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发布时间：2014-12-10
撮要切确农业是超前性的农业新手艺。因为切确农业充实地操纵了作物、土壤和病虫害的空间和时间变化量来进行耕耘和田间办理，因此，取得的经济和边际效益很是显著。连系我国国情，研究成长合用的切确农业手艺系统、使用系统不只是需要的，并且是可能的。切确农业的研究与成长将有助于我国生齿、资本与方面严重问题的处理，有助于农业资本的高效操纵和农业。为了顺应切确农业使用，作为焦点手艺的地舆消息系统（GIS）手艺也应在界面、功能、可操作性、消息源、及时性和处置速度等方面进行改良，深切研究多条理集成系统。
环节词切确农业 地舆消息系统 现状 对策
国际农业的成长履历了原始农业（游耕、游牧等）、保守农业和现代农业 3 个次要成长阶段[1]。以来，石油农业的成长在取得成绩的同时，带来了严峻的问题。对此，人们提出了一系列的替代农业对策，如回归型农业、生态农业、无机农业、集约农业、立体农业、持续型农业（持续农业、低投入农业、低熵农业）、生态经济农业、分析农业、精久农业等农业成长模式[2]。这些设想的次要目标都是为了充实地操纵资本，降低不需要的投入，削减污染和取得最大的社会经济
效益[3、4]。
80 年代后期和 90 年代初以来，跟着全球定位系统（GPS）、地舆消息系统（GIS）、持续数据采集传感器（CDS）、遥感（RS）、变率处置设备（VRT）和决策支撑系统（DSS）等手艺的成长[5]，切确农业 (Precision agriculture) 在美国、英国、、荷兰、意大利等发财国度勃然兴起[6～8]。
1 国际上切确农业成长的现状和趋向
1.1 切确农业的定义和现状
切确农业 (Precisionagriculture，Precisionrming，Site-specificcropmanagement 或 Prescription rming) 是操纵主要的作物参数和学问在恰当的标准上优化出产系统办理[7]，是按照特定地块的作物潜在出产能力节制分歧的投入程度（如肥料、杀虫剂、除草剂等）[9]。切确农业包含 3 个实施阶段：确定田间办理事务、制定对策和实施对策[6]。切确农业的焦点是对变化要素进行切确办理，变化要素包罗：空间要素、时间要素和预测要素[10]。空间要素反映地区变化；时间要素反映年度变化；预测要素反映预测与现实值之间的差别。
国外切确农业实践表白：切确农业不只具有主要的经济效益，并且其获取的细致耕耘消息推表演和有助于处理很多未知问题[6]。切确农业的底子效益体此刻降低作物的出产成本和过量农化产物的污染风险[9]。如以施肥为例，保守的施肥体例是在一片地块内利用一个平均施肥量。但现实上土壤肥力在分歧的地块（像元大小为 0.5～2hm2）、分歧时段（上一茬残留肥力和耗损）不同较大，所以平均施肥就会形成部门地域肥力不足而部门地域肥力过量。切确农业实现了因土、因作物、因时全面均衡施肥，因而，有较着的经济和效益①。1994 年，明尼苏达大学在明尼苏达州汉斯卡农场尝试研究表白：保守农业每公顷施肥为 119.8kg，而切确农业施肥平均为 82kg。明尼苏达的扎卡比森甜菜农场采用切确变率施肥手艺削减了氮肥用量，肥料投入每公顷平均削减 15 ? 52 美元，收益平均每公顷添加 358.32 美元。又如在产量预测预告方面，切确农业对投入、产出能按分歧地块、分歧时间进行细致记实，对预测产量和耕耘决策有着极其主要的意义。在英国夏托沃斯农场，结合收割机上装的 GPS 和产量测定仪，每隔 1.2 秒，GPS 丈量记实一次。如许，在收割完成的同时，就能够发生当季精确的产量分布图[11]。再如在提高水资本操纵率方面，切确农业手艺也具有极大的感化。在以色列，用水办理已实现高度的主动化，全国已全数实施节水灌溉手艺，此中 25% 为喷灌，75% 为微灌（滴灌和微喷灌）。所有的灌溉都是由计较机节制，实现了因时、因作物、因地用水和用肥主动节制。1989 年，以色列水分操纵率为每立方米产粮食 2.32kg，与手艺利用前（1949 年）比拟，平均提高了 0.68kg／m3；到 2000 年，打算提高到 4.31kg／m3[12、13]。
可是，切确农业的边际效益 (marginal effect) 与农场的规模成反比[8]。发财国度较小的农场精细耕耘程度较高，切确农业发生效益的可能性就小得多；而大农场，精细耕耘程度较低，很大的一块田（地）采用一样的办理体例，因此，实施切确农业发生边际效益就大。
切确农业的使用已涉及到施肥、动物、播种、耕耘、水分办理等相关范畴。精准农业已慢慢为各农场运营者领会和熟悉。欧洲的一项查询拜访表白：欧洲大约 2/5 的农场主晓得切确农业手艺[8]。
1.2 切确农业的成长趋向
从大趋向看，切确农业将向着完全的时间和空间变量办理和决策支撑标的目的成长。Blackmore 在瞻望欧洲切确农业成长时，指出了三种手艺使用程度与响应的耕耘办理计谋[14]：①无任何消息手艺（IT) 构成的保守体例；②办理消息系统（MIS）、征询体例（what ? ifmodel）和简单机械化；③空间消息手艺的充实使用和主动处置：主动数据收集、集成 MIS／DSS 手艺支撑系统。分歧的使用程度将包含分歧的 IT 构成，发生分歧的和操作效应及达到分歧的经济结果。支撑切确农业的公用硬件和设备系统将在不远的未来实现，而响应的决策支撑软件将会获得不竭的、持久的开辟和完美[14]。跟着响应手艺的进一步成长，切确农业将很快从试验使用推广使用。能够估计，21 世纪的农业能够说是计较机辅助办理的切确农业时代[12]。
2 我国的农业现状和具有的问题
2.1 我国的农业现状
我国农业正由保守农业向现代农业成长，但从全局来看，仍处于半自给半商品、半经验半科学、半人畜半机械的情况，并未完全离开保守农业的范畴[1]。农人仅初步温饱，糊口程度较低。1995 年，全国农业生齿人均收入仅为 780 元，约 8000万农人尚处于贫苦之中[1]。
在农业资本操纵方面，中国农业在精耕细作、多条理操纵、生态农业等高效操纵农业资本方面独树一帜[12]。各地已总结出很多具有区域特色的耕耘手艺和农业模式，如间、套、连作的多熟制、基塘农业、立体山地农业、无机物还田等等。这些手艺对提高我国光能、地盘、水、肥力等资本的操纵率阐扬着主要的感化。农业新手艺研究与开辟也起头起步。例如，灌溉（如喷灌、滴灌、微灌、渗灌、膜上灌等）、施肥（如配方施肥、复混肥手艺、多元素均衡施肥等）、植保、水土连结（如坡地农业）等方面的先辈手艺和办法已在研究或部门使用之中。农业资本监测手艺也取得了较大的进展，遥感与地舆消息系统（GIS）手艺成功地使用于作物长势、种植面积、产量、灾祸、水土流失等方面的监测[15～17]。国内农业专家系统日益深切，次要包罗式专家系统、及时专家系统、专家数据库、模子专家系统、问题公用壳等
五类[18]。全国人工农情消息收集为农业决策部分供给出产形势和对策阐发办事方面，阐扬着日益主要的感化[16]。全国农业科技消息收集已起头动手扶植[19]，所有这些前进和成长都标记着我国农业消息化扶植正在迈出主要的一步。
? 目前，我国正在奉行的“高产、优良、低耗、高效”的资本节约型农业
政策[12]，社会主义市场经济体系体例简直定，经济增加体例的敏捷改变为我国切确农业的成长供给了无力的手艺支持和政策保障。
2.2 我国农业面对的挑战
（1）无限农业资本的高效操纵我国生齿浩繁，人均资本少。目前，人均耕地、草地、林地和水资本别离不到世界平均程度的 1／3、1／3、1／8 和 1／4[1]。进入下一世纪中叶，中国生齿将增至 15～16亿[12]。人地矛盾和人粮矛盾会进一步严峻。而另一方面，我国的资本操纵效益很低。如我国灌溉水无效操纵率约为 40%，粮食作物用水产出效益（即单元耗水量的农作物产量）少于 1kg／m3x，远低于发财国度程度（约为 50%～70%）[20、12]。又如我国化肥的当季操纵率，氮为 30%～35%，磷为 10%～20%，钾为 35%～50%，大大低于美国和日本的氮素操纵率（可达 60%～70%），而地区和养分不均衡又进一步削减了肥效[12、21、22]。因而，充实无效地操纵无限的资本，成长以节地、节水、节肥、节粮为方针的农业将是当前与将来中国农业必需关心的重点问题。
（2）农业污染的无效节制我国部门地域因施肥不妥已惹起污染，呈现了地表水富养分化，地下水和蔬菜中硝态氮含量超标等问题[21]。水土流失面积占河山总面积的 1／5；戈壁化的地盘达到 3330hm2，且以每年 120万hm2 摆布速度
添加[1]。旱、涝、盐、碱、风等灾祸又着我国 2000万hm2 耕地[1]。若何在当前与将来能在不加剧或削减污染的前提下谋求成长是我国农业面对的另一主要问题。
当前国际的切确农业的益处就在于其完美的办理、资本的高效操纵和效益[23]。因而，我国很有需要进行切确农业的研究与试验。
3 我国的切确农业步履对策
切确农业是具有超前性的农业高手艺，代表了当前国际上农业成长的新趋向，对我国农业的成长将阐扬日益主要的鞭策感化。因而，我们应开展切确农业的研究，加强我国农业消息化的扶植，示范和实践合用的切确农业系统。
3.1 开展多种集成程度的切确农业研究和实践
按手艺集成程度和机械化程度，切确农业至多可划为三类：无机械化切确农业、半机械化切确农业和全主动化、消息化的切确农业。无机化切确农业指无任何 VRT 机械设备，对某项或某几项因子的时间、空间变化操纵 GIS 进行查询和辅助决策。这是一种最简单而无效的切确农业，适合我国绝大部门地域使用和成长，特别是丘陵和山区。半机械化切确农业指部门采用 VRT 机械化设备，用于收割、播种、施肥或灌溉，部门设备实现了主动节制和监测，其余部门仍由 GIS 进行查询，然后人工实施。这可能适合我国北方平原已构成了规模化运营、机械化已达必然程度的大农场。全主动化、消息化的切确农业指全数采用 VRT 机械化设备，GIS 供给决策根本，DSS 辅助决策，GPS／DGPS 定
