精细农业论文

第一篇：精细农业论文

湖南农业大学课程论文

学 院： 工学院 班 级：土工程一班 姓 名： 全政 学 号：201140664103 课程论文题目：GPS在精细农业中的应用 课程名称：精细农业及智能农业装备 评阅成绩： 评阅意见：

成绩评定教师签名： 日期： 年 月 日

GPS在精细农业中的应用

学生：全政

(工学院土木工程一班，学号201140664103)

摘 要：精细农业是国外研究的重点, 而GPS 在其中的应用又是这一领域的一个热点。本文介绍了GPS 在精细农业中的作用及精细农业对GPS 的要求, 重点阐述了精细农业的工作流程、GPS 在精细农业中的应用流程及GPS 在“3S”技术整体应用中的关键地位, 并在文章的最后对GPS 的应用前景做出展望。

关键词： GPS;精细农业

本学期的精细农业及智能农业装备的选修课，我了解到一些GPS的基本理论知识——包括GPS的产生、定义、发展前景，以及它的组成、信号结构等，了解了GPS定位中的各种主要的误差来源，学会了怎样通过不同的GPS测量方法来减小误差。这么课程范围很广，其中涉及到一些最新的农业装备问题，我主要谈谈GPS技术在精细农业中的应用。

一、精细农业简介

世界农业的发展大致有三个阶段：原始农业、传统农业、现代农业。现代农业与信息化的结合是未来农业的发展方向。精细农业就是现代信息技术应用于农事管理的现代化农业技术，是当今世界农业发展的新方向，精细农业是一场真正意义的农业技术革命。

随着科技的发展和农业生产市场化程度的提高,在降低成本、提高产量、发展绿色农业以及农业可持续发展等方面的要求,需要新的农业模式的出现。美国率先提出了精准农业得到构想,以智能化监控技术以及农业专家系统共同构成了精细农业早期技术基础。随后,美国将GPS(全球定位系统)技术应用到农业生产领域,标志着精细农业技术体系的初步形成,1992年4月在美国召开第1次精细农业学术研讨会,随后精细农业这一概念逐渐被人们所接受。精细农业(Precision Agricultural)，也叫精准农业或精确农业，是20世纪80年代初发展起来的一门跨学科新兴综合的以获得农田高产、优质、高效的现代农业生产模式和技术。

精细农业是指以信息技术来支持现代化农业操作与管理,根据农作物生长的土壤环 境和温度、湿度、光照等影响因素,来对作物进行管理,提高农作物的产量质量，从而实现农业的优质、高产、低耗和环保的可持续发展。GPS是精细农业进行的基础,通过实时观测作物的生长的状况，计算作物密度，观察作物的疫病情况,指定有针对性的方法,在取得最大的经济利益的情况下，减少污染，保护生态,实现农业的可持续发展。

二、全球定位系统（Global Positioning System）

全球定位系统[1](Global Positioning System,GPS)是20世纪70年代由美国国防部研制,历时20余年,耗资数百亿美元,于1994年全面建成并投入使用。GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能,能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

GPS系统由空间卫星星座、地面控制系统、用户接收机系统3部分组成。其卫星星座部分由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,卫星有6个轨道面,高度20 200 km,轨道倾角55°,卫星运行周期11 h 58min,载波频率为1 575.4 MHz和1 227.60MHz。卫星通过天顶时,卫星可见时间为5h,在地球表面任何时刻,在高度角15°以上,平均可同时观测到6颗卫星,最多可达9颗卫星。

GPS系统在精确农业实施过程中异常重要，它一方面将农田各种信息给予准确定位，并输入到GIS，另一方面也是农机作业轨迹的依据。在翻耕机、播种机、田间取样机、施肥喷药机、收割机等机具上安装上GPS接受器，可以准确指示机具所在位置的坐标，使操作人员可以按计算机上GIS操作指示图进行定点作业。

近几年来，GPS产业技术发展迅速，若干大公司迅速涉足农业领域，提供了用于农田测量、定位信息采集和与智能化农业机械配套的差分校正全球卫星定位技术（DGPS，Differential Global Positioning System）产品。系统可用于农田面积和周边测量、引导田间变量信息定位采集、作物产量小区定位计量、变量作业农业机械实施定位处方施肥、播种、喷药、灌溉和提供农业机械田间导航信息等。DGPS作为农业空间信息管理的基础设施，一旦建立起来，即不但可服务于“精准农业”，也可用于农村规划、土地测量、资源管理、环境监测、作业调度中的定位服务，其农业应用技术开发的前景广阔。

三、GPS在精细农业中的应用

GPS的快速度、高精度、低成本、简单操作等特点,能快速准确地获取研究区域内农业资源的空间位置信息,提供大量其他常规手段难以得到的资源信息。

据统计在美国有10%的小麦,25%的黄豆,30%的玉米地都采用了农田监视器[2]。

通过阅读一些论文发现：GPS在精准农业中主要应用于以下几个方面。

(1)用于田间地块土壤信息采样点位置坐标的获取;

(2)用于农业机械在田间作业时的导航定位;

(3)用于田间工作管理。

精细农业对GPS 也提出了相应的技术要求, 主要有以下几个方面:

(1)根据田间作业目标GPS 定位精度要求不同, 田间采样精度最高可以达到1～3m;

(2)要求GPS 定位坐标与田间作业区地理信息系统的坐标系统一致;

(3)从信息系统数据库中提取田间管理实施文件;

(4)要求在屏幕上按设计航线导航, 实时进行导航。

智能化农业机械作业的动态定位,即根据管理信息系统发出的指令,实施田间播种、施肥、灌溉、排水、喷药和收获的精确定位。

（1）GPS与精确施肥

GPS为控制施肥提供空间定位和导航支持,基于GPS的变量施肥技术能根据不同地区、不同土壤类型、土壤中各种养分的盈亏情况、作物类别和产量水平,将微量元素与有机肥加以科学配方,做到有目的地科学施肥。

（2）GPS与精准灌溉

在田间可以运用GPS土地参数采样器采集植物生长的环境参数,如土壤湿度、地温等,再通过GPS中心控制基站利用专家系统进行植物分析,调控植物生长环境,精确调控节水灌溉系统。

（3）GPS与精准喷药

运用GPS监测病虫草害是预测预报的新手段,通过GPS系统连接高质量视频摄像系统拍摄分析图像,可以收集原始数据,监测大田作物,得出田间病虫草害分布大小位置,并可以通过逐次拍摄确认害虫的迁飞路线、种群数量和为害程度,以及病虫草害发展方向及流行趋势。

如要对大面积农田集中进行喷药,则可选择装有差分GPS(DGPS)的飞机。DGPS航空导航系统可以引导飞行员从机场直接前往作业区,在已设计的航线和高度飞行喷洒药物,若飞行员加满药物再次返回作业区时,系统还能让飞机到达上次药物喷洒停止时的准确地点,以便确保既无重复喷洒又无遗漏区域。

四、GPS 在精细农业中的应用前景

GPS 的应用越来越广泛, 已经深入社会生活的每一个角落, 虽然GPS 在精细农业中的应用研究是刚刚开始起步,但GPS在精细农业中起的作用却是不可低估的, 现在它不仅在农业的采样施肥过程中进行导航,而且作为一个中间环节, 把精细农业中的 各部分有机地联系在一起。随着科学技术的进一步发展, GPS 导航精度的提高、设备成本的不断降低以及农业自动化水平的提高, 精细农业将会越来越广泛地得到应用。

参考文献

[1]徐绍铨,张华海,杨志强,等.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉大学出版社,2006.[2]Fountas S,Blackmore S.Farmer Experience with Precision Agriculture in Denmark and the US Eastern Corn Belt[J].Precision Agriculture,2005,6:121~141.[3]Cordesses L,Cariou C,Berducat M.Combine Harvester Control Using Real Time Kinematic GPS[J].Precision Agriculure,2000,(2):147~162.[4]刁承军,胡伟.关于精准农业发展的探讨[J].农机市场,2003,8:16~18.

第二篇：精细农业及智能农业装备论文

湖南农业大学课程论文

学 院：科学技术师范学院

班 级：12级教育技术学一班 姓 名：严一平

学 号：201240922133 课程论文题目：精准农业在农业生产中的作用与发展前景 课程名称：精细农业及智能农业装备 评阅成绩： 评阅意见：

成绩评定教师签名： 日期：

****年**月**日

精准农业在农业生产中的作用与发展前景

学

生：严一平

（科学技术师范学院12级教育技术学一班，学号201240922133）

摘 要：精准农业是20世纪80年代中期开始的，利用最新技术，通过改变利率和混合领域内的需求以提高化肥应用。目前，这一概念已经适应于各种领域，作物和国家。这一措施使其在不同的种植制度，地区和国家中有很大差别，但它是逐步实施或被世界各地评价的。目前我国关于精准农业的研究应用还处于起步阶段，精准农业技术的引进和应用会给我国农业发展带来新的机遇,为我国推广、应用和发展现代化农业起着示范和推动作用。其最重要的价值和意义就在于能够实现农业的科学化、标准化、定量化、高效化。可以说，精准农业将会成为农业史上一场伟大的革新。

关键字：精准农业技术、遥感系统、地理信息系统、全球定位系统、技术变革

精准农业是当今世界农业发展的新潮流,是以信息为基础,利用传感器及现代先进的监测技术,完整、准确、及时的了解土地和作物的详细数据,结合精确时空统计分析,及时迅速的做出决策的一种农业管理系统。精准农业是当今世界农业最富有吸引力的前沿课题之一,代表了21 世纪全球农业发展的方向,是农业的一场革命,是面向21 世纪农业的新技术,对我国农业生产产生了深远影响。

一、精准农业的定义与技术基础

精准农业是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其基本涵义是根据作物生长的土壤性状,调节对作物的投入,即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”,调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。

（一）精准农业主要依靠3s（GPS、GIS、RS）技术来开展各项操作

1.全球定位系统(GPS)

GPS 是利用地球上空的通讯卫星、地面上的接收系统和用户设备等组成的高精度、全天候、全球性的精确定位系统。GPS 是精准农业的基础,主要用于实时、快速地进行田间信息的采集和田间操作的精确定位,在精准农业中发挥了重要作用,为农田信息定位,指挥农机行走和农机作业,同时对周边环境进行不定期

监测定位,为农业专家系统提供有益的空间信息。2.地理信息系统(GIS)是基于计算机、数据库技术的数据管理技术。人们使用的地形图、专业图和文字表示的各种地理要素,储存在计算机内,通过计算机及数据库管理软件,可以对有关内容进行快速查询、评估、分析、更新、修改、存档、传输等。通过GIS 可快速检索各点的土壤、空气等农业状况,再据此采取措施,有针对性的运用精准农机进行操作。3.遥感系统(RS)

由传感器、载体和指挥系统等3 部分组成。农业遥感技术是现代航空技术、计算机技术等相结合的产物,是人类从空间对地球进行观察的手段。RS 对各种物体如土地、河流水系、农作物等进行观测,使人们快速获得相关农业信息,其准确性比人工预报大大提高。

（二）精准农业的实施过程主要分为三步

1、信息获取

包括农田地理要素、环境信息、作物信息几大方面的获取。2.分析决策

主要包括GIS管理、变量施肥灌溉喷药、产量数据处理等一系列的操作过程。3.变量实施

主要分为变量施肥、变量喷药、智能测产等几个步骤。

二、精准农业在中国的应用研究进展

我国农业发展历史悠久,经历了原始农业、传统农业、石油农业等阶段。近年来,我国农业吸取“石油农业”的教训,正向知识高度密集型的现代农业发展,相继出现了“有机农业”、“生态农业”、“持续农业”、“精准农业”等替代型现代农业,而精准农业的出现也为现代农业的发展指明了方向。我国“精准农业”技术的应用较发达国家要落后20 年以上,甚至有些地方还是一片空白。近年来,信息技术飞速发展,其在农业上的应用也得以重视。

[1]

目前,我国北京、上海等地已开展了精准农业的研究应用,例如,在京郊小汤山精准农业基地,由北京师范大学遥感与地理信息系统研究中心、中国科学院地理科学与资源研究所热红外遥感实验室以及北京市农林科学院联合实施的大型定量遥感联合试验和北京农业信息技术研究中心,根据国家973 项目与精准农业示范项目的总体要求,在小麦病

害的高光谱遥感检测和预测预报试验等方面,都取得了大量试验数据。但目前我国关于精准农业的研究应用还处于起步阶段。

三、精准农业在中国农业生产中的作用

我国是一个农业大国,自然条件十分复杂,自然灾害频繁,由于种种原因,目前农业生产技术仍然处于相对传统、经验型的水平上,与世界发达国家相比,较为粗放、浪费大、效率低,还没有充分挖掘土地资源和其他自然资源的潜力实施精投入,存在成本高及破坏生态环境等问题。因此“精准农业”技术的引进和应用会给我国农业发展带来新的机遇,为我国推广、应用和发展现代化农业起着示范和推动作用。

精准农业相对于传统农业的一个最大特点,就是通过高科技投入和管理,获取资源的最大节约和农业产出的最佳效益,其最重要的价值和意义就在于能够实现农业的科学化、标准化、定量化、高效化。

（一）加速提升农业科技水平

我国农业的整体科技水平较低,与世界发达国家还存在较大差距,如传统的灌溉、施肥技术和农药、除草剂的大量施用,不但造成生产成本的提高和资金的浪费,而且直接危害人畜健康,污染农产品、环境和水质。因此需要利用能够根据作物生长需求、田间杂草及病虫害分布情况,实现精确喷灌、施肥及定点喷药,减少成本和环境污染的自动控制机械与技术。例如用于除草的喷药机械要求较高的控制精度,能够利用计算机视觉技术进行杂草识别,进而控制喷药的地点与用量。精准农业是以高科技带动的农业科技创新技术体系,对于加速提升我国农业科技水平,促进我国农业现代化进程具有十分重要的意义。

（二）进一步增强农产品竞争力,实现高效农业

精准农业是质量效益型农业,以优质高效为目标,追求以最少的投入实现优质、高产、高效。我国化肥利用率相当低,仅为30 %～40 %,且氮、磷、钾肥施用比例不合理,中、微量元素缺乏的情况没有得到及时纠正,氮肥损失率高达70 %～80 %,浪费十分严重,肥料的增产效益未能充分发挥,养分管理和施肥技术方面的研究基础更是薄弱。实施精准农业,可在作物田块内,依据特定小区的作物生长潜力投入不同水平的管理(变量播种、施肥、喷药等),提高化肥、农药的有效利用率,降低农用成本和作物中有毒物质的残留量,从而提高作物的产量和品质,增强农产品的竞争力,实现高效农业。

（三）有效地保护环境,实现农业可持续发展

从我国近几十年的农业发展来看,环境保护与农业发展间存在着一定的矛盾,且日益严重。目前中国农村化肥、农药、除草剂、农膜的大量使用已经造成了严重的面污染,例如过量的化学氮不__仅形成大气污染源,且同过量的磷向水体淋溶,形成水体富营养化。实施精准农业可以减少因农业化学物质滥用造成的环境污染,是保持农业可持续发展的有效途径。

（四）有利于促进农民生产观念转变、生产技术和素质的提高

精准农业使农业劳动力的就业结构发生变化,从事密集型农业生产的劳动力逐渐减少,农民的知识结构也将从根本上得到改变,这是突破千百年来形成的传统耕作观念的关键之一。我国农民几千年来在小块土地上经过密集型劳动生产的投入和丰富生产管理经验的积累而形成的“传统精耕细作”技术,也可以在小块农田内达到很好的经济产量,只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。现代农业技术与电子信息技术的发展,使定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异信息、实施基于知识和现代科技的分布式调控、达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。精准农业技术可显著提高耕地的生产潜力,节约良种、化肥农药、能源和劳力的投入,并获得良好的经济效益。

（五）有利于促进研究开发高新技术在农业领域的应用

精准农业的关键技术是实现采集地块作物收获量分布状况,生成小区产量分布图；根据田间作物生长条件的差别,以及田间土壤类型、水分、肥力、实测的产量分布图、作物栽培模型等,并综合专家知识决定如何操作处理地块内小区间的条件差别,对地块小区产量分布图进行分析,定义需要进行特殊处理的区域,分析形成决策方案,生成决策图；根据地块决策图生成控制指令,对变量作业机械进行调节与控制。农业机械的精确定位与变量作业,需要空间信息技术的支持,由于GPS、GIS、RS 与其他传感控制技术的发展,使变量机械的设计成为可能。如带有谷物产量传感器的联合收割机能绘制产量分布图,带有GPS 与测量谷物产量传感器的联合收割机能绘制小区产量分布图,这些产量分布图反映了地块小区的差异；用于除草的自动监控喷药机械,能够利用计算机视觉技术进行杂草识别、进而控制喷药的地点与用量；用于灭虫的喷药机械,需要相对定位,可以利用带GPS 数据采集器绘制地块的病虫害分布图,作为喷药的依据;变量施肥播种机具,能根据土壤肥力的不同,自动调节施肥量,同时也能根据土壤水分、土壤温度的不同,自动调节播种深度。

[2]

四、精准农业的发展前景

精准农业已成为合理利用农业资源、提高农作物产量和品质、降低生产成本、改善生态环境及农业可持续发展的前沿性农业科学研究热点之一。目前,我国农业仍处于由传统农业向现代农业转变的过程中,与国外精准农业条件比较,还存在诸多不利因素。例如地形复杂,机械化和集约化水平不高,信息技术及其装备薄弱,农民素质不高等；此外,实施精准农业,前期的仪器、设备、装置等的成本投入相对过高,也影响了精准农业在我国的发展。因此,我国发展精准农业必须分步推行,从应用较为成熟、投资较小的阶段性成果开始,逐步配套提高精准程度。为此在技术上,可先发展3S集成技术,开发应用软件,再研制智能控制的装备和农机具,在技术实施过程中,可先进行人工采集信息,常规机械操作,逐步过渡到半自动化、自动化作业；在推广上,应先在受自然条件影响小、时空差异不大和工业化程度较高的设施农业生产中应用,在大规模的农场和农业高新技术综合开发试验区实践,然后才向有条件的农村和农户渗透。这样,既可使我国的精准农业与国际接轨,又符合我国的国情,逐步形成自身特点。

[3]

五、结束语

精准农业目前已经形成一种高新技术与农业生产相结合的产业,被认为是农业可持续发展的重要途径。虽然我国信息化建设的基础设施还比较薄弱,但从未来农业发展趋势看,中国也需要利用信息技术改造传统农业,促进中国农业的现代化和信息化。因此,依据目前我国农业的现状,在充分了解国际精准农业发展的理论基础和技术原则上,结合我国的具体情况,研究发展适合我国情况的精准农业技术体系,将成为今后我国农业发展的重要方向。

参考文献

[1]刁承军、胡伟，关于精准农业发展的探讨[J ].农机市场,2003(8):16 [2]刘爱民、封志明、徐丽明.，现代精准农业及我国精准农业的发展方向 [J ].中国农业大学学报,2000 ,5(2):20-25.[3]薄晓鸥，具有中国特色的精准农业初探[J ].科技情报开发与经济,2001 ,11(2):50-60.

第三篇：精细农业面临问题

精细农业面临问题(1)

在中国实施精细农业技术要比美国、西欧国家复杂得多，难度也大得多，这是由于中国农民文化素质较低，农业基础薄弱，农村贫困，在相当长的时期内仍然是小农经济占主导成分。因此，实施精细农业技术、实现农业信息化在教育上、科学技术上和农业基础建设上需要作出更大努力，付出更多的代价，以探索一条适合中国特点的发展道路。

1、认识不足问题

“精细农业”首先是一种基于信息和知识科学管理农业资源的新理念，因此，从某种意义上来说，精细农业技术的技术思想可以在任何地区、不同农业生产条件、不同作物生产上进行推广应用。一些研究人员，由于受到其研究领域的约束，对国际精细农业技术发展现状及趋势不太了解，对精细农业技术思想往往产生一些错误的认识。

2、社会经济问题

中国各地的自然条件、社会经济条件差异明显，农业生产水平差距较大，多数地区实行家庭经营小生产方式，机械化程度不高。耕种规模很小，土质不同，土地分散，实践精细农业技术显然是一种制约因素。如何发展规模经营，如何推广适合我国国情的精细农业技术组装模式有待进行研究。另外，实施精细农业技术要有一些必需的软硬件系统，需要基本的资金投入，这些投入的回报周期、经济效益评估甚至是环境效益评估等社会经济问题也有待研究。

3、工程技术问题

国际上几个大型的农机制造企业相继生产出带有GPS定位系统和产量传感器的收割机，并研制开发了相应的信息处理系统。在我国，精细农业技术试验示范已经开始，但主要是靠技术设备的引进。这种方式显然不能在我国广大地区推广使用。目前我国支持精细农业实践的一些关键技术尚未解决，例如土壤肥力信息定位快速采集技术、收获机械谷物流量监测与作物产量空间分布信息生成技术、智能化变量机械控制技术等。因此，在我国推广精细农业技术，需要大力开展有关精细农业关键技术的科学研究和培养相关人才。

王立舒摘自中国农大精细农业研究中心

第四篇：农艺师职称评定论文--“精细农业”的实践与农业科技创新

“精细农业”的实践与农业科技创新

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

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

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

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

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践，发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念，在地理信息学术界引起了广泛的反响，它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中，全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究，将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程，改变传统技术思想，追踪科技进步，有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中，也将可开发出一系列适用新技术产品。

为支持当前的“科技兴农”服务。在发展研究中，个人认为需要重视如下问题：

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

第五篇：农业论文

浅议宝丰县新农村建设的对策和措施 ………………………………………张二科

羊角天麻的脂肪族成分研究 ………………………………………程忠泉 杨丹等

可追溯体系与食品安全——基于委托代理模型分析 ………………………………………高思安 浅析我国现代农业的内涵及主要类型 ………………………………………魏艳丽 蒋会利

三亚市耕地资源现状评价与可持续利用对策 ………………………………………袁伟方 欧海等 DTOPSIS 法在大豆品种综合评估中的应用 ………………………………………李振江

如何把握农村金融发展的战略机遇 ………………………………………段红宇

安徽沿淮地区农业避洪减灾对策研究——农产品资源优势和加工 ………………………………………何永晴 郁家成发挥农业资源优势 促进德宏桥头堡建设 ………………………………………侯跃

安庆市现代农业的实证分析与思考 ………………………………………朱义龙

安徽省粮食补偿机制的实施与绩效评价 ………………………………………管叔琪 孙自铎

加快发展都市型现代农业产业的几点思考 ………………………………………王华银

宣城市木子禽业专业合作社运行模式研究 ………………………………………陈世跃

桐城市兴隆生猪养殖专业合作社的调查与思考 ………………………………………黄雄壮 向平阜阳市发展现代农业制约因素及对策 ………………………………………李庭奇

发展农民专业合作组织的思考 ………………………………………丁金海

安徽现代农业应在统分结合的双层经营体制上做文章 ………………………………………陶学军 郑之宽