1、.：.；試論準確農業及我國行動對策提要準確農業是超前性的農業新技術。由于準確農業充分地利用了作物、土壤和病蟲害的空間和時間變化量來進展耕作和田間管理，因此，獲得的 HYPERLINK /Economic/ 經濟和環境邊沿效益非常顯著。結合我國國情， HYPERLINK bbs.studa/ 研討 HYPERLINK /fazhan/ 開展適用的準確農業技術體系、運用體系不僅是必要的，而且是能夠的。準確農業的 HYPERLINK bbs.studa/ 研討與 HYPERLINK /fazhan/ 開展將有助于我國人口、資源與環境方面艱苦 HYPERLINK studa 問題的處理，有助于農業資源

2、的高效利用和農業環境維護。為了順應準確農業 HYPERLINK soft.studa 運用，作為中心技術的地理信息系統GIS技術也應在界面、功能、可操作性、信息源、實時性和處置速度等方面進展改良，深化研討多層次集成系統。關鍵詞準確農業 地理信息系統 現狀 對策國際農業的開展閱歷了原始農業游耕、游牧等、傳統農業和 HYPERLINK /dangdai/ 現代農業 3 個主要開展階段1。本世紀以來，石油農業的開展在獲得成就的同時，帶來了嚴重的環境 HYPERLINK studa 問題。對此，人們提出了一系列的替代農業對策，如回歸型農業、生態農業、有機農業、集約農業、立體農業、繼續型農業繼續農業、低

3、投入農業、低熵農業、生態 HYPERLINK /Economic/ 經濟農業、綜合農業、精久農業等農業開展方式2。這些想象的主要目的都是為了充分地利用資源，降低不用要的投入，減少環境污染和獲得最大的 HYPERLINK /Society/ 社會經濟效益3、4。80 年代后期和 90 年代初以來，隨著全球定位系統GPS、地理信息系統GIS、延續數據采集傳感器CDS、遙感RS、變率處置設備VRT和決策支持系統DSS等技術的開展5，準確農業 (Precision agriculture) 在美國、英國、德國、荷蘭、意大利等西方興隆國家勃然興起68。1 國際上準確農業開展的現狀和趨勢1.1 準確農業的

4、定義和現狀準確農業 (Precisionagriculture，Precisionfarming，Site-specificcropmanagement 或 Prescription farming) 是利用重要的作物參數和知識在適當的尺度上優化消費系統管理7，是根據特定地塊的作物潛在消費才干控制不同的投入程度如肥料、殺蟲劑、除草劑等9。準確農業包含 3 個實施階段：確定田間管理事件、制定對策和實施對策6。準確農業的中心是對變化要素進展準確管理，變化要素包括：空間要素、時間要素和預測要素10。空間要素反映地域變化；時間要素反映年度變化；預測要素反映預測與實踐值之間的差別。國外準確農業實際闡明：

5、準確農業不僅具有重要的經濟效益，而且其獲取的詳細耕作信息推上演和有助于處理許多未知問題6。準確農業的根本效益表達在降低作物的消費本錢和過量施用農化產品的污染風險9。如以施肥為例，傳統的施肥方式是在一片地塊內運用一個平均施肥量。但實踐上土壤肥力在不同的地塊像元大小為 0.52hm2、不同時段上一茬殘留肥力和耗費差別較大，所以平均施肥就會呵斥部分地域肥力缺乏而部分地域肥力過量。準確農業實現了因土、因作物、因時全面平衡施肥，因此，有明顯的經濟和環境效益。1994 年，明尼蘇達大學在明尼蘇達州漢斯卡農場實驗研討闡明：傳統農業每公頃施肥為 119.8kg，而準確農業施肥平均為 82kg。明尼蘇達的扎卡比

6、森甜菜農場采用準確變率施肥技術減少了氮肥用量，肥料投入每公頃平均減少 15 52 美圓，收益平均每公頃添加 358.32 美圓。又如在產量預測預告方面，準確農業對投入、產出能按不同地塊、不同時間進展詳細記錄，對預測產量和耕作決策有著極其重要的意義。在英國夏托沃斯農場，結合收割機上裝的 GPS 和產量測定儀，每隔 1.2 秒，GPS 丈量記錄一次。這樣，在收割完成的同時，就可以產生當季準確的產量分布圖11。再如在提高水資源利用率方面，準確農業技術也具有極大的作用。在以色列，用水管理已實現高度的自動化，全國已全部實施節水灌溉技術，其中 25% 為噴灌，75% 為微灌滴灌和微噴灌。一切的灌溉都是由

7、HYPERLINK /pc/ 計算機控制，實現了因時、因作物、因地用水和用肥自動控制。1989 年，以色列水分利用率為每立方米產糧食 2.32kg，與技術運用前1949 年相比，平均提高了 0.68kgm3；到 2000 年，方案提高到 4.31kgm312、13。但是，準確農業的邊沿效益 (marginal effect) 與農場的規模成正比8。興隆國家較小的農場精細耕作程度較高，準確農業產生效益的能夠性就小得多；而大農場，精細耕作程度較低，很大的一塊田地采用一樣的管理方式，因此，實施準確農業產生邊沿效益就大。準確農業的運用已涉及到施肥、植物維護、播種、耕作、水分管理等相關領域。精準農業已漸

8、漸為各農場運營者了解和熟習。歐洲的一項調查闡明：歐洲大約 2/5 的農場主知道準確農業技術8。1.2 準確農業的開展趨勢從大趨勢看，準確農業將向著完全的時間和空間變量管理和決策支持方向開展。Blackmore 在展望歐洲準確農業開展時，指出了三種技術運用程度與相應的耕作管理戰略14：無任何信息技術IT) 組成的傳統方式；管理信息系統MIS、咨詢方式what ifmodel和簡單機械化；空間信息技術的充分運用和自動處置：自動數據搜集、集成 MISDSS 技術支持系統。不同的運用程度將包含不同的 IT 組成，產生不同的環境和操作效應及到達不同的經濟效果。支持準確農業的公用硬件和設備系統將在不遠的未

9、來實現，而相應的決策支持軟件將會得到不斷的、長期的開發和完善14。隨著相應技術的進一步開展，準確農業將很快從實驗運用走向推行運用。可以估計，21 世紀的農業可以說是 HYPERLINK /pc/ 計算機輔助管理的準確農業 HYPERLINK news.studa/ 時代12。2 我國的農業現狀和存在的問題2.1 我國的農業現狀我國農業正由傳統農業向 HYPERLINK /dangdai/ 現代農業開展，但從全局來看，仍處于半自給半商品、半閱歷半 HYPERLINK /gongxue/ 科學、半人畜半機械的情況，并未完全脫離傳統農業的范圍1。農民僅初步溫飽，生活程度較低。1995 年，全國農業人

10、口人均收入僅為 780 元，約 8000萬農民尚處于貧困之中1。在農業資源利用方面， HYPERLINK /china/ 中國農業在精耕細作、多層次利用、生態農業等高效利用農業資源方面獨樹一幟12。各地已 HYPERLINK /work/ 總結出許多具有區域特征的耕作技術和農業方式，如間、套、連作的多熟制、基塘農業、立體山地農業、有機物還田等等。這些技術對提高我國光能、土地、水、肥力等資源的利用率發揚著重要的作用。農業新技術研討與開發也開場起步。例如，灌溉如噴灌、滴灌、微灌、滲灌、膜上灌等、施肥如配方施肥、復混肥技術、多元素平衡施肥等、植保、水土堅持如坡地農業等方面的先進技術和措施已在研討或部

11、分運用之中。農業資源監測技術也獲得了較大的進展，遙感與地理信息系統GIS技術勝利地運用于作物長勢、種植面積、產量、災禍、水土流失等方面的監測1517。國內農業專家系統日益深化，主要包括啟發式專家系統、實時專家系統、專家數據庫、模型專家系統、問題公用殼等五類18。全國人工農情信息 HYPERLINK /network/ 網絡為農業決策部門提供消費情勢和對策 HYPERLINK / 分析效力方面，發揚著日益重要的作用16。全國農業 HYPERLINK / 科技信息 HYPERLINK /network/ 網絡已開場著手建立19，一切這些提高和開展都標志著我國農業信息化建立正在邁出重要的一步。 HY

12、PERLINK mind.studa/ 目前，我國政府正在推行的“高產、優質、低耗、高效的資源節約型農業政策12， HYPERLINK /Society/ 社會主義市場經濟體制確實定，經濟增長方式的迅速轉變為我國準確農業的開展提供了有力的技術支撐和政策保證。2.2 我國農業面臨的挑戰1有限農業資源的高效利用我國人口眾多，人均資源少。 HYPERLINK mind.studa/ 目前，人均耕地、草地、林地和水資源分別不到世界平均程度的 13、13、18 和 141。進入下一世紀中葉， HYPERLINK /china/ 中國人口將增至 1516億12。人地矛盾和人糧矛盾會進一步嚴峻。而另一方面，

13、我國的資源利用效益很低。如我國灌溉水有效利用率約為 40%，糧食作物用水產出效益即單位耗水量的農作物產量少于 1kgm3x，遠低于興隆國家程度約為 50%70%20、12。又如我國化肥的當季利用率，氮為 30%35%，磷為 10%20%，鉀為 35%50%，大大低于美國和日本的氮素利用率可達 60%70%，而地域和營養不平衡又進一步減少了肥效12、21、22。因此，充分有效地利用有限的資源，開展以節地、節水、節肥、節糧為目的的農業將是當前與未來中國農業必需關注的重點問題。2農業環境污染的有效控制我國部分地域因施肥不當已引起環境污染，出現了地表水富營養化，地下水和蔬菜中硝態氮含量超標等問題21。

14、水土流失面積占國土總面積的 15；沙漠化的土地到達 3330hm2，且以每年 120萬hm2 左右速度添加1。旱、澇、鹽、堿、風等災禍又要挾著我國 2000萬hm2 耕地1。如何在當前與未來能在不加劇或減少環境污染的前提下謀求開展是我國農業面臨的另一重要問題。當前國際公認的準確農業的益處就在于其完善的管理、資源的高效利用和環境維護效益23。因此，我國很有必要進展準確農業的研討與實驗。3 我國的準確農業行動對策準確農業是具有超前性的農業高技術，代表了當前國際上農業開展的新趨勢，對我國農業的開展將發揚日益重要的推進作用。因此，我們應開展準確農業的研討，加強我國農業信息化的建立，示范和實際適用的準確

15、農業體系。3.1 開展多種集成程度的準確農業研討和實際按技術集成程度和機械化程度，準確農業至少可劃為三類：無機械化準確農業、半機械化準確農業和全自動化、信息化的準確農業。無機化準確農業指無任何 VRT 機械設備，對某項或某幾項因子的時間、空間變化利用 GIS 進展查詢和輔助決策。這是一種最簡單而有效的準確農業，適宜我國絕大部分地域運用和開展，尤其是丘陵和山區。半機械化準確農業指部分采用 VRT 機械化設備，用于收割、播種、施肥或灌溉，部分設備實現了自動控制和監測，其他部分仍由 GIS 進展查詢，然后人工實施。這能夠適宜我國北方平原已構成了規模化運營、機械化已達一定程度的大農場。全自動化、信息化

16、的準確農業指全部采用 VRT 機械化設備，GIS 提供決策根底，DSS 輔助決策，GPSDGPS 定位，自動控制耕作全過程和建立建全田間管理檔案。這在我國實現和運用還會有相當大的難度，但作為研討，仍可重點選擇和支持一個實驗點，以便研討高度集成化的準確農業技術系統。針對各種不同的準確農業實現程度，我們應建立相應的實驗示范農場。這樣，我們才干在實際中研討準確農業技術、系統集成 HYPERLINK studa/ 方法、信息 HYPERLINK / 分析和決策 HYPERLINK studa/ 方法、自動控制、效益經濟、環境和社會效益等， HYPERLINK /work/ 總結出適宜我國開展的準確農業

17、體系，指點我國農業的開展。3.2 農業信息根底設備的建立準確農業可以說就是農業信息化的典型產物。農業資源信息和農情信息是準確農業的信息根底，是決議準確農業效益的關鍵。因此，必需加強農業信息根底設備建立，建立和制定信息共享和數據更新的機制、技術規范、規范和政策法規，促進我國國產化設備和軟件的設計和運用。農業信息根底設備最根本的是要以各級農業部門為依托，建立中央省市縣信息骨干網絡系統 24。即全國以國家農業部信息中心為中心，以各省市為樞紐，縣市為網點，并與其它網絡互聯，構成全方位的農業資源和經濟信息網絡系統。3.3 準確農業推行系統的建立農業推行系統本質是人才的培育，包括政府管理決策人員、研討人員

18、、教學人員、運營 HYPERLINK /company/ 企業、農民等的培育和 HYPERLINK /jiaoyu/ 教育25。準確農業推行系統的目的就是要培育一支多層次的隊伍，使準確農業的研討、管理、運用得以實現。其中，社會咨詢認識的培育尤其重要26，它關系著準確農業能否能在我國真正得到運用。農業信息化和準確農業要求勞動者具有更高的知識和技術程度27。3.4 多學科結合研討體系的建立準確農業是一多學 HYPERLINK / 科技術系統集成的詳細化。它需求多學科、多層次的專業人員的協作。因此，為促進協作和交流，建議：成立一全國性專業學會；每年組織 12 次專業討論會；建立一供管理人員和研討人員

19、參與國際專業學術交流會和展現會的基金；在英特網上設立一論壇和準確農業圖書館，為多學科研討者提供交流和信息共享的現代機制。4 GIS 在準確農業中的作用和行動對策GIS 在準確農業中作用較大，是準確農業集成系統的關鍵技術。GIS 是人們在 HYPERLINK /pc/ 計算機硬、軟件環境里，使大量描畫客觀事物、關系和過程的各種數據，按照它們的地理坐標或袖章位置，輸入編輯、存貯更新、量測運算、查詢檢索、 HYPERLINK / 分析處置、模型 HYPERLINK soft.studa 運用、動態模擬、決策支持、模型 HYPERLINK soft.studa 運用、顯示制圖和報表輸出，從而協助 人們

20、實現認識、利用和改造客觀世界的某種或某些義務目的的一種信息系統28。4.1 GIS 在準確農業中的作用GIS 在準確農業中的作用主要表達在提供數據搜集、數據 HYPERLINK / 分析、決策和變率施用途置等方面5。在美國的一項咨詢調查結果闡明5：美國準確農業任務者運用 GIS 軟件人數高達 60%，根底軟件普遍為 ARCINFO、GRASS 和 IDRISI。1GIS 的管理功能 GIS 工具軟件為準確農業技術系統提供了人機對話界面、數據獲取和記錄功能、編輯功能、查詢功能、遠程數據調用ODBC等輸入與輸出功能2931。GIS 的管理功能已不僅局限于二維數據，而且已擴展到了三維如數字高程模型及

21、相關地形分析30，甚至四維如動態監測分析、預測分析、動態模擬等31。GIS 的業務化也將使其管理功能加強32。2GIS 的信息產品 GIS HYPERLINK mind.studa/ 目前已不僅是指其工具，而且也包括大量的空間信息產品33。農業資源信息和農情信息將是準確農業決策的根底。GIS 與 RS 的集成系統將不斷地為準確農業提供及時、準確的數據。3GIS 的決策功能 GIS 是一個在 HYPERLINK studa 問題求解中包含空間信息的決策支持系統34。在準確農業中，GIS 將作為空間決策工具，提供決策模型35、VRT 和 GPS 集成決策系統。4.2 GIS 行動對策通用 GIS 軟件和產品在準確農業中的運用存在著一定的妨礙。美國 Usery 等的問卷式調查結果顯示5，準確農業 GIS 用戶要求通用 GIS 軟件在以下方面進展改善：更完善的