引論：我們?yōu)槟砹?篇精細農(nóng)業(yè)論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

精細農(nóng)業(yè)論文:現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)應用研究論文

摘要：長期以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都是以田塊為基礎，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量。實際上，在同一農(nóng)田內(nèi)，有許多因素影響著作物的生長和產(chǎn)量，存在著明顯的時空差異性。“精細農(nóng)業(yè)”是綜合應用地球空間信息技術(shù)、計算機輔助決策技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程技術(shù)等現(xiàn)代高新科技，以獲得農(nóng)田“高產(chǎn)、品質(zhì)、高級”的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系。本文在充分了解“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成的基礎上，探討了“精細農(nóng)業(yè)”的應用范圍，結(jié)合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：精細農(nóng)業(yè)信息技術(shù)衛(wèi)星定位系統(tǒng)

0引言

在過去的半個世紀中，隨著生物遺傳育種技術(shù)的進步,耕地面積的擴大,化學肥料及農(nóng)藥的大量使用，世界農(nóng)業(yè)取得了長足發(fā)展。但這種農(nóng)業(yè)增長模式也同時帶來了水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化、水資源浪費、生物多樣性遭到破壞等一系列問題。為了解決這些問題，“精細農(nóng)業(yè)”的概念和技術(shù)應運而生。

1精細農(nóng)業(yè)的含義

“精細農(nóng)業(yè)”的核心指導思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長和產(chǎn)量的各種因素的時空差異，避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言，就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對采集的農(nóng)田信息進行空間定位；利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達到對田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。

2精細農(nóng)業(yè)技術(shù)組成

2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是通過產(chǎn)量測量、作物監(jiān)測以及土壤采樣等方法來獲取數(shù)據(jù)，以便了解整個田塊的作物生長環(huán)境的空間變異特性。

2.1.1產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的谷物聯(lián)合收割機在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當?shù)氐漠a(chǎn)量，記錄數(shù)據(jù)以文本形式（經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產(chǎn)量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、產(chǎn)量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。

2.1.2土壤數(shù)據(jù)采集土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤壓實、耕作層深度等。利用GPS在田間定位，采集土樣。由于采集的土樣一般還要送到實驗室處理分析，耗資費時，成為實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的瓶頸。

2.1.3苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集利用機載GPS或人工攜帶GPS，在田間行走中隨時可定位，記錄位置，并記錄作物長勢或病蟲草害的分布情況。

2.2數(shù)據(jù)分析一般采集的數(shù)據(jù)都是以文本表形式表示，需要利用一些數(shù)學方法進行處理，生成分布圖。未來的發(fā)展趨勢是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)一起來，將田間觀測者的地理位置和田間觀測數(shù)據(jù)，通過便攜PC和天線發(fā)往辦公室PC，利用軟件自動生成田間數(shù)據(jù)分布圖。

2.3決策分析“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是根據(jù)田間采集到的不均衡空間分布數(shù)據(jù)及有關(guān)作物其它信息，經(jīng)過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農(nóng)業(yè)”的核心，直接影響“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的實踐效果。GIS用于描述農(nóng)田空間上的差異性，而作物生長模擬技術(shù)用來描述某一位置上特定生長環(huán)境下的生長狀態(tài)。只有將GIS與模擬技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，才能制定出切實可行的決策方案。

2.4控制實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的目的是科學管理田間小區(qū)，降低投入，提高生產(chǎn)效率。作為支持“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設備，除了帶有定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的聯(lián)合收割機外，按處方圖進行作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械還有：帶有定位系統(tǒng)和處方圖讀入設備，控制播深和播量的谷物精密播種機；控制施肥量的施肥機；控制劑量的噴藥機；控制噴水量的噴灌機；控制耕深的翻耕機等。例如，當駕駛拖拉機在田間噴施農(nóng)藥時，駕駛室中安裝的監(jiān)視器顯示噴藥處方圖和拖拉機所在的位置。駕駛員監(jiān)視行走軌跡的同時，數(shù)據(jù)處理器根據(jù)處方圖上的噴藥量，隨時向噴藥機下達命令，控制噴灑。

3精細農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用

3.1“精細農(nóng)業(yè)”具有以下優(yōu)點：

3.1.1提高收益按照土壤特性、作物需求，實施灌溉、施肥、播種和病蟲草害防治，即能降低用水、肥料、種子、農(nóng)藥的投入，也能增加作物產(chǎn)量。

3.1.2保護環(huán)境根據(jù)農(nóng)田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質(zhì)的污染，也能保護生態(tài)環(huán)境。

3.1.3提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量根據(jù)作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農(nóng)藥、水帶來的副作用，造成作物減產(chǎn)，品質(zhì)下降，也能改善因缺少養(yǎng)分造成的減產(chǎn)和降低作物品質(zhì)。超級秘書網(wǎng)：

3.2需要滿足的條件

3.2.1農(nóng)田大小農(nóng)田大小的概念主要取決于外部環(huán)境。不同國家，適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的農(nóng)田大小不一樣。一般需要一個的經(jīng)濟分析，可以計算出一個國家適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的最小農(nóng)田范圍。

3.2.2農(nóng)機化程度農(nóng)田可大可小，但是，農(nóng)業(yè)作業(yè)若不是機械化，“精細農(nóng)業(yè)”就無法實施。如聯(lián)合收割機、播種機、施肥機、噴藥機、噴灌機等。另外，還需要GIS、GPS（DGPS）；信息采集、分析設備；隨農(nóng)業(yè)機械配備的定位系統(tǒng)、控制設備、監(jiān)測設備等。總之，機械化、自動化程度越高，越利于實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐。

3.2.3農(nóng)田差異一般來說，作物生長沒有空間差異的農(nóng)田，實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐，是不會有經(jīng)濟效益的。農(nóng)田的空間差異首先表現(xiàn)在產(chǎn)量的空間差異上。產(chǎn)量的差異可能是由于土壤墑情、土壤肥力、病蟲草害分布等因素的差異性造成的。

在我國，農(nóng)田規(guī)模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐尚需較長的發(fā)展過程，但是，結(jié)合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐或“精細農(nóng)業(yè)”單項技術(shù)實踐是可行的。

精細農(nóng)業(yè)論文:農(nóng)業(yè)企業(yè)精細化成本管理論文

1ERP環(huán)境下的農(nóng)業(yè)企業(yè)精細化成本管理

與傳統(tǒng)成本相比較ERP系統(tǒng)將銷售系統(tǒng)、采購系統(tǒng)、存貨系統(tǒng)、供應鏈以及總賬系統(tǒng)集成在一個系統(tǒng)中，簡化了信息在農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)部流動的程序，加速了信息在農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)部流動的速度，減少了因信息滯后帶來的機會成本，將原本孤島的信息逐級傳遞。ERP系統(tǒng)實現(xiàn)精細化成本管理，主要從規(guī)劃階段，物流，資金的管理三個模塊來實現(xiàn)良好的成本管理，及其多方位管理操作。

1.1農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)準備、計劃的精細化

傳統(tǒng)生產(chǎn)準備人為的主觀意志作用比較強，對于市場的需求以及變化，都是聽風則風，聽雨則雨。沒有的市場預測信息，也沒有明確的生產(chǎn)計劃。對于生產(chǎn)過程中需要的物料用量也沒有的數(shù)據(jù)，而由于人工記賬操作，庫存數(shù)據(jù)也不能夠得到及時的反映。這一系列的管理弊端，最終將導致存貨的滯留和堆積，原材料供應不足生產(chǎn)被迫停工，產(chǎn)品不能滿足市場多樣性的需求，資金占用現(xiàn)象嚴重，人力物力資源得不到有效的配置等一系列問題。

1.1.1主生產(chǎn)計劃的精細化。所謂“磨刀不誤砍柴工”，計劃是保障生產(chǎn)順利進行的保障，只有做好了計劃，農(nóng)業(yè)企業(yè)才能有條不紊地進行。ERP系統(tǒng)接收到市場的銷售預測信息、客戶的訂單以及其它信息后，首先由主管人員做出主生產(chǎn)計劃，計劃地包含了每一生產(chǎn)階段的毛需求量。緊接著進行粗能力的權(quán)衡，確定出所需要關(guān)鍵工作中心的加工能力和設備的負荷能力，與實際的數(shù)據(jù)進行比對，進行初步的計劃確認或調(diào)整，再與銷售部門做出的銷售計劃進行比對以進一步確認和調(diào)整主生產(chǎn)計劃，提交給有關(guān)管理部門，進行計劃的確認，并在生產(chǎn)過程中進行不斷地修正。

1.1.2物料需求計劃精細化。ERP系統(tǒng)解決了需要什么、生產(chǎn)什么、怎么生產(chǎn)的問題，物料需求計劃，即MRP詳細記錄了物料需求信息、物料清單、生產(chǎn)的工藝路線以及物料的可用量。例如要生產(chǎn)一臺儀器，那么制造這臺儀器所需要哪些物料，物料的需求量是多少，經(jīng)過多少道加工工序，當前的庫存量信息，都會在系統(tǒng)中記錄，一旦某一個環(huán)節(jié)斷層，系統(tǒng)會給出提示或者警告，而依據(jù)傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式任何一個環(huán)節(jié)跟不上生產(chǎn)節(jié)奏，農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)部都無法做出迅速的反應，造成人力物力財力的浪費。

1.1.3能力需求計劃精細化。計劃的一階段是對能力需求的計劃，即CRP。簡單的來說它就是依據(jù)生產(chǎn)的每一階段和工序的物料需求信息，地計算出需要投入的能力和設備的負荷數(shù)據(jù)，并根據(jù)實際情況對農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)能力以及負荷情況做出調(diào)整，制定出CRP。運行時系統(tǒng)會根據(jù)CRP中加工產(chǎn)品的數(shù)量，所在的時間段，實際所需要占用的能力負荷，對比在系統(tǒng)內(nèi)設定的標準能力負荷情況，生成能力需求報表。而傳統(tǒng)的生產(chǎn)準備計劃階段，并不能夠像ERP系統(tǒng)這樣實施精細的計劃，物料的需求、能力的負荷情況都不能得帶及時反饋，生產(chǎn)過程中補充的信息也不能夠及時更新信息。

1.2農(nóng)業(yè)物流管理精細化的實現(xiàn)

1.2.1農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程的精細化。隨著市場不斷的發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期不斷的縮短，對品種的需求多樣性不斷提高，產(chǎn)品的交貨期不斷縮短，對產(chǎn)品的質(zhì)量要求不斷提高。傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理已經(jīng)越來越不能適應生產(chǎn)的需要，傳統(tǒng)的生產(chǎn)車間管理沒有進行明確地分批分類管理，對于生產(chǎn)所需的物料也得不到及時反饋，沒有明確的進度安排，產(chǎn)品交貨時間也沒有明確統(tǒng)計，對每一項加工產(chǎn)品的工序也沒有進行細致分工。對于插單的業(yè)務，農(nóng)業(yè)企業(yè)也疲于應對，物料需求跟不上進度，生產(chǎn)能力也不足，農(nóng)業(yè)企業(yè)往往需要拆東墻補西墻，而且傳統(tǒng)的期間費用分配也不，分配的標準往往是根據(jù)人工或者機器的工時總數(shù)來定義，管理者無法獲取的成本信息，無法做出具有競爭力的定價決策。ERP系統(tǒng)下，生產(chǎn)的整個過程是由MPS生成各個車間和工作中心的生產(chǎn)任務，下達產(chǎn)品生產(chǎn)指令，根據(jù)產(chǎn)品交貨的到期進行產(chǎn)品的任務優(yōu)先級的排序，對產(chǎn)品的整個生產(chǎn)周期都有明確的規(guī)劃，確保產(chǎn)成品能夠及時完工交貨。為了提高生產(chǎn)效率，在ERP系統(tǒng)下每一項完工產(chǎn)品都有固定的工藝路線，物料需求也有明確的信息記錄，能夠保障產(chǎn)品有條不紊地進行生產(chǎn)，并且細化工序，將一項復雜的加工業(yè)務簡單化、重復化、高效率化。半成品在車間的轉(zhuǎn)移，原材料、配件的領用，生產(chǎn)加工進度的控制，各個時間段加工狀態(tài)的信息，在產(chǎn)品的統(tǒng)計分配信息都被統(tǒng)計及時記錄到了工作中心中，由工作中心生成報表進行統(tǒng)計和分析，并將信息及時傳遞給ERP系統(tǒng)下的其它有關(guān)子系統(tǒng)，管理人員根據(jù)信息進行生產(chǎn)調(diào)度，物料的補充等等；這些信息也是產(chǎn)成品成本計算和制造費用分配的主要依據(jù)，它定義了許多產(chǎn)品成本計算的相關(guān)公式，比如機器加工的工時和物料的用料比例，由成本動因推動費用的分配，期間費用能更加地分配給完工產(chǎn)品，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示在ERP系統(tǒng)的車間管理下制造成本下降了12%左右，停工待料減少了60%，產(chǎn)品延期交貨下降了80%。因此走ERP精細化管理之路，是農(nóng)業(yè)企業(yè)實現(xiàn)利益效益較大化的選擇。

1.2.2農(nóng)業(yè)企業(yè)庫存管理的精細化。庫存管理的主要作用是維持銷售產(chǎn)品的穩(wěn)定，保障生產(chǎn)順利地進行，在保障盈利的前提下，較大程度地降低農(nóng)業(yè)企業(yè)的資金占用率，降低成本，增加投資。傳統(tǒng)的制造業(yè)庫存管理中，由于農(nóng)業(yè)企業(yè)所屬行業(yè)產(chǎn)品的復雜性，管理已經(jīng)銷售模式的局限性以及滯后性讓原本就復雜的庫存管理受到了許多非技術(shù)性的影響。統(tǒng)計與匯總指標的工作量巨大，庫存信息不能夠及時有效地反映給有關(guān)管理部門，嚴重制約了生產(chǎn)的順利進行，甚至造成存貨積壓、資金嚴重占用的現(xiàn)象。ERP系統(tǒng)下的庫存管理貫穿整個農(nóng)業(yè)企業(yè)管理，覆蓋范圍廣，利用數(shù)據(jù)庫將存貨的信息反映在一張統(tǒng)計表中，提供的登記出庫入庫的信息，存貨的類別，提供下級編碼標識，產(chǎn)品的批次，出入庫時間、質(zhì)量狀況以及價格等，都被詳細地計入在系統(tǒng)內(nèi)，支持存貨跟蹤查詢，能夠即時反映庫存的盤點數(shù)據(jù)，并對其它相關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)，這是傳統(tǒng)管理無法實現(xiàn)的。在發(fā)貨的時候嚴格按照先入先出的順序發(fā)貨，降低了因存貨變質(zhì)、積壓而增加的風險和機會成本。ERP下的管理模式改變了倉庫保管員的勞動組織方式，對倉庫可以按照產(chǎn)區(qū)分類，按照業(yè)務進行區(qū)分，細化了日常的管理業(yè)務。ERP系統(tǒng)對存貨的控制方法也有許多種，如ABC法、零庫存控制法、在途物資的管理方法等等，農(nóng)業(yè)企業(yè)可以根據(jù)自己庫存的復雜性進行方法的選擇。對于入庫管理根據(jù)生產(chǎn)和銷售的需要發(fā)出需求，降低不必要的庫存費用，降低資金的占用和存貨毀損的風險；對于領料出庫的業(yè)務，可以限制材料的數(shù)量，以防止因為任意領料而造成的不必要的浪費，引起成本增加，最終導致產(chǎn)品價格失去市場競爭力。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明在ERP庫存系統(tǒng)管理下，庫存下降了30%～50%使得庫存資金投資減少了1.4～1.5倍，庫存的周轉(zhuǎn)率提高了50%，這些都是傳統(tǒng)庫存管理無法實現(xiàn)的，因此農(nóng)業(yè)企業(yè)只有在ERP系統(tǒng)的精細化管理的平臺上才能越走越遠。

1.2.3農(nóng)業(yè)企業(yè)采購管理的精細化。采購管理是對采購行為進行組織管理和控制的模塊，采購工作主要是在合適的時間為生產(chǎn)部門提供生產(chǎn)所需要的合適的質(zhì)量、價格、數(shù)量的原材料（或加工部件），以保障生產(chǎn)順利正常進行。傳統(tǒng)的采購管理存在許多的問題。首先，沒有一個標準的體系管理供應商，致使采購信息總是不能及時下達到供應商；其次采購計劃編制不，采購數(shù)量不足或采購不及時以及物料逾期未入庫，車間的生產(chǎn)線只能被迫停產(chǎn)。生產(chǎn)制造過程中，插單的業(yè)務極為常見，物料計劃人員無法快速評估其影響，信息傳遞慢，采購提前期長。無法及時下發(fā)采購信息。而且對于市場的價格走向也沒有很好統(tǒng)計記錄，主觀判斷采購存貨的數(shù)量以及批次，致使采購成本高昂。ERP環(huán)境下的材料采購計劃是由主生產(chǎn)計劃生成，根據(jù)生產(chǎn)車間以及銷售部門傳遞出的物料需求信息，然后下達到采購部門，并同時將信息傳遞到總賬系統(tǒng)以及倉儲部門，簡化了信息傳遞的流程，極大增加了信息處理效率，據(jù)統(tǒng)計表明應用ERP系統(tǒng)實現(xiàn)采購管理的農(nóng)業(yè)企業(yè)，采購提前期縮短了50%。ERP系統(tǒng)中建立了一套信息的客戶資料，以及客戶所能夠提供的物料信息，一旦系統(tǒng)得到采購的命令就能及時將信息下達到供應商，逾期未收到的采購物資也能在系統(tǒng)中得到查詢，發(fā)出催貨通知，或者及時變更供應商降低生產(chǎn)線停工的風險。在生產(chǎn)制造的過程中一旦有插單的業(yè)務發(fā)生，計劃部門也能夠及時進行生產(chǎn)計劃的修訂，進行能力的評估，將物料需求信息及時傳遞到采購部門，及時進行物料的補充，保障生產(chǎn)的順利進行，此外ERP系統(tǒng)還提供了物料需求的規(guī)格資料，保障入庫產(chǎn)品的質(zhì)量符合生產(chǎn)要求；系統(tǒng)還提供了比價的功能，能夠讓管理者迅速做出決策。

1.2.4農(nóng)業(yè)企業(yè)銷售管理的精細化。在一個農(nóng)業(yè)企業(yè)的銷售系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的最終產(chǎn)品與外部市場的輪轂連接，是價值的生產(chǎn)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)企業(yè)最關(guān)鍵的一步。其主要職能是以滿足客戶消費需要為前提，實現(xiàn)勞動價值到社會財富的轉(zhuǎn)換。而傳統(tǒng)的銷售管理下，銷售部門往往憑借個人主觀經(jīng)驗進行報價，缺乏成本數(shù)據(jù)參考，無法獲知的訂單利潤，沒有穩(wěn)定的銷售市場和渠道，客商信息混亂，信用額度很難掌握，增加許多無形的財務風險。對于地區(qū)以及不同的客戶報價策略在手工作業(yè)下工作量龐大，性也很難把握。銷售人員很難追蹤訂單的采購狀況、生產(chǎn)狀況、入庫狀況，導致銷售人員很難和客戶溝通進度。逾期交貨現(xiàn)象嚴重，信用等級下降，客戶流失現(xiàn)象嚴重。ERP系統(tǒng)下的銷售模塊將銷售任務細分成以下幾個階段，①根據(jù)預測信息和銷售訂單制定銷售計劃，并做出合理報價決策；②開辟可供銷售市場，并對市場進行細分，建立確定的客商檔案和長期可供穩(wěn)定銷售的銷售渠道；③結(jié)合歷史、目前、市場調(diào)研數(shù)據(jù)進行銷售；④根據(jù)客戶的訂單信息，組織貨源，下派生產(chǎn)命令，并組織倉庫發(fā)貨；⑤開出銷售發(fā)票，并轉(zhuǎn)交財務系統(tǒng)記賬；⑥對已經(jīng)銷售的產(chǎn)品提供跟蹤服務，進行信息反饋、分析，提出方案。根據(jù)應收系統(tǒng)的傳遞信息對客戶進行信用評級，制定銷售策略，發(fā)出催收貨款的指令，而傳統(tǒng)的銷售管理無法及時對訂單做出反應，也不會對銷售進行售后的跟蹤分析，不利于市場地位的穩(wěn)固和簡歷長期穩(wěn)定的銷貨渠道。

1.3農(nóng)業(yè)企業(yè)資金流管理的精細化

資金是一個農(nóng)業(yè)企業(yè)的血液，資金的運轉(zhuǎn)是關(guān)乎到農(nóng)業(yè)企業(yè)生死存亡的問題，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)企業(yè)資金管理混亂，對于資金的預算、費用的支出很難控制，對于未來的資金流入流出也無法掌握，科目繁多，往來賬目不清，管理人員工作量大。ERP系統(tǒng)下，當采購或者銷售行為發(fā)生后，系統(tǒng)會根據(jù)采購訂單、發(fā)票在應收和應付形同中生成相應應收賬款和應付賬款。為農(nóng)業(yè)企業(yè)提供的未來資金的流入和流出情況，相關(guān)的票據(jù)還含有供應商以及客戶的相關(guān)信息，能夠地將每一筆收入以及費用與客商相聯(lián)系。對每一筆零用基金進行分類管理，完善對銀行賬戶的管理，能將收入或者支出與相應的票據(jù)相聯(lián)系，實現(xiàn)收入與票據(jù)相匹配，對于外幣也有專門的賬戶管理，能夠及時地反映賬戶的資金信息，減少了人工管理不必要的麻煩。對于資金的預算和費用的支出都有嚴格的控制，大大降低了農(nóng)業(yè)企業(yè)的資金占用率，使得農(nóng)業(yè)企業(yè)的資金能夠維持農(nóng)業(yè)企業(yè)正常運轉(zhuǎn)。

2農(nóng)業(yè)企業(yè)ERP精細化管理存在的問題

2.1管理者對ERP認識程度低

ERP是一種先進的管理軟件，而不是單一的數(shù)據(jù)儲存軟件，很多管理者思想仍然停留在只是單一的將財務信息化，而沒有融入精細化管理思想，再加上國內(nèi)實施ERP成功的也就只有聯(lián)想、海爾、移動公司等一些大型的知名農(nóng)業(yè)企業(yè)，因此很多中小型農(nóng)業(yè)企業(yè)對實施ERP精細化也只是持有觀望的態(tài)度。

2.2農(nóng)業(yè)企業(yè)缺少精細化成本文化氣氛

盡管許多農(nóng)業(yè)企業(yè)引進了ERP系統(tǒng)實施精細化管理，但是農(nóng)業(yè)企業(yè)沒有注重對精細化的文化建設不夠重視，有些制度建立得并不合理，甚至導致極少數(shù)個別員工出現(xiàn)抵制的情緒，而農(nóng)業(yè)企業(yè)實施精細化管理的規(guī)章制度也形同虛設無法落實。

2.3ERP系統(tǒng)實施對人員要求較高

ERP成功實施對操作者、部門之間的協(xié)調(diào)配合程度的要求比較高，它要求不僅僅要懂得操作還要懂得原理，否則實施的過程中麻煩不斷。而ERP系統(tǒng)的發(fā)展歷程比較短，普及的程度也不夠，許多管理者甚至沒有ERP的概念，更談不上操作和應用了。ERP將管理與技術(shù)融為一體，這要求操作者不僅僅是個管理者還要是個技術(shù)員，而且培養(yǎng)出這樣的人才也需要花費大量的時間。

2.4農(nóng)業(yè)企業(yè)基礎管理制度規(guī)范性不夠

科學的管理，要求農(nóng)業(yè)企業(yè)標準化、規(guī)范化、精細化和個性化，是精細化管理實現(xiàn)的基礎，基礎設施管理制度不規(guī)范，它會影響到精細化管理的效率。

2.5實施ERP系統(tǒng)后期維護不足

許多農(nóng)業(yè)企業(yè)在引進ERP后，前期沒有制定計劃和目標，導致后期發(fā)現(xiàn)團隊實施能力不足，特別是在系統(tǒng)的二次開發(fā)上。農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是一個動態(tài)化的過程，僅靠一次完整實施而達到一勞永逸的效果是不太現(xiàn)實的，這又使得ERP后期發(fā)展滯留，最終導致農(nóng)業(yè)企業(yè)擯棄實施。

3ERP精細化管理問題的對策

3.1管理者轉(zhuǎn)變思想

ERP精細化管理要成功實施需要管理者有高度的思想上的覺悟，將管理不僅僅局限在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)企業(yè)運營上。管理者不僅要轉(zhuǎn)變自己的思想同時還要培養(yǎng)整個農(nóng)業(yè)企業(yè)的員工精細化的意識，只有各個部門協(xié)調(diào)一致，分工明確，才能使得精細化成本管理理念在農(nóng)業(yè)企業(yè)中得到真正的應用。管理者需要將目標放長遠，從各個方面實現(xiàn)精細化管理，才能帶領農(nóng)業(yè)企業(yè)在未來成長的路上越走越遠。

3.2建立精細化成本管理農(nóng)業(yè)企業(yè)文化

環(huán)境決定一個人的成長，同樣農(nóng)業(yè)企業(yè)文化氛圍也是農(nóng)業(yè)企業(yè)成長的決定性因素，只有建立起良好的農(nóng)業(yè)企業(yè)文化氛圍，農(nóng)業(yè)企業(yè)才能在未來的路上越走越遠。建立起農(nóng)業(yè)企業(yè)精細化管理文化首先需要培養(yǎng)精細化成本管理的思想，現(xiàn)有理念才能應用到實踐中。其次，要建立良好的激勵機制，諸如物質(zhì)獎勵、精神鼓勵、調(diào)動積極性和懲罰措施，讓員工主動積極地參與到農(nóng)業(yè)企業(yè)精細成本管理中，并在實踐中不斷進行改進和創(chuàng)新。

3.3加強對員工的后續(xù)教育

農(nóng)業(yè)企業(yè)對實施ERP系統(tǒng)以及操作的關(guān)鍵人員，要在后期不斷的進行教育和培訓，以提高員工的整體素質(zhì)，對于ERP這樣先進的管理系統(tǒng)，隨著時間的變更也會不斷更新，只有不斷學習才不會在操作和應用過程脫節(jié)，才不會造成資源浪費的現(xiàn)象。而且ERP運用需要熟練的技巧以及豐富的知識，只有全員的整體素質(zhì)提高了才能使得ERP的管理發(fā)揮出較大的作用，從而降低管理成本。

3.4規(guī)范農(nóng)業(yè)企業(yè)基礎管理制度

農(nóng)業(yè)企業(yè)的基礎管理，是農(nóng)業(yè)企業(yè)實施和管理的前提，只有堅實的基礎，農(nóng)業(yè)企業(yè)可以在未來發(fā)展的舞臺上越走越遠。農(nóng)業(yè)企業(yè)首先需要加強農(nóng)業(yè)企業(yè)原始信息核算的管理，提高原始數(shù)據(jù)的性；再次是優(yōu)化農(nóng)業(yè)企業(yè)的規(guī)章制度，優(yōu)化農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程，加強成本預算的管理。

3.5成立實施ERP精細化的項目組

要成功實施和應用ERP系統(tǒng)，光依賴軟件公司從長期發(fā)展的角度來看，并不是一個明智的決定。只有在農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)部建立一個ERP執(zhí)行和組織協(xié)調(diào)的ERP組織機構(gòu)才能解決問題。在其領導之下，農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)的所有部門達成一致的目標，卻又各司其職，通過定期組織會議培訓，讓農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)部各部門不僅能夠了解ERP運行的情況，還能夠站在各自部門的角度提出一些專業(yè)性的意見。經(jīng)驗一起分享，問題一起解決，只有這樣才能夠使得ERP系統(tǒng)運行起來，使得ERP精細化的管理成功地在農(nóng)業(yè)企業(yè)內(nèi)部實踐，提升農(nóng)業(yè)企業(yè)的綜合競爭能力。

4小結(jié)

總之，ERP系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)企業(yè)實現(xiàn)精細化管理的策略，它對農(nóng)業(yè)企業(yè)實施多方位的精細化進行管理，將生產(chǎn)工藝路線簡單化重復化，解決了傳統(tǒng)制造一手包攬的問題，降低了技術(shù)人員流失農(nóng)業(yè)企業(yè)制造環(huán)節(jié)中斷的風險，也提高了工作效率。對外進行的市場分析調(diào)查，客商檔案的記錄，弱化了市場風險，降低了農(nóng)業(yè)企業(yè)的管理成本。ERP系統(tǒng)從多方位的精細業(yè)務，降低生產(chǎn)管理成本。

作者：慕云麗 單位：山東工商學院

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)理論探究論文

摘要：我國人多地少，面對人口日益增加的巨大壓力，對于資源的有效利用和環(huán)境保護的要求越來越高，因此，研究和發(fā)展適合我國國情的精細農(nóng)業(yè)技術(shù)，推動我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，也是機遇性的挑戰(zhàn)，應當引起我國農(nóng)業(yè)科技界的高度重視。本文首先介紹了國內(nèi)外“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)應用情況，而后對精細農(nóng)業(yè)的一些基本理論進行總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞:精細農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)全球定位系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)

引言

“精細農(nóng)業(yè)”的核心指導思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長和產(chǎn)量的各種因素的時空差異，避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言，就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對采集的農(nóng)田信息進行空間定位；利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施，以達到對田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。精細農(nóng)業(yè)技術(shù)是運用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、傳感器及檢測系統(tǒng)、計算機控制器及變量執(zhí)行設備等信息技術(shù)，對大田農(nóng)作物生產(chǎn)和畜牧生產(chǎn)實施監(jiān)控，從而提高作物和畜牧產(chǎn)量和質(zhì)量，較大限度地保護生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、國內(nèi)外“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應用情況

1.1國外“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應用情況在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)主要用于土地資源的詳查及監(jiān)測，農(nóng)作物生長狀況的監(jiān)測和產(chǎn)量預測，災害性天氣、旱情、澇情和水情的監(jiān)測，農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測與精細防治和大地號農(nóng)田的優(yōu)化施肥等方面。

到了八十年代和九十年代，由于遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的應用，進行農(nóng)情監(jiān)測和產(chǎn)量預測已達到更加的程度，所用設備的數(shù)量和精度都在提高。目前全球已有20000臺“產(chǎn)量監(jiān)測器”投入了使用，有的就裝在收獲機械上。

目前，在一些國家“可變比率灑施機”的試用引起了人們的極大興趣。該機器的設計者試圖借助于RS、GIS和GPS等技術(shù)獲取田間信息(包括土壤參數(shù)和病蟲害情況等)，同時機器自動控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。由于優(yōu)化施肥，農(nóng)場主從中可能獲得巨大的經(jīng)濟效益。

另一種“可變比率灑施機”名為“實時閉循環(huán)系統(tǒng)”(Real-timeclosed-loopSystem)，其設計者是想盡可能地擺脫對3S技術(shù)的依賴，田間信息直接由安在灑施機上的探測設備獲取，并立即對數(shù)據(jù)進行分析并自動控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。這種機器保障了所測得信息與所采取措施的地點的一致性。

1.2國內(nèi)“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應用情況我國是個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件十分復雜，自然災害頻繁，因此“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是非常重要的。

我國利用地球資源技術(shù)衛(wèi)星遙感資料進行土壤和水文調(diào)查開始于七十年代末和八十年代初，山西、內(nèi)蒙等省(區(qū))的土壤調(diào)查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃工作就利用了衛(wèi)星遙感資料。

1984-1986年，我國在京、津、冀地區(qū)，進行了大規(guī)模的冬小麥衛(wèi)星遙感試驗，取得了一定成果。1985和1986年小麥產(chǎn)量預報率分別為92％和95％。

可見，我國“精細農(nóng)業(yè)”基本上還停留在衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和產(chǎn)量預測方面

二、“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想

精細農(nóng)業(yè)其核心思想是通過對農(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、土壤含水量、植物營養(yǎng)、病蟲害、雜草等)實際存在的空間和時間差異性的分析，確定影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控，以充分利用資源，實現(xiàn)最經(jīng)濟、最合理的投入，獲得經(jīng)濟上和環(huán)境上的較大效益。精細農(nóng)業(yè)之所以引起全世界廣泛的關(guān)注，首先是因為它能顯著提高產(chǎn)量，提高耕地資源利用潛力和保護環(huán)境；其次，是因為精細農(nóng)業(yè)研究的意義已遠遠超出其技術(shù)系統(tǒng)應用發(fā)展本身的范圍，它提供的技術(shù)思想和改造客觀世界的認識思維方式，其影響更是深遠的。

三、精細農(nóng)業(yè)的技術(shù)構(gòu)成

3.1GPS——全球定位系統(tǒng)推動精細農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)是在20世紀70年代末開始建立的全球定位系統(tǒng)。它是一種高精度、全天候、全球性的無線電導航、定位、定時系統(tǒng)，它可提供連續(xù)、定位和原子時鐘信息。

3.2GIS——地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟、硬件的支持下，對有關(guān)空間數(shù)據(jù)按地量坐標或空間位置進行預處理、輸入、存儲、查詢、檢索、運算、分析、顯示、更新和提供應用、研究，并處理各種空間實體和空間關(guān)系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力；具有空間分析、多要素信息分析和預測預報的能力，可為宏觀決策管理服務；能實現(xiàn)快速、的空間分析和動態(tài)監(jiān)測研究。將GIS用于精細農(nóng)業(yè)中，可對農(nóng)田小區(qū)的作物產(chǎn)量和各種影響因素進行存儲、分析和管理。

3.3RS——遙感技術(shù)遙感技術(shù)可根據(jù)對遙感資料的解譯，獲得所研究區(qū)域內(nèi)有關(guān)信息，具有宏觀、快速、動態(tài)等特點。不同含水量的土壤具有不同的地表溫度，因而具有不同的熱紅外特性和熱輻射特性。農(nóng)作物不同生長期和不同生長情況均有不同的光譜反射曲線，所以結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)抽樣調(diào)查的資料和GIS數(shù)據(jù)庫，并依靠有關(guān)的專業(yè)基礎知識，利用RS可獲得土壤含水量、作物長勢和產(chǎn)量等重要資料。

3.4DSS——決策支持系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和專家在長期生產(chǎn)中獲得的知識，建立作物栽培與經(jīng)濟分析模型、空間分析與時間序列模型、統(tǒng)計趨勢分析與預測模型和技術(shù)經(jīng)濟分析模型，利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數(shù)據(jù)庫，針對小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長環(huán)境和生長條件時間和空間上存在的差異作出分布式投入決策，即生成田間投入處方圖。決策支持系統(tǒng)DSS綜合了專家系統(tǒng)ES(expertsystem)和模擬系統(tǒng)SS(simulationsystem)，因而能為精細農(nóng)業(yè)的實施提供正確的決策支持。公務員之家:

3.5ST——信息采集與處理技術(shù)信息采集與處理技術(shù)是獲取各種信息的重要手段。精細農(nóng)業(yè)的實現(xiàn)首先在于認識農(nóng)田小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長環(huán)境和生物情況的差異而這必須依賴于各種先進的傳感器。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，各種非接觸快速測量傳感器和智能化傳感器為精細農(nóng)業(yè)提供了全新的技術(shù)支持。

3.6IAM——智能化農(nóng)業(yè)機械智能化農(nóng)業(yè)機械IAM是實現(xiàn)精細農(nóng)業(yè)的重要設備。智能化農(nóng)一機械首先必須利用DGPS技術(shù)實現(xiàn)定位，然后必須根據(jù)田間處方圖生成的智能控制軟件，針對農(nóng)田小區(qū)存在的差異自動執(zhí)行分布式投入決策。

我國人多地少，面對人口日益增加的巨大壓力，對于資源的有效利用和環(huán)境保護的要求越來越高，因此，研究和發(fā)展適合我國國情的精細農(nóng)業(yè)技術(shù)，推動我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，也是機遇性的挑戰(zhàn)，應當引起我國農(nóng)業(yè)科技界的高度重視。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細灌溉農(nóng)業(yè)論文

編者按：本文主要從發(fā)展節(jié)水灌溉的必要性；節(jié)水灌溉的內(nèi)涵意義；推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，提高灌溉管理水平；發(fā)展節(jié)水灌溉應該注意的幾個問題進行論述。其中，主要包括：我國是世界上13個貧水國之一，人均水資源占有量只有世界人均水平的四分之一、我國農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在、節(jié)水灌溉就是要改變千年以來人們澆地的傳統(tǒng)習慣、節(jié)水灌溉是用盡可能少的投入，取得盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)出的一種灌溉模式、減少從水源到田間系統(tǒng)的滲漏和蒸發(fā)損失提高輸水系統(tǒng)的有效利用率、形成配套技術(shù)，并大面積推廣田間灌溉科學用水技術(shù)、節(jié)水灌溉要以科學發(fā)展觀為指導與服務"三農(nóng)"相結(jié)合、以提高用水效率為目標，建立科學的節(jié)水灌溉規(guī)劃體系、突出農(nóng)田在節(jié)水灌溉中的主體地位，充分發(fā)揮水利技術(shù)員在節(jié)水灌溉服務中的主體作用等。具體請詳見。

一、發(fā)展節(jié)水灌溉的必要性

我國是世界上13個貧水國之一，人均水資源占有量只有世界人均水平的四分之一。而且時空分布很不均勻，南多北少，東多西少，夏秋多，冬春少。近年來隨著人口增加經(jīng)濟發(fā)展和城市化水平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳；農(nóng)業(yè)干旱缺水和水資源短缺已成為經(jīng)濟社會和經(jīng)濟發(fā)展的重要制約因素，而且加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。按現(xiàn)狀用水量計，全國中等干旱缺水358億立方米。其中農(nóng)業(yè)缺水300億立方米，20世紀90年代以來，我國農(nóng)業(yè)年均受益面積達到2000萬公傾以上，全國660多個城市中有一半以下發(fā)生水危機，北方河流斷流的問題日益突出，缺水已從北方蔓延到南方的許多地區(qū)，由于地表水不足導致地下水超采，全國區(qū)域性地下水降落漏斗面積已達8.26立方公里。

我國農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在。目前全國灌溉水利用率約為43%，單方水糧食生成率只有10公斤左右，大大低于發(fā)達國家灌溉水利用率70-80%，單方水糧食生產(chǎn)率20公斤以上的水平。通過采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)改造傳統(tǒng)灌溉農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)適時適量的"精細灌溉"，具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。

二、節(jié)水灌溉的內(nèi)涵意義

節(jié)水灌溉就是要改變千年以來人們澆地的傳統(tǒng)習慣，把澆地變?yōu)闈沧魑铮醋魑锏男杷筮M行灌溉。

節(jié)水灌溉是用盡可能少的投入，取得盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)出的一種灌溉模式。節(jié)水農(nóng)業(yè)措施和節(jié)水灌溉措施，充分利用天然降雨和地面、地下水資源，提高水的利用率和利用效率，用最少的耗水量獲得較高的作物產(chǎn)量和產(chǎn)值。節(jié)水農(nóng)業(yè)措施包括抗旱節(jié)水品種、秸稈覆蓋、少耕免耕、抗旱劑、保水劑等。在人們以往的印象中，節(jié)水灌溉就是發(fā)展低壓管道輸入、噴灌和微灌。由這些工程所控制的灌溉面積就是節(jié)水灌溉面積。其實這種看法是不夠的，節(jié)水灌溉的目的在于減少灌溉水源從渠首到農(nóng)田被作物汲收利用的全過程中的無效損失，提高水的利用率的水分生產(chǎn)率。它包括節(jié)水灌溉技術(shù)、節(jié)水灌溉制度以及區(qū)域水資源合理配置等方面的內(nèi)容，即包含有工程措施，也包含有農(nóng)業(yè)的管理措施，可以把節(jié)水灌溉措施分為以下四個方面：

1、減少從水源到田間系統(tǒng)的滲漏和蒸發(fā)損失提高輸水系統(tǒng)的有效利用率，在自流灌區(qū)固定渠道采用砌石、現(xiàn)澆筑混凝土等進行防滲。

2、減少田間儲水損失主要是減少深層防漏，提高灌溉水進入田間后的有效利用程度。

3、采用先進灌溉技術(shù)減少作物蒸騰、棵間蒸發(fā)和深層滲漏等農(nóng)田水分消耗。

4、優(yōu)化作物灌溉制度減少作物的無效蒸騰灌溉用水采取優(yōu)化調(diào)度，合理分配等管理措施，結(jié)合各種耕作栽培技術(shù)，盡量減少對農(nóng)作物產(chǎn)量形成非關(guān)鍵期的水分蒸騰，以提高農(nóng)作物水分的利用效率。

三、推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，提高灌溉管理水平

從上世紀90年代開始，進一步將節(jié)水灌溉工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理技術(shù)有機結(jié)合，形成配套技術(shù)，并大面積推廣田間灌溉科學用水技術(shù)，如小麥優(yōu)化灌溉、水稻淺濕灌溉、膜上灌等。與此同時，以提高降水利用率為目標的旱地農(nóng)業(yè)增產(chǎn)技術(shù)也得到大面積推廣應用。這些技術(shù)的大范圍推廣應用，使我國節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展提高到一個新水平。

"九五"期間，節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與示范曾首次被列為國家科技攻關(guān)項目，開展了噴、微灌設備的研制與改進、滴灌技術(shù)研究與示范、田間節(jié)水灌溉新技術(shù)研究，主要農(nóng)作物節(jié)水高效灌溉制度的研究、節(jié)水灌溉與農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)研究、人工匯集雨水利用技術(shù)研究和灌溉系統(tǒng)配水關(guān)鍵技術(shù)研究等專題研究。隨著科學研究逐步走向深入，我國節(jié)水農(nóng)業(yè)工程設備也得到迅速的發(fā)展，經(jīng)過幾十年的研制和開發(fā)，特別是近幾年不斷引進國外先進技術(shù)及生產(chǎn)裝備，使節(jié)水農(nóng)業(yè)工程設備在數(shù)量上和性能上都有很大提高。

目前我國推廣的節(jié)水灌溉技術(shù)有渠道防滲、管道輸水、噴灌、滴灌、膜上灌、膜下灌等多種形式，不同的地區(qū)宜采用的節(jié)水灌溉技術(shù)也不同，大、中型灌區(qū)適宜推廣渠道防滲技術(shù)，井灌區(qū)和小型灌區(qū)宜推廣低壓管道灌溉技術(shù)，經(jīng)濟條件好的地方提倡采用噴灌技術(shù)，在果園、菜園及其它經(jīng)濟作物種植區(qū)適合發(fā)展微、滴灌，西北干旱地區(qū)應推廣雨水集流、水窖滴灌技術(shù)，南方水稻產(chǎn)區(qū)則應推廣水稻節(jié)水灌溉技術(shù)，各地要根據(jù)其經(jīng)濟發(fā)展水平，合理確定技術(shù)方案。

四、發(fā)展節(jié)水灌溉應該注意的幾個問題

節(jié)水灌溉是一項系統(tǒng)工作，綜合運用行政、技術(shù)經(jīng)濟、宣傳教育和管理等各種手段，需要全社會的很多行業(yè)和部門協(xié)調(diào)一致，形成全力，共同做好節(jié)水灌溉工作。

及時、節(jié)水灌溉要以科學發(fā)展觀為指導與服務"三農(nóng)"相結(jié)合，把發(fā)展節(jié)水灌溉，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，促進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和增加農(nóng)民收入結(jié)合起來，建立完善的制度體系。當前首先制定科學的用水計劃，做到計劃用水，計量收費，節(jié)約獎勵。其次是做好節(jié)水灌溉的投入機制，規(guī)劃并搞好節(jié)水灌溉的工程建設和技術(shù)的投入等。三是制定相應的優(yōu)惠改革策略。進一步調(diào)動灌區(qū)農(nóng)民對節(jié)水灌溉的積極性，并按"誰投資、誰所有、誰管理、誰受益"的原則確定產(chǎn)權(quán)，充分調(diào)動農(nóng)民建節(jié)水灌溉工程的積極性。第四建立制定適合當?shù)貙嶋H情況的實施辦法，理順水費價格，分步到位。第五完善水費計量繳費的管理辦法，逐步引入用水戶參與管理機制，成立用水戶協(xié)會合作組織，充分發(fā)揮其主觀能動性。六是深化水利工程制改革。在灌區(qū)支渠以下推廣以用水戶參與為主的改革，建立以各種形式用水合作組織為主的管理體制，采用靈活多樣的經(jīng)營方式和運行機制，從根本上解決灌區(qū)以下，小型農(nóng)田水利工程無人維修養(yǎng)護，水費公開透明。層層搭車，用水矛盾問題。

第二、以提高用水效率為目標，建立科學的節(jié)水灌溉規(guī)劃體系。規(guī)劃是工作的基礎，大力推進節(jié)水灌溉發(fā)展首先要建立科學的規(guī)劃體系。節(jié)水灌溉規(guī)劃應充分考慮水資源的可持續(xù)利用，按以供定需，以水定種植結(jié)構(gòu)的原則統(tǒng)籌考慮，積極推進節(jié)水灌溉進程，同時加大節(jié)水灌溉新技術(shù)，新材料，新工藝的推廣力度，帶動農(nóng)田水利和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展，因地制宜的科學的確定節(jié)水灌溉的布局的模式。

第三、突出農(nóng)田在節(jié)水灌溉中的主體地位，充分發(fā)揮水利技術(shù)員在節(jié)水灌溉服務中的主體作用。廣泛調(diào)動技術(shù)員的積極性，發(fā)展以技術(shù)推廣和生產(chǎn)示范為主的科技培訓，普及基層水利人員和部分農(nóng)民切實掌握節(jié)水灌溉意識和技能，形成一支影響廣大農(nóng)民把發(fā)展節(jié)水灌溉和增加收入結(jié)合起來的骨干隊伍。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)實踐與農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新論文

21世紀，人類將逐步進入知識經(jīng)濟的時代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動人們在科學利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)基于信息和知識的生產(chǎn)過程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在實踐當今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來在一些發(fā)達國家開展的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)引起一些國家政府和科技決策部門的重視。美國國家研究委員會（NationalResearchCouncil）為此曾專門立項組織了一批多學科著名專家對有關(guān)發(fā)展研究進行了評估，研究報告經(jīng)過由美國科學院，工程院和醫(yī)學科學院院士組成的評估組進行審議后，于1997年發(fā)表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專著，分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究的機遇。近兩年來，我國科技界在研究推進新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對國外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報導，有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗示范工程準備工作,國內(nèi)外的學術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍，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世紀實現(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。可以預言：“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀之交成為推進我國新的農(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)展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成，其應用研究發(fā)展必將帶動一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開發(fā)，對推動我國基于知識和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠的戰(zhàn)略性意義。“精細農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)”、“精細農(nóng)業(yè)”等。實際上，目前國外關(guān)于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進技術(shù)為基礎的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術(shù)。因此，作者認為采用“精細農(nóng)業(yè)”或“精細農(nóng)作”譯名來表達當前實踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然，當今實踐的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想，應該擴展到設施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實踐，在發(fā)達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)學家在進行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家系統(tǒng)應用研究與實踐中進一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時空差異性，從而提出對作物栽培管理實施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的；在農(nóng)業(yè)工程領域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實用化而推動的農(nóng)業(yè)機械裝備的機電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達國家對農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準備了條件。海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展，也推動了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學、農(nóng)藝學、土壤學、植保科學、資源環(huán)境科學和智能化農(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，形成和完善了一個新的精細農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農(nóng)業(yè)”示范應用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應用中預示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術(shù)會議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專題“國際精細農(nóng)業(yè)學術(shù)研討會”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會；在萬維網(wǎng)上設置有多個專題網(wǎng)址，可以及時查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農(nóng)業(yè)”研究中心，開設了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓課程；日、韓等國近年來已加快開展研究工作，并得到了政府部門和相關(guān)企業(yè)的大力支持。國際上對這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯们熬坝辛藦V泛的共識，將成為世紀之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應用研究的重要課題。“精細農(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）實際存在的空間和時間差異性信息，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)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實踐，提供了先進的技術(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，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象進行管理，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)量的認識水平，很少顧及對農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗積累的適于當?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實際上，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，再逐步按時空變化蔓延的特性，早已為人們所認識。幾世紀前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學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。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產(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C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應繪制自己田區(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導。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實施土壤肥力、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，已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對應地理坐標位置的數(shù)據(jù)，并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的較大差異可以超過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)量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展，為定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異性信息，實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能。圖1是精細農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)通過計算機處理，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的處方農(nóng)業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過多次循環(huán)的實踐，來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識，逐步達到作物生產(chǎn)管理精細化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“”。事實上，目前應用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細到60m左右。在實際操作上，對獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的處方圖來指導處方農(nóng)作，因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細化。上述精細農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達國家的試驗和應用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性，為實現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對實現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應用地理信息系統(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)量計量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產(chǎn)量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實時采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號處理技術(shù)；按小區(qū)實施自動處方農(nóng)作、調(diào)控目標投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機械；制定科學的農(nóng)作處方需要農(nóng)學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標準化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細農(nóng)業(yè)”在發(fā)達國家也不過五、六年的應用試驗歷史，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)的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農(nóng)業(yè)”應用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。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踐“精細農(nóng)作”的基礎。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)驗知識，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟適用的對策，在現(xiàn)實可行條件下采取適當措施實施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)控。

“精細農(nóng)業(yè)”研究的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)思想并付諸于實踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統(tǒng)戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認識世界科技進步對未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細農(nóng)業(yè)”的實踐將在下一世紀開發(fā)“數(shù)字地球”的實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，實踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術(shù)的示范與實踐研究，將有利與推動實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識化與信息化進程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農(nóng)用先進支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務業(yè)的發(fā)展。在“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品。

為支持當前的“科技興農(nóng)”服務。在發(fā)展研究中，個人認為需要重視如下問題：

加強對國際有關(guān)發(fā)展信息和經(jīng)驗的研究，提出符合國情的發(fā)展戰(zhàn)略。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數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果。可以采取引進技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準切入點，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)。“精細農(nóng)作”的技術(shù)思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義，即認識農(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，實施定位處方農(nóng)作。它是適應集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標而提出的，在我國可先在規(guī)模化農(nóng)場、部分大城市郊區(qū)和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗區(qū)，力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進行研究與實踐。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，實現(xiàn)廣域的現(xiàn)代農(nóng)田精細經(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)田的尺度上對精細農(nóng)作的技術(shù)思想進行示范試驗研究，并可著重結(jié)合發(fā)展農(nóng)村社會化服務方式創(chuàng)新中，開拓出新的服務領域。這樣，既可以使我國的研究實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)村逐步推廣先進的農(nóng)作技術(shù)體系。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)的實踐和農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新

21世紀,人類將逐步進入知識經(jīng)濟的時代,迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動人們在科學利用資源潛力,發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式,改善和保護生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)基于信息和知識的生產(chǎn)過程管理決策方面,突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念,開拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系,以支持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在實踐當今新的農(nóng)業(yè)科技革命中,九十年代初以來在一些發(fā)達國家開展的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實踐,就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想,已經(jīng)引起一些國家政府和科技決策部門的重視。

美國國家研究委員會(National Research Council)為此曾專門立項組織了一批多學科著名專家對有關(guān)發(fā)展研究進行了評估,研究報告經(jīng)過由美國科學院,工程院和醫(yī)學科學院院士組成的評估組進行審議后,于1997年發(fā)表了“Precision Agriculture in the 21st Century-Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究專著,分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟效益提供的巨大潛力,闡明了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀,面臨的問題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究的機遇。近兩年來,我國科技界在研究推進新的農(nóng)業(yè)科技革命中,對國外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢,引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報導,有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗示范工程準備工作, 國內(nèi)外的學術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍,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世紀實現(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。可以預言:“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究,將在世紀之交成為推進我國新的農(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)展提供了新機遇,在開拓新的前沿科技應用研究領域中,發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離,時間上的差距在縮小。在某些重要領域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越,將是機遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出:“現(xiàn)在一些發(fā)達國家,已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感,盡快迎頭趕上”。 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技,管理科學等多種學科知識的組裝集成,其應用研究發(fā)展必將帶動一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開發(fā),對推動我國基于知識和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,具有深遠的戰(zhàn)略性意義。 “精細農(nóng)業(yè)”,即國際上已趨于共識的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)”、“精細農(nóng)業(yè)”等。

實際上,目前國外關(guān)于Precision Agriculture的研究,主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)(DSS)為基礎的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術(shù),即基于信息和先進技術(shù)為基礎的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術(shù)。因此,作者認為采用“精細農(nóng)業(yè)”或“精細農(nóng)作”譯名來表達當前實踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然,當今實踐的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想,應該擴展到設施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面,而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的技術(shù),這一技術(shù)體系的早期研究與實踐,在發(fā)達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)學家在進行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家系統(tǒng)應用研究與實踐中進一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時空差異性,從而提出對作物栽培管理實施定位、按需變量投入,或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的>！<;在農(nóng)業(yè)工程領域,自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實用化而推動的農(nóng)業(yè)機械裝備的機電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù),農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展,加上八十年代各發(fā)達國家對農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求,為“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準備了條件。

海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化,使得它在許多國民經(jīng)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展,也推動了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實踐。使得近20年來,基于信息技術(shù)支持的作物科學、農(nóng)藝學、土壤學、植保科學、資源環(huán)境科學和智能化農(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,形成和完善了一個新的精細農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農(nóng)業(yè)”示范應用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來,在示范應用中預示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來,已有數(shù)千計的研究成果,實驗報告見諸于國際學術(shù)會議或?qū)W術(shù)刊物;每年都舉辦專題“國際精細農(nóng)業(yè)學術(shù)研討會”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會;在萬維網(wǎng)上設置有多個專題網(wǎng)址,可以及時查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息;美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農(nóng)業(yè)”研究中心,開設了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓課程;日、韓等國近年來已加快開展研究工作,并得到了政府部門和相關(guān)企業(yè)的大力支持。國際上對這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯们熬坝辛藦V泛的共識,將成為世紀之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應用研究的重要課題。 “精細農(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)實際存在的空間和時間差異性信息,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)濟上有效的調(diào)控措施,區(qū)別對待,按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。

正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實踐,提供了先進的技術(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,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象進行管理,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)量的認識水平,很少顧及對農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式,也是在區(qū)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測,通過地區(qū)試驗積累的適于當?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實際上,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,再逐步按時空變化蔓延的特性,早已為人們所認識。幾世紀前,農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營,正是受到對作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術(shù),也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量,只是沒有現(xiàn)代科學方

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。本世紀初期,科學家就研究報告過作物產(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C.M. Linsley和F.C.Bauer 發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應繪制自己田區(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導。八十年代以來,關(guān)于在農(nóng)田中實施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理(Site Specific Crop Management)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,已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對應地理坐標位置的數(shù)據(jù),并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗實踐表明,田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的較大差異可以超過。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)量上述明顯的時空分布差異性,顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展,為定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異性信息,實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控,達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能。圖1是精細農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實施過程可描述為:帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù) 通過計算機處理,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的處方農(nóng)業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農(nóng)作管理。

由圖1可以看出,這一技術(shù)思想是通過多次循環(huán)的實踐,來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境,積累知識,逐步達到作物生產(chǎn)管理精細化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時空變化因素的影響,利用生產(chǎn)潛力的處方措施,還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標,因此,其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“”。事實上,目前應用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15 m2, 獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細到60 m左右。在實際操作上,對獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理,生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的處方圖來指導處方農(nóng)作,因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進步,特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術(shù)的突破,農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細化。上述精細農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達國家的試驗和應用表明,可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力,節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入,獲得良好的經(jīng)濟效益,受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性,為實現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究,對實現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如:農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位,需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)(DGPS);地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理,需要應用地理信息系統(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)量計量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產(chǎn)量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械,以及計算機數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動生成軟件技術(shù);田區(qū)空間變量信息的快速實時采集,需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號處理技術(shù);按小區(qū)實施自動處方農(nóng)作、調(diào)控目標投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機械;制定科學的農(nóng)作處方需要農(nóng)學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持;作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標準化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細農(nóng)業(yè)”在發(fā)達國家也不過五、六年的應用試驗歷史,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)的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農(nóng)業(yè)”應用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件,圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標,采用不同的技術(shù)組裝方式,逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。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踐“精細農(nóng)作”的基礎。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)驗知識,分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因,選擇經(jīng)濟適用的對策,在現(xiàn)實可行條件下采取適當措施實施調(diào)控;也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展的條件,利用先進的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)控。

“精細農(nóng)業(yè)”研究的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)思想并付諸于實踐,發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統(tǒng)戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數(shù)字地球”的概念,在地理信息學術(shù)界引起了廣泛的反響,它為認識世界科技進步對未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細農(nóng)業(yè)”的實踐將在下一世紀開發(fā)“數(shù)字地球”的實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,實踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術(shù)的示范與實踐研究,將有利與推動實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識化與信息化進程,改變傳統(tǒng)技術(shù)思想,追蹤科技進步,有利于推動基于信息和知識的農(nóng)用先進支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務業(yè)的發(fā)展。在“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實踐中,也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品。

為支持當前的“科技興農(nóng)”服務。在發(fā)展研究中,個人認為需要重視如下問題:

加強對國際有關(guān)發(fā)展信息和經(jīng)驗的研究,提出符合國情的發(fā)展戰(zhàn)略。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數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果。可以采取引進技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準切入點,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)。“精細農(nóng)作”的技術(shù)思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義,即認識農(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,實施定位處方農(nóng)作。它是適應集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標而提出的,在我國可先在規(guī)模化農(nóng)場、部分大城市郊區(qū)和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗區(qū),力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進行研究與實踐。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,實現(xiàn)廣域的現(xiàn)代農(nóng)田精細經(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)田的尺度上對精細農(nóng)作的技術(shù)思想進行示范試驗研究,并可著重結(jié)合發(fā)展農(nóng)村社會化服務方式創(chuàng)新中,開拓出新的服務領域。這樣,既可以使我國的研究實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)村逐步推廣先進的農(nóng)作技術(shù)體系。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)的技術(shù)組織、決策分析及在我國的應用實踐

摘 要 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的核心是用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機械化基礎上，將地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進行集成，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標。實施這項技術(shù)，其結(jié)果必然會引起一場新的農(nóng)業(yè)科技革命，也必將會對我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此，在充分了解“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成的基礎上，探討了“精細農(nóng)業(yè)”的應用范圍，尤其是結(jié)合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞 精細農(nóng)業(yè)；地理信息系統(tǒng)；定位系統(tǒng)；決策支持系統(tǒng)；傳感技術(shù)

本世紀后半期世界農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，除了依靠生物遺傳育種技術(shù)的進步，耕地和灌溉面積的擴大以外，基本上是在化肥與農(nóng)藥等化學品的大量增加和機械動力與礦物能源大量投入的條件下獲得的。由此引起的農(nóng)業(yè)水土流失、土壤生產(chǎn)力下降、農(nóng)產(chǎn)品和地下水污染、生態(tài)環(huán)境惡化等問題，已經(jīng)引起國際社會的廣泛關(guān)注，并成為實踐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動力。所謂可農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展是指在農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境的持續(xù)支撐下的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的持續(xù)增長。即有效利用農(nóng)業(yè)資源，提高農(nóng)業(yè)利潤，減少農(nóng)業(yè)污染。

中國是一個農(nóng)業(yè)大國，用占世界7％的耕地解決了世界22％人口的溫飽問題，取得了舉世矚目的成就。但是，我國面對的“人多地少，資源短缺，環(huán)境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。保障21世紀我國16億人口的食物安全，關(guān)鍵在于推動農(nóng)業(yè)科技的進步。正如同志所指出的“中國的農(nóng)業(yè)問題，糧食問題要靠中國人自己解決。這就要求我們的農(nóng)業(yè)科技必須要有一個大的發(fā)展，必然要進行一次新的農(nóng)業(yè)科技革命”。縱觀世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展動態(tài)，一個新的農(nóng)業(yè)科技革命的序幕已經(jīng)拉開。以生物技術(shù)、信息技術(shù)為先導的現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展及其在農(nóng)業(yè)上的廣泛應用，為世界各國農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了前所未有的機遇。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)正是在這種環(huán)境下應運而生，成為農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應用的一個重要分支。其核心是用現(xiàn)代高新技術(shù)特別是信息技術(shù)來改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機械化的基礎上，把地理信息系統(tǒng)（GIS）、定位系統(tǒng)（GPS）、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進行集成，使作物生產(chǎn)更加科學，減少投入，提高產(chǎn)出，實現(xiàn)高效利用各種農(nóng)業(yè)資源，保護生態(tài)環(huán)境的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標。

目前，我國化肥和農(nóng)藥的利用率都在30％左右，農(nóng)業(yè)灌溉水利用率不足35％，僅及發(fā)達國家的一半。以施用化肥為例，1978年到1995年，全國化肥用量增長了97％，而糧食僅增長了36％，糧食產(chǎn)量每增長1％，化肥施用量差不多要增長3％。這種化肥施用量遞增和過低的利用率，造成化肥報酬遞減和對土壤、地下水、谷物的嚴重污染。如果化肥利用率提高10個百分點，每年即可節(jié)約1000多萬噸化肥，相當于節(jié)約近100億元人民幣。據(jù)有關(guān)國外報道，“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)將會使目前化肥和農(nóng)藥的施用量減少50％甚至更多。

1 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成

1.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是通過產(chǎn)量測量、作物監(jiān)測以及土壤采樣等方法來獲取數(shù)據(jù)，以便了解整個田塊的作物生長環(huán)境的空間變異特性。

1) 產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集

帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的谷物聯(lián)合收割機（如美國John Deree和英國Messey Ferguson等），在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當?shù)氐漠a(chǎn)量，記錄數(shù)據(jù)以文本形式（經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產(chǎn)量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、產(chǎn)量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。

2) 土壤數(shù)據(jù)采集

土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤壓實、耕作層深度等。利用GPS在田間定位，采集土樣。由于采集的土樣一般還要送到實驗室處理分析，耗資費時，成為實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的瓶頸。目前商品化的土壤養(yǎng)分快速測試儀器還是基于傳統(tǒng)化學分析技術(shù)，其可操作性和測量精度有待于改進。國外基于TDR技術(shù)的土壤水分測量儀器、基于MR技術(shù)的多光譜SOM測試儀器已經(jīng)商品化，但其價格昂貴，不適于大面積推廣使用。

3) 苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集

利用機載GPS或人工攜帶GPS，在田間行走中隨時可定位，記錄位置，并記錄作物長勢或病蟲草害的分布情況。如監(jiān)測病蟲草害分布，一般人為可定性分為輕、較輕、中、較重、重，以1、2、3、4、5代表。該數(shù)據(jù)的性很大程度上依賴于人的判斷能力。近年來，由于NIR視覺技術(shù)、圖象模式識別、多光譜識別技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)苗情、雜草識別快速監(jiān)測儀器不久將研制出來，并投入使用。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)”發(fā)展與工程技術(shù)創(chuàng)新

摘 要 本文綜述了目前國外“精細農(nóng)業(yè)”實踐的主要目標及其技術(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)新及推動我國開展試驗研究的問題。目前國外對這一技術(shù)體系的研究與實踐，主要仍集中在基于GPS和GIS技術(shù)應用的作物生產(chǎn)系統(tǒng)精細管理方面，因此本文提出用“精細農(nóng)作”的譯名來表達當前研究目標的內(nèi)涵，希望引起學術(shù)界的討論。進入21世紀，基于知識和信息的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想，必將擴展到大農(nóng)業(yè)經(jīng)營的各個領域，推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的信息化與知識化，即進一步發(fā)展到設施園藝、工廠化養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品精細加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)精細經(jīng)營管理方面，逐步形成一個基于農(nóng)業(yè)生物科學、電子信息技術(shù)及工程裝備為主導的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系，為建立品質(zhì)、高效和可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)服務。

關(guān)鍵詞：精細農(nóng)業(yè) 精細農(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新的農(nóng)業(yè)科技革命中，關(guān)于國外“精細農(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)有了一些報導，科技部在篩選“面向21世紀解決16億人口食物安全的關(guān)鍵技術(shù)”項目、組織S - 863農(nóng)業(yè)高技術(shù)領域發(fā)展計劃研究以及農(nóng)業(yè)部948引進項目立項中，也受到了重視。有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗示范工程準備工作, 加強了和國外的學術(shù)交流與合作聯(lián)系，國內(nèi)學術(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世紀實現(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。可以預言：“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀之交成為推進我國新的農(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)展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。“精細農(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桑溆τ醚芯糠⒄貢亟慌苯用嫦蚺┮瞪哂τ梅竦牡繾有畔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茫慌鐨畔⒖燜儼杉瞧鰲⑴鋦鰲⑼練使芾懟⑴┮├謾⑽廴究刂頻仁視眉際鹺團┮倒こ套氨訃捌洳禱際醯難芯坑肟ⅲ醞貧夜謚逗托畔⒌拇撐┮迪執(zhí)哂猩鈐兜惱鉸孕砸庖濉?nbsp;“精細農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。實際上，目前國外關(guān)于Precision Farming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）為基礎的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進技術(shù)為基礎的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術(shù)。因此，作者認為采用“精細農(nóng)作”譯名來表達當前這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。“精細農(nóng)作”是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實踐，在發(fā)達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)學家在進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醚芯坑朧導薪徊澆沂鏡吶錟諦∏魑鋝亢蛻せ肪程跫拿饗允笨詹鉅煨裕傭岢齠宰魑鐫耘喙芾硎凳┒ㄎ弧蔥璞淞客度耄虺啤按Ψ腳鰲倍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囁丶際酰鐨畔⒅悄芑杉氪砑際躚芯康姆⒄梗由習聳甏鞣⒋錒葉耘┮稻斜匭杓婀伺┮瞪Α⒆試礎⒒肪澄侍獾墓惴汗厙瀉陀行Ю門┮低度搿⒔讜汲殺盡⑻岣吲┮道蟆⑻岣吲┎肥諧【赫圖跎倩肪澈蠊鈉惹行棖螅熬概鰲奔際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)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展，也推動了“精細農(nóng)作”技術(shù)體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學、農(nóng)藝學、土壤學、植保科學、資源環(huán)境科學和智能化農(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，形成和完善了一個新的精細農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農(nóng)作”示范應用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應用中預示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術(shù)會議或?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ⅲ幻饋⒂ⅰ摹⒓擁裙恍笱枇⒘恕熬概┮怠毖芯恐行模枇擻泄夭┦俊⑺妒墾芯糠較蚣芭嘌悼緯蹋蝗鍘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壩τ們熬壩辛斯惴旱墓彩叮晌蘭橢環(huán)⒄古┮蹈咝錄際跤τ醚芯康鬧匾翁狻?/P>

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

“精細農(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）實際存在的空間和時間差異性信息，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)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實踐，提供了先進的技術(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，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象進行管理，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)量的認識水平，很少顧及對農(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)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗積累的適于當?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實際上，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，再逐步按時空變化蔓延的特性，早已為人們所認識。幾世紀前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學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。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產(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C.M. Linsley和F.C.Bauer 發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應繪制自己田區(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導。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（Site Specific Crop Manag

ement）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，已可以在收獲過程中自動生成以12-15m2為單元組成的農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的較大差異可以超過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)量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學技術(shù)與電子信? ⒓際醯姆⒄梗炕袢≌廡跋熳魑鍔ひ蛩丶白鈧帳粘傻目占洳鉅煨孕畔ⅲ凳謚逗拖執(zhí)萍嫉姆植際降骺兀锏教鍇謐試辭繃Φ木飫煤突袢【】贍芨叩木貌砍晌贍堋M?是精細農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù) 通過計算機處理，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的處方農(nóng)業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農(nóng)作管理。上述精細農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達國家的試驗和應用表明，可以顯著節(jié)約投入，獲得良好的經(jīng)濟效益，受到農(nóng)戶的歡迎。“精細農(nóng)作”是基于田間小區(qū)農(nóng)作條件的空間差異性，為實現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對實現(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)量計量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產(chǎn)量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動生成技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實時采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號處理技術(shù)；按小區(qū)實施自動處方農(nóng)作、調(diào)控目標投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機械；制定科學的農(nóng)作處方需要計算機作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標準化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細農(nóng)業(yè)”在發(fā)達國家也不過五、六年的應用試驗歷史，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)的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農(nóng)作”應用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。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踐精細農(nóng)作的基礎。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)驗知識，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟適用的對策，在現(xiàn)實可行條件下采取適當措施實施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)控。建立一個完整的精細農(nóng)作技術(shù)體系，需要有多種技術(shù)知識和先進技術(shù)裝備的集成支持

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

3.1 3S技術(shù)農(nóng)業(yè)應用研究：

“精細農(nóng)作”中的定位信息采集與處方農(nóng)作實施，需要采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）。已經(jīng)建成投入運行的有美國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20,000 km 高空近似圓形軌道上運行的24顆地球衛(wèi)星，其軌道參數(shù)和時鐘，由設于世界各大洲的五個地面監(jiān)測站和設于其本土的一個地面控制站進行監(jiān)測和控制。使得在近地曠野的GPS接收機在晝夜任何時間、任何氣象條件下最少能接受到4顆以上衛(wèi)星的信號，通過測量每一衛(wèi)星發(fā)出的信號到達接收機的傳輸時間，即可計算出接收機所在的地理空間位置。信號處理技術(shù)的發(fā)展，可使微弱的衛(wèi)星信號為便攜式或掌上型接收機的小型天線所接收。這是一個功能強大、對任何人、在全球任何地方都可以免費享用的空間信息資源。盡管美國政府對其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)使通用接收機的動態(tài)3維定位精度容易達到米級或分米級，測量型GPS接收機動態(tài)定位精度可達厘米級要求。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)機械配套的DGPS產(chǎn)品。這類產(chǎn)品通常均具有12個可選擇的衛(wèi)星信號接收通道、動態(tài)條件下每秒能自動提供一個3維定位數(shù)據(jù)，動態(tài)定位精度一般可達分米和米級，并具有與計算機和農(nóng)機智能監(jiān)控裝置的通用標準接口。如美國Trimble 公司Ag132 12 通道GPS接收機，可接收信標臺的地區(qū)性差分校正信號免費服務或獲得由近地衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣域差分收費校正信號服務，提供的分米級定位和0.1米/小時的速度測量精度。系統(tǒng)可用于農(nóng)田面積和周邊測量、引導田間變量信息定位采集、作物產(chǎn)量小區(qū)定位計量、變量作業(yè)農(nóng)業(yè)機械實施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農(nóng)業(yè)機械田間導航信息等。配置這一系統(tǒng)需要考慮本地區(qū)可能提供的差分信號現(xiàn)有條件，或在缺乏上述服務條件下購置兩臺Ag132 和配套通信電臺建立獨立的自用差分GPS系統(tǒng)，另還可配置必要的專用可選件如：基站附件、導航附件、背負式田間信息采集附件、掌上型計算機及必要的聯(lián)接信號電纜等。Ashtect 公司的Ag Navigator結(jié)構(gòu)設計有些不同，但功能大體相當。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免費服務的信標站迅速建設起來，至1996年末，美國這類信標站的地區(qū)覆蓋范圍已接近國土的2/3。信標站差分信號服務半徑約計300 km。我國在東南沿海原交通部也建立了近2 0個這類信標站。以近地衛(wèi)星作為星載GPS廣域差分信號服務系統(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)戈爾在白宮新聞會上，宣布開放GPS衛(wèi)星的L2頻道并進一步開放L3頻道民用服務，這將大大有利于進一步改善GPS衛(wèi)星服務的精度和性，使用戶獲得性能價格比更好的定位、定時技術(shù)服務。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。現(xiàn)有國外農(nóng)機廠商配套的GPS產(chǎn)品，大多采用OEM方式引進關(guān)鍵部件進行二次開發(fā)后嵌入于農(nóng)業(yè)機械應用系統(tǒng)中，可使性能價格比顯著改

善。DGPS作為農(nóng)業(yè)空間信息管理的基礎設施，一旦建立起來，即不但可服務于“精細農(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，其農(nóng)業(yè)應用技術(shù)開發(fā)的前景廣闊。 地理信息系統(tǒng)（GIS）作為用于存儲、分析、處理和表達地理空間信息的計算機軟件平臺，技術(shù)上已經(jīng)成熟。它在“精細農(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)庫和進行空間信息的地理統(tǒng)計處理、圖形轉(zhuǎn)換與表達等，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汀⑼度氬齜治瞿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鞒穌鋃稀⑻岢隹蒲ТΨ劍涫檔紾IS支持下形成的田間作物管理處方圖，指導科學的調(diào)控操作。由于農(nóng)業(yè)活動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分布特征，GIS在農(nóng)業(yè)中具有廣泛的應用價值。在形成農(nóng)業(yè)空間信息地理圖形時，采樣密度、采樣成本與信息處理的方法如何能更反映參數(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，針對農(nóng)業(yè)資源信息管理和精細農(nóng)業(yè)實踐的需要和農(nóng)村用戶的特點，開發(fā)基于GIS設計規(guī)范的簡單實用、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）已引起學術(shù)界的注意，值得我國農(nóng)業(yè)工程師進行創(chuàng)新研究。遙感（RS）技術(shù)是未來精細農(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空變化信息。近30多年來，RS技術(shù)在大面積作物產(chǎn)量預測，農(nóng)情宏觀預報等方面作出了重要貢獻。由于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)目前尚達不到必要的空間分辨率和提供滿足農(nóng)作需要的實時性，目前還未用于作物生產(chǎn)的精細管理。然而，遙感技術(shù)領域積累起來的農(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)田作物生長的時空變異性的信息，在一季節(jié)中不同時間采集的圖象，可用于確定作物長勢和條件的變化。基于遙感產(chǎn)業(yè)界對“精細農(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個這類衛(wèi)星提供服務。大部分這類衛(wèi)星采集的全色圖象，空間分辯率將達1～3米，多光譜圖象分辯率預計可達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)可預期在近3～5年內(nèi)，在“精細農(nóng)作”技術(shù)體系中扮演重要角色。農(nóng)業(yè)工程師應該涉足這一領域，了解有關(guān)的知識，參與應用研究，現(xiàn)在的RS軟件已可裝載在PC機上使用，性能價格比已可為普通用戶所接受。

3.2 收獲機械產(chǎn)量計量與產(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)果和評價種植管理水平的基礎。“精細農(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，指導管理決策。在“精細農(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、水果等收獲機械產(chǎn)量計量及產(chǎn)量分布圖自動生成的試驗研究成果，但迄今已商品化的產(chǎn)品仍集中于谷類作物收獲機械方面。據(jù)報導，美國目前約有20個制造商供應谷物聯(lián)合收獲機產(chǎn)量計量系統(tǒng)，1997年底，全國使用這一技術(shù)的聯(lián)合收獲機約17,000臺，其中約有一半帶GPS定位系統(tǒng)可支持產(chǎn)量分布圖自動生成。一個主要生產(chǎn)廠商宣稱，至2001年其生產(chǎn)的90%谷物聯(lián)合收獲機將裝備產(chǎn)量監(jiān)視器。迄今已進入商品化的這類產(chǎn)品主要是基于沖擊式-力傳感技術(shù)（如美國John Deree和Case IH）、容積式光電計量技術(shù)（如英國RDS產(chǎn)品）和γ射線流量傳感技術(shù)（如Massey Ferguson產(chǎn)品）等。在谷物流量自動傳感過程中，還可同時測量凈糧含水量，在小區(qū)產(chǎn)量分布圖基礎上結(jié)合定位處方投入的成本分析直接顯示小區(qū)經(jīng)濟效益分布圖（Gross Margin Variability Map）。“精細農(nóng)作”體系中的產(chǎn)量圖自動生成技術(shù)，需要解決如下的科學技術(shù)問題：

流量傳感器的計量精度、穩(wěn)定性、通用性、標定簡便性的進一步改善；

產(chǎn)量計量中同時獲得收獲機的實際割幅和前進速度信息；

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

針對不同收獲機械建立谷物由割臺至流量測量點的谷物運移過程模型，以校正產(chǎn)量分布信息的動態(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傳輸方式。這些數(shù)據(jù)通常都是存儲在軟盤或IC智能卡中，能一次存儲至少一個作業(yè)班內(nèi)的全部數(shù)據(jù)，然后再傳入PC機進行處理和生成產(chǎn)量分布圖；

開發(fā)PC上進行產(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)機械裝備、種植特點、適于不同作物和更為的上述各環(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)合收獲機電子裝置，包括谷物產(chǎn)量自動計量和產(chǎn)量圖自動生成技術(shù)，是當代農(nóng)機研究的一個重要方向，也應是我國農(nóng)機裝備機電一體化、信息化研究的優(yōu)先發(fā)展方向之一。對于改善易地收獲、農(nóng)機社會化服務，提高農(nóng)機作業(yè)信息化意識，促進作物生產(chǎn)科學管理，都有十分重要的現(xiàn)實意義，應是世紀之交我國農(nóng)機技術(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，是實踐“精細農(nóng)作”的重要基礎。優(yōu)先需予考慮的主要是土壤含水量、肥力、SOM、土壤壓實、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。現(xiàn)有的土壤信息采集方法是基于定點采樣與實驗室分析相結(jié)合，耗資費時、空間尺度大、難于較精細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，測量精度能滿足實際生產(chǎn)要求的新傳感技術(shù)和進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)機械上的傳感器連續(xù)采集和進一步自動生成空間信息分布圖。已經(jīng)取得實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)基礎上，在開發(fā)經(jīng)濟實用的基于駐波比、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)化學分析技術(shù)基礎上的快速肥力分析儀，目前國內(nèi)已有實用化產(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，但對農(nóng)田主要肥力因素的快速近似測量具有實用價值；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茫胍8屑際醯吶┮滌τ妹芮邢喙兀梢韻嗷ソ杓喙丶際躚芯砍曬灰恢只誒胱友癯⌒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。土壤耕作層深度對評價土壤持水能力和指導定位處方耕作，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率用于評價土層深度分布圖的儀器已試驗使用，可對指導定位處方深耕取得良好的經(jīng)濟效益；關(guān)于SOM傳感器，早在數(shù)年前已有報導，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，田間雜草識別是“精細農(nóng)業(yè)”支持技術(shù)中引起廣泛關(guān)注的領域。在雜草識別的光譜響應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)學方法的應用，如多光譜識別、NIR視角技術(shù)、圖象模式識別、人工智能方法（ANN、Fuzzy 系統(tǒng)分析、ES應用）、狀態(tài)空間分析、小波分析、卡爾曼濾波方法等。在實踐“精細農(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勻皇強萍脊ぷ髡咼媼俚募杈奕撾瘛?/P>

3.4 智能型處方農(nóng)作機械

七十年代中期微電子應用技術(shù)的迅速發(fā)展，使得工業(yè)化國家的農(nóng)業(yè)機械進入到一個以迅速融合電子技術(shù)向機電一體化方向發(fā)展的新時期。農(nóng)業(yè)機械的設計中，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“精細農(nóng)作”技術(shù)得以進入日益廣泛試驗實踐的重要條件。雖然，迄今支持“精細農(nóng)作”的若干主要農(nóng)機裝備，除了如前述帶產(chǎn)量圖自動生成的谷物收獲機以外，實施按處方圖進行農(nóng)田投入調(diào)控的智能化農(nóng)業(yè)機械, 如安裝有DGPS定位系統(tǒng)及處方圖讀入裝置的，可自動選擇作物品種（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；可自動選擇調(diào)控兩種化肥配比的自動定位施肥機和自控噴藥機；可分別控制噴水量的定位噴灌機均已有商品化產(chǎn)品，并在繼續(xù)完善。拖拉機駕駛室已安裝智能化顯示器，在一個LED顯示屏上，可隨意調(diào)用各種圖形化可視界面, 監(jiān)控機器各部分的工況和顯示處方作業(yè)和導航信息。現(xiàn)代帶有多處理器的智能型農(nóng)業(yè)機械，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)化設計標準。我國當今農(nóng)業(yè)機械技術(shù)水平從總體上看與發(fā)達國家落后了不止20年，需要在某些領域推動高新技術(shù)的應用研究與實踐。開發(fā)適于我國國情的先進技術(shù)。“精細農(nóng)作”的示范試驗研究有可能成為農(nóng)業(yè)機械裝備領域應用信息高新技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的切入點。 3.5 系統(tǒng)集成技術(shù)

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是一個集成系統(tǒng)，它涉及到多種學科知識的支持，需要學習應用不同子系統(tǒng)已經(jīng)形成的硬、軟件設計規(guī)范、標準、數(shù)據(jù)格式與通信協(xié)議，應用已有的單項技術(shù)成果，研究建立某些支持技術(shù)的新標準。近幾年來，國外研究實踐中已經(jīng)積累了一些進行“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系集成組裝的經(jīng)驗。我國科技工作者要研究這方面的進展，參與國際交流。作為工程師，要善于根據(jù)工程項目的整體目標，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)有解決實際問題的觀念與模式的創(chuàng)新意識；又能注意進行項目目標的整體評估，協(xié)調(diào)技術(shù)先進性與經(jīng)濟可行性的綜合優(yōu)化目標，提出推動技術(shù)進步的試驗實踐方案。

問題與思考

迄今，國際上關(guān)于“精細農(nóng)業(yè)”的研究仍處于發(fā)展的幼年時期，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)思想并付諸于實踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統(tǒng)戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認識世界科技進步對未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細農(nóng)業(yè)”的實踐將在下一世紀開發(fā)“數(shù)字地球”的實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，實踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術(shù)的示范與實踐研究，將有利與推動實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識化與信息化進程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農(nóng)用先進支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務業(yè)的發(fā)展。在“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品，為支持當前的“科技興農(nóng)”服務。在發(fā)展研究中，個人認為需要重視如下問題： 4.1 加強對國際有關(guān)研究發(fā)展信息和經(jīng)驗的研究。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數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果。可以采取引進技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準切入點，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)。“精細農(nóng)作”的技術(shù)思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義，即認識農(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，實施定位處方農(nóng)作。它是適應集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標而提出的，在我國可先在規(guī)模化農(nóng)場和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗區(qū)，力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進行研究與實踐。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，實現(xiàn)廣域的農(nóng)田精細經(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)田的尺度上對精細農(nóng)作的技術(shù)思想進行示范試驗研究，并應結(jié)合農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣性試驗和農(nóng)業(yè)社會化服務方式創(chuàng)新中，開拓出新的服務領域。這樣，既可以使我國的研究實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)村推廣的先進農(nóng)作技術(shù)體系。 4.2 在“精細農(nóng)作”試驗研究與實踐過程中，注意組裝一批基于信息和知識的單項適用先進技術(shù)支持當前的“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)測的實用技術(shù)；面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者應用的電子儀器、實用監(jiān)控設備；農(nóng)業(yè)裝備信息化技術(shù)；精細測土配方施肥、病蟲草害快速實用監(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)社會化服務體系的先進裝備技術(shù)與工具的開發(fā)等。 4.3 迄今國外進行的精細農(nóng)業(yè)（Precision Agriculture）的實踐，實際上是面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作（Precision Farming）系統(tǒng)。實現(xiàn)基于信息和知識的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)精細經(jīng)營的技術(shù)思想，應該擴展到種、養(yǎng)、加，產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的整個過程，即過渡到建立“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)體系。實際上，“精細農(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用。近十多年來，全自動化設施園藝業(yè)的發(fā)展和養(yǎng)殖業(yè)中動物生長預測模型與配料、環(huán)境調(diào)控自動化系統(tǒng)的結(jié)合，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后儲藏、保鮮、加工為達到高品質(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。“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想，尤應在設施園藝，集約養(yǎng)殖，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)挑選、加工增值產(chǎn)業(yè)中先付諸實踐與推廣，這對我國目前處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整時期和開始重視強調(diào)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變中，依靠先進技術(shù)裝備和農(nóng)業(yè)精細經(jīng)營技術(shù)的支持，對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收，具有重要的現(xiàn)實意義。 4.4 在試驗研究中加強多部門、多學科間的相互聯(lián)系，協(xié)同攻關(guān).發(fā)展學術(shù)討論交流，加強國際合作，重視應用基礎研究。在高等農(nóng)業(yè)工程院系的學科建設與教學內(nèi)容改革中，要逐步創(chuàng)造條件開設有關(guān)GPS、GIS、RS應用課程，加強必要的實驗研究設施與課程建設等。

中國農(nóng)業(yè)大學“精細農(nóng)業(yè)研究中心“近二年多來已經(jīng)啟動了有關(guān)研究工作，內(nèi)容涉及DGPS、GIS農(nóng)業(yè)應用，田間信息采集傳感技術(shù)，智能型農(nóng)業(yè)機械監(jiān)控技術(shù)，精細農(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，我們愿意與國內(nèi)有關(guān)單位、企業(yè)發(fā)展合作，共同為推動我國農(nóng)業(yè)工程技術(shù)創(chuàng)新與“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)在我國的應用示范與實踐作出貢獻。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)的技術(shù)組織、決策分析及在我國的應用實踐

摘 要 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的核心是用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機械化基礎上，將地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進行集成，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標。實施這項技術(shù)，其結(jié)果必然會引起一場新的農(nóng)業(yè)科技革命，也必將會對我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此，在充分了解“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成的基礎上，探討了“精細農(nóng)業(yè)”的應用范圍，尤其是結(jié)合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞 精細農(nóng)業(yè)；地理信息系統(tǒng)；定位系統(tǒng)；決策支持系統(tǒng)；傳感技術(shù)

本世紀后半期世界農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，除了依靠生物遺傳育種技術(shù)的進步，耕地和灌溉面積的擴大以外，基本上是在化肥與農(nóng)藥等化學品的大量增加和機械動力與礦物能源大量投入的條件下獲得的。由此引起的農(nóng)業(yè)水土流失、土壤生產(chǎn)力下降、農(nóng)產(chǎn)品和地下水污染、生態(tài)環(huán)境惡化等問題，已經(jīng)引起國際社會的廣泛關(guān)注，并成為實踐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動力。所謂可農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展是指在農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境的持續(xù)支撐下的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的持續(xù)增長。即有效利用農(nóng)業(yè)資源，提高農(nóng)業(yè)利潤，減少農(nóng)業(yè)污染。

中國是一個農(nóng)業(yè)大國，用占世界7％的耕地解決了世界22％人口的溫飽問題，取得了舉世矚目的成就。但是，我國面對的“人多地少，資源短缺，環(huán)境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。保障21世紀我國16億人口的食物安全，關(guān)鍵在于推動農(nóng)業(yè)科技的進步。正如同志所指出的“中國的農(nóng)業(yè)問題，糧食問題要靠中國人自己解決。這就要求我們的農(nóng)業(yè)科技必須要有一個大的發(fā)展，必然要進行一次新的農(nóng)業(yè)科技革命”。縱觀世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展動態(tài)，一個新的農(nóng)業(yè)科技革命的序幕已經(jīng)拉開。以生物技術(shù)、信息技術(shù)為先導的現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展及其在農(nóng)業(yè)上的廣泛應用，為世界各國農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了前所未有的機遇。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)正是在這種環(huán)境下應運而生，成為農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應用的一個重要分支。其核心是用現(xiàn)代高新技術(shù)特別是信息技術(shù)來改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機械化的基礎上，把地理信息系統(tǒng)（GIS）、定位系統(tǒng)（GPS）、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進行集成，使作物生產(chǎn)更加科學，減少投入，提高產(chǎn)出，實現(xiàn)高效利用各種農(nóng)業(yè)資源，保護生態(tài)環(huán)境的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標。

目前，我國化肥和農(nóng)藥的利用率都在30％左右，農(nóng)業(yè)灌溉水利用率不足35％，僅及發(fā)達國家的一半。以施用化肥為例，1978年到1995年，全國化肥用量增長了97％，而糧食僅增長了36％，糧食產(chǎn)量每增長1％，化肥施用量差不多要增長3％。這種化肥施用量遞增和過低的利用率，造成化肥報酬遞減和對土壤、地下水、谷物的嚴重污染。如果化肥利用率提高10個百分點，每年即可節(jié)約1000多萬噸化肥，相當于節(jié)約近100億元人民幣。據(jù)有關(guān)國外報道，“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)將會使目前化肥和農(nóng)藥的施用量減少50％甚至更多。

1 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成

1.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是通過產(chǎn)量測量、作物監(jiān)測以及土壤采樣等方法來獲取數(shù)據(jù)，以便了解整個田塊的作物生長環(huán)境的空間變異特性。

1) 產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集

帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的谷物聯(lián)合收割機（如美國John Deree和英國Messey Ferguson等），在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當?shù)氐漠a(chǎn)量，記錄數(shù)據(jù)以文本形式（經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產(chǎn)量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、產(chǎn)量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。

2) 土壤數(shù)據(jù)采集

土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤壓實、耕作層深度等。利用GPS在田間定位，采集土樣。由于采集的土樣一般還要送到實驗室處理分析，耗資費時，成為實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的瓶頸。目前商品化的土壤養(yǎng)分快速測試儀器還是基于傳統(tǒng)化學分析技術(shù)，其可操作性和測量精度有待于改進。國外基于TDR技術(shù)的土壤水分測量儀器、基于MR技術(shù)的多光譜SOM測試儀器已經(jīng)商品化，但其價格昂貴，不適于大面積推廣使用。

3) 苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集

利用機載GPS或人工攜帶GPS，在田間行走中隨時可定位，記錄位置，并記錄作物長勢或病蟲草害的分布情況。如監(jiān)測病蟲草害分布，一般人為可定性分為輕、較輕、中、較重、重，以1、2、3、4、5代表。該數(shù)據(jù)的性很大程度上依賴于人的判斷能力。近年來，由于NIR視覺技術(shù)、圖象模式識別、多光譜識別技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)苗情、雜草識別快速監(jiān)測儀器不久將研制出來，并投入使用。 4) 其它數(shù)據(jù)采集

地形邊緣測量，一般利用帶GPS的機動車或人工攜帶GPS在田間邊界循環(huán)行走一圈，就能將邊界上的點記錄下來，經(jīng)過平滑形成邊界圖。另外，還要獲取近年來輪作情況、平均產(chǎn)量、耕作情況、施肥情況，作物品種、化肥、農(nóng)藥、氣候條件等有關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于進行決策分析。

數(shù)據(jù)分析

一般采集的數(shù)據(jù)都是以文本表形式表示，需要利用一些數(shù)學方法進行處理，生成分布圖。

1) 產(chǎn)量數(shù)據(jù)分布圖

由于產(chǎn)量數(shù)據(jù)是通過連續(xù)采樣獲得的，一般使用平滑技術(shù)（實際上是一種低通濾波方法）。通常使用移動平均法來平滑數(shù)據(jù)曲面，它能消除采樣測試誤差，清晰地顯示區(qū)域性分布規(guī)律和變化趨勢。通過聚類分析生成具有不同產(chǎn)量區(qū)間的產(chǎn)量分布圖。

2) 土壤數(shù)據(jù)分布圖

由于土壤采樣是非連續(xù)的采集土樣，需要估計采樣點之間的數(shù)據(jù)，這種估計過程稱為插值。即用已知采樣點的土壤數(shù)據(jù)估計相鄰未采樣點的土壤數(shù)據(jù)的一種方法。常用的插值方法有：最近相鄰、局部平均、距離倒數(shù)加權(quán)、等高線和克里格等。當土壤采樣點數(shù)較多時，克里格方法是好的插值方法。該方法利用半方差圖確定土壤數(shù)據(jù)變化程度和合理的采樣間距。當實際采樣間距大于合理的采樣間距時，就不能保障插值精度，這時可用其它方法處理。 3) 苗情、病蟲害分布圖

由于該數(shù)據(jù)采樣即不象產(chǎn)量測量連續(xù)采樣，也不象土壤采樣以柵格采集土樣，而是在行走中，人為定點，記錄數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)處理一般采用趨勢面分析，即用某種形式的函數(shù)所代表的曲面來逼近該信息的空間分布。趨勢面分析從總體上反映了苗情、病蟲草害的空間變化性趨勢。

未來的發(fā)展趨勢是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)一起來，將田間觀測者的地理位置和田間觀測數(shù)據(jù)，通過便攜PC和天線發(fā)往辦公室PC，利用軟件自動生成田間數(shù)據(jù)分布圖。

決策分析

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是根據(jù)田間采集到的不均衡空間分布數(shù)據(jù)及有關(guān)作物其它信息，經(jīng)過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農(nóng)業(yè)”的核心，直接影響“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的實踐效果。GIS用于描述農(nóng)田空間上的差異性，而作物生長模擬技術(shù)用來描述某一位置上特定生長環(huán)境下的生長狀態(tài)。只有將GIS與模擬技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，才能制定出切實可行的決策方案。二者結(jié)合可按以下三種形式操作：一是GIS和模擬模型單獨運行，通過數(shù)據(jù)文件進行通訊。二是建立一個通用接口，實現(xiàn)文件、數(shù)據(jù)的共享和傳輸。三是將模擬模型作為GIS的一個分析功能。GIS作為存儲、分析、處理、表達地理空間信息的計算機軟件平臺，其空間決策分析一般包括網(wǎng)絡分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析等。作物生長模擬技術(shù)是利用計算機程序模擬在自然環(huán)境條件下作物生長過程。作物生長環(huán)境除了不可控制的氣候因素外，還有土壤肥力、墑情等可控因素。GIS提供田間任一小區(qū)、不同生長時期的時空數(shù)據(jù)，利用作物生長模擬模型，在決策者的參與下，提供科學的管理方法，形成田間管理處方圖，指導田間作業(yè)。

控制實施

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的目的是科學管理田間小區(qū)，降低投入，提高生產(chǎn)效率。作為支持“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設備，除了帶有定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的聯(lián)合收割機外，按處方圖進行作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械還有：帶有定位系統(tǒng)和處方圖讀入設備，控制播深和播量的谷物精密播種機；控制施肥量的施肥機；控制劑量的噴藥機；控制噴水量的噴灌機；控制耕深的翻耕機等。例如，當駕駛拖拉機在田間噴施農(nóng)藥時，駕駛室中安裝的監(jiān)視器顯示噴藥處方圖和拖拉機所在的位置。駕駛員監(jiān)視行走軌跡的同時，數(shù)據(jù)處理器根據(jù)處方圖上的噴藥量，隨時向噴藥機下達命令，控制噴灑。

2 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)應用

2.1 “精細農(nóng)業(yè)”具有以下優(yōu)點：

1) 提高收益

按照土壤特性、作物需求，實施灌溉、施肥、播種和病蟲草害防治，即能降低用水、肥料、種子、農(nóng)藥的投入，也能增加作物產(chǎn)量。 2) 保護環(huán)境

根據(jù)農(nóng)田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質(zhì)的污染，也能保護生態(tài)環(huán)境。

3) 提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量

根據(jù)作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農(nóng)藥、水帶來的副作用，造成作物減產(chǎn)，品質(zhì)下降，也能改善因缺少養(yǎng)分造成的減產(chǎn)和降低作物品質(zhì)。

4) 提供更多有用信息

由于可以獲取農(nóng)田更多的信息，能夠使作物生產(chǎn)管理人員制定出更、合理的管理決策。

2.2 實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐，一般需要滿足的條件

1) 農(nóng)田大小

農(nóng)田大小的概念主要取決于外部環(huán)境。不同國家，適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的農(nóng)田大小不一樣。一般需要一個的經(jīng)濟分析，可以計算出一個國家適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的最小農(nóng)田范圍。根據(jù)國外一篇文章報道，以小麥施肥為例，根據(jù)產(chǎn)量分布圖顯示，若按均一施肥200kg/ha，平均產(chǎn)量為6.85t/ha，保守提出一個產(chǎn)量目標7t/ha，假定ⅰ) 由于農(nóng)田起頭土壤壓實度較大，使得20％的農(nóng)田平均產(chǎn)量為5t/ha或更低，通過三年的深耕，可改善土壤壓實，使小麥產(chǎn)量提高10％（0.5t/ha）。ⅱ) 有15％農(nóng)田產(chǎn)量為6t/ha，由于土質(zhì)問題，不會達到7t/ha，因此，連同上面的20％的農(nóng)田，再少施30kg/ha氮。ⅲ) 20％農(nóng)田能夠提高產(chǎn)量到8t/ha，因此，再多施40kg/ha 氮，可將7t/ha提高到8t/ha。根據(jù)當前小麥、氮的時價，深耕費用，DGPS服務費用，辦公軟件費用，帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的聯(lián)合收割機和定位變量施肥機的使用費用，利息等，通過費用－利益分析，適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的最小面積約為85.6ha。

2) 農(nóng)機化程度

農(nóng)田可大可小，但是，農(nóng)業(yè)作業(yè)若不是機械化，“精細農(nóng)業(yè)”就無法實施。如聯(lián)合收割機、播種機、施肥機、噴藥機、噴灌機等。另外，還需要GIS、GPS（DGPS）；信息采集、分析設備；隨農(nóng)業(yè)機械配備的定位系統(tǒng)、控制設備、監(jiān)測設備等。總之，機械化、自動化程度越高，越利于實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐。 3) 農(nóng)田差異

一般來說，作物生長沒有空間差異的農(nóng)田，實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐，是不會有經(jīng)濟效益的。農(nóng)田的空間差異首先表現(xiàn)在產(chǎn)量的空間差異上。產(chǎn)量的差異可能是由于土壤墑情、土壤肥力、病蟲草害分布等因素的差異性造成的。但是，一塊農(nóng)田出現(xiàn)差異并不意味著有益于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐。首先，必須確定田間存在的差異有多大；其次，能否尋找到作物生長空間差異與作物產(chǎn)量空間差異之間的關(guān)系；再次，根據(jù)目前的作業(yè)條件，能否解決這些差異問題。

2.3 開展適合我國國情的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐

在我國，農(nóng)田規(guī)模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐尚需較長的發(fā)展過程，但是，結(jié)合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐或“精細農(nóng)業(yè)”單項技術(shù)實踐是可行的。

1) 了解差異，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

在我國廣大農(nóng)村，實行聯(lián)產(chǎn)承包責任制的情況下，個體農(nóng)民主要是根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗實施農(nóng)業(yè)作業(yè)。盡管每戶的責任田范圍內(nèi)作物生長條件的空間差異可能不大，但就整個地塊來說，其空間的差異性是顯而易見的。所以，以鄉(xiāng)、村范圍內(nèi)，建立以GIS為開發(fā)平臺的田間地理信息系統(tǒng)，其目的是讓農(nóng)民了解田間的差異分布，為農(nóng)民提供合理的管理支持。該系統(tǒng)可以生成以地塊為單位、以相對坐標定位的作物產(chǎn)量（以戶為單位）、作物長勢、土壤肥力、作物病蟲草害的分布圖。

2) 建立基于GIS、DGPS技術(shù)的作物管理輔助決策支持系統(tǒng)

在以縣或大農(nóng)場范圍內(nèi)，計算機及一些農(nóng)業(yè)信息技術(shù)具有了一定基礎。如果建立DGPS，基本上能夠覆蓋整個作業(yè)范圍。主要內(nèi)容包括：建立DGPS基準站；定位采集土壤墑情、土壤肥力、作物長勢和病蟲草害分布等作物生長空間數(shù)據(jù)；收集有關(guān)農(nóng)田地籍、土壤類型、耕作史、產(chǎn)量史、輪作史以及作物品種、肥料、農(nóng)藥、灌井分布等知識。在GIS軟件開發(fā)平臺中利用作物生長模擬模型和空間決策分析模型，制定出科學的農(nóng)田作業(yè)處方，為農(nóng)田資源合理利用和作物生產(chǎn)管理決策服務。 3) 建立“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系試驗示范工程

在墾區(qū)農(nóng)場或大面積作物生產(chǎn)平原地區(qū)建立“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系試驗示范工程，充分利用該地農(nóng)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營和先進的技術(shù)裝備優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)工程技術(shù)集成應用。其基本過程是：帶DGPS和產(chǎn)量測量的谷物聯(lián)合收割機在田間定位和自動采集對應小區(qū)的平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)，并利用計算機處理，生成作物產(chǎn)量分布圖；定位采集土壤肥力、墑情、病蟲草害分布、作物長勢，并利用計算機處理，生成作物生長的空間差異分布圖；利用GIS的空間決策分析和作物生長模擬模型，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；實施按處方圖控制農(nóng)業(yè)機械進行田間作業(yè)，如帶DGPS和處方圖讀入設備，可調(diào)節(jié)播量和播深的谷物精密播種機、可調(diào)節(jié)施肥量的定位施肥機和噴藥機、可控制噴水量的定位噴灌機等。通過“精細農(nóng)業(yè)”示范工程，不但能夠帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而且還能夠因地制宜地推動應用規(guī)模和范圍，逐步在較大面積和范圍內(nèi)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、品質(zhì)、低耗、高效生產(chǎn)。

3 遠景與討論

1) 目前，由于遙感（RS）技術(shù)應用于“精細農(nóng)業(yè)”的主要限制因素是空間分辨率太低。隨著RS技術(shù)的迅速發(fā)展，分辨率的不斷提高，必將成為“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)中獲取田間信息的重要來源。RS獲取的是作物生長過程中的時間序列圖象，提供的是農(nóng)田土壤和作物生長的空間反映光譜，通過DGPS地面測量，尋找光譜與實地測量值之間的關(guān)系，推斷農(nóng)田土壤和作物生長的時空變異性。另外，在作物生長季節(jié)，由于RS定期獲取土壤和作物生長的基本數(shù)據(jù)，可用于修正作物生長模擬模型，使作物生長模擬模型更加有效的反映作物生長規(guī)律，從而更好地服務于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐。

2) 如果說今天實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的主要動力是出于經(jīng)濟效益考慮，那么，環(huán)境問題將是未來的發(fā)展動力。“精細農(nóng)業(yè)”的目標是提高耕地資源的產(chǎn)量潛力，實施合理投入，科學管理，謀求作物生產(chǎn)好的經(jīng)濟效益。其中，尤以減少化肥和農(nóng)藥的投入引起特別重視。傳統(tǒng)的以整塊農(nóng)田平均施用化肥和農(nóng)田內(nèi)土壤養(yǎng)分時空需求、平均施用農(nóng)藥與病蟲草害時空變化的明顯差異相矛盾。既不能保障作物生產(chǎn)潛力的充分發(fā)揮，也會導致過量施用造成的生產(chǎn)成本增長、農(nóng)田和地下水資源污染、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降的嚴重后果。九十年代后期，歐盟大多數(shù)國家都實施了限制使用化肥和農(nóng)藥的立法，規(guī)定到2000年，要減少農(nóng)業(yè)化學品施用量50％，并開始征收高效農(nóng)業(yè)化學品使用稅，這更刺激了尋求新的科學調(diào)控農(nóng)業(yè)投入，降低作物生產(chǎn)成本的迫切需求。

3) 實施“精細農(nóng)業(yè)”的前提是田間土壤和作物生長的空間差異性。這些特性不僅沿水平方向和垂直方向變化，而且也隨時間變化。有些特征是很穩(wěn)定的，隨時間變化很慢，如土壤質(zhì)地、SOM等，而有些特性如N和濕度變化較快。所以，在實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐中還要解決：主要采集哪些信息；怎樣采集這些信息；采集時間間隔；怎樣反映空間差異性等許多問題。例如，采樣方法不同，采樣和分析費用不同；采樣時間間隔的大小直接影響管理費用等。另外，即便獲取了大量的空間數(shù)據(jù)，怎樣更有效利用這些數(shù)據(jù)制定合理的作物管理決策往往是很困難的。一些研究者們已經(jīng)利用統(tǒng)計的方法來更好的建立作物產(chǎn)量差異與作物生長空間差異之間的關(guān)系。然而，作物生產(chǎn)不僅受到空間因素的影響，而且受到時間變化的影響。氣候因素的變化往往比空間差異更重要，尤其是降雨和溫度。有時，在某些年份，空間差異對作物產(chǎn)量可以忽略不計。但是，經(jīng)過多年“精細農(nóng)業(yè)”實踐，可收集大量的有關(guān)作物生長信息，利用“反饋”方法，反復修正作物生長條件，使作物生長達到良性循環(huán)。

精細農(nóng)業(yè)論文:“精細農(nóng)業(yè)”的實踐與農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新

21世紀，人類將逐步進入知識經(jīng)濟的時代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動人們在科學利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)基于信息和知識的生產(chǎn)過程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在實踐當今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來在一些發(fā)達國家開展的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)引起一些國家政府和科技決策部門的重視。美國國家研究委員會（National Research Council）為此曾專門立項組織了一批多學科著名專家對有關(guān)發(fā)展研究進行了評估，研究報告經(jīng)過由美國科學院，工程院和醫(yī)學科學院院士組成的評估組進行審議后，于1997年發(fā)表了“Precision Agriculture in the 21st Century－Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究專著，分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究的機遇。近兩年來，我國科技界在研究推進新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對國外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報導，有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗示范工程準備工作, 國內(nèi)外的學術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍，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世紀實現(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。可以預言：“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀之交成為推進我國新的農(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)展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成，其應用研究發(fā)展必將帶動一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開發(fā)，對推動我國基于知識和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠的戰(zhàn)略性意義。 “精細農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)”、“精細農(nóng)業(yè)”等。 實際上，目前國外關(guān)于Precision Agriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進技術(shù)為基礎的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術(shù)。因此，作者認為采用“精細農(nóng)業(yè)”或“精細農(nóng)作”譯名來表達當前實踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然，當今實踐的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想，應該擴展到設施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實踐，在發(fā)達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)學家在進行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家系統(tǒng)應用研究與實踐中進一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時空差異性，從而提出對作物栽培管理實施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的；在農(nóng)業(yè)工程領域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實用化而推動的農(nóng)業(yè)機械裝備的機電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達國家對農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準備了條件。海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展，也推動了“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學、農(nóng)藝學、土壤學、植保科學、資源環(huán)境科學和智能化農(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，形成和完善了一個新的精細農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農(nóng)業(yè)”示范應用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應用中預示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術(shù)會議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專題“國際精細農(nóng)業(yè)學術(shù)研討會”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會；在萬維網(wǎng)上設置有多個專題網(wǎng)址，可以及時查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農(nóng)業(yè)”研究中心，開設了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓課程；日、韓等國近年來已加快開展研究工作，并得到了政府部門和相關(guān)企業(yè)的大力支持。國際上對這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯们熬坝辛藦V泛的共識，將成為世紀之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應用研究的重要課題。 “精細農(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）實際存在的空間和時間差異性信息，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)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實踐，提供了先進的技術(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，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象進行管理，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)量的認識水平，很少顧及對農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗積累的適于當?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實際上，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，再逐步按時空變化蔓延的特性，早已為人們所認識。幾世紀前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達到很好的經(jīng)濟產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學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。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產(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C.M. Linsley和F.C.Bauer 發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應繪制自己田區(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導。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（Site Specific Crop Management）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，已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對應地理坐標位置的數(shù)據(jù)，并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的較大差異可以超過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)量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展，為定量獲取這些影響作物生長因素及最終收成的空間差異性信息，實施基于知識和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟產(chǎn)量成為可能。圖1是精細農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù) 通過計算機處理，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的處方農(nóng)業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過多次循環(huán)的實踐，來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識，逐步達到作物生產(chǎn)管理精細化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“”。事實上，目前應用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15 m2, 獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細到60 m左右。在實際操作上，對獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的處方圖來指導處方農(nóng)作，因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細化。上述精細農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達國家的試驗和應用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性，為實現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對實現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應用地理信息系統(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)量計量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產(chǎn)量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實時采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號處理技術(shù)；按小區(qū)實施自動處方農(nóng)作、調(diào)控目標投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機械；制定科學的農(nóng)作處方需要農(nóng)學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個能協(xié)調(diào)運作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標準化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細農(nóng)業(yè)”在發(fā)達國家也不過五、六年的應用試驗歷史，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)的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農(nóng)業(yè)”應用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。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踐“精細農(nóng)作”的基礎。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)驗知識，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟適用的對策，在現(xiàn)實可行條件下采取適當措施實施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)控。

“精細農(nóng)業(yè)”研究的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)思想并付諸于實踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統(tǒng)戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認識世界科技進步對未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細農(nóng)業(yè)”的實踐將在下一世紀開發(fā)“數(shù)字地球”的實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，實踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術(shù)的示范與實踐研究，將有利與推動實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識化與信息化進程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農(nóng)用先進支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務業(yè)的發(fā)展。在“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品，

圖1. 精細農(nóng)作技術(shù)體系示意圖 （來源：FieldStar, Messay Ferguson Ltd.）

為支持當前的“科技興農(nóng)”服務。在發(fā)展研究中，個人認為需要重視如下問題：

加強對國際有關(guān)發(fā)展信息和經(jīng)驗的研究，提出符合國情的發(fā)展戰(zhàn)略。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數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果。可以采取引進技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準切入點，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)。“精細農(nóng)作”的技術(shù)思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義，即認識農(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，實施定位處方農(nóng)作。它是適應集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標而提出的，在我國可先在規(guī)模化農(nóng)場、部分大城市郊區(qū)和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗區(qū)，力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進行研究與實踐。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，實現(xiàn)廣域的現(xiàn)代農(nóng)田精細經(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)田的尺度上對精細農(nóng)作的技術(shù)思想進行示范試驗研究，并可著重結(jié)合發(fā)展農(nóng)村社會化服務方式創(chuàng)新中，開拓出新的服務領域。這樣，既可以使我國的研究實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)村逐步推廣先進的農(nóng)作技術(shù)體系。

通過“精細農(nóng)業(yè)”的試驗示范研究，大力傳播基于信息與知識的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)精細經(jīng)營的技術(shù)思想。現(xiàn)今實踐的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作應該擴展到種、養(yǎng)、加，產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的整個過程，即過渡到建立“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)體系。實際上，“精細農(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)達國家奶牛場，基于動物個體編號電子自動識別技術(shù)，根據(jù)奶牛產(chǎn)奶量定量配料系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。近十多年來，全自動化設施園藝業(yè)的發(fā)展和養(yǎng)殖業(yè)中動物生長預測模型與配料、環(huán)境調(diào)控自動化系統(tǒng)的結(jié)合，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后儲藏、保鮮、加工、分級，為達到高品質(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。在我國，“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想，尤應在設施園藝，集約養(yǎng)殖，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)挑選、儲藏加工等增值產(chǎn)業(yè)中先付諸實踐與推廣，這對我國目前處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整時期和開始重視強調(diào)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變中，依靠先進技術(shù)裝備和農(nóng)業(yè)精細經(jīng)營技術(shù)的支持，對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村穩(wěn)定，都具有重要的現(xiàn)實意義。

在“精細農(nóng)業(yè)”試驗研究實踐過程中，注意組裝一批基于信息和知識的單項適用先進技術(shù)支持當前的“科技興農(nóng)”。如：GPS、GIS技術(shù)用于農(nóng)村規(guī)劃、農(nóng)田管理、節(jié)水灌溉、環(huán)境監(jiān)測的實用技術(shù)；農(nóng)田信息快速采集、存儲、處理技術(shù)與儀器；農(nóng)田耕作、土肥管理、農(nóng)藥利用、污染控制等適用技術(shù)；機電儀一體化的農(nóng)業(yè)機械裝備；精細測土配方施肥、病蟲草害快速實用監(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)的推廣及裝備農(nóng)業(yè)社會化服務體系的先進技術(shù)與工具的開發(fā)等。

在研究推進新的農(nóng)業(yè)科技革命中注意形成一批具有創(chuàng)新意義的新技術(shù)體系，以支持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。新的技術(shù)體系應在科學理論或方法上，在高新技術(shù)的應用上有重要的突破，能夠引起技術(shù)上產(chǎn)生質(zhì)的飛躍和為實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)率先躍居世界先進水平作出貢獻。在試驗研究中要加強多部門、多學科間的相互合作，協(xié)同攻關(guān).發(fā)展學術(shù)交流，加強國際合作，重視應用基礎研究。在高等農(nóng)業(yè)工程院校的學科建設與教學內(nèi)容改革中，要創(chuàng)造條件開設有關(guān)GPS、GIS、RS應用課程，加強電子信息高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域的應用技術(shù)開發(fā)研究。

在“精細農(nóng)業(yè)”的示范試驗研究中，提出了一系列新的科學技術(shù)問題。其中，尤以田間信息實時快速采集先進傳感技術(shù)，生物信息模式識別技術(shù)，空間信息處理與圖形自動生成技術(shù)，計算機化的定量管理農(nóng)藝技術(shù)與系統(tǒng)分析等，都需要作物科學、農(nóng)藝學、生物物理、數(shù)學方法、信息軟硬件技術(shù)和技術(shù)經(jīng)濟學的支持，這為農(nóng)業(yè)科技工作者提供了進行科技創(chuàng)新的良好機遇。

精細農(nóng)業(yè)論文:淺談我國精細農(nóng)業(yè)常用的一些基本理論

論文關(guān)鍵詞:精細農(nóng)業(yè)　遙感技術(shù)　全球定位系統(tǒng)　地理信息系統(tǒng)

論文摘要：我國人多地少，面對人口日益增加的巨大壓力，對于資源的有效利用和環(huán)境保護的要求越來越高，因此，研究和發(fā)展適合我國國情的精細農(nóng)業(yè)技術(shù)，推動我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，也是機遇性的挑戰(zhàn)，應當引起我國農(nóng)業(yè)科技界的高度重視。本文首先介紹了國內(nèi)外“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)應用情況，而后對精細農(nóng)業(yè)的一些基本理論進行總結(jié)，以供參考。

0 引言

“精細農(nóng)業(yè)”的核心指導思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長和產(chǎn)量的各種因素的時空差異，避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言，就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對采集的農(nóng)田信息進行空間定位；利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施，以達到對田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。精細農(nóng)業(yè)技術(shù)是運用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、傳感器及檢測系統(tǒng)、計算機控制器及變量執(zhí)行設備等信息技術(shù)，對大田農(nóng)作物生產(chǎn)和畜牧生產(chǎn)實施監(jiān)控，從而提高作物和畜牧產(chǎn)量和質(zhì)量，較大限度地保護生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 國內(nèi)外“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應用情況

1.1 國外“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應用情況 在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)主要用于土地資源的詳查及監(jiān)測，農(nóng)作物生長狀況的監(jiān)測和產(chǎn)量預測，災害性天氣、旱情、澇情和水情的監(jiān)測，農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測與精細防治和大地號農(nóng)田的優(yōu)化施肥等方面。

到了八十年代和九十年代，由于遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)( GPS ) 和地理信息系統(tǒng)(GIS)的應用， 進行農(nóng)情監(jiān)測和產(chǎn)量預測已達到更加的程度，所用設備的數(shù)量和精度都在提高。目前全球已有20000 臺“產(chǎn)量監(jiān)測器”投入了使用，有的就裝在收獲機械上。

目前，在一些國家“可變比率灑施機”的試用引起了人們的極大興趣。該機器的設計者試圖借助于RS、GIS和GPS等技術(shù)獲取田間信息(包括土壤參數(shù)和病蟲害情況等)，同時機器自動控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。由于優(yōu)化施肥，農(nóng)場主從中可能獲得巨大的經(jīng)濟效益。

另一種“可變比率灑施機”名為“實時閉循環(huán)系統(tǒng)”(Real-time closed-loop System)，其設計者是想盡可能地擺脫對3S技術(shù)的依賴，田間信息直接由安在灑施機上的探測設備獲取，并立即對數(shù)據(jù)進行分析并自動控制農(nóng)藥、化肥和種子的施入量。這種機器保障了所測得信息與所采取措施的地點的一致性。

1.2 國內(nèi)“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應用情況 我國是個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然條件十分復雜，自然災害頻繁，因此“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是非常重要的。

我國利用地球資源技術(shù)衛(wèi)星遙感資料進行土壤和水文調(diào)查開始于七十年代末和八十年代初，山西、內(nèi)蒙等省(區(qū))的土壤調(diào)查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃工作就利用了衛(wèi)星遙感資料。

1984-1986年，我國在京、津、冀地區(qū)，進行了大規(guī)模的冬小麥衛(wèi)星遙感試驗，取得了一定成果。1985和1986年小麥產(chǎn)量預報率分別為92％和95％。

可見，我國“精細農(nóng)業(yè)”基本上還停留在衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)和產(chǎn)量預測方面。

2 “精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想

精細農(nóng)業(yè)其核心思想是通過對農(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、土壤含水量、植物營養(yǎng)、病蟲害、雜草等)實際存在的空間和時間差異性的分析，確定影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控，以充分利用資源，實現(xiàn)最經(jīng)濟、最合理的投入，獲得經(jīng)濟上和環(huán)境上的較大效益。精細農(nóng)業(yè)之所以引起全世界廣泛的關(guān)注，首先是因為它能顯著提高產(chǎn)量，提高耕地資源利用潛力和保護環(huán)境；其次，是因為精細農(nóng)業(yè)研究的意義已遠遠超出其技術(shù)系統(tǒng)應用發(fā)展本身的范圍，它提供的技術(shù)思想和改造客觀世界的認識思維方式，其影響更是深遠的。

3 精細農(nóng)業(yè)的技術(shù)構(gòu)成

3.1 GPS——全球定位系統(tǒng) 推動精細農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)是在20世紀70年代末開始建立的全球定位系統(tǒng)。它是一種高精度、全天候、全球性的無線電導航、定位、定時系統(tǒng)，它可提供連續(xù)、定位和原子時鐘信息。

3.2 GIS——地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎，在計算機軟、硬件的支持下，對有關(guān)空間數(shù)據(jù)按地量坐標或空間位置進行預處理、輸入、存儲、查詢、檢索、運算、分析、顯示、更新和提供應用、研究，并處理各種空間實體和空間關(guān)系。它有如下特征：具有采集、管理、分析和輸出多種空間信息的能力；具有空間分析、多要素信息分析和預測預報的能力，可為宏觀決策管理服務；能實現(xiàn)快速、的空間分析和動態(tài)監(jiān)測研究。將GIS用于精細農(nóng)業(yè)中，可對農(nóng)田小區(qū)的作物產(chǎn)量和各種影響因素進行存儲、分析和管理。

3.3 RS——遙感技術(shù) 遙感技術(shù)可根據(jù)對遙感資料的解譯，獲得所研究區(qū)域內(nèi)有關(guān)信息，具有宏觀、快速、動態(tài)等特點。

不同含水量的土壤具有不同的地表溫度，因而具有不同的熱紅外特性和熱輻射特性。農(nóng)作物不同生長期和不同生長情況均有不同的光譜反射曲線，所以結(jié)合研究區(qū)域內(nèi)抽樣調(diào)查的資料和GIS數(shù)據(jù)庫，并依靠有關(guān)的專業(yè)基礎知識，利用RS可獲得土壤含水量、作物長勢和產(chǎn)量等重要資料。

3.4 DSS——決策支持系統(tǒng) 決策支持系統(tǒng)是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和專家在長期生產(chǎn)中獲得的知識，建立作物栽培與經(jīng)濟分析模型、空間分析與時間序列模型、統(tǒng)計趨勢分析與預測模型和技術(shù)經(jīng)濟分析模型，利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數(shù)據(jù)庫，針對小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長環(huán)境和生長條件時間和空間上存在的差異作出分布式投入決策，即生成田間投入處方圖。決策支持系統(tǒng)DSS綜合了專家系統(tǒng)ES(expert system)和模擬系統(tǒng)SS(simulation system)，因而能為精細農(nóng)業(yè)的實施提供正確的決策支持。

3.5 ST——信息采集與處理技術(shù) 信息采集與處理技術(shù)是獲取各種信息的重要手段。精細農(nóng)業(yè)的實現(xiàn)首先在于認識農(nóng)田小區(qū)內(nèi)農(nóng)作物生長環(huán)境和生物情況的差異而這必須依賴于各種先進的傳感器。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，各種非接觸快速測量傳感器和智能化傳感器為精細農(nóng)業(yè)提供了全新的技術(shù)支持。

3.6 IAM——智能化農(nóng)業(yè)機械 智能化農(nóng)業(yè)機械IAM是實現(xiàn)精細農(nóng)業(yè)的重要設備。智能化農(nóng)一機械首先必須利用DGPS技術(shù)實現(xiàn)定位，然后必須根據(jù)田間處方圖生成的智能控制軟件，針對農(nóng)田小區(qū)存在的差異自動執(zhí)行分布式投入決策。

我國人多地少，面對人口日益增加的巨大壓力，對于資源的有效利用和環(huán)境保護的要求越來越高，因此，研究和發(fā)展適合我國國情的精細農(nóng)業(yè)技術(shù)，推動我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，也是機遇性的挑戰(zhàn)，應當引起我國農(nóng)業(yè)科技界的高度重視。

精細農(nóng)業(yè)論文:試述現(xiàn)代精細農(nóng)業(yè)的技術(shù)構(gòu)成及其應用

摘要：長期以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都是以田塊為基礎，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量。實際上，在同一農(nóng)田內(nèi)，有許多因素影響著作物的生長和產(chǎn)量，存在著明顯的時空差異性。 “精細農(nóng)業(yè)”是綜合應用地球空間信息技術(shù)、 計算 機輔助決策技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程技術(shù)等 現(xiàn)代 高新科技，以獲得農(nóng)田“高產(chǎn)、品質(zhì)、高級”的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系。本文在充分了解“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成的基礎上，探討了“精細農(nóng)業(yè)”的應用范圍，結(jié)合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：精細農(nóng)業(yè) 信息技術(shù) 衛(wèi)星定位系統(tǒng)

0 引言

在過去的半個世紀中，隨著生物遺傳育種技術(shù)的進步,耕地面積的擴大,化學肥料及農(nóng)藥的大量使用，世界農(nóng)業(yè)取得了長足 發(fā)展 。但這種農(nóng)業(yè)增長模式也同時帶來了水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化、水資源浪費、生物多樣性遭到破壞等一系列問題。為了解決這些問題，“精細農(nóng)業(yè)”的概念和技術(shù)應運而生。

1 精細農(nóng)業(yè)的含義

“精細農(nóng)業(yè)”的核心指導思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長和產(chǎn)量的各種因素的時空差異，避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言，就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對采集的農(nóng)田信息進行空間定位；利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、 自然 條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時空差異性和實施調(diào)控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行調(diào)控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達到對田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。

2 精細農(nóng)業(yè)技術(shù)組成

2.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是通過產(chǎn)量測量、作物監(jiān)測以及土壤采樣等方法來獲取數(shù)據(jù)，以便了解整個田塊的作物生長環(huán)境的空間變異特性。

2.1.1 產(chǎn)量數(shù)據(jù)采集 帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的谷物聯(lián)合收割機在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當?shù)氐漠a(chǎn)量，記錄數(shù)據(jù)以文本形式（經(jīng)度、緯度、產(chǎn)量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產(chǎn)量精度的主要原因是gps（或dgps）定位精度、產(chǎn)量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。

2.1.2 土壤數(shù)據(jù)采集 土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、som、ph、土壤壓實、耕作層深度等。利用gps在田間定位，采集土樣。由于采集的土樣一般還要送到實驗室處理分析，耗資費時，成為實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的瓶頸。

2.1.3 苗情、病蟲草害數(shù)據(jù)采集 利用機載gps或人工攜帶gps，在田間行走中隨時可定位，記錄位置，并記錄作物長勢或病蟲草害的分布情況。

2.2 數(shù)據(jù)分析 一般采集的數(shù)據(jù)都是以文本表形式表示，需要利用一些數(shù)學方法進行處理，生成分布圖。未來的發(fā)展趨勢是數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析統(tǒng)一起來，將田間觀測者的地理位置和田間觀測數(shù)據(jù)，通過便攜pc和天線發(fā)往辦公室pc，利用軟件自動生成田間數(shù)據(jù)分布圖。

2.3 決策分析 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是根據(jù)田間采集到的不均衡空間分布數(shù)據(jù)及有關(guān)作物其它信息，經(jīng)過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農(nóng)業(yè)”的核心，直接影響“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的實踐效果。gis用于描述農(nóng)田空間上的差異性，而作物生長模擬技術(shù)用來描述某一位置上特定生長環(huán)境下的生長狀態(tài)。只有將gis與模擬技術(shù)緊密地結(jié)合在一起，才能制定出切實可行的決策方案。

2.4 控制實施 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的目的是 科學 管理田間小區(qū)，降低投入，提高生產(chǎn)效率。作為支持“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設備，除了帶有定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的聯(lián)合收割機外，按處方圖進行作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械還有：帶有定位系統(tǒng)和處方圖讀入設備，控制播深和播量的谷物精密播種機；控制施肥量的施肥機；控制劑量的噴藥機；控制噴水量的噴灌機；控制耕深的翻耕機等。例如，當駕駛拖拉機在田間噴施農(nóng)藥時，駕駛室中安裝的監(jiān)視器顯示噴藥處方圖和拖拉機所在的位置。駕駛員監(jiān)視行走軌跡的同時，數(shù)據(jù)處理器根據(jù)處方圖上的噴藥量，隨時向噴藥機下達命令，控制噴灑。

3 精細農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用

3.1 “精細農(nóng)業(yè)”具有以下優(yōu)點：

3.1.1 提高收益 按照土壤特性、作物需求，實施灌溉、施肥、播種和病蟲草害防治，即能降低用水、肥料、種子、農(nóng)藥的投入，也能增加作物產(chǎn)量。

3.1.2 保護環(huán)境 根據(jù)農(nóng)田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質(zhì)的污染，也能保護生態(tài)環(huán)境。

3.1.3 提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量 根據(jù)作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農(nóng)藥、水帶來的副作用，造成作物減產(chǎn)，品質(zhì)下降，也能改善因缺少養(yǎng)分造成的減產(chǎn)和降低作物品質(zhì)。

3.1.4 提供更多有用信息 由于可以獲取農(nóng)田更多的信息，能夠使作物生產(chǎn)管理人員制定出更、合理的管理決策。

3.2 需要滿足的條件

3.2.1 農(nóng)田大小 農(nóng)田大小的概念主要取決于外部環(huán)境。不同國家，適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的農(nóng)田大小不一樣。一般需要一個的 經(jīng)濟 分析，可以 計算 出一個國家適于“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐的最小農(nóng)田范圍。

3.2.2 農(nóng)機化程度 農(nóng)田可大可小，但是，農(nóng)業(yè)作業(yè)若不是機械化，“精細農(nóng)業(yè)”就無法實施。如聯(lián)合收割機、播種機、施肥機、噴藥機、噴灌機等。另外，還需要gis、gps（dgps）；信息采集、分析設備；隨農(nóng)業(yè)機械配備的定位系統(tǒng)、控制設備、監(jiān)測設備等。總之，機械化、自動化程度越高，越利于實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐。

3.2.3 農(nóng)田差異 一般來說，作物生長沒有空間差異的農(nóng)田，實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐，是不會有經(jīng)濟效益的。農(nóng)田的空間差異首先表現(xiàn)在產(chǎn)量的空間差異上。產(chǎn)量的差異可能是由于土壤墑情、土壤肥力、病蟲草害分布等因素的差異性造成的。

在我國，農(nóng)田規(guī)模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐尚需較長的 發(fā)展 過程，但是，結(jié)合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐或“精細農(nóng)業(yè)”單項技術(shù)實踐是可行的。

精細農(nóng)業(yè)論文:規(guī)模化和精細化是中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向

摘要：由于理論的局限性和實踐經(jīng)驗的缺乏，中國農(nóng)業(yè)發(fā)展雖然取得了很大的成績，但并沒有從根本上改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特征。城市工業(yè)化對農(nóng)村剩余勞動力的有限吸收決定了中國不可能照搬劉易斯模式實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。規(guī)模化和精細化作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的兩個發(fā)展方向，必將成為中國農(nóng)業(yè)經(jīng)營的現(xiàn)實選擇。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；規(guī)模化；精細化

改革開放以來，以上世紀80年代初期的聯(lián)產(chǎn)承包責任制為主要標志，中國農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了一系列比較成功的發(fā)展時期。然而，由于理論的局限性和實踐經(jīng)驗的缺乏，中國并沒有從根本上改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特征。農(nóng)業(yè)脆弱的基礎地位在中國新一輪的通貨膨脹中暴露無遺。據(jù)國家統(tǒng)計局的信息，2007年，中國居民cpi上漲4.8％，漲幅比2006年提高3.3個百分點，而食品價格上漲成為拉動價格總水平上漲的最主要原因。2008年，中國物價上漲的勢頭有增無減，僅2月份的cpi就達到8.4％，創(chuàng)下十二年來的新高。可以說，中國“低通脹、高增長”的黃金發(fā)展時期已經(jīng)過去了。農(nóng)業(yè)是食品加工工業(yè)的基礎，深刻反思中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的不足，不僅有利于從根本上解決目前的通貨膨脹問題，更有利于中國農(nóng)業(yè)抓住契機，迅速向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。

一、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展理論的局限性

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展理論以阿瑟·劉易斯的《二元經(jīng)濟論》和舒爾茨的《改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)》為代表。應該說，這兩大理論都為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變提供了嶄新的思路，對二次世界大戰(zhàn)以后世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了一定的積極作用。然而，理論本身的缺陷，非常苛刻的理論應用前提，加上缺乏實踐經(jīng)驗的必要總結(jié)和提煉，很容易導致發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)在經(jīng)歷一段短時期的繁榮之后再次陷入停滯，回到那種投入產(chǎn)出的低水平均衡。以《二元經(jīng)濟論》為例，劉易斯最重要的假設就是農(nóng)村存在隱性失業(yè)，農(nóng)業(yè)勞動的邊際生產(chǎn)率為零或者為負數(shù)。在對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒有任何不利影響的前提下，農(nóng)村勞動力可以源源不斷地流向城市，加人工業(yè)化進程。當農(nóng)村勞動力流出到一定程度時，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降，價格上升，追求利潤的動力將促使農(nóng)民把現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)要素引進來，從而實現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。然而，從發(fā)展中國家的實踐來看，不僅是劉易斯的假設站不住腳，劉易斯所描述的二元經(jīng)濟向一元經(jīng)濟轉(zhuǎn)變的過程也過于簡單。首先，正如美國西奧多·w·舒爾茨所指出的，農(nóng)村勞動的邊際生產(chǎn)力為正，不是零，更不是負數(shù)，因此農(nóng)村勞動力流出帶來的直接后果就是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的下降。其次，農(nóng)產(chǎn)品價格的上升幾乎伴隨著勞動力流出的開始而開始，并不是有相當長一段時間的滯后期。因為相對于較低的農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率，工業(yè)的勞動生產(chǎn)率較高，即使在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量保持不變的情況下，農(nóng)產(chǎn)品的相對價格也會上升。再次，農(nóng)產(chǎn)品價格上升所帶來的利潤，并不能肯定把現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素引進來。因為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素是多種要素的集合體，其中許多關(guān)鍵性的生產(chǎn)要素具有很長的生產(chǎn)周期。農(nóng)產(chǎn)品市場的價格波動足以扼殺現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的整體引進，取而代之的是增加傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入，從而使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變功敗垂成。，考慮到經(jīng)濟開放的因素，農(nóng)產(chǎn)品的進口足以阻止任何農(nóng)產(chǎn)品的價格上漲和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利潤的獲得。因此，無論是二元經(jīng)濟理論還是改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)理論，它們都存在先天的局限性。這種局限性在中國過去三十年的農(nóng)業(yè)發(fā)展中充分暴露了出來。

二、中國農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題

1978年以來，中國農(nóng)業(yè)發(fā)展取得了很大的進步。1985年，在中國具有深遠影響的家庭聯(lián)產(chǎn)承包責任制不僅鋪開，其效應也已開始充分發(fā)揮，中國農(nóng)業(yè)取得了前所未有的大豐收。現(xiàn)在，中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展基本滿足了國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展對農(nóng)產(chǎn)品的需求，農(nóng)產(chǎn)品的進口在全部進口總額中只占很小比重，這對于擁有13億人口的發(fā)展中大國而言，是非常了不起的成就。

然而，我們在看到成績的同時，也要看到問題和不足。總體上說，中國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著兩大問題：一是中國農(nóng)業(yè)仍是一個低收入行業(yè)，二是農(nóng)村勞動力向城市的轉(zhuǎn)移受到工業(yè)化能力的限制。這兩大問題相互交織，相互作用，維持著中國農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出的低水平均衡。需要指出的是，農(nóng)業(yè)的低收入使農(nóng)村勞動力流出，極大降低了農(nóng)業(yè)勞動力的整體素質(zhì)，這對主要依賴人力資本的中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化造成了致命打擊。巨大的城鄉(xiāng)收入差距，不僅意味著農(nóng)村較低的消費和生活水平，也意味著農(nóng)村的低儲蓄和低投資，意味著改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)所需要的貨幣資本和實物資本投入都面臨不可克服的現(xiàn)實困難。然而資金的缺乏還不是最主要的，因為在發(fā)達的金融市場中，只要有豐富的人力資本，信用仍然能夠彌補貨幣和實物資本的不足，但務農(nóng)的低收入恰恰又讓農(nóng)村本已稀缺的人力資本進一步流失。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需要的不是廉價的低素質(zhì)勞動力，而是具有較高教育水平和相當技術(shù)含量的高技術(shù)勞動者，這種勞動力在農(nóng)村很奇缺。然而在農(nóng)業(yè)勞動低收入的刺激之下，不僅有一定技術(shù)水準的勞動力走向了城市，甚至具有強壯體力的簡單勞動力也離開農(nóng)村，這意味著滯留在農(nóng)村的勞動力主體是老、弱、病、殘，他們無論在勞動力數(shù)量還是質(zhì)量上都不可能勝任中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。農(nóng)產(chǎn)品價格偶然性上漲所帶來的經(jīng)濟刺激，其結(jié)果不可能是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入，而只能是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的簡單追加。農(nóng)產(chǎn)品銷售的高價格最終對應著農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的高成本，而不是通過引進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素降低生產(chǎn)成本，獲取更多的農(nóng)業(yè)利潤，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入良性循環(huán)。

如果說，務農(nóng)的低收入為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化制造了巨大障礙，城市工業(yè)化接納農(nóng)村剩余勞動力能力有限，則使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)維持的低水平均衡獲得了必要的外部條件。受工業(yè)化產(chǎn)品市場容量的限制，勞動密集型產(chǎn)業(yè)在中國城市的發(fā)展遇到瓶頸，城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級進一步表明依靠城市工業(yè)化來吸納農(nóng)村剩余勞動力是不現(xiàn)實的。在這種情況下，民以食為天，廉價的勞動力大軍盤踞在農(nóng)村，也就為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的延續(xù)提供了好的土壤。在改革開放的三十年里，盡管中國的農(nóng)業(yè)機械總動力有所增加，但中國農(nóng)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟效應并沒有顯示出來，更沒有顯示出中國農(nóng)業(yè)機械化的強大競爭力。

三、規(guī)模化與精細化是中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本方向

一方面，中國農(nóng)村勞動力向城市的轉(zhuǎn)移受到工業(yè)化市場容量的限制；另一方面，中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變又必須以大批農(nóng)業(yè)勞動力的退出為前提，只有這樣才可能產(chǎn)生資本對勞動的有效替代。這意味著中國必須開辟一個新的就業(yè)領域作為農(nóng)村過剩勞動力的吸收器。新的就業(yè)領域只能來自農(nóng)業(yè)內(nèi)部，但它絕不是我們?nèi)粘Ｋ斫獾默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)，在嚴格的意義上，按照劉易斯模式實現(xiàn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應稱為大田農(nóng)業(yè)。新的就業(yè)領域是特種農(nóng)業(yè)，也稱精細農(nóng)業(yè)、都市農(nóng)業(yè)，它在日本、東亞四小龍甚至東南亞一些國家已取得一定的成功經(jīng)驗。特種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)滿足人們特殊需要的農(nóng)產(chǎn)品，大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)滿足人們?nèi)粘Ｐ枰霓r(nóng)產(chǎn)品。兩者之間最主要的區(qū)別，就產(chǎn)品而言，特種農(nóng)產(chǎn)品異質(zhì)性高、產(chǎn)品差別化程度大，大田農(nóng)產(chǎn)品同質(zhì)性高、幾乎可替代；就要素投入而言，特種農(nóng)業(yè)是典型的勞動密集型行業(yè)，而大田農(nóng)業(yè)是典型的資本密集型行業(yè)，盡管二者所需要的技術(shù)含量都很高。特種農(nóng)業(yè)和大田農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的兩個組成部分，它們代表著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的兩個方向，每個發(fā)展中國家在實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化時，都應根據(jù)自己的國情，選擇適合自己的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路，自主決定特種農(nóng)業(yè)和大田農(nóng)業(yè)在本國農(nóng)業(yè)部門中的比重。

實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，絕不能照抄照搬西方的農(nóng)業(yè)發(fā)展理論，必須結(jié)合中國國情，創(chuàng)建有中國特色的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展理論。西方的農(nóng)業(yè)發(fā)展理論之所以有效，是因為它適合西方的國情。西方發(fā)達國家在工業(yè)化的過程中，面臨著嚴重的勞動力短缺，勞動密集型的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)除以廉價的資本取代昂貴的勞動力之外，沒有任何選擇，以機械化為基本特征的西方農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是市場競爭的結(jié)果，后來的農(nóng)業(yè)電氣化、自動化和智能化等都是在機械化的基礎上完成的。這種在特殊情形下完成的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化并不意味著西方的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化代表著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的全部內(nèi)容，充其量它只是告訴我們，通過資本對勞動的替代，可有效提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率，創(chuàng)造出更多的農(nóng)業(yè)剩余產(chǎn)品。從這種意義上說，劉易斯的《二元經(jīng)濟論》講述的是西方的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化之路，是農(nóng)業(yè)勞動力嚴重不足情形下的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，這條道路對于有著嚴重過剩勞動力的中國農(nóng)業(yè)是否適用值得商榷。相反，舒爾茨的《改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)》與其說它為農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化提供了一條新思路，不如說它為西方農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化理論補充了新的內(nèi)容。因為就大田農(nóng)業(yè)而言，劉易斯的《二元經(jīng)濟論》顯然更具有說服力。大田作物最基本的特點就是受自然條件影響顯著，最能發(fā)揮人的主觀能動性的地方就是改變勞動的投入方式，這是西方農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化首先從以資本替代勞動開始的首要原因，在機械化鋪開之后，才有化學化、生物化等其他農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)。這種以節(jié)省勞動力為基本目的的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化注定了其產(chǎn)品的勞動含量較低，農(nóng)產(chǎn)品具有明顯的資本密集型特征，但社會發(fā)展的需要顯然不應局限于資本密集型農(nóng)產(chǎn)品的滿足。舒爾茨的《改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)》在強調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中資本與勞動具有可替代性的同時，認為可以通過增加勞動的投入來彌補資本的不足，卻無意識地把人們引導到一個農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的全新空間，這就是特種農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化，專門生產(chǎn)勞動密集型農(nóng)產(chǎn)品。如果說大田作物滿足的是人們?nèi)粘Ｉ畹男枰胤N農(nóng)產(chǎn)品滿足的就是人們特殊生活的需要。舒爾茨理論應用的結(jié)果是，如果要取得成功，只能是特種農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)和特種農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的實現(xiàn)，這也許是舒爾茨當初提出這一理論時所沒有想到的。

中國在過去三十年中，發(fā)展農(nóng)業(yè)不能說不盡力，但農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的步伐始終緩慢，每一次重大的農(nóng)業(yè)技術(shù)特別是生物技術(shù)的革新，都帶來了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的較大提高，但中國農(nóng)業(yè)始終沒能擺脫傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基本特征。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而言是一次全新的“革命”。中國發(fā)展農(nóng)業(yè)應該兩條腿走路：一方面發(fā)展大田農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，通過機械化解決勞動效率問題；另一方面發(fā)展特種農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，增加農(nóng)產(chǎn)品的品種，解決勞動力過剩問題。可以說，沒有機械化，就不可能實現(xiàn)大田農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化；同樣，沒有差別化，也就沒有特種農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化。中國農(nóng)業(yè)過去較大的失誤是，在強調(diào)產(chǎn)量的同時沒有將過剩勞動力從大田農(nóng)業(yè)中分離出來。實現(xiàn)大田農(nóng)業(yè)和特種農(nóng)業(yè)的齊頭并進，追求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化和精細化，將是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。

精細農(nóng)業(yè)論文:淺述精細農(nóng)業(yè)在我國的應用實踐

摘要：本文在充分了解“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成的基礎上，探討了“精細農(nóng)業(yè)”的應用范圍，尤其是結(jié)合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)方案。在當今實踐的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想，應該擴展到設施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。

關(guān)建詞：精細農(nóng)業(yè)；地理信息系統(tǒng)；定位系統(tǒng)；技術(shù)實踐

中國是一個農(nóng)業(yè)大國，用占世界7％的耕地解決了世界22％人口的溫飽問題，取得了舉世矚目的成就。但是，我國面對的“人多地少，資源短缺，環(huán)境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。保障21世紀我國16億人口的食物安全，關(guān)鍵在于推動農(nóng)業(yè)科技的進步。正如同志所指出的“中國的農(nóng)業(yè)問題，糧食問題要靠中國人自已解決。這就要求我們的農(nóng)業(yè)科技必須要有一個大的發(fā)展，必然要進行一次新的農(nóng)業(yè)科技革命”。 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成。“精細農(nóng)業(yè)”在國內(nèi)科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準農(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)”、“精細農(nóng)業(yè)”等。 實際上，目前國外關(guān)于precision agriculture的研究，主要是集中于利用3s空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（dsc）為基礎的面向大田作物生產(chǎn)的精細農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進技術(shù)為基礎的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細作”技術(shù)。當今實踐的“精細農(nóng)作”技術(shù)思想，應該擴展到設施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。

1 “精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成

1.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)是通過產(chǎn)量測量、作物監(jiān)測以及土壤采樣等方法來獲取數(shù)據(jù)，以便了解整個田塊的作物生長環(huán)境的空間變異特性。

1.2 數(shù)據(jù)分析

一般采集的數(shù)據(jù)都是以文本表形式表示，需要利用一些數(shù)學方法進行處理，生成分布圖。

1.3 決策分析

“精細農(nóng)業(yè)“技術(shù)是根據(jù)田間采集到的不均衡空間分布數(shù)據(jù)及有關(guān)作物其它信息，經(jīng)過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農(nóng)業(yè)”的核心，直接影響精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的實踐效果。

1.4 控制實施

“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的目的是科學管理田間小區(qū)，降低投入，提高生產(chǎn)效率。作為支持“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的農(nóng)業(yè)機械設備，除了帶有定位系統(tǒng)和產(chǎn)量測量的聯(lián)合收割機外，按處方圖進行作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械還有：帶有定位系統(tǒng)和處方圖讀入設備，控制播深和播量的谷物精密播種機；控制施肥量的施肥機；控制劑量的噴藥機；控制噴水量的噴灌機；控制耕深的翻耕機等。

2 “精細農(nóng)業(yè)”具有以下優(yōu)點

2.1 提高效益

按照土壤特性、作物需求，實施灌溉、施肥、播種和病蟲草害防治，即能降低用水、肥料、種子、農(nóng)藥的投入，也能增加作物產(chǎn)量。

2.2 保護環(huán)境

根據(jù)農(nóng)田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質(zhì)的污染，也能保護生態(tài)環(huán)境。

2.3 提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量

根據(jù)作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農(nóng)藥、水帶來的副作用，造成作物減產(chǎn)，品質(zhì)下降，也能改善因缺少養(yǎng)分造成的減產(chǎn)和降低作物品質(zhì)。

2.4 提供更多有用信息

由于可以獲取農(nóng)田更多的信息，能夠使作物生產(chǎn)管理人員制定出更、合理的管理決策。

3 開展適合我國國情的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐

在我國，農(nóng)田規(guī)模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐尚需較長的發(fā)展過程，但是，結(jié)合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)實踐或“精細農(nóng)業(yè)”單項技術(shù)實踐是可行的。

3.1 了解差異，指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

在我國廣大農(nóng)村，實行聯(lián)產(chǎn)承包責任制的情況下，個體農(nóng)民主要是根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗實施農(nóng)業(yè)作業(yè)。盡管每戶的責任田范圍內(nèi)作物生長條件的空間差異可能不大，但就整個地塊來說，其空間的差異性是顯而易見的。所以，以鄉(xiāng)、村范圍內(nèi)，建立以gis為開發(fā)平臺的田間地理信息系統(tǒng)，其目的是讓農(nóng)民了解田間的差異分布，為農(nóng)民提供合理的管理支持。該系統(tǒng)可以生成以地塊為單位、以相對坐標定位的作物產(chǎn)量（以戶為單位）、作物長勢、土壤肥力、作物病蟲草害的分布圖。

3.2 建立基于gis、dgps技術(shù)的作物管理輔助決策支持系統(tǒng)

在以縣或大農(nóng)場范圍內(nèi)，計算機及一些農(nóng)業(yè)信息技術(shù)具有了一定基礎。如果建立dgps，基本上能夠覆蓋整個作業(yè)范圍。

3.3 建立“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系試驗示范工程

在墾區(qū)農(nóng)場或大面積作物生產(chǎn)平原地區(qū)建立“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系試驗示范工程，充分利用該地農(nóng)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營和先進的技術(shù)裝備優(yōu)勢，實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)工程技術(shù)集成應用。

3.4 在研究推進新的農(nóng)業(yè)科技革命中注意形成一批具有創(chuàng)新意義的新技術(shù)體系，以維持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。新的技術(shù)體系應在科學理論或方法上，在高新技術(shù)的應用上有重要的突破，能夠引起技術(shù)上產(chǎn)生質(zhì)的飛躍和為實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)率先躍居世界先進水平作出貢獻。在試驗研究中要加強多部門、多學科間的相互合作，協(xié)同攻關(guān).發(fā)展學術(shù)交流，加強國際合作，重視應用基礎研究。在高等農(nóng)業(yè)工程院校的學科建設與教學內(nèi)容改革中，要創(chuàng)造條件開設有關(guān)gps、gis、rs應用課程，加強電子信息高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領域的應用技術(shù)開發(fā)研究。

“精細農(nóng)業(yè)”應用實踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會、經(jīng)濟條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護環(huán)境的目標，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學化與精細化水平。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，實踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術(shù)的示范與實踐研究，將有利與推動實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識化與信息化進程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農(nóng)用先進支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務業(yè)的發(fā)展。在“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品。

精細農(nóng)業(yè)論文:農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費精細化管理探討

摘要：

在農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，農(nóng)業(yè)科研是促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要因素，在農(nóng)業(yè)科研項目的開發(fā)過程中，需要進行資金的籌集和運作，而在資金的來源方面主要是通過各級政府有關(guān)部門進行專項撥款以及合作企業(yè)投資經(jīng)費。如何提高科研經(jīng)費的使用效果以及使用效率是現(xiàn)階段科研項目發(fā)展亟需解決的問題。在科研項目的資金管理中，重點工作在于對預算的管理，而預算管理的核心在于預算編制。在農(nóng)業(yè)科研項目的預算經(jīng)費管理中，需要分析和闡明預算編制的重要性，通過強化管理理念、細化管理細節(jié)、嚴格把控流程、進行科學劃分等多個角度，構(gòu)建出完善的預算精細化管理模式。

關(guān)鍵詞：

農(nóng)業(yè)科研項目；預算編制；精細化；管理措施

隨著國家經(jīng)濟改革的逐步深入，國家逐漸的重視科學技術(shù)的創(chuàng)新工作，在近些年的科研項目中，明顯加大了對農(nóng)業(yè)科研項目的投入力度。同時，對于項目的專業(yè)化管理、系統(tǒng)化經(jīng)費使用、高效性的科研經(jīng)費撥付等多方面的管理進行強化。國家在強化經(jīng)費投入的同時，也使得科研經(jīng)費的管理難度在不斷加大。對此國家在出臺和修訂部分科研項目的基礎上，構(gòu)建出完善的資金管理體系，強化了科研項目經(jīng)費使用和管理逐漸細致化和精密化。在構(gòu)建精細化管理的過程中，主要采用強化預算約束性效果的同時，重視對精細化管理的特點分析，強化對科研經(jīng)費的監(jiān)控和管理。

一、經(jīng)費預算精細化管理的概念

在現(xiàn)代化企業(yè)管理中，精細化管理是其發(fā)展的核心和關(guān)鍵。構(gòu)建出完善的農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費預算編制項目，需要借鑒和融合精細化管理，從而保障預算環(huán)節(jié)的高效性和有根據(jù)性，保障預算編制的精細化和細致化，完善科研經(jīng)費和研究任務之間的關(guān)系；在編訂預算的過程中，要求預先制定完善的流程和程序，同時根據(jù)具體的要求進行預算編制工作，在財務專家的把關(guān)和審核之后，根據(jù)農(nóng)業(yè)的季節(jié)性特點以及科研項目的具體內(nèi)容，及時對項目進行調(diào)整，構(gòu)建出完善的調(diào)整方案，根據(jù)相關(guān)的報批程序?qū)徍隧椖康膱?zhí)行效果。在農(nóng)業(yè)科研項目的經(jīng)費預算的編制過程中，強化精細化管理的特點，明確各個具體項目的預算、管理流程，強化對各環(huán)節(jié)的權(quán)責劃分，使用有效的方法將主體有機融合，構(gòu)建出完善的責權(quán)一致的管理網(wǎng)絡系統(tǒng)，保障經(jīng)費預算處在高效、科學的監(jiān)督體系之下，從而保障整個項目資金的使用效率，提升項目研究工作的綜合效益。

二、經(jīng)費預算精細化管理的意義

科研項目的經(jīng)費預算精細化管理是現(xiàn)階段提高農(nóng)業(yè)科研效率的有效手段，要求在標準化和規(guī)范化管理的基礎之上，構(gòu)建出科學化、系統(tǒng)化的生產(chǎn)、管理流程，實現(xiàn)對科研項目的制度化、專業(yè)化、標準化管理。2008年財政部下發(fā)的《關(guān)于進一步加強預算執(zhí)行管理的通知》，及時次提出了在財務預算管理的過程中，要求強化精細化管理的概念，這也是我國各級單位強化財務管理，進行精細化管理的開始和標志；2014年財政部頒發(fā)的《關(guān)于進一步加強財政支出預算執(zhí)行管理的通知》，要求進一步強化對精細化管理的管理。對于現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)科研院（所）而言，要求在預算精細化管理的過程中，強化對預算關(guān)鍵環(huán)節(jié)的管理和分析，構(gòu)建出系統(tǒng)的科學化管理編制，細化和完善預算編制的主要內(nèi)容，采用剛性的制度規(guī)范措施，構(gòu)建完善的責任落實效果，提高和完善科研經(jīng)費的使用效率。

三、農(nóng)業(yè)科研中項目管理的現(xiàn)狀

（一）精細化不足

在目前的農(nóng)業(yè)科研單位中，科研工作者對經(jīng)費預算的重視程度不足，導致在爭取和申請科研經(jīng)費的過程中，很多時候由于缺乏對申請項目和預算編制等多方面的聯(lián)系和結(jié)合，并未體現(xiàn)出實事求是的效果，導致整個科研項目在進展和推行過程中，并未結(jié)合項目的經(jīng)費需求進行嚴格的預算規(guī)劃，導致出現(xiàn)資金不足的情況。同時大多數(shù)的科研人員，由于缺乏專業(yè)的財務管理知識，對科研經(jīng)費管理缺乏正確的認識，從而導致對各項費用的內(nèi)涵缺乏科學地認識，由于經(jīng)驗不足或者錯誤預算，使得科研經(jīng)費無法進行細致和劃分，進而導致整個預算管理科學性和合理性的缺失。

（二）合理化不足

在部分農(nóng)業(yè)科研單位中，由于缺乏預算協(xié)調(diào)機制，導致項目的需求和管理缺乏系統(tǒng)性和科學性，因此出現(xiàn)了預算編制要進行調(diào)整和完善。但是在部分單位的項目預算中，并未考慮到經(jīng)費的使用情況，沒有對項目和經(jīng)費支出進行有效的管理，導致出現(xiàn)擅自調(diào)整預算，進而使得整個預算并未按照原定流程進行，沒有遵循具體規(guī)定進行備案呈報工作，出現(xiàn)了相關(guān)負責人因退休、調(diào)整、離職等多方面的原因出現(xiàn)項目預算的更換。在項目合作的過程中，由于在項目合作以及外部協(xié)作的過程中缺乏對預算管理的充分認識和分析，導致項目經(jīng)費管理過程中并未根據(jù)科研項目進行完善的資金撥付機制，也沒有通過合同任務書的訂立以及對項目任務書的構(gòu)建進行經(jīng)費管理，導致在參加項目的過程中，并未構(gòu)建出完善的外撥經(jīng)費管理機制，因而在撥付資金之后，整個監(jiān)管系統(tǒng)缺乏有效的監(jiān)管。

（三）執(zhí)行力不足

在大多數(shù)農(nóng)業(yè)科研單位的項目管理中，預算和資金管理主要由項目負責人采用全權(quán)負責制度。在這種高度集中的管理機制之下，項目負責人對于項目資金的管理和支配存在極大的隨意性，當出現(xiàn)一個項目負責人管理多個課題項目之時，很多時候因為精力不足導致對項目的支出和預算的管理缺乏實質(zhì)的管理工作。一方面使得整個科研項目的收支費用并未按照列支的項目進行及時的管理和處置，財務人員的日常費用支出成為單位的公用費用開支，出現(xiàn)事業(yè)經(jīng)費的擠占，使得的項目驗收工作出現(xiàn)了人為的賬務調(diào)整。另一方面加強了對相同類型財務的支出和收入，導致科研人員在未考慮項目的研究和進展過程中，只是單純的進行簽字確認工作，很容易出現(xiàn)項目之間出現(xiàn)交錯復雜的使用問題。在項目驗收的過程中，人為調(diào)賬行為時常出現(xiàn)，會出現(xiàn)不合規(guī)的發(fā)票和支出。另外，在科研經(jīng)費的管理支付中，科研項目的經(jīng)費直接由財政預算撥付，在經(jīng)費使用和下達過程中存在時差性，同時經(jīng)費預算的管理未進行有效監(jiān)督，導致出現(xiàn)相互墊付的現(xiàn)象，達不到預算的實際效果。

（四）考核力度不足

當前在很多科研項目中，過于重視科研經(jīng)費的申報和使用環(huán)節(jié)，而忽視了對經(jīng)費預算的考核和評估環(huán)節(jié)，在績效考核和信用評級制度的建設中缺乏力度，導致出現(xiàn)項目執(zhí)行效果欠佳和未達到系統(tǒng)地評價指標及標準。預算編制工作缺乏獎懲制度，整個科研經(jīng)費的管理和使用缺乏鑒別能力，整個預算的執(zhí)行難以做到實時定量的考核。

四、農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費預算編制的精細化管理措施

（一）建立健全科學合理地編制體系

為了使農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費預算合理化，首先，從事農(nóng)業(yè)科研項目的工作人員要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的忽視管理注重爭取的觀念，在進行預算編制的時候要根據(jù)類似的研究活動以及我國的實際情況，嚴格遵循相關(guān)科研項目的資金管理的要求，綜合考慮科研項目的各項費用的支出情況，對預算編制的整體進行分析和論證。在對每個預算科目內(nèi)容都分析清楚的基礎上，對預算支出的各項具體內(nèi)容進行具體的細化，對具體的數(shù)據(jù)信息進行科學地預算，展示出具體的預算過程，結(jié)合科研項目的資金實力進行編制。同時，農(nóng)業(yè)科研部門要積極聯(lián)合財務及資產(chǎn)等部門，對預算編制的各項經(jīng)費進行審核，科研人員要根據(jù)審核意見對所出現(xiàn)的問題進行及時有效地修改，盡可能提升預算編制的性和科學性。

（二）合理規(guī)范農(nóng)業(yè)科研預算經(jīng)費的調(diào)整手續(xù)

科研經(jīng)費預算的執(zhí)行要嚴格按照相關(guān)的資金管理辦法和具體的編制內(nèi)容等規(guī)定，對各個項目的經(jīng)費支出狀況進行明確，通常情況下不能進行調(diào)整。如果出現(xiàn)一些特殊情況，必須要進行調(diào)整，要遵循有關(guān)的規(guī)定，利用審慎的態(tài)度進行合理地調(diào)整。現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)科研預算的調(diào)整主要包括兩類，其一是報批調(diào)整，其二是主持單位進行審批調(diào)整。如果科研項目出現(xiàn)預算資金數(shù)額變化或者合作單位的預算出現(xiàn)調(diào)整，需要進行報批調(diào)整。或者出現(xiàn)其他的情況，如預算金額沒有出現(xiàn)變化，一些具體的材料費用、加工費用以及其他費用要進行調(diào)整的，由具體的負責人進行申報，單位進行審批，負責審核的管理部門在一些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)進行明確。整個科研項目在具體的實施過程中可以根據(jù)相關(guān)的要求進行項目預算的調(diào)整，需要將進行這些項目調(diào)整的原因以及具體的金額進行詳細地展示，同時要展示出詳細的證明材料，將這些資料申報給相關(guān)的管理單位進行審核；管理單位要遵照相關(guān)的規(guī)范對合作單位及項目的科研人員以及經(jīng)費和科研項目的具體內(nèi)容進行嚴格審核。在進行審批之后要及時的告知相關(guān)的人員，對課題項目的預算進行合理有效的調(diào)整。

（三）強化科研項目經(jīng)費預算執(zhí)行中的精細化管理

在具體的執(zhí)行過程中，首先要通過會計信息軟件進行合理的額度預算控制，從而實現(xiàn)精細化管理，具體可以采用逐個控制、浮動調(diào)整的方法。將通過審核的科研項目預算支出的費用金額按照具體的會計科目在會計預算系統(tǒng)中進行錄入同時設置合理的額度，如材料費、設備采購費用、人員薪資及其他費用等制定出合理的浮動比例。通過這樣的設置，如果這些項目在單類或者預算總額超出一定指標之后會進行自動警示，有利于科研項目的管理人員對各項經(jīng)費的使用情況進行及時有效的了解，對預算執(zhí)行進行有效地監(jiān)督。其次要強化在科研預算執(zhí)行過程中的監(jiān)督。各個項目和部門之間要加強交流和溝通，切實落實崗位責任制，將科研項目經(jīng)費預算的精細化管理切實融合到整個項目的預算管理中。項目管理部門要做好整個科研項目的經(jīng)費預算執(zhí)行工作，對項目經(jīng)費的收支、到賬以及結(jié)余情況進行及時有效地了解。相關(guān)的財務管理部門對預算中的各種票據(jù)進行認真審核，對于其中不符合規(guī)定以及一些虛假票據(jù)不予受理；對于一些不完整和不的票據(jù)實施退回。而科研部門要對項目的經(jīng)費支出和項目的進度進行監(jiān)督。

（四）完善和健全考核制度

農(nóng)業(yè)科研項目經(jīng)費預算要精細化管理，必須加快科研經(jīng)費績效的考核機制的建立和完善，制定出預算績效考核指標，可以通過有關(guān)的定性定量指標進行有效分析。定性分析指的目的是確保科研項目可以實現(xiàn)最終的目標，科研項目經(jīng)費預算開支的范圍是否符合相關(guān)的制度。而定量分析可以通過科研經(jīng)費預算完成的具體指標來體現(xiàn)。在績效考核過程中要做到公正、公平，將考核結(jié)果進行反饋，使得績效考核機制發(fā)揮出真正的作用。

（五）提升化科研人員的綜合素質(zhì)，樹立預算管理理念

科研項目的工作人員要提升自身的認知水平，樹立科學的預算管理理念，要正確地認識到經(jīng)費預算是通過對科研收入、成本、費用以及經(jīng)濟利益等合理的計算所得出來的，對于預算來說，其本身并不是科研項目的最終目標，而是實現(xiàn)對各項資源進行合理配置。科研項目的工作人員在進行科研工作的同時要及時了解和學習一些有關(guān)財務的知識，這有利于科研項目在進行經(jīng)費預算的編制中和財務工作人員進行有效溝通。科研工作人員要積極地向財務人員和相關(guān)的管理人員反映科研項目的實施狀況，采納合理的意見。同時財務工作人員要及時了解科研項目的具體內(nèi)容，充分參與到科研項目的預算中。

五、結(jié)語

農(nóng)業(yè)科研項目對于我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展有著重要的影響作用，為了促進農(nóng)業(yè)科研項目的研究進度，要加強對預算經(jīng)費的編制進行精細化管理。在這個過程中，要與當前國際宏觀層面對于科研經(jīng)費預算管理的要求相符合，形成全新的經(jīng)費管理理念，要將財務人員和科研工作人員進行有效融合，滿足相關(guān)人員對科研經(jīng)費的了解和掌握，更進一步的加強對于經(jīng)費預算的管理，嚴格遵循相關(guān)的法律法規(guī)，對項目的經(jīng)費進行有效合理地使用，加強監(jiān)督，最終提升科研項目經(jīng)費的使用效率。

作者：楊海娟 單位：桂林市農(nóng)業(yè)科學院（廣西農(nóng)業(yè)科學院桂北分院）

桂林現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科普教育基地建設（科技創(chuàng)新能力與條件建設計劃、桂科能1598024-2-8）。

精細農(nóng)業(yè)論文:精細農(nóng)業(yè)的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新

1“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)思想的核心

依托信息技術(shù)革命思想的實踐,“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)思想也吸收了諸多先進的科學技術(shù)手段。“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)的思想核心,是分析影響小范圍農(nóng)業(yè)產(chǎn)量差異的原因,進而采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的措施加以調(diào)控,區(qū)別對待,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)按需實施定位調(diào)控。自古以來,農(nóng)作物生產(chǎn)均以地區(qū)或田塊為基礎,將耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理,如為了滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量的認識水平,利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施,但很少顧及對農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。

2工程支持技術(shù)的開發(fā)研究對“精細農(nóng)業(yè)”的影響

基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性,“精細農(nóng)業(yè)”的目標是為了實現(xiàn)優(yōu)化作物的生產(chǎn)系統(tǒng)。工程支持技術(shù)的開發(fā)研究,對“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)思想作用重大。如農(nóng)田信息的采集與農(nóng)田作物的地理空間定位等工作,就需要依賴于全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)(DGPS);地理空間的信息管理和數(shù)據(jù)處理,需要應用地理信息系統(tǒng)(GIS);而大量地理空間數(shù)據(jù)的更新,還需要遙感技術(shù)(RS)的支持等等,均證明了這一點。

3“精細農(nóng)業(yè)”如何服務“科技興農(nóng)”

當前,我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍處于半傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變的過程中,實踐“精細農(nóng)業(yè)”技術(shù)思想的各方面條件尚未成熟。而“精細農(nóng)業(yè)”研究的革命性的意義,在于其提出了一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并將這種思想付諸于經(jīng)營實踐,其前景為國際社會所公認。不容置疑的是,“精細農(nóng)業(yè)”這一新技術(shù)的示范與實踐研究的啟動,有利于改變我們千百年來沿襲的傳統(tǒng)固有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,推動基于信息化的農(nóng)用制造業(yè)與服務業(yè)的發(fā)展,對于我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展有百利而無一害。

(1)加強對發(fā)達國家“精細農(nóng)業(yè)”成功經(jīng)驗的有效研究,走符合我國國情的“精細農(nóng)業(yè)”發(fā)展路線,在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展思路上,我們可以“洋為中用”,找準切入點,采取引進技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合的方法,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)。

(2)“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想是適應集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標而提出的,根據(jù)我國當前實際情況,力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進行研究與實踐可在小范圍試驗區(qū)的基礎上逐步進行“精細農(nóng)業(yè)”的推廣,以點帶面尋求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體發(fā)展。

(3)目前,我國廣大農(nóng)村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平相對還比較落后,從“精細農(nóng)業(yè)”指導思想出發(fā),有條件的地區(qū)可先以村片、農(nóng)田為單位對“精細農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想進行示范試驗研究,并可著重結(jié)合發(fā)展農(nóng)村社會化服務方式創(chuàng)新中,開拓出新的服務領域。如此一來,既可以使我國的研究實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)村逐步推廣先進的農(nóng)作技術(shù)體系。

作者：賈超 單位：沾化縣富國街道辦事處