中国国情的精准农业发展模式

我国是一个发展中国家，幅员辽阔，气候条件复杂，不同地区的经济发展水平差异较大，农业资金缺乏。可采用以下两种模式：一是要利用GIS 技术，在空间定位数据框架下将每个地块的土壤类型、质地、pH 值、有机质含量、地下水平均水位等相对静态的数据，事先输入系统数据库中，构建接收各种定位动态数据的接口，为定位定量施肥灌溉准备条件。在包产到户和农业高度集约化的农区，以GIS为基础、操作单位为小地块的精准农业。二是将信息技术与现有农业机械设施结合起来，将定位、定量灌溉、施肥、撒药落实到实处，使之成为一整套切实可行的精确农业生产技术、推动农业现代化进程。

3.2 研究与开发精准农业管理决策支持系统

精准农业管理决策支持系统集GIS、数据库、模型库、知识库、多媒体技术和农业专家系统为一体，通过GIS、作物生长模型、ES 对GPS 数据、人工采集数据、遥感数据等多源、多维、多时空数据的分析决策，给出具体空间可视化的变量施肥、变量灌溉病虫害管理等作业方案，以获得最大的经济效益和最小的环境污染。

3.3 建立精准农业示范基地

我国在精准农业领域的研究刚刚起步，因此应加强精准农业的研究与开发，尽快建立信息技术与农业生产相结合的精准农业示范基地和样板。例如不同地域各种农作物、特色农业精确种植、精确加工示范基地、不同地域特色精确养殖示范基地等。精确种植方面，应进行优势产业带优质农作物精确种植技术体系的研究、集成及其示范，研制开发能实际应用的优质农作物精确种植信息处理技术系统，评价实施优质农作物精确种植的经济和环境影响。

4 我国精准农业研究现状及问题

精准农业在美国等发达国家已经形成一种高新技术与农业生产相结合的产业，上世纪90年代初进入生产实际应用，目前还处在研究发展阶段，部分技术和设备已经成熟和成型，但还没有形成系统。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛共识，并将成为发展农业高新技术应用的重要内容。精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域，它是现有农业生产措施与新近发展的高新技术的有机结合，其核心技术是“3S”（GPS，GIS，RS）技术。精准农业就是通过“3S”技术的应用，按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整土壤和作物的各项管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时保护农业生态环境、保护土地等农业自然资源。国家在863计划中已列入了精准农业的内容，中科院也把精准农业列入知识创新工程计划。在总体上，我国精准农业仍处于试验示范阶段和孕育发展过程，与发达国家相比，仍存在着较大差距，主要表现为：

4.1 设施简陋，操作难以达到精准。中国资源有限，人地矛盾突出，自然灾害频繁，而且旱、瘠、盐碱地较多，因而整体上农业生产条件较差。中国以塑料暖棚和节能日光温室为主体设施农业已达近20万hm2，规模上居世界第一位，在设施生产的整体水平与发达国家相比仍有相当大的差距，表现为设施简陋，技术含量低，光温调控能力差，特别是计算机管理仍难以配套，因而总体上还不能算是精准农业。

4.2 专用品种及肥料的开发滞后。中国至今仍未开发出适应于工厂化生产的专用品种和肥料，也少进行专门的立项研究。在肥料上主要是以大田生产肥料代替，杂质较多，影响配方施肥的准确度。由于设施、品种和肥料等方面的差距，造成产量、质量和效益方面相当大的差距。以番茄生产为例，荷兰选育的品种采收期长达8~10个月,平均单产为45万kg/hm2 以上，而中国温室栽培的平均单产仅为9万kg/hm2，约为荷兰的1/5。

4.3 经营管理水平较低。主要表现为没有统一的行业质量标准，产品市场定位和针对性不明确，没有专门的营销配送网络。而且，计算机管理尚未配套，离准确性和及时性的要求仍有相当大的差距。

4.4 缺乏完善的核心技术服务体系。中国至今仍未开发出具有自主知识产权的适合于农业上应用的3S技术服务体系，精准农业的关键技术仍依赖从国外引进，不但受制于人，而且成本高，针对性也较差。

5 我国精准农业实施的路径

5.1 明确发展思路

在中国发展“精准农业”要比美国、西欧国家复杂得多，难度也大得多，这是由于中国农田类型多样，农业基础薄弱，农村贫困，在相当长的时期内仍然是小农经济占主导成分。因此，发展精准农业，实现农业信息化在科学上、技术上和农业基础建设上需要做出更大努力，付出更多的代价，以探索一条适合中国特点的发展道路。因此，中国发展精准农业必定是一个渐进过程，一定要分阶段循序进行。第一阶段为引进、试验、示范阶段。从根本上讲，最重要的是引进精准农业的概念。要根据中国实际，引进必要的技术和装备，建立试验示范点，探索精准农业规律和技术，摸索经验。第二阶段将试验示范工作扩展到大型国营农场和小型农户，特别要在小型农户中实施精准农业的概念和方法，进一步探索规律和积累经验。第三阶段在多点试验示范基础上，形成中国特色的“精准农业模式”，并在部分地区形成实用化和产业化。

5.2 加强精准农业技术交流

通过举行精准农业技术研讨会，邀请国内精准农业研究单位、精准农业试验示范单位参加，同时邀请美国精准农业科研、教学和有关企业等参加交流。采取“请进来”与“走出去”相结合的办法，加强人才培养和技术培训。加强与国外精准农业研究机构和精准农业机械设备企业在精准农业技术和经贸方面的合作；国内高校、科研机构、生产企业等单位之间也应进行技术合作，优势互补，协同攻关。

5.3 选准适合国情的精准农业项目

更多地开展节水、节肥、控制杂草与病虫害的节约农药措施的试验研究，以积累经验，为全面实施精准农业提供科学基础。中国是个贫水国家，又是水资源浪费严重的国家，农田灌溉水的有效利用率只有45%，而先进国家达50%~70%。根据田间土壤水分情况实施精确灌溉，最大程度地提高田间水分利用率是中国农业资源利用的重要方向。中国化肥利用率也相当低，仅在30%~40%，氮肥损失率高达70%~80%，浪费十分严重，还造成环境问题。实施精准农业，根据田间土壤养分的变异，精确施肥，将会大大节省肥的用量，减少投入。

5.4 加强精准农业基础资料数据库建设

做好精准农业资料收集、信息格式标准化工作。充分利用垦区原有的土地普查资料、规划资料、地块航拍资料、卫星遥感资料、作物种植资料、病虫害资料、农田水利规划资料、农机田间作业资料、垦区气象资料、垦区林业规划资料等，要充分利用垦区多年来投资建立的数据资料，实现垦区数据资料的共享，建立以农业地理信息为平台的农垦农业生产管理数据库。

5.5 加强精准农业试验示范工作

在精准农业试验示范点，重点加强对引进技术的消化吸收，研制适合中国国情的变量施肥播种机、变量喷药机、变量灌溉设备等加强软件系统建设，如农业地理信息系统、农业生产管理数据库、农业生产信息网络建设等，促进精准农业技术的发展。

参考文献

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[7] 汪懋华.“精细农业”研究的发展与农业装备科技创新[R]. 中国农业机械学会第六次全国代表大会暨学术年会论文集，上海，1998.11.

精准农业技术篇9

精准农业是基于现代农业空间信息管理和变异分析的物联网操作技术。根据土壤肥力和作物生长的空间差异，定量诊断耕地作物，充分认识农作物生产地的生产力空间差异，管控对农作物的投入，提高常量，平衡土地生产力，实现量化管理的准确性，提高农业资源利用率，促进我国环境可持续发展。传统农业的改造的加速依赖于农业物联网技术的进步，农业各种生产方式的生产效率和农业各类资源的利用效率也因此得以提高，农业生产及农业管理水平得以改善，传统粗放型农业向现代智慧型农业的转变也得到了有效的推动[1-2]。在现实中，最大程度地提高农业和农业生产力，为我国农业实现优质、高产和可持续有效的发展。

1目前我国物联网精准农业发展存在的问题

1.1物联网专业技术问题

1）物联网网技术于现在而言是一个相对新兴的名词，物联网精准农业的技术处于发展阶段。2）精准农业物联网建设的管理系统、作物端的传感器等器械的稳定性、准确性等方面质量参差不齐。3）世界上至今都没有完备的标准体系，这是物联网精准农业发展的大阻碍。4）IP地址不足。物联网精准农业要将作物、监控设施、人都连接起来，就要有充足的IP地址，IP不足已经成为物联网精准农业发展的瓶颈。

1.2复杂的地形使适宜的物联网体系难以建立

1）我国国土面积960万km2，地形条件差异大，为精准农业物联网技术的推广带来环境上的困扰。2）东西经、南北纬跨度大，气候差异明显，使我国不同地区的不同自然灾害难以控制与预防，物联网精准农业的体系就不能从一而终。

1.3物联网精准农业的受众问题

1）经济发展滞后制约了农民文化水平、科技素养的提升，延后了精准农业的操作技术接受且能操作的时间。2）贫困往往使农户会对新兴技术持怀疑态度，不敢冒险，使物联网精准农业的新型农业操作技术内在需求降低。

1.4农业经营模式与精准农业的建设条件冲突

1）物联网精准农业推行规模化、智能化，家庭联产承包责任制导致我国部分地区农田分散，导致与物联网技术设施的开展条件冲突。2）旧有的农业经营模式制约了农业生产力的提高，受众收入提高与经济发展速度不相适应，造成劳动力外流。

1.5物联网精准农业技术研发与推广成本不足

1）国家对精准农业技术的研发投入与对农民补贴不足，发达国家对这方面投入达到0.6%～1.0%，我国在这方面的投入远远达不到高新技术的发展要求。2）有关部门对新兴农业操作方式采用观望态度，不敢或对该技术的推广持犹豫态度。

2我国物联网精准农业发展问题的对策

2.1因地制宜应用物联网精准农业技术

针对我国地形、气候差异，可以将物联网精准农业其分为三种模式：1）发展3S技术，大力推动走大型机械—模型之路，发展与诊断相结合的精准农业[3]。2）开展以GIS技术为操作的基础、将小地块为生产单元的精准农业。3）针对气候恶劣的干旱地区和污染较为严重地区，可以发展设施种植业。

2.2构建互惠互利的物联网商业模式

1）构建各式各样的互惠互利的物联网商业模式，市场机制是推动该种农业操作方式的最大动力。2）可以通过租赁或出售服务减少物联网精准农业的投入，通过后期提取农民营业利润，前期免费使用技术设施来减轻农民担忧。

2.3强化政府对于精准农业推广的导向作用

1）确保发展精准农业需要的充足资金、人才等硬性保障。2）地方政府要以坚定的态度推广物联网技术，制定各项政策，落实到位，鼓励发展物联网农业，加快实现农业现代化的步伐。

2.4加强对精准农业示范区的建设

1）在保证农业示范区发展质量的同时，增加物联网精准农业示范区数量，加强对示范区建设。2）增强各示范区间的技术交流与合作，促进各个示范区间的共同发展。

2.5提高精准农业的受众的科学文化素养

精准农业技术篇10

由黑龙江八一农垦大学、黑龙江省农垦科学院和黑龙江农垦总局友谊农场等单位合作的这一试验项目，近日已经作为“数字农业技术研究与示范”项目的重要组成部分，被科技部正式批准列入国家“863计划”。

国家“863计划”的具体安排是，从2004年开始，在友谊农场建立1万亩数字化农业技术示范区，应用精准农业技术和保护性耕作方法进行生产，其目标是比传统农业提高生产效率20%、提高经济效益15%以上，3年内辐射推广面积达到10万亩。

一场“重塑北大荒农业”的宏伟行动，由此拉开了帷幕。

在这里看到了明天的农业

2003年10月1日，记者随同黑龙江八一农垦大学教授、“数字农业技术研究与示范”课题组牵头人王智敏驱车600公里，专程来到友谊农场五分场二队查看大豆收获情况。

友谊农场是我国改革开放后，第一个率先引进当时具有世界先进水平的美国迪尔公司成套农机设备的农业现代化示范点，曾经创下了劳均生产20万公斤粮豆的劳动生产率，因而为黑龙江垦区乃至全国广大农村实现农业机械化和农业现代化起到了示范和推动作用。此次引进美国凯斯公司的精准农业关键技术与装备进行试验示范，也可谓重任在肩。

王智敏教授目不转睛地看着谷物联合收割机上的自动产量监测仪，当每公顷2400公斤的平均产量终于显示出来时，老教授深情地说道：“这一成绩是献给建国54周年的一份礼物。”

从表面上看，2000亩试验地块与其他地块没有什么区别。实际上，这里应用精准农业技术与装备进行的作业与传统的耕作方法已经有了根本区别。

作为数字化农业的核心成分，精准农业是综合应用现代化高新科技的高效农业模式。它把预先采集到的农田土壤和农作物生长环境、生长状况的地面和空间信息，经过专用的计算机软件进行处理，利用全球卫星定位系统对这些信息进行空间定位，利用智能化专家系统、决策支持系统和与之配套的现代化农业机械设备，准确地进行田间灌溉、施肥和喷洒农药等作业。

友谊农场五分场场长高文举指着架设在厂部办公楼上的全球卫星定位系统地面纠偏装置自豪地说：“方圆30公里都在它的监控之下。有了这一装置，我们农场的农业现代化可以说又迈出了一大步。”

精准农业“精准”在哪里

有关专家认为，实现农业的数字化和信息化，必须从精准农业技术起步，精准农业是未来数字化农业的雏形。那么，精准农业“精准”在哪里？

农作物的生长发育过程是以单体形式存在的，科学的管理方法应当考虑单体的生长发育要求，实施合理的需要物料量（如化肥、农药等）的投放，做到“按需分配”。传统农业受科技发展水平限制，田间管理均以地块为单元进行，难免造成施肥量超过需要量、过剩的肥料流失污染环境或是投入量低于需要量、影响作物产量潜力发挥的情况。

精准农业技术的核心是缩小管理单元面积，提高耕作精度，从根本上解决了传统农业的这个问题。其管理单元面积能够以米级计算，根据不同单元内的土壤和作物生长特性，确定物资的投放量，使农事操作做到定位、定量、定时。

实施精准农业技术的主要设备有：全球卫星定位系统接收装置；带有卫星定位接收器、天线和产量监测设备的谷物联合收割机和产量图软件；带有卫星定位接收器的土壤取样设备、土壤化验设备、地理信息软件；农业专家系统、数据库、决策系统软件和计算机硬件设备；带有卫星定位接收器、自动控制器的拖拉机、变量施肥播种机、变量喷药机等智能化自动控制的农业机械。

精准农业技术的发展首先得益于海湾战争后GPS军用技术的民用化。1993年，精准农业技术首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验，结果当年用GPS指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30%左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。

在发达国家，精准农作体系已经试验应用到小麦、玉米、大豆、甜菜和马铃薯的生产管理上。到1995年，美国约有5％的作物面积不同程度地应用了精准农业技术。近年来，不仅美国、加拿大、澳大利亚等发达国家对精准农业技术的应用非常重视，而且巴西、马来西亚等发展中国家也开始试验示范和应用推广。

推广数字农业必须依托“国字号”

由于数字化农业必须以高科技装备和大型农业机械为依托，投入成本高，目前人们普遍对其推广前景不抱乐观态度。对此，黑龙江八一农垦大学副校长汪春说，我国数字化农业的推广之路，关键在于实现国产化，降低投入成本。

我国是一个农业大国，推进农业的现代化，提高农业的竞争力对从根本上解决“三农”问题非常重要。

1999年～2003年，国家农业信息化工程技术中心在国家计委的支持下，率先在小汤山开展了精准农业的示范研究，在一些关键技术上取得了重要突破。经农业部批准并直接投资550万元，黑龙江八一农垦大学精准农业研究中心从2002年开始，在黑龙江垦区友谊农场进行精准农业田间试验示范，取得阶段性成果，农业数字化的研究和推广工作取得了良好的开端。

问题在于，整个项目实施过程中，进口成套机械设备耗资近五百万元，占该项目资金的90%以上。汪春说，设备投入过大，是制约数字化农业推广应用的重要因素，尽快实现国产化是必由之路。

可喜的是，经过了近十年的努力，我国在与数字农业相关的关键技术研究开发方面取得了一定成果。从2004年开始，黑龙江垦区自行开发研制的部分精准农业设备将被投入试验应用。

汪春表示，眼下我国实施精准农业技术应采取引进示范、消化吸收、创新国产化的技术路线，应因地制宜，分期、分批地推进，逐步提供生产服务。同时，从国际上成熟的变量施肥控制技术入手，自行研制配套的变量技术与装置和机具，使科研成果尽快转化为现实生产力，投入到农业生产过程中。

黑龙江农垦总局农机局副局长陈必安说，加快国产化步伐，一是要因地制宜，加强区域型精准农业技术国产化研究。二是要加速农业技术装备制造业如机械、电子、液压等行业的技术进步和革新，尽快生产出质量高、适用性强的国产精准农业技术设备，以满足不同农业区域的农业生产技术要求。三是要尽快使我国北斗定位系统投入民用，逐步消除对国外全球卫星定位系统技术和设备的依赖。

2004年春节刚过，黑土地上的积雪尚未融化，王智敏教授便匆匆赶往友谊农场部署今年的试验工作。“数字化会给北大荒农业插上奋飞的翅膀。”王智敏说，“随着数字化农业技术不断成熟，提高作物产量和降低生产成本还有很大的空间，综合经济效益将逐年增长。”

精准农业技术篇11

利用先进的信息采集系统将一片土地的土壤类型、肥力等土壤信息，降雨、日照等气象信息，以及农业生产动态等信息收集起来，利用信息分析系统将这些信息进行综合分析处理，决定耕作的种类、方式，在生产过程中使用具有变量施肥、喷药功能的农用机械根据不同地块的情况进行精耕细作，从而有效提高产出、节约投入、减少环境污染———在位于北京市海淀区的国家农业信息化工程技术研究中心，中心精准农业工程技术部主任孟志军为记者描绘了这样一幅与传统农业截然不同的图景，这就是精准农业。

随着信息时代的来临，信息技术的飞速发展改变了人类的生活，这一技术在农业上的应用改变了几千年来传统农业的生产方式，翻开了农业发展的崭新一页。基于“3s”技术即遥感技术（rs）、地理信息系统（gis）、全球定位系统（gps）在农业中的应用，20世纪90年代中期以来，精准农业在美国、日本等发达国家中的实验研究与实践有了快速的发展，被誉为“信息时代作物生产管理技术思想的革命”。

承担这一项目的是一支年轻的队伍，平均年龄33岁，70%具有博士学位，多是有着农学与计算机专业背景的复合型人才，短短的五年时间，项目的研发已经有了实质性进展，他们开发出了收集信息的农田地理信息系统、分析信息的变量农业处方图系统、能进行全自动化操作的变量施肥机、变量喷药机等，目前他们正在打造一个更大的具有综合分析功能的平台系统。

——打造“数字农业”技术体系

事实上，精准农业也好、专家系统也好，还有设施农业、虚拟农业等等，这些基于现代信息技术的农业技术系统，都有一个共同的名字———“数字农业”。

“数字农业”是利用信息技术全面促进农业、农村可持续发展，建设现代化农业重要的科学支撑技术。“数字农业”的内容主要包括农业要素、农业过程及农业管理的数字信息化。

“数字农业”是农业信息化的核心，也是农业信息化的具体表现形式。

“数字农业”正在使人们对科学利用农业资源潜力的认识和作物生产管理观念产生深刻的变革，促进农业科技界突破传统的以单学科研究为主的工作方式，通过多学科的融合和协调，将多种科技成果组装集成，直接为农业生产的持续发展服务。

——以国产化与社会化为目标

“数字农业”是一个具有挑战性的国家目标。几乎所有现存的技术基础，目前都还不足以支撑这样一个战略目标的实现。“数字农业”在国内的发展，一方面是将其作为开展农业高新技术研究的重要方向，另一方面是通过“数字农业”技术体系的研究，从中分解出一系列适用新技术，进行国产化和社会化推广。

作为“数字农业”的核心之一，精准农业的发展正面临着令人振奋的前景。从精准农业示范基地的实施情况看，这一技术可以广泛应用于小麦、玉米等大田作物，对品质要求高的经济作物如烟叶、茶叶等效果也非常明显，可以有效提高产出率，节约肥料使用率，提高产品质量。

然而同所有引进的技术一样，精准农业面临成本过高以及如何本土化的问题，目前基地使用的全球定位系统和联合收割机等设备都由国外进口，价格高达100多万元人民币，只有实现国产化，其成本才能大幅降低，所以，今后精准农业要在关键技术上进行自主知识产权的研发和储备，建立完全的国产化的精准农业信息采集、分析以及应用体系。

精准农业技术篇12

关键词精细农业农业机械化 决策

中图分类号：DF413文献标识码： A

前言

精细农业及精细农业技术

精细农业是(Precision Agriculture, Precision Farming, Site-specific Farming Agiculture)等名词的中译，是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统。即，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。

精细农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（GIS），可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代，是21世纪农业的重要发展方向。

精细农业技术是将“3S”技术、通讯、自动化技术与地学、生态学、农学等集成，实现对农作物生长、发育的动态管理，在GPS技术和GIS技术集成系统支持下进行农田作业操作，以实现“高产、优质、高效”的现代农业精耕细作技术。精细农业的主要支持技术包括：GPS―全球卫星定位系统，GIS―地理信息系统，RS―遥感技术，DSS―作物生产管理决策支持系统，ES―专家系统，VRT-变量控制技术，采集与处理技术，IAT―智能化农业机械装备技术等。

精细农业已经在很多国家实施，虽然世界上有关精细种植技术的研究仅有20多年的历史，但其发展的速度之快令人吃惊。精细农业已经在美国等发达国家成为一种高新技术与农业产业的结合的产业，并且经过检验是适合可持续发展农业的最有效途径，这无疑将成为21世纪领先的技术。美国八十年代初提出的精细农业的概念和设想在九十年代初进入生产实际应用，目前还处于研发阶段，部分技术和设备已趋于成熟，但由于其发展是本着实用、经济、效益、的原则进行的，所以仍有许多方面还不够健全。除此之外，英国、法国、德国、加拿大、荷兰、澳大利亚、巴西等都有开展精细农业的研究。日本也将精细农业的研究列入了“21世纪农业机械紧急开发课题的研究”。国际上对这一技术的开发研究有广泛的认同，精细农业必将成为发展农业高新技术应用的重要内容。

我国对精细农业的研究是建立在一批专家引进国外的技术的基础上，结合我国传统的“精耕细作”的经验开始的。随着精细农业的研究的深入，我国也投入了大量的资金进行研究。但总体上说我国对精准农业的研究，还没有形成较系统的学术思想和技术体系。

我国是一个约有9亿农业人口的大国,我国现有耕地约1.3亿公顷，但每年损失耕地近43.3万公顷。如何保护耕地,提高耕地质量,已关系到我国农业及国民经济可持续发展的首要问题。21世纪是知识和信息的时代,给现代农业的发展带来无限的生机。精细农业作为现代农业的理论和实践，以农田作物的时空变异为基础，在区域内以最少的资源消耗和最优化的变量投入,实现最高的产量、最优的品质、最低的农业环境污染和良好的生态环境,最终实现农业的可持续发展。

精细农业的关键是准确地绘制农田信息的分布图，发送给田间作业农业机械，针对该地域的情况，因地制宜进行作业提高效率和收入。只有将精细农业技术思想引入信息关系的研究中，利用GPS和GIS技术研究信息的采集与表达，定性和定量地研究，绘制空间分布图，研究确定了合理的插值方法和采样方案，结合数学方法，定量地确定了各因素对产量的影响，掌握这些影响规律，从而准确地预测产量，并经济有效地进行农业生产的精细管理。

但目前精细农业变量施肥技术应用于切实的农业生产仍存在巨大障碍。土壤数据采集仪器价格昂贵，性能较差，大面积高密度土壤取样化验成本太高，很难推广应用；而遥感技术由于空间分辨率和光谱分辨率问题，不能满足实际应用的需要。随着高分辨率遥感卫星（1～3 m）、飞机航空遥感、田间高架遥感服务的提供，加强遥感光谱信息与土壤性质、土壤养分关系的研究及土壤养分在线实时检测技术的研究将是今后研究的重点。

DGPS 的定位精度已完全能满足精细农业的技术需要，但与自动化机械的结合还存在许多问题，还有待于进一步发展。今后要研究自主知识产权的控制系统，安装在国产农业机上，降低成本，有利于推广使用。

精细农业是为适应集约化、规模化程度高的作物生产系统可持续发展而提出的，其经济效益与经营规模成正相关，据有关文献报道，适用于精准农作技术实践的经济可行的最小面积约为85.6公顷。机械化大农场的运作模式，是推动精细农业发展的有益尝试。

精确变量施肥技术在我国发展的前景

虽然我国农村自然条件差异大，现阶段经济发展水平低，劳动力资源丰富但素质较低，经营单位小而分散，机械化水平低，全面实施精细农业变量施肥技术尚需要一个发展过程，但是精确变量施肥追求降低生产成本与避免环境污染同样适合中国国情。因此，我们必须根据农业发展的实际情况，因地制宜地走有中国特色的精细农业变量施肥的发展道路。当前，我国发展精细农业变量施肥技术具有以下几方面有利条件：

（1）推广精细农业变量施肥技术的人才队伍基本形成。农民是科技进步的基本力量，农民素质的高低直接影响高新技术的推广。由于实施九年义务教育的推广，年轻农民基本达到初中文化，还有一部分农民具有高中文化水平。另外，由于高等院校的扩大招生和每村一名大学生计划的实施，农村已有一批高素质人才队伍可以承担科技普及和推广任务。

（2）土壤和植株速测已基本实现。土壤和植株的测定分析是精细农业变量施肥的技术的基础工作，过去这些工作必须在设备先进、条件优越的实验室进行，费用较贵，影响了实用先进技术的推广。现在，便携式移动测试设备的应用，为推广精细农业变量施肥技术提供了技术支持。

（3）农户精细农业变量施肥平台已经建立。精确施肥技术的核心是全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感系统（RS），它是在西方农业大规模经营和高度机械化条件下发展起来的。我国农业状况与西方一些国家差异较大，发展精细农业变量施肥技术受到一定限制。但是，近几年来辽宁省农科院环能所科技工作者结合当地的实际情况，开发了一套适合家庭土地承包经营的变量施肥技术系统软件平台，可以满足以农户为单元的精细农业变量施肥的技术要求。

（4）把精细农业变量施肥技术物化到产品中，使之成为实用技术。通过GPS定位系统采集农户土壤样品进行土壤养分测定分析，在确定目标产量的前提下，利用变量施肥系统平台提供肥料配方，以单质肥料为原料配置复混肥料或BB肥，把这些高科技含量的肥料提供给农民，将达到变量施肥的目的。

（5）建立网络连接实现技术、数据共享。建立和健全农业信息网络，并与其它网络相连，形成全方位的农业资源网络系统。在一定范围内，开通精确施肥土壤养分信息管理体系，严格执行精确量化施肥和科学化管理，用现代化信息技术指导农民施肥。

综上所述，精细农业变量施肥技术是一项先进使用的技术，利用该技术不仅能降低农业生产成本，而且还可以增加粮食产量，增加农民收入。在提高化肥利用率、实现农业可持续发展的同时，合理的利用化肥资源，达到保护农业生态环境的目的。精细农业变量施肥技术是应该大力发展普及的技术。

结 论

精准农业是当今世界各国农业的发展方向，变量施肥是精准农业体系中的一个重要方面，本文依据国际上先进的变量施肥成功经验，根据我国的国情，提出验证了适合我地区情况，具有广泛推广价值的变量施肥处方图生成技术的研究。

此次精细农业变量处方图生成技术的研究是利用地理信息系统MapObjects2.0的强大GIS功能，实现了GIS的基本功能及空间查询分析功能，为变量施肥处方图的制作提供了强有力的支持。实现了世界上公认的最适合于土壤养分数据空间插值的克里格插值算法，通过此算法生成了图形平滑、结果准确的土壤养分空间分布图，为施肥处方图的制作提供了可靠的数据基础，使生成施肥处方图的可靠性勿庸置疑。经过试验田地的尝试，使理论应用于现实，更使变量施肥的观念深入人心，可以根据用户的需要制作满足用户施肥需要的精准施肥处方图，大大增强了科技与人的结合，能够很好的指导变量施肥机械在田间实施变量作业。符合我国的国情，具有广泛的推广价值，由国家小汤山精准农业工程示范基地的规模化实践及在上海、新疆等地的推广应用更进一步证明，由生成的变量施肥处方图指导变量施肥机械精准施肥后，不仅提高了作物的产量还减少了肥料的投入，提高了肥料的利用率，减少了环境污染，使施肥地块的经济、环境和生态效益明显改善。今后的努力方向是继续跟踪国际农业方面精准农业变量施肥的发展趋势，进一步完善施肥管理，进一步完善施肥处方图生成方法的研究，使生成的变量施肥处方图更加适合我国的国情，为我国农业的现代化和可持续性发展做出更大的贡献。

参考文献

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