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精細農業論文:現代精細農業應用研究論文
摘要：長期以來，農業生產都是以田塊為基礎，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施，滿足于獲得農場或田塊的平均產量。實際上，在同一農田內，有許多因素影響著作物的生長和產量，存在著明顯的時空差異性。“精細農業”是綜合應用地球空間信息技術、計算機輔助決策技術、農業工程技術等現代高新科技，以獲得農田“高產、品質、高級”的現代化農業生產模式和技術體系。本文在充分了解“精細農業”技術組成的基礎上，探討了“精細農業”的應用范圍，結合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農業”技術方案。
關鍵詞：精細農業信息技術衛星定位系統
0引言
在過去的半個世紀中，隨著生物遺傳育種技術的進步,耕地面積的擴大,化學肥料及農藥的大量使用，世界農業取得了長足發展。但這種農業增長模式也同時帶來了水土流失、生態環境惡化、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，“精細農業”的概念和技術應運而生。
1精細農業的含義
“精細農業”的核心指導思想就是要利用現代地球空間信息技術獲取農田內影響作物的生長和產量的各種因素的時空差異，避免因對農田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環境污染。具體而言，就是利用衛星定位系統對采集的農田信息進行空間定位；利用遙感技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統建立農田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產量的空間分布等的空間數據庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產管理輔助決策支持系統對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達到對田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產量。
2精細農業技術組成
2.1數據采集技術
“精細農業”技術是通過產量測量、作物監測以及土壤采樣等方法來獲取數據，以便了解整個田塊的作物生長環境的空間變異特性。
2.1.1產量數據采集帶定位系統和產量測量的谷物聯合收割機在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當地的產量，記錄數據以文本形式（經度、緯度、產量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、產量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。
2.1.2土壤數據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“精細農業”技術實踐的瓶頸。
2.1.3苗情、病蟲草害數據采集利用機載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數據分析一般采集的數據都是以文本表形式表示，需要利用一些數學方法進行處理，生成分布圖。未來的發展趨勢是數據采集和數據分析統一起來，將田間觀測者的地理位置和田間觀測數據，通過便攜PC和天線發往辦公室PC，利用軟件自動生成田間數據分布圖。
2.3決策分析“精細農業”技術是根據田間采集到的不均衡空間分布數據及有關作物其它信息，經過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農業”的核心，直接影響“精細農業”技術的實踐效果。GIS用于描述農田空間上的差異性，而作物生長模擬技術用來描述某一位置上特定生長環境下的生長狀態。只有將GIS與模擬技術緊密地結合在一起，才能制定出切實可行的決策方案。
2.4控制實施“精細農業”技術的目的是科學管理田間小區，降低投入，提高生產效率。作為支持“精細農業”技術的農業機械設備，除了帶有定位系統和產量測量的聯合收割機外，按處方圖進行作業的農業機械還有：帶有定位系統和處方圖讀入設備，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藥時，駕駛室中安裝的監視器顯示噴藥處方圖和拖拉機所在的位置。駕駛員監視行走軌跡的同時，數據處理器根據處方圖上的噴藥量，隨時向噴藥機下達命令，控制噴灑。
3精細農業技術的應用
3.1“精細農業”具有以下優點：
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、農藥的投入，也能增加作物產量。
3.1.2保護環境根據農田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質的污染，也能保護生態環境。
3.1.3提高作物產量和質量根據作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農藥、水帶來的副作用，造成作物減產，品質下降，也能改善因缺少養分造成的減產和降低作物品質。超級秘書網：
3.2需要滿足的條件
3.2.1農田大小農田大小的概念主要取決于外部環境。不同國家，適于“精細農業”技術實踐的農田大小不一樣。一般需要一個的經濟分析，可以計算出一個國家適于“精細農業”技術實踐的最小農田范圍。
3.2.2農機化程度農田可大可小，但是，農業作業若不是機械化，“精細農業”就無法實施。如聯合收割機、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；隨農業機械配備的定位系統、控制設備、監測設備等。總之，機械化、自動化程度越高，越利于實施“精細農業”技術實踐。
3.2.3農田差異一般來說，作物生長沒有空間差異的農田，實施“精細農業”技術實踐，是不會有經濟效益的。農田的空間差異首先表現在產量的空間差異上。產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，農田規模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農業”技術實踐尚需較長的發展過程，但是，結合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農業”技術實踐或“精細農業”單項技術實踐是可行的。
精細農業論文:農業企業精細化成本管理論文
1ERP環境下的農業企業精細化成本管理
與傳統成本相比較ERP系統將銷售系統、采購系統、存貨系統、供應鏈以及總賬系統集成在一個系統中，簡化了信息在農業企業內部流動的程序，加速了信息在農業企業內部流動的速度，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系統實現精細化成本管理，主要從規劃階段，物流，資金的管理三個模塊來實現良好的成本管理，及其多方位管理操作。
1.1農業企業生產準備、計劃的精細化
傳統生產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，也沒有明確的生產計劃。對于生產過程中需要的物料用量也沒有的數據，而由于人工記賬操作，庫存數據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被迫停工，產品不能滿足市場多樣性的需求，資金占用現象嚴重，人力物力資源得不到有效的配置等一系列問題。
1.1.1主生產計劃的精細化。所謂“磨刀不誤砍柴工”，計劃是保障生產順利進行的保障，只有做好了計劃，農業企業才能有條不紊地進行。ERP系統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計劃，計劃地包含了每一生產階段的毛需求量。緊接著進行粗能力的權衡，確定出所需要關鍵工作中心的加工能力和設備的負荷能力，與實際的數據進行比對，進行初步的計劃確認或調整，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整主生產計劃，提交給有關管理部門，進行計劃的確認，并在生產過程中進行不斷地修正。
1.1.2物料需求計劃精細化。ERP系統解決了需要什么、生產什么、怎么生產的問題，物料需求計劃，即MRP詳細記錄了物料需求信息、物料清單、生產的工藝路線以及物料的可用量。例如要生產一臺儀器，那么制造這臺儀器所需要哪些物料，物料的需求量是多少，經過多少道加工工序，當前的庫存量信息，都會在系統中記錄，一旦某一個環節斷層，系統會給出提示或者警告，而依據傳統的生產方式任何一個環節跟不上生產節奏，農業企業內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生產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據，并根據實際情況對農業企業生產能力以及負荷情況做出調整，制定出CRP。運行時系統會根據CRP中加工產品的數量，所在的時間段，實際所需要占用的能力負荷，對比在系統內設定的標準能力負荷情況，生成能力需求報表。而傳統的生產準備計劃階段，并不能夠像ERP系統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，生產過程中補充的信息也不能夠及時更新信息。
1.2農業物流管理精細化的實現
1.2.1農業企業生產過程的精細化。隨著市場不斷的發展，產品的生產周期不斷的縮短，對品種的需求多樣性不斷提高，產品的交貨期不斷縮短，對產品的質量要求不斷提高。傳統的生產管理已經越來越不能適應生產的需要，傳統的生產車間管理沒有進行明確地分批分類管理，對于生產所需的物料也得不到及時反饋，沒有明確的進度安排，產品交貨時間也沒有明確統計，對每一項加工產品的工序也沒有進行細致分工。對于插單的業務，農業企業也疲于應對，物料需求跟不上進度，生產能力也不足，農業企業往往需要拆東墻補西墻，而且傳統的期間費用分配也不，分配的標準往往是根據人工或者機器的工時總數來定義，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系統下，生產的整個過程是由MPS生成各個車間和工作中心的生產任務，下達產品生產指令，根據產品交貨的到期進行產品的任務優先級的排序，對產品的整個生產周期都有明確的規劃，確保產成品能夠及時完工交貨。為了提高生產效率，在ERP系統下每一項完工產品都有固定的工藝路線，物料需求也有明確的信息記錄，能夠保障產品有條不紊地進行生產，并且細化工序，將一項復雜的加工業務簡單化、重復化、高效率化。半成品在車間的轉移，原材料、配件的領用，生產加工進度的控制，各個時間段加工狀態的信息，在產品的統計分配信息都被統計及時記錄到了工作中心中，由工作中心生成報表進行統計和分析，并將信息及時傳遞給ERP系統下的其它有關子系統，管理人員根據信息進行生產調度，物料的補充等等；這些信息也是產成品成本計算和制造費用分配的主要依據，它定義了許多產品成本計算的相關公式，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品，統計數據顯示在ERP系統的車間管理下制造成本下降了12%左右，停工待料減少了60%，產品延期交貨下降了80%。因此走ERP精細化管理之路，是農業企業實現利益效益較大化的選擇。
1.2.2農業企業庫存管理的精細化。庫存管理的主要作用是維持銷售產品的穩定，保障生產順利地進行，在保障盈利的前提下，較大程度地降低農業企業的資金占用率，降低成本，增加投資。傳統的制造業庫存管理中，由于農業企業所屬行業產品的復雜性，管理已經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性的影響。統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管理部門，嚴重制約了生產的順利進行，甚至造成存貨積壓、資金嚴重占用的現象。ERP系統下的庫存管理貫穿整個農業企業管理，覆蓋范圍廣，利用數據庫將存貨的信息反映在一張統計表中，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，產品的批次，出入庫時間、質量狀況以及價格等，都被詳細地計入在系統內，支持存貨跟蹤查詢，能夠即時反映庫存的盤點數據，并對其它相關聯的子系統提供實時數據，這是傳統管理無法實現的。在發貨的時候嚴格按照先入先出的順序發貨，降低了因存貨變質、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，對倉庫可以按照產區分類，按照業務進行區分，細化了日常的管理業務。ERP系統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，農業企業可以根據自己庫存的復雜性進行方法的選擇。對于入庫管理根據生產和銷售的需要發出需求，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；對于領料出庫的業務，可以限制材料的數量，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，最終導致產品價格失去市場競爭力。統計數據表明在ERP庫存系統管理下，庫存下降了30%～50%使得庫存資金投資減少了1.4～1.5倍，庫存的周轉率提高了50%，這些都是傳統庫存管理無法實現的，因此農業企業只有在ERP系統的精細化管理的平臺上才能越走越遠。
1.2.3農業企業采購管理的精細化。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部門提供生產所需要的合適的質量、價格、數量的原材料（或加工部件），以保障生產順利正常進行。傳統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，采購數量不足或采購不及時以及物料逾期未入庫，車間的生產線只能被迫停產。生產制造過程中，插單的業務極為常見，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。無法及時下發采購信息。而且對于市場的價格走向也沒有很好統計記錄，主觀判斷采購存貨的數量以及批次，致使采購成本高昂。ERP環境下的材料采購計劃是由主生產計劃生成，根據生產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，據統計表明應用ERP系統實現采購管理的農業企業，采購提前期縮短了50%。ERP系統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中得到查詢，發出催貨通知，或者及時變更供應商降低生產線停工的風險。在生產制造的過程中一旦有插單的業務發生，計劃部門也能夠及時進行生產計劃的修訂，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，保障生產的順利進行，此外ERP系統還提供了物料需求的規格資料，保障入庫產品的質量符合生產要求；系統還提供了比價的功能，能夠讓管理者迅速做出決策。
1.2.4農業企業銷售管理的精細化。在一個農業企業的銷售系統是農業企業生產的最終產品與外部市場的輪轂連接，是價值的生產是實現農業企業最關鍵的一步。其主要職能是以滿足客戶消費需要為前提，實現勞動價值到社會財富的轉換。而傳統的銷售管理下，銷售部門往往憑借個人主觀經驗進行報價，缺乏成本數據參考，無法獲知的訂單利潤，沒有穩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。對于地區以及不同的客戶報價策略在手工作業下工作量龐大，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。逾期交貨現象嚴重，信用等級下降，客戶流失現象嚴重。ERP系統下的銷售模塊將銷售任務細分成以下幾個階段，①根據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定銷售的銷售渠道；③結合歷史、目前、市場調研數據進行銷售；④根據客戶的訂單信息，組織貨源，下派生產命令，并組織倉庫發貨；⑤開出銷售發票，并轉交財務系統記賬；⑥對已經銷售的產品提供跟蹤服務，進行信息反饋、分析，提出方案。根據應收系統的傳遞信息對客戶進行信用評級，制定銷售策略，發出催收貨款的指令，而傳統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固和簡歷長期穩定的銷貨渠道。
1.3農業企業資金流管理的精細化
資金是一個農業企業的血液，資金的運轉是關乎到農業企業生死存亡的問題，傳統的農業企業資金管理混亂，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系統下，當采購或者銷售行為發生后，系統會根據采購訂單、發票在應收和應付形同中生成相應應收賬款和應付賬款。為農業企業提供的未來資金的流入和流出情況，相關的票據還含有供應商以及客戶的相關信息，能夠地將每一筆收入以及費用與客商相聯系。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相聯系，實現收入與票據相匹配，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，大大降低了農業企業的資金占用率，使得農業企業的資金能夠維持農業企業正常運轉。
2農業企業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，而不是單一的數據儲存軟件，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，再加上國內實施ERP成功的也就只有聯想、海爾、移動公司等一些大型的知名農業企業，因此很多中小型農業企業對實施ERP精細化也只是持有觀望的態度。
2.2農業企業缺少精細化成本文化氣氛
盡管許多農業企業引進了ERP系統實施精細化管理，但是農業企業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，甚至導致極少數個別員工出現抵制的情緒，而農業企業實施精細化管理的規章制度也形同虛設無法落實。
2.3ERP系統實施對人員要求較高
ERP成功實施對操作者、部門之間的協調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系統的發展歷程比較短，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將管理與技術融為一體，這要求操作者不僅僅是個管理者還要是個技術員，而且培養出這樣的人才也需要花費大量的時間。
2.4農業企業基礎管理制度規范性不夠
科學的管理，要求農業企業標準化、規范化、精細化和個性化，是精細化管理實現的基礎，基礎設施管理制度不規范，它會影響到精細化管理的效率。
2.5實施ERP系統后期維護不足
許多農業企業在引進ERP后，前期沒有制定計劃和目標，導致后期發現團隊實施能力不足，特別是在系統的二次開發上。農業企業生產發展是一個動態化的過程，僅靠一次完整實施而達到一勞永逸的效果是不太現實的，這又使得ERP后期發展滯留，最終導致農業企業擯棄實施。
3ERP精細化管理問題的對策
3.1管理者轉變思想
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農業企業運營上。管理者不僅要轉變自己的思想同時還要培養整個農業企業的員工精細化的意識，只有各個部門協調一致，分工明確，才能使得精細化成本管理理念在農業企業中得到真正的應用。管理者需要將目標放長遠，從各個方面實現精細化管理，才能帶領農業企業在未來成長的路上越走越遠。
3.2建立精細化成本管理農業企業文化
環境決定一個人的成長，同樣農業企業文化氛圍也是農業企業成長的決定性因素，只有建立起良好的農業企業文化氛圍，農業企業才能在未來的路上越走越遠。建立起農業企業精細化管理文化首先需要培養精細化成本管理的思想，現有理念才能應用到實踐中。其次，要建立良好的激勵機制，諸如物質獎勵、精神鼓勵、調動積極性和懲罰措施，讓員工主動積極地參與到農業企業精細成本管理中，并在實踐中不斷進行改進和創新。
3.3加強對員工的后續教育
農業企業對實施ERP系統以及操作的關鍵人員，要在后期不斷的進行教育和培訓，以提高員工的整體素質，對于ERP這樣先進的管理系統，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，才不會造成資源浪費的現象。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提高了才能使得ERP的管理發揮出較大的作用，從而降低管理成本。
3.4規范農業企業基礎管理制度
農業企業的基礎管理，是農業企業實施和管理的前提，只有堅實的基礎，農業企業可以在未來發展的舞臺上越走越遠。農業企業首先需要加強農業企業原始信息核算的管理，提高原始數據的性；再次是優化農業企業的規章制度，優化農業企業生產流程，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，光依賴軟件公司從長期發展的角度來看，并不是一個明智的決定。只有在農業企業內部建立一個ERP執行和組織協調的ERP組織機構才能解決問題。在其領導之下，農業企業內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，讓農業企業內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性的意見。經驗一起分享，問題一起解決，只有這樣才能夠使得ERP系統運行起來，使得ERP精細化的管理成功地在農業企業內部實踐，提升農業企業的綜合競爭能力。
4小結
總之，ERP系統是農業企業實現精細化管理的策略，它對農業企業實施多方位的精細化進行管理，將生產工藝路線簡單化重復化，解決了傳統制造一手包攬的問題，降低了技術人員流失農業企業制造環節中斷的風險，也提高了工作效率。對外進行的市場分析調查，客商檔案的記錄，弱化了市場風險，降低了農業企業的管理成本。ERP系統從多方位的精細業務，降低生產管理成本。
作者：慕云麗 單位：山東工商學院
精細農業論文:精細農業理論探究論文
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境保護的要求越來越高，因此，研究和發展適合我國國情的精細農業技術，推動我國農業生產持續穩定發展，是我國農業現代化的重要內容，也是機遇性的挑戰，應當引起我國農業科技界的高度重視。本文首先介紹了國內外“精細農業”技術應用情況，而后對精細農業的一些基本理論進行總結，以供參考。
關鍵詞:精細農業遙感技術全球定位系統地理信息系統
引言
“精細農業”的核心指導思想就是要利用現代地球空間信息技術獲取農田內影響作物的生長和產量的各種因素的時空差異，避免因對農田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環境污染。具體而言，就是利用衛星定位系統對采集的農田信息進行空間定位；利用遙感技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統建立農田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產量的空間分布等的空間數據庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產管理輔助決策支持系統對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施，以達到對田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產量。精細農業技術是運用全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、傳感器及檢測系統、計算機控制器及變量執行設備等信息技術，對大田農作物生產和畜牧生產實施監控，從而提高作物和畜牧產量和質量，較大限度地保護生態環境，保障農業的可持續發展。
一、國內外“精細農業”技術的應用情況
1.1國外“精細農業”技術的應用情況在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細農業”技術主要用于土地資源的詳查及監測，農作物生長狀況的監測和產量預測，災害性天氣、旱情、澇情和水情的監測，農作物病蟲害的監測與精細防治和大地號農田的優化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代，由于遙感技術(RS)、全球定位系統(GPS)和地理信息系統(GIS)的應用，進行農情監測和產量預測已達到更加的程度，所用設備的數量和精度都在提高。目前全球已有20000臺“產量監測器”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等技術獲取田間信息(包括土壤參數和病蟲害情況等)，同時機器自動控制農藥、化肥和種子的施入量。由于優化施肥，農場主從中可能獲得巨大的經濟效益。
另一種“可變比率灑施機”名為“實時閉循環系統”(Real-timeclosed-loopSystem)，其設計者是想盡可能地擺脫對3S技術的依賴，田間信息直接由安在灑施機上的探測設備獲取，并立即對數據進行分析并自動控制農藥、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“精細農業”技術的應用情況我國是個農業大國，農業生產的自然條件十分復雜，自然災害頻繁，因此“精細農業”技術對我國農業生產來說是非常重要的。
我國利用地球資源技術衛星遙感資料進行土壤和水文調查開始于七十年代末和八十年代初，山西、內蒙等省(區)的土壤調查和農業區劃工作就利用了衛星遙感資料。
1984-1986年，我國在京、津、冀地區，進行了大規模的冬小麥衛星遙感試驗，取得了一定成果。1985和1986年小麥產量預報率分別為92％和95％。
可見，我國“精細農業”基本上還停留在衛星遙感、地理信息系統和產量預測方面
二、“精細農業”的技術思想
精細農業其核心思想是通過對農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素(如土壤結構、地形、土壤含水量、植物營養、病蟲害、雜草等)實際存在的空間和時間差異性的分析，確定影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控，以充分利用資源，實現最經濟、最合理的投入，獲得經濟上和環境上的較大效益。精細農業之所以引起全世界廣泛的關注，首先是因為它能顯著提高產量，提高耕地資源利用潛力和保護環境；其次，是因為精細農業研究的意義已遠遠超出其技術系統應用發展本身的范圍，它提供的技術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、精細農業的技術構成
3.1GPS——全球定位系統推動精細農業發展的關鍵技術是在20世紀70年代末開始建立的全球定位系統。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，它可提供連續、定位和原子時鐘信息。
3.2GIS——地理信息系統地理信息系統以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟、硬件的支持下，對有關空間數據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；能實現快速、的空間分析和動態監測研究。將GIS用于精細農業中，可對農田小區的作物產量和各種影響因素進行存儲、分析和管理。
3.3RS——遙感技術遙感技術可根據對遙感資料的解譯，獲得所研究區域內有關信息，具有宏觀、快速、動態等特點。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，所以結合研究區域內抽樣調查的資料和GIS數據庫，并依靠有關的專業基礎知識，利用RS可獲得土壤含水量、作物長勢和產量等重要資料。
3.4DSS——決策支持系統決策支持系統是根據農業生產者和專家在長期生產中獲得的知識，建立作物栽培與經濟分析模型、空間分析與時間序列模型、統計趨勢分析與預測模型和技術經濟分析模型，利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數據庫，針對小區內農作物生長環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DSS綜合了專家系統ES(expertsystem)和模擬系統SS(simulationsystem)，因而能為精細農業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信息采集與處理技術是獲取各種信息的重要手段。精細農業的實現首先在于認識農田小區內農作物生長環境和生物情況的差異而這必須依賴于各種先進的傳感器。隨著現代科學技術的發展，各種非接觸快速測量傳感器和智能化傳感器為精細農業提供了全新的技術支持。
3.6IAM——智能化農業機械智能化農業機械IAM是實現精細農業的重要設備。智能化農一機械首先必須利用DGPS技術實現定位，然后必須根據田間處方圖生成的智能控制軟件，針對農田小區存在的差異自動執行分布式投入決策。
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境保護的要求越來越高，因此，研究和發展適合我國國情的精細農業技術，推動我國農業生產持續穩定發展，是我國農業現代化的重要內容，也是機遇性的挑戰，應當引起我國農業科技界的高度重視。
精細農業論文:精細灌溉農業論文
編者按：本文主要從發展節水灌溉的必要性；節水灌溉的內涵意義；推廣節水灌溉技術，提高灌溉管理水平；發展節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、我國農業灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費的問題普遍存在、節水灌溉就是要改變千年以來人們澆地的傳統習慣、節水灌溉是用盡可能少的投入，取得盡可能多的農作物產出的一種灌溉模式、減少從水源到田間系統的滲漏和蒸發損失提高輸水系統的有效利用率、形成配套技術，并大面積推廣田間灌溉科學用水技術、節水灌溉要以科學發展觀為指導與服務"三農"相結合、以提高用水效率為目標，建立科學的節水灌溉規劃體系、突出農田在節水灌溉中的主體地位，充分發揮水利技術員在節水灌溉服務中的主體作用等。具體請詳見。
一、發展節水灌溉的必要性
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濟發展和城市化水平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳；農業干旱缺水和水資源短缺已成為經濟社會和經濟發展的重要制約因素，而且加劇了生態環境的惡化。按現狀用水量計，全國中等干旱缺水358億立方米。其中農業缺水300億立方米，20世紀90年代以來，我國農業年均受益面積達到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，由于地表水不足導致地下水超采，全國區域性地下水降落漏斗面積已達8.26立方公里。
我國農業灌溉用水量大，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，大大低于發達國家灌溉水利用率70-80%，單方水糧食生產率20公斤以上的水平。通過采用現代節水灌溉技術改造傳統灌溉農業，實現適時適量的"精細灌溉"，具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。
二、節水灌溉的內涵意義
節水灌溉就是要改變千年以來人們澆地的傳統習慣，把澆地變為澆作物，按作物的需水要求進行灌溉。
節水灌溉是用盡可能少的投入，取得盡可能多的農作物產出的一種灌溉模式。節水農業措施和節水灌溉措施，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量和產值。節水農業措施包括抗旱節水品種、秸稈覆蓋、少耕免耕、抗旱劑、保水劑等。在人們以往的印象中，節水灌溉就是發展低壓管道輸入、噴灌和微灌。由這些工程所控制的灌溉面積就是節水灌溉面積。其實這種看法是不夠的，節水灌溉的目的在于減少灌溉水源從渠首到農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率。它包括節水灌溉技術、節水灌溉制度以及區域水資源合理配置等方面的內容，即包含有工程措施，也包含有農業的管理措施，可以把節水灌溉措施分為以下四個方面：
1、減少從水源到田間系統的滲漏和蒸發損失提高輸水系統的有效利用率，在自流灌區固定渠道采用砌石、現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、采用先進灌溉技術減少作物蒸騰、棵間蒸發和深層滲漏等農田水分消耗。
4、優化作物灌溉制度減少作物的無效蒸騰灌溉用水采取優化調度，合理分配等管理措施，結合各種耕作栽培技術，盡量減少對農作物產量形成非關鍵期的水分蒸騰，以提高農作物水分的利用效率。
三、推廣節水灌溉技術，提高灌溉管理水平
從上世紀90年代開始，進一步將節水灌溉工程技術、農業技術和管理技術有機結合，形成配套技術，并大面積推廣田間灌溉科學用水技術，如小麥優化灌溉、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業增產技術也得到大面積推廣應用。這些技術的大范圍推廣應用，使我國節水農業的發展提高到一個新水平。
"九五"期間，節水農業技術研究與示范曾首次被列為國家科技攻關項目，開展了噴、微灌設備的研制與改進、滴灌技術研究與示范、田間節水灌溉新技術研究，主要農作物節水高效灌溉制度的研究、節水灌溉與農業綜合技術研究、人工匯集雨水利用技術研究和灌溉系統配水關鍵技術研究等專題研究。隨著科學研究逐步走向深入，我國節水農業工程設備也得到迅速的發展，經過幾十年的研制和開發，特別是近幾年不斷引進國外先進技術及生產裝備，使節水農業工程設備在數量上和性能上都有很大提高。
目前我國推廣的節水灌溉技術有渠道防滲、管道輸水、噴灌、滴灌、膜上灌、膜下灌等多種形式，不同的地區宜采用的節水灌溉技術也不同，大、中型灌區適宜推廣渠道防滲技術，井灌區和小型灌區宜推廣低壓管道灌溉技術，經濟條件好的地方提倡采用噴灌技術，在果園、菜園及其它經濟作物種植區適合發展微、滴灌，西北干旱地區應推廣雨水集流、水窖滴灌技術，南方水稻產區則應推廣水稻節水灌溉技術，各地要根據其經濟發展水平，合理確定技術方案。
四、發展節水灌溉應該注意的幾個問題
節水灌溉是一項系統工作，綜合運用行政、技術經濟、宣傳教育和管理等各種手段，需要全社會的很多行業和部門協調一致，形成全力，共同做好節水灌溉工作。
及時、節水灌溉要以科學發展觀為指導與服務"三農"相結合，把發展節水灌溉，改善農業生產條件，促進農業結構調整和增加農民收入結合起來，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，節約獎勵。其次是做好節水灌溉的投入機制，規劃并搞好節水灌溉的工程建設和技術的投入等。三是制定相應的優惠改革策略。進一步調動灌區農民對節水灌溉的積極性，并按"誰投資、誰所有、誰管理、誰受益"的原則確定產權，充分調動農民建節水灌溉工程的積極性。第四建立制定適合當地實際情況的實施辦法，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，成立用水戶協會合作組織，充分發揮其主觀能動性。六是深化水利工程制改革。在灌區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，采用靈活多樣的經營方式和運行機制，從根本上解決灌區以下，小型農田水利工程無人維修養護，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，建立科學的節水灌溉規劃體系。規劃是工作的基礎，大力推進節水灌溉發展首先要建立科學的規劃體系。節水灌溉規劃應充分考慮水資源的可持續利用，按以供定需，以水定種植結構的原則統籌考慮，積極推進節水灌溉進程，同時加大節水灌溉新技術，新材料，新工藝的推廣力度，帶動農田水利和農業現代化可持續發展，因地制宜的科學的確定節水灌溉的布局的模式。
第三、突出農田在節水灌溉中的主體地位，充分發揮水利技術員在節水灌溉服務中的主體作用。廣泛調動技術員的積極性，發展以技術推廣和生產示范為主的科技培訓，普及基層水利人員和部分農民切實掌握節水灌溉意識和技能，形成一支影響廣大農民把發展節水灌溉和增加收入結合起來的骨干隊伍。
精細農業論文:精細農業實踐與農業科技創新論文
21世紀，人類將逐步進入知識經濟的時代，迅速發展與普及的信息技術將推動人們在科學利用資源潛力，發展節本增效生產方式，改善和保護生態環境，實現基于信息和知識的生產過程管理決策方面，突破許多傳統的模式和觀念，開拓出一批具有創新意義的技術體系，以支持社會經濟的可持續發展。在實踐當今新的農業科技革命中，九十年代初以來在一些發達國家開展的“精細農業”技術體系的研究與實踐，就是一種具有創新意義的技術思想，已經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發展研究進行了評估，研究報告經過由美國科學院，工程院和醫學科學院院士組成的評估組進行審議后，于1997年發表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專著，分析了美國農業面臨的壓力、信息技術為改善作物生產管理決策和改善經濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精細農業”技術體系研究的發展現狀，面臨的問題及其支持技術產業化開發研究的機遇。近兩年來，我國科技界在研究推進新的農業科技革命中，對國外這一技術體系的發展趨勢，引起了廣泛的關注。新聞媒體陸續有了一些報導，有的單位已開展了有關研究和試驗示范工程準備工作,國內外的學術交流與合作聯系開始活躍，國外有關產業界開始向我國推薦其技術產品，密切關注中國走向21世紀實現農業現代化、信息化中這一巨大的潛在技術市場。可以預言：“精細農業”技術體系的試驗示范及其相關技術產品的開發研究，將在世紀之交成為推進我國新的農業科技革命中的重要研究課題。信息技術革命為農業生產現代化發展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發達國家和一些發展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域實現技術發展上的跨越，將是機遇性的挑戰。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現在一些發達國家，已經把基因育種工程、電子信息互聯網絡、衛星地面定位系統等高新技術應用于農業。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。“精細農業”技術體系是農學、農業工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成，其應用研究發展必將帶動一批直接面向農業生產者服務的電子信息高新技術與工程裝備技術的研究與開發，對推動我國基于知識和信息的傳統農業現代化，具有深遠的戰略性意義。“精細農業”，即國際上已趨于共識的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學術名詞的中譯。國內科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內涵的理解。如譯為“精準農業”、“農業”、“精細農業”等。實際上，目前國外關于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術和作物生產管理決策支持技術（DSS）為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術，即基于信息和先進技術為基礎的現代農田“精耕細作”技術。因此，作者認為采用“精細農業”或“精細農作”譯名來表達當前實踐的這一技術思想的內涵可能更為確切。誠然，當今實踐的“精細農作”技術思想，應該擴展到設施園藝、集約養殖、產品加工及農業系統的精細經營管理方面，而形成為完整的“精細農業”技術體系。“精細農業”技術是直接面向農業生產者服務的技術，這一技術體系的早期研究與實踐，在發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應用研究與實踐中進一步揭示的農田內小區作物產量和生長環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“處方農作”而發展起來的；在農業工程領域，自七十年代中期微電子技術迅速實用化而推動的農業機械裝備的機電一體化、智能化監控技術，農田信息智能化采集與處理技術研究的發展，加上八十年代各發達國家對農業經營中必需兼顧農業生產力、資源、環境問題的廣泛關切和有效利用農業投入、節約成本、提高農業利潤、提高農產品市場競爭力和減少環境后果的迫切需求，為“精細農業”技術體系的形成準備了條件。海灣戰爭后GPS技術的民用化，使得它在許多國民經濟領域的應用研究獲得迅速發展，也推動了“精細農業”技術體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術支持的作物科學、農藝學、土壤學、植保科學、資源環境科學和智能化農業裝備與田間信息采集技術、系統優化決策支持技術等，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作技術體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農業”示范應用的基本技術手段已逐步研究開發出來，在示范應用中預示了良好的發展前景。近五、六年來，已有數千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術會議或學術刊物；每年都舉辦專題“國際精細農業學術研討會”和有關裝備技術產品展示會；在萬維網上設置有多個專題網址，可以及時查詢到有關研究發展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農業”研究中心，開設了有關博士、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企業的大力支持。國際上對這一技術體系的發展潛力及應用前景有了廣泛的共識，將成為世紀之交發展農業高新技術應用研究的重要課題。“精細農作”技術思想的核心，是獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素（如土壤結構、地形、植物營養、含水量、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。正是信息技術革命為這一技術思想的實踐，提供了先進的技術手段。千百年來的作物生產，都是以地區或田塊為基礎，在區域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施，滿足于獲得區域、農場或田塊的平均產量的認識水平，很少顧及對農田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產成本增加和環境污染后果。傳統的農業技術推廣模式，也是在區域尺度上進行品種選擇、土肥監測，通過地區試驗積累的適于當地的栽培管理措施向農戶推薦使用。實際上，即使在同一農田內，地表上、下影響作物生長條件和產量的明顯時空分布差異性，包括農田內作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區發生，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，農民把土地劃分為小田塊來耕作經營，正是受到對作物生長環境和產量空間變異的感性知識的影響。我國農民幾千年來在小塊土地上經過勞動密集的投入和積累的豐富生產管理經驗而形成的“傳統精耕細作”技術，也可以在小塊農田內達到很好的經濟產量，只是沒有現代科學方法的定量研究和現代工程手段的支持來形成大規模的生產力。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產量和田間土壤特性，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發表文章勸告農戶應繪制自己田區內的土壤酸度分布圖和按小區需求使用石
灰的建議。
之后，一直都有關于農田土壤和收獲量空間變異性研究的報導。八十年代以來，關于在農田中實施土壤肥力、植保和作物生產定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術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量傳感器的現代谷物聯合收獲機，已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區產量與對應地理坐標位置的數據，并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農田內作物產量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區內小區平均產量的較大差異可以超過100％。由于作物生產還受到氣候變異的影響，經連續多年對同一田區積累的數據表明，同一小區年際間的產量差異性也可能是十分明顯的。田區內產量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農田資源利用存在的巨大潛力。現代農學技術與電子信息技術的發展，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，實施基于知識和現代科技的分布式調控，達到田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經濟產量成為可能。圖1是精細農作技術思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統和產量傳感器的聯合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區平均產量數據通過計算機處理，生成作物產量分布圖根據田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數的空間數據分布圖，作物生長發育模擬模型，投入、產出模擬模型，作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖根據處方圖采用不同方法與手段或相應的處方農業機械按小區實施目標投入和精細農作管理。由圖1可以看出，這一技術思想是通過多次循環的實踐，來不斷改善農田資源環境，積累知識，逐步達到作物生產管理精細化的過程。由于大田作物生產受到眾多時空變化因素的影響，利用生產潛力的處方措施，還需要兼顧生產力、經濟性、環境后果的優化目標，因此，其技術思想并不是單純追求技術措施的“”。事實上，目前應用于獲取小區產量數據的空間尺度為12-15m2,獲取農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，生成技術上可行、經濟上合理的處方圖來指導處方農作，因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術的不斷進步，特別是農田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術的突破，農業處方操作也將愈益精細化。上述精細農作技術體系在許多發達國家的試驗和應用表明，可以顯著提高耕地的生產潛力，節約良種、化肥農藥和能源投入，獲得良好的經濟效益，受到農戶的歡迎。
“精細農作”是基于田間小區作物生長條件的空間差異性，為實現優化作物生產系統的目標而提出的。但工程支持技術的開發研究，對實現這一技術思想起著重要的作用。如：農田信息采集與處方農作的空間定位，需依靠全球衛星差分定位系統（DGPS）；地理空間信息管理和數據處理，需要應用地理信息系統(GIS)；未來大量地理空間數據的更新，需要遙感技術(RS)的支持；作物產量計量與小區產量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數據處理和產量圖自動生成軟件技術；田區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與信號處理技術；按小區實施自動處方農作、調控目標投入需要變量處方農業機械；制定科學的農作處方需要農學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統的支持；作為一個能協調運作的智能化系統需要有高效的信息集成以及有關信息傳輸、標準化技術的研究等等。
迄今“精細農業”在發達國家也不過五、六年的應用試驗歷史，部分支持技術手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農業”應用實踐可根據不同國家、不同地區的社會、經濟條件，圍繞提高生產、節本增效、保護環境的目標，采用不同的技術組裝方式，逐步提高作物生產管理的科學化與精細化水平。其中，獲取農田小區產量空間分布的差異性信息是實踐“精細農作”的基礎。有了小區產量分布圖，農戶既可以根據自己的經驗知識，分析小區產量差異的原因，選擇經濟適用的對策，在現實可行條件下采取適當措施實施調控；也可以根據技術經濟發展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農業機械實現生產過程的自動調控。
“精細農業”研究的革命性的意義是提出了一種經營現代農業的新技術思想并付諸于實踐，發展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數字地球”的概念，在地理信息學術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。“精細農業”的實踐將在下一世紀開發“數字地球”的實踐中占有十分重要的地位。我國農業仍處于傳統農業向現代農業轉化的歷史過程中，實踐這一新技術體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術的示范與實踐研究，將有利與推動實現我國農業生產知識化與信息化進程，改變傳統技術思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農用先進支持技術產品制造業、服務業的發展。在“精細農業”技術體系的實踐中，也將可開發出一系列適用新技術產品。
為支持當前的“科技興農”服務。在發展研究中，個人認為需要重視如下問題：
加強對國際有關發展信息和經驗的研究，提出符合國情的發展戰略。九十年代以來，國外許多單位已經積累了一大批示范試驗數據與支持技術產品開發研究成果。可以采取引進技術思想與部分裝備技術和自主創新相結合。找準切入點，注重其支持技術產品的國產化及產業化開發。“精細農作”的技術思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義，即認識農田內小區產量和影響作物生長條件的空間差異性，實施定位處方農作。它是適應集約化、規模化程度高的作物生產系統可持續發展目標而提出的，在我國可先在規模化農場、部分大城市郊區和農業高新技術綜合開發試驗區，力求在農田小區的尺度上進行研究與實踐。我國廣大農村農田經營規模小，生產手段仍較落后，實現廣域的現代農田精細經營尚需有較長的發展過程，有條件的地區可先以村片、農田的尺度上對精細農作的技術思想進行示范試驗研究，并可著重結合發展農村社會化服務方式創新中，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展趨勢相接軌，又可以探索形成具有國情特色、有利于在農村逐步推廣先進的農作技術體系。
精細農業論文:精細農業的實踐和農業科技創新
21世紀,人類將逐步進入知識經濟的時代,迅速發展與普及的信息技術將推動人們在科學利用資源潛力,發展節本增效生產方式,改善和保護生態環境,實現基于信息和知識的生產過程管理決策方面,突破許多傳統的模式和觀念,開拓出一批具有創新意義的技術體系,以支持社會經濟的可持續發展。在實踐當今新的農業科技革命中,九十年代初以來在一些發達國家開展的“精細農業”技術體系的研究與實踐,就是一種具有創新意義的技術思想,已經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發展研究進行了評估,研究報告經過由美國科學院,工程院和醫學科學院院士組成的評估組進行審議后,于1997年發表了“Precision Agriculture in the 21st Century-Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究專著,分析了美國農業面臨的壓力、信息技術為改善作物生產管理決策和改善經濟效益提供的巨大潛力,闡明了“精細農業”技術體系研究的發展現狀,面臨的問題及其支持技術產業化開發研究的機遇。近兩年來,我國科技界在研究推進新的農業科技革命中,對國外這一技術體系的發展趨勢,引起了廣泛的關注。新聞媒體陸續有了一些報導,有的單位已開展了有關研究和試驗示范工程準備工作, 國內外的學術交流與合作聯系開始活躍,國外有關產業界開始向我國推薦其技術產品,密切關注中國走向21世紀實現農業現代化、信息化中這一巨大的潛在技術市場。可以預言:“精細農業”技術體系的試驗示范及其相關技術產品的開發研究,將在世紀之交成為推進我國新的農業科技革命中的重要研究課題。
信息技術革命為農業生產現代化發展提供了新機遇,在開拓新的前沿科技應用研究領域中,發達國家和一些發展中國家的起跑線拉近了距離,時間上的差距在縮小。在某些重要領域實現技術發展上的跨越,將是機遇性的挑戰。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出:“現在一些發達國家,已經把基因育種工程、電子信息互聯網絡、衛星地面定位系統等高新技術應用于農業。我們必需有緊迫感,盡快迎頭趕上”。 “精細農業”技術體系是農學、農業工程、電子與信息科技,管理科學等多種學科知識的組裝集成,其應用研究發展必將帶動一批直接面向農業生產者服務的電子信息高新技術與工程裝備技術的研究與開發,對推動我國基于知識和信息的傳統農業現代化,具有深遠的戰略性意義。 “精細農業”,即國際上已趨于共識的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學術名詞的中譯。國內科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內涵的理解。如譯為“精準農業”、“農業”、“精細農業”等。
實際上,目前國外關于Precision Agriculture的研究,主要是集中于利用3S空間信息技術和作物生產管理決策支持技術(DSS)為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術,即基于信息和先進技術為基礎的現代農田“精耕細作”技術。因此,作者認為采用“精細農業”或“精細農作”譯名來表達當前實踐的這一技術思想的內涵可能更為確切。誠然,當今實踐的“精細農作”技術思想,應該擴展到設施園藝、集約養殖、產品加工及農業系統的精細經營管理方面,而形成為完整的“精細農業”技術體系。“精細農業”技術是直接面向農業生產者服務的技術,這一技術體系的早期研究與實踐,在發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應用研究與實踐中進一步揭示的農田內小區作物產量和生長環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“處方農作”而發展起來的>！<;在農業工程領域,自七十年代中期微電子技術迅速實用化而推動的農業機械裝備的機電一體化、智能化監控技術,農田信息智能化采集與處理技術研究的發展,加上八十年代各發達國家對農業經營中必需兼顧農業生產力、資源、環境問題的廣泛關切和有效利用農業投入、節約成本、提高農業利潤、提高農產品市場競爭力和減少環境后果的迫切需求,為“精細農業”技術體系的形成準備了條件。
海灣戰爭后GPS技術的民用化,使得它在許多國民經濟領域的應用研究獲得迅速發展,也推動了“精細農業”技術體系的廣泛實踐。使得近20年來,基于信息技術支持的作物科學、農藝學、土壤學、植保科學、資源環境科學和智能化農業裝備與田間信息采集技術、系統優化決策支持技術等,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作技術體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農業”示范應用的基本技術手段已逐步研究開發出來,在示范應用中預示了良好的發展前景。近五、六年來,已有數千計的研究成果,實驗報告見諸于國際學術會議或學術刊物;每年都舉辦專題“國際精細農業學術研討會”和有關裝備技術產品展示會;在萬維網上設置有多個專題網址,可以及時查詢到有關研究發展信息;美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農業”研究中心,開設了有關博士、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企業的大力支持。國際上對這一技術體系的發展潛力及應用前景有了廣泛的共識,將成為世紀之交發展農業高新技術應用研究的重要課題。 “精細農作”技術思想的核心,是獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素(如土壤結構、地形、植物營養、含水量、病蟲草害等)實際存在的空間和時間差異性信息,分析影響小區產量差異的原因,采取技術上可行、經濟上有效的調控措施,區別對待,按需實施定位調控的“處方農作”。
正是信息技術革命為這一技術思想的實踐,提供了先進的技術手段。千百年來的作物生產,都是以地區或田塊為基礎,在區域或田塊的尺度上,把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理,如利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施,滿足于獲得區域、農場或田塊的平均產量的認識水平,很少顧及對農田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產成本增加和環境污染后果。傳統的農業技術推廣模式,也是在區域尺度上進行品種選擇、土肥監測,通過地區試驗積累的適于當地的栽培管理措施向農戶推薦使用。實際上,即使在同一農田內,地表上、下影響作物生長條件和產量的明顯時空分布差異性,包括農田內作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區發生,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,農民把土地劃分為小田塊來耕作經營,正是受到對作物生長環境和產量空間變異的感性知識的影響。我國農民幾千年來在小塊土地上經過勞動密集的投入和積累的豐富生產管理經驗而形成的“傳統精耕細作”技術,也可以在小塊農田內達到很好的經濟產量,只是沒有現代科學方
法的定量研究和現代工程手段的支持來形成大規模的生產力。本世紀初期,科學家就研究報告過作物產量和田間土壤特性,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 發表文章勸告農戶應繪制自己田區內的土壤酸度分布圖和按小區需求使用石灰的建議。 之后,一直都有關于農田土壤和收獲量空間變異性研究的報導。八十年代以來,關于在農田中實施土壤肥力、植保和作物生產定位管理(Site Specific Crop Management)的技術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量傳感器的現代谷物聯合收獲機,已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區產量與對應地理坐標位置的數據,并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農田內作物產量分布圖。多年的試驗實踐表明,田區內小區平均產量的較大差異可以超過。由于作物生產還受到氣候變異的影響,經連續多年對同一田區積累的數據表明,同一小區年際間的產量差異性也可能是十分明顯的。田區內產量上述明顯的時空分布差異性,顯示了農田資源利用存在的巨大潛力。現代農學技術與電子信息技術的發展,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,實施基于知識和現代科技的分布式調控,達到田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經濟產量成為可能。圖1是精細農作技術思想的示意圖。其實施過程可描述為:帶定位系統和產量傳感器的聯合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區平均產量數據 通過計算機處理,生成作物產量分布圖 根據田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數的空間數據分布圖,作物生長發育模擬模型,投入、產出模擬模型,作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統,并在決策者的參與下生成作物管理處方圖 根據處方圖采用不同方法與手段或相應的處方農業機械按小區實施目標投入和精細農作管理。
由圖1可以看出,這一技術思想是通過多次循環的實踐,來不斷改善農田資源環境,積累知識,逐步達到作物生產管理精細化的過程。由于大田作物生產受到眾多時空變化因素的影響,利用生產潛力的處方措施,還需要兼顧生產力、經濟性、環境后果的優化目標,因此,其技術思想并不是單純追求技術措施的“”。事實上,目前應用于獲取小區產量數據的空間尺度為12-15 m2, 獲取農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,生成技術上可行、經濟上合理的處方圖來指導處方農作,因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術的不斷進步,特別是農田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術的突破,農業處方操作也將愈益精細化。上述精細農作技術體系在許多發達國家的試驗和應用表明,可以顯著提高耕地的生產潛力,節約良種、化肥農藥和能源投入,獲得良好的經濟效益,受到農戶的歡迎。
“精細農作”是基于田間小區作物生長條件的空間差異性,為實現優化作物生產系統的目標而提出的。但工程支持技術的開發研究,對實現這一技術思想起著重要的作用。如:農田信息采集與處方農作的空間定位,需依靠全球衛星差分定位系統(DGPS);地理空間信息管理和數據處理,需要應用地理信息系統(GIS);未來大量地理空間數據的更新,需要遙感技術(RS) 的支持;作物產量計量與小區產量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械,以及計算機數據處理和產量圖自動生成軟件技術;田區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與信號處理技術;按小區實施自動處方農作、調控目標投入需要變量處方農業機械;制定科學的農作處方需要農學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統的支持;作為一個能協調運作的智能化系統需要有高效的信息集成以及有關信息傳輸、標準化技術的研究等等。
迄今“精細農業”在發達國家也不過五、六年的應用試驗歷史,部分支持技術手段還不十分成熟,有待不斷研究完善,相關的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農業”應用實踐可根據不同國家、不同地區的社會、經濟條件,圍繞提高生產、節本增效、保護環境的目標,采用不同的技術組裝方式,逐步提高作物生產管理的科學化與精細化水平。其中,獲取農田小區產量空間分布的差異性信息是實踐“精細農作”的基礎。有了小區產量分布圖,農戶既可以根據自己的經驗知識,分析小區產量差異的原因,選擇經濟適用的對策,在現實可行條件下采取適當措施實施調控;也可以根據技術經濟發展的條件,利用先進的科技手段或智能化變量處方農業機械實現生產過程的自動調控。
“精細農業”研究的革命性的意義是提出了一種經營現代農業的新技術思想并付諸于實踐,發展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數字地球”的概念,在地理信息學術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。“精細農業”的實踐將在下一世紀開發“數字地球”的實踐中占有十分重要的地位。我國農業仍處于傳統農業向現代農業轉化的歷史過程中,實踐這一新技術體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術的示范與實踐研究,將有利與推動實現我國農業生產知識化與信息化進程,改變傳統技術思想,追蹤科技進步,有利于推動基于信息和知識的農用先進支持技術產品制造業、服務業的發展。在“精細農業”技術體系的實踐中,也將可開發出一系列適用新技術產品。
為支持當前的“科技興農”服務。在發展研究中,個人認為需要重視如下問題:
加強對國際有關發展信息和經驗的研究,提出符合國情的發展戰略。九十年代以來,國外許多單位已經積累了一大批示范試驗數據與支持技術產品開發研究成果。可以采取引進技術思想與部分裝備技術和自主創新相結合。找準切入點,注重其支持技術產品的國產化及產業化開發。“精細農作”的技術思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義,即認識農田內小區產量和影響作物生長條件的空間差異性,實施定位處方農作。它是適應集約化、規模化程度高的作物生產系統可持續發展目標而提出的,在我國可先在規模化農場、部分大城市郊區和農業高新技術綜合開發試驗區,力求在農田小區的尺度上進行研究與實踐。我國廣大農村農田經營規模小,生產手段仍較落后,實現廣域的現代農田精細經營尚需有較長的發展過程,有條件的地區可先以村片、農田的尺度上對精細農作的技術思想進行示范試驗研究,并可著重結合發展農村社會化服務方式創新中,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展趨勢相接軌,又可以探索形成具有國情特色、有利于在農村逐步推廣先進的農作技術體系。
精細農業論文:精細農業的技術組織、決策分析及在我國的應用實踐
摘 要 “精細農業”技術的核心是用信息技術改造傳統農業，在機械化基礎上，將地理信息系統、定位系統、決策支持系統、傳感技術進行集成，實現農業可持續發展目標。實施這項技術，其結果必然會引起一場新的農業科技革命，也必將會對我國未來農業發展產生重大影響。因此，在充分了解“精細農業”技術組成的基礎上，探討了“精細農業”的應用范圍，尤其是結合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農業”技術方案。
關鍵詞 精細農業；地理信息系統；定位系統；決策支持系統；傳感技術
本世紀后半期世界農業的高速發展，除了依靠生物遺傳育種技術的進步，耕地和灌溉面積的擴大以外，基本上是在化肥與農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。由此引起的農業水土流失、土壤生產力下降、農產品和地下水污染、生態環境惡化等問題，已經引起國際社會的廣泛關注，并成為實踐農業可持續發展的重要驅動力。所謂可農業持續發展是指在農業資源和環境的持續支撐下的農業經濟的持續增長。即有效利用農業資源，提高農業利潤，減少農業污染。
中國是一個農業大國，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，環境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉。保障21世紀我國16億人口的食物安全，關鍵在于推動農業科技的進步。正如同志所指出的“中國的農業問題，糧食問題要靠中國人自己解決。這就要求我們的農業科技必須要有一個大的發展，必然要進行一次新的農業科技革命”。縱觀世界現代農業發展動態，一個新的農業科技革命的序幕已經拉開。以生物技術、信息技術為先導的現代科學技術發展及其在農業上的廣泛應用，為世界各國農業發展提供了前所未有的機遇。“精細農業”技術正是在這種環境下應運而生，成為農業信息技術應用的一個重要分支。其核心是用現代高新技術特別是信息技術來改造傳統農業，在機械化的基礎上，把地理信息系統（GIS）、定位系統（GPS）、決策支持系統、傳感技術進行集成，使作物生產更加科學，減少投入，提高產出，實現高效利用各種農業資源，保護生態環境的農業可持續發展目標。
目前，我國化肥和農藥的利用率都在30％左右，農業灌溉水利用率不足35％，僅及發達國家的一半。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，每年即可節約1000多萬噸化肥，相當于節約近100億元人民幣。據有關國外報道，“精細農業”技術將會使目前化肥和農藥的施用量減少50％甚至更多。
1 “精細農業”技術組成
1.1 數據采集技術
“精細農業”技術是通過產量測量、作物監測以及土壤采樣等方法來獲取數據，以便了解整個田塊的作物生長環境的空間變異特性。
1) 產量數據采集
帶定位系統和產量測量的谷物聯合收割機（如美國John Deree和英國Messey Ferguson等），在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當地的產量，記錄數據以文本形式（經度、緯度、產量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、產量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。
2) 土壤數據采集
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“精細農業”技術實踐的瓶頸。目前商品化的土壤養分快速測試儀器還是基于傳統化學分析技術，其可操作性和測量精度有待于改進。國外基于TDR技術的土壤水分測量儀器、基于MR技術的多光譜SOM測試儀器已經商品化，但其價格昂貴，不適于大面積推廣使用。
3) 苗情、病蟲草害數據采集
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。該數據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、圖象模式識別、多光譜識別技術的發展，有關苗情、雜草識別快速監測儀器不久將研制出來，并投入使用。
精細農業論文:精細農業”發展與工程技術創新
摘 要 本文綜述了目前國外“精細農業”實踐的主要目標及其技術思想的內涵。著重圍繞其主要支持技術發展，討論了有關工程技術創新及推動我國開展試驗研究的問題。目前國外對這一技術體系的研究與實踐，主要仍集中在基于GPS和GIS技術應用的作物生產系統精細管理方面，因此本文提出用“精細農作”的譯名來表達當前研究目標的內涵，希望引起學術界的討論。進入21世紀，基于知識和信息的“精細農作”技術思想，必將擴展到大農業經營的各個領域，推動傳統農業生產的信息化與知識化，即進一步發展到設施園藝、工廠化養殖、農產品精細加工及農業系統精細經營管理方面，逐步形成一個基于農業生物科學、電子信息技術及工程裝備為主導的“精細農業”技術體系，為建立品質、高效和可持續發展的農業系統服務。
關鍵詞：精細農業 精細農作 GPS和GIS 工程技術創新
引 言
近兩年來，我國科技界在研究推進新的農業科技革命中，關于國外“精細農業”技術的發展，引起了廣泛的關注。新聞媒體陸續有了一些報導，科技部在篩選“面向21世紀解決16億人口食物安全的關鍵技術”項目、組織S - 863農業高技術領域發展計劃研究以及農業部948引進項目立項中，也受到了重視。有的單位已開展了有關研究和試驗示范工程準備工作, 加強了和國外的學術交流與合作聯系，國內學術交流也開始活躍。國外有關產業界開始向我國推薦其技術產品，密切關注中國走向21世紀實現農業現代化、信息化中這一巨大的潛在技術市場。可以預言：“精細農業”技術體系的試驗示范及其相關技術產品的開發研究，將在世紀之交成為推進我國新的農業科技革命中的重要研究課題。信息技術革命為農業生產現代化發展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發達國家和一些發展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域實現技術發展上的跨越，將是機遇性的挑戰。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現在一些發達國家，已經把基因育種工程、電子信息互聯網絡、衛星地面定位系統等高新技術應用于農業。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。“精細農業”技術體系是? ┭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┮迪執哂猩鈐兜惱鉸孕砸庖濉?nbsp;“精細農業”，即國際上已趨于共識的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學術名詞的中譯。國內科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內涵的理解。實際上，目前國外關于Precision Farming的研究，基本上仍是集中于利用3S空間信息技術和作物生產管理決策支持技術（DSS）為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術，即基于信息和先進技術為基礎的現代農田“精耕細作”技術。因此，作者認為采用“精細農作”譯名來表達當前這一技術思想的內涵可能更為確切。“精細農作”是直接面向農業生產者服務的技術，這一技術體系的早期研究與實踐，在發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技術的民用化，使得它在許多國民經濟領域的應用研究獲得迅速發展，也推動了“精細農作”技術體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術支持的作物科學、農藝學、土壤學、植保科學、資源環境科學和智能化農業裝備與田間信息采集技術、系統優化決策支持技術等，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作技術體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農作”示范應用的基本技術手段已逐步研究開發出來，在示范應用中預示了良好的發展前景。近五、六年來，已有數千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術會議或學術刊? 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⒄古┮蹈咝錄際跤τ醚芯康鬧匾翁狻?/P>
“精細農作”技術思想的內涵及其主要支持技術：
“精細農作”技術思想的核心，是獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素（如土壤結構、地形、植物營養、含水量、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。正是信息技術革命為這一技術思想的實踐，提供了先進的技術手段。 千百年來的作物生產，都是以地區或田塊為基礎，在區域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施，滿足于獲得區域、農場或田塊的平均產量的認識水平，很少顧及對農田的盲目投入及過量施肥施藥造成的環境后果。傳統的農業技術推廣模式，也是在區域尺度上進行品種選擇、土肥監測，通過地區試驗積累的適于當地的栽培管理措施向農戶推薦使用。實際上，即使在同一農田內，地表上、下影響作物生長條件和產量的明顯時空分布差異性，包括農田內作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區發生，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，農民把土地劃分為小田塊來耕作經營，正是受到對作物生長環境和產量空間變異的感性知識的影響。我國農民幾千年來在小塊土地上經過勞動密集的投入和積累的豐富生產管理經驗而形成的“傳統精耕細作”技術，也可以在小塊農田內達到很好的經濟產量，只是沒有現代科學方法的定量研究和現代工程手段的支持來形成大規模的生產力。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產量和田間土壤特性，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 發表文章勸告農戶應繪制自己田區內的土壤酸度分布圖和按小區需求使用石灰的建議。之后，一直都有關于農田土壤和收獲量空間變異性研究的報導。八十年代以來，關于在農田中實施土壤肥力、植保和作物生產定位管理（Site Specific Crop Manag
ement）的技術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量傳感器的現代谷物聯合收獲機，已可以在收獲過程中自動生成以12-15m2為單元組成的農田小區產量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區內小區平均產量的較大差異可以超過100％。由于作物生產還受到氣候變異的影響，經連續多年對同一田區積累的數據表明，同一小區年際間的產量差異性也可能是十分明顯的。田區內產量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農田資源利用存在的巨大潛力。現代農學技術與電子信? 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?是精細農作技術思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統和產量傳感器的聯合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區平均產量數據 通過計算機處理，生成作物產量分布圖 根據田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數的空間數據分布圖，作物生長發育模擬模型，投入、產出模擬模型，作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖 根據處方圖采用不同方法與手段或相應的處方農業機械按小區實施目標投入和精細農作管理。上述精細農作技術體系在許多發達國家的試驗和應用表明，可以顯著節約投入，獲得良好的經濟效益，受到農戶的歡迎。“精細農作”是基于田間小區農作條件的空間差異性，為實現優化作物生產系統的目標而提出的。但工程支持技術的開發研究，對實現這一技術思想起著關鍵的作用。如：農田信息采集與處方農作的空間定位，需依靠衛星定位系統（GPS）；地理空間信息管理和數據處理，需要應用地理信息系統(GIS)；未來大量地理空間數據的更新，需要遙感技術(RS) 的支持；作物產量計量與小區產量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數據處理和產量圖自動生成技術；田區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與信號處理技術；按小區實施自動處方農作、調控目標投入需要變量處方農業機械；制定科學的農作處方需要計算機作物管理輔助決策支持系統的支持；作為一個能協調運作的智能化系統需要有高效的信息集成以及有關信息傳輸、標準化技術的研究等等。
迄今“精細農業”在發達國家也不過五、六年的應用試驗歷史，部分支持技術手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農作”應用實踐可根據不同國家、不同地區的社會、經濟條件，圍繞提高生產、節本增效、保護環境的目標，采用不同的技術組裝方式，逐步提高作物生產管理的科學化與精細化水平。其中，獲取農田小區產量空間分布的差異性信息是實踐精細農作的基礎。有了小區產量分布圖，農戶既可以根據自己的經驗知識，分析小區產量差異的原因，選擇經濟適用的對策，在現實可行條件下采取適當措施實施調控；也可以根據技術經濟發展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農業機械實現生產過程的自動調控。建立一個完整的精細農作技術體系，需要有多種技術知識和先進技術裝備的集成支持
3. “精細農作”技術發展與工程技術創新
3.1 3S技術農業應用研究：
“精細農作”中的定位信息采集與處方農作實施，需要采用全球衛星定位系統（GPS）。已經建成投入運行的有美國GPS系統和俄羅斯的GLONASS系統。美國GPS系統包括在離地球約20,000 km 高空近似圓形軌道上運行的24顆地球衛星，其軌道參數和時鐘，由設于世界各大洲的五個地面監測站和設于其本土的一個地面控制站進行監測和控制。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顆以上衛星的信號，通過測量每一衛星發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。信號處理技術的發展，可使微弱的衛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系統施加了“選擇可用性政策”(SA)的影響和衛星信號在空間傳輸過程中發生的各種累積誤差，但技術上可通過差分誤差校正方式及信息處理技術使通用接收機的動態3維定位精度容易達到米級或分米級，測量型GPS接收機動態定位精度可達厘米級要求。近幾年來，GPS產業技術發展迅速，若干大公司迅速涉足農業領域，提供了用于農田測量、定位信息采集和與智能化農業機械配套的DGPS產品。這類產品通常均具有12個可選擇的衛星信號接收通道、動態條件下每秒能自動提供一個3維定位數據，動態定位精度一般可達分米和米級，并具有與計算機和農機智能監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性差分校正信號免費服務或獲得由近地衛星轉發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。系統可用于農田面積和周邊測量、引導田間變量信息定位采集、作物產量小區定位計量、變量作業農業機械實施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農業機械田間導航信息等。配置這一系統需要考慮本地區可能提供的差分信號現有條件，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，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接信號電纜等。Ashtect 公司的Ag Navigator結構設計有些不同，但功能大體相當。DGPS技術的迅速發展，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。以近地衛星作為星載GPS廣域差分信號服務系統在今后幾年內也可望在我國部分地區相繼建立。在競爭中謀求信息高新技術產品市場的商業利益，將是今后GPS技術發展競爭的總趨勢。今年3月30日美國副總統戈爾在白宮新聞會上，宣布開放GPS衛星的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、定時技術服務。GPS用戶系統外觀結構簡單，小型化，操作方便，但技術含量高。現有國外農機廠商配套的GPS產品，大多采用OEM方式引進關鍵部件進行二次開發后嵌入于農業機械應用系統中，可使性能價格比顯著改
善。DGPS作為農業空間信息管理的基礎設施，一旦建立起來，即不但可服務于“精細農作”，也可用于農村規劃、土地測量、資源管理、環境監測、作業調度中的定位服務，其農業應用技術開發的前景廣闊。 地理信息系統（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，技術上已經成熟。它在“精細農作”技術體系中主要用于建立農田土地管理，土壤數據、自然條件、作物苗情、病蟲草害發生發展趨勢、作物產量的空間分布等的空間信息數據庫和進行空間信息的地理統計處理、圖形轉換與表達等，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，指導科學的調控操作。由于農業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在農業中具有廣泛的應用價值。在形成農業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的空間分布，仍然是尚待深入研究的課題。由于商用GIS系統的功能一般都照顧到各種類型用戶的需要，針對農業資源信息管理和精細農業實踐的需要和農村用戶的特點，開發基于GIS設計規范的簡單實用、易于向基層農村用戶推廣、界面友好的田間地理信息系統（FIS）已引起學術界的注意，值得我國農業工程師進行創新研究。遙感（RS）技術是未來精細農作技術體系中獲得田間數據的重要來源。它可以提供大量的田間時空變化信息。近30多年來，RS技術在大面積作物產量預測，農情宏觀預報等方面作出了重要貢獻。由于衛星遙感數據目前尚達不到必要的空間分辨率和提供滿足農作需要的實時性，目前還未用于作物生產的精細管理。然而，遙感技術領域積累起來的農田和作物多光譜圖象信息處理及成像技術、傳感技術和作物生產管理需求密切相關。RS獲得的時間序列圖象，可顯示出由于農田土壤和作物特性的空間反射光譜變異性，提供農田作物生長的時空變異性的信息，在一季節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。基于遙感產業界對“精細農作”的商業興趣，一系列的地球觀測衛星將在近幾年內發射，到2005年，將有超過40個這類衛星提供服務。大部分這類衛星采集的全色圖象，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6～30km。由于采用衛星遙感比航空攝影的成本將低一半以上，衛星遙感技術可預期在近3～5年內，在“精細農作”技術體系中扮演重要角色。農業工程師應該涉足這一領域，了解有關的知識，參與應用研究，現在的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 收獲機械產量計量與產量分布圖生成技術
作物產量是許多因素綜合影響形成的結果和評價種植管理水平的基礎。“精細農作”技術思想也正是從獲得田間小區產量的差異性信息出發，分析原因，指導管理決策。在“精細農業”研究發展中，雖然也有關于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收獲機械產量計量及產量分布圖自動生成的試驗研究成果，但迄今已商品化的產品仍集中于谷類作物收獲機械方面。據報導，美國目前約有20個制造商供應谷物聯合收獲機產量計量系統，1997年底，全國使用這一技術的聯合收獲機約17,000臺，其中約有一半帶GPS定位系統可支持產量分布圖自動生成。一個主要生產廠商宣稱，至2001年其生產的90%谷物聯合收獲機將裝備產量監視器。迄今已進入商品化的這類產品主要是基于沖擊式-力傳感技術（如美國John Deree和Case IH）、容積式光電計量技術（如英國RDS產品）和γ射線流量傳感技術（如Massey Ferguson產品）等。在谷物流量自動傳感過程中，還可同時測量凈糧含水量，在小區產量分布圖基礎上結合定位處方投入的成本分析直接顯示小區經濟效益分布圖（Gross Margin Variability Map）。“精細農作”體系中的產量圖自動生成技術，需要解決如下的科學技術問題：
流量傳感器的計量精度、穩定性、通用性、標定簡便性的進一步改善；
產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；
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，以校正產量分布信息的動態誤差；
研究采集的定位數據和產量數據編碼格式與快速存儲傳輸方式。這些數據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班內的全部數據，然后再傳入PC機進行處理和生成產量分布圖；
開發PC上進行產量分布圖生成的軟件，含文件結構、數據結構、誤差校正、數據圖形化、顯示方式等；
上述技術都還需要繼續完善。研究適于不同國家的農業機械裝備、種植特點、適于不同作物和更為的上述各環節的智能化技術，仍然是農業工程師面臨的挑戰。谷物聯合收獲機電子裝置，包括谷物產量自動計量和產量圖自動生成技術，是當代農機研究的一個重要方向，也應是我國農機裝備機電一體化、信息化研究的優先發展方向之一。對于改善易地收獲、農機社會化服務，提高農機作業信息化意識，促進作物生產科學管理，都有十分重要的現實意義，應是世紀之交我國農機技術創新的重要課題。 3.3 田間變量信息采集與處理技術
快速、有效采集和描述影響作物生長環境的空間變量信息，是實踐“精細農作”的重要基礎。優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的研究仍大大落后于支持精細農作的其它技術發展，已成為國際上眾多單位攻關研究的重要課題。現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。技術創新的方向是研究開發可快速操作，有利于提高采樣密度，測量精度能滿足實際生產要求的新傳感技術和進一步改善空間分布信息的定量描述與近似處理方法。部分參數將可用掃描方式通過安裝于作業機械上的傳感器連續采集和進一步自動生成空間信息分布圖。已經取得實用化或具有良好開發前景的成果，如：土壤含水量測量將在TDR成熟技術基礎上，在開發經濟實用的基于駐波比、頻域法原理、近紅外技術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）測量儀器開發方面，基于傳統化學分析技術基礎上的快速肥力分析儀，目前國內已有實用化產品投入使用，其穩定性、操作性和測量精度雖然尚待改進，但對農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的研究在國外已取得進展，將是值得關注的技術突破性研究方向。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，在美、加、澳等已經開發出不接觸式、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濟效益；關于SOM傳感器，早在數年前已有報導，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品。在作物生長有關變量信息的采集方面，田間雜草識別是“精細農業”支持技術中引起廣泛關注的領域。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據可供借鑒。其它田間作物變量傳感與空間信息處理技術方面的研究，將圍繞新的物理原理與數學方法的應用，如多光譜識別、NIR視角技術、圖象模式識別、人工智能方法（ANN、Fuzzy 系統分析、ES應用）、狀態空間分析、小波分析、卡爾曼濾波方法等。在實踐“精細農作”方面，開發基于新的物? 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 智能型處方農作機械
七十年代中期微電子應用技術的迅速發展，使得工業化國家的農業機械進入到一個以迅速融合電子技術向機電一體化方向發展的新時期。農業機械的設計中，廣泛引入了微電子監控技術用于作業工況監測和控制。八十年代后期起，其監控系統又迅速趨向智能化，由單元控制發展到分布式控制，由單機作業系統向與管理決策系統集成的方向發展。這新一代農業機械裝備技術的發展，與過去十多年來基于信息技術的作物生產管理決策支持系統的迅速發展，都是近五年來“精細農作”技術得以進入日益廣泛試驗實踐的重要條件。雖然，迄今支持“精細農作”的若干主要農機裝備，除了如前述帶產量圖自動生成的谷物收獲機以外，實施按處方圖進行農田投入調控的智能化農業機械, 如安裝有DGPS定位系統及處方圖讀入裝置的，可自動選擇作物品種（二選一）、可按處方圖調節播量和播深的谷物精密播種機；可自動選擇調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品，并在繼續完善。拖拉機駕駛室已安裝智能化顯示器，在一個LED顯示屏上，可隨意調用各種圖形化可視界面, 監控機器各部分的工況和顯示處方作業和導航信息。現代帶有多處理器的智能型農業機械，已經引用了工業部門中采? 玫目刂破骶植客芟嘸際酰–AN），相互間采用光纜傳輸信息，建立了工業化設計標準。我國當今農業機械技術水平從總體上看與發達國家落后了不止20年，需要在某些領域推動高新技術的應用研究與實踐。開發適于我國國情的先進技術。“精細農作”的示范試驗研究有可能成為農業機械裝備領域應用信息高新技術實現技術創新的切入點。 3.5 系統集成技術
“精細農業”技術體系是一個集成系統，它涉及到多種學科知識的支持，需要學習應用不同子系統已經形成的硬、軟件設計規范、標準、數據格式與通信協議，應用已有的單項技術成果，研究建立某些支持技術的新標準。近幾年來，國外研究實踐中已經積累了一些進行“精細農業”技術體系集成組裝的經驗。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，要善于根據工程項目的整體目標，既能從具體技術角度去思考和研究問題，具有不斷突破現有解決實際問題的觀念與模式的創新意識；又能注意進行項目目標的整體評估，協調技術先進性與經濟可行性的綜合優化目標，提出推動技術進步的試驗實踐方案。
問題與思考
迄今，國際上關于“精細農業”的研究仍處于發展的幼年時期，支持技術產品也尚待不斷深化研究。其革命性的意義是提出了一種經營現代農業的新技術思想并付諸于實踐，發展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數字地球”的概念，在地理信息學術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。“精細農業”的實踐將在下一世紀開發“數字地球”的實踐中占有十分重要的地位。我國農業仍處于傳統農業向現代農業轉化的歷史過程中，實踐這一新技術體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術的示范與實踐研究，將有利與推動實現我國農業生產知識化與信息化進程，改變傳統技術思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農用先進支持技術產品制造業、服務業的發展。在“精細農業”技術體系的實踐中，也將可開發出一系列適用新技術產品，為支持當前的“科技興農”服務。在發展研究中，個人認為需要重視如下問題： 4.1 加強對國際有關研究發展信息和經驗的研究。九十年代以來，國外許多單位已經積累了一大批示范試驗數據與支持技術產品開發研究成果。可以采取引進技術思想與部分裝備技術和自主創新相結合。找準切入點，注重其支持技術產品的國產化及產業化開發。“精細農作”的技術思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義，即認識農田內小區產量和影響作物生長條件的空間差異性，實施定位處方農作。它是適應集約化、規模化程度高的作物生產系統可持續發展目標而提出的，在我國可先在規模化農場和農業高新技術綜合開發試驗區，力求在農田小區的尺度上進行研究與實踐。我國廣大農村農田經營規模小，生產手段仍較落后，實現廣域的農田精細經營尚需有較長的發展過程，有條件的地區可先以村片、農田的尺度上對精細農作的技術思想進行示范試驗研究，并應結合農業技術推廣性試驗和農業社會化服務方式創新中，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展趨勢相接軌，又可以探索形成具有國情特色、有利于在農村推廣的先進農作技術體系。 4.2 在“精細農作”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支持當前的“科技興農”。如：GPS、GIS技術用于農田管理、節水灌溉、環境監測的實用技術；面向農業生產者應用的電子儀器、實用監控設備；農業裝備信息化技術；精細測土配方施肥、病蟲草害快速實用監測技術；智能化農業生產管理輔助決策支持系統的推廣及支持農業社會化服務體系的先進裝備技術與工具的開發等。 4.3 迄今國外進行的精細農業（Precision Agriculture）的實踐，實際上是面向大田作物生產的精細農作（Precision Farming）系統。實現基于信息和知識的農業產業系統精細經營的技術思想，應該擴展到種、養、加，產前、產中、產后的整個過程，即過渡到建立“精細農業”的技術體系。實際上，“精細農業”的技術思想，早在七十年代后期開始，已優先在發達國家奶牛場根據奶牛產奶量定量配料系統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的發展和養殖業中動物生長預測模型與配料、環境調控自動化系統的結合，農產品產后儲藏、保鮮、加工為達到高品質、高附加值產品的過程中，都已吸收了電子信息科技前沿的成就。“精細農業”的技術思想，尤應在設施園藝，集約養殖，農產品品質挑選、加工增值產業中先付諸實踐與推廣，這對我國目前處于傳統農業的結構性調整時期和開始重視強調實現農業增產方式的轉變中，依靠先進技術裝備和農業精細經營技術的支持，對農業增產、農民增收，具有重要的現實意義。 4.4 在試驗研究中加強多部門、多學科間的相互聯系，協同攻關.發展學術討論交流，加強國際合作，重視應用基礎研究。在高等農業工程院系的學科建設與教學內容改革中，要逐步創造條件開設有關GPS、GIS、RS應用課程，加強必要的實驗研究設施與課程建設等。
中國農業大學“精細農業研究中心“近二年多來已經啟動了有關研究工作，內容涉及DGPS、GIS農業應用，田間信息采集傳感技術，智能型農業機械監控技術，精細農作技術的系統集成與發展戰略研究。與國外有關研究中心和企業界已建立了比較廣泛的聯系，積累了比較豐富的信息，我們愿意與國內有關單位、企業發展合作，共同為推動我國農業工程技術創新與“精細農業”技術在我國的應用示范與實踐作出貢獻。
精細農業論文:精細農業的技術組織、決策分析及在我國的應用實踐
摘 要 “精細農業”技術的核心是用信息技術改造傳統農業，在機械化基礎上，將地理信息系統、定位系統、決策支持系統、傳感技術進行集成，實現農業可持續發展目標。實施這項技術，其結果必然會引起一場新的農業科技革命，也必將會對我國未來農業發展產生重大影響。因此，在充分了解“精細農業”技術組成的基礎上，探討了“精細農業”的應用范圍，尤其是結合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農業”技術方案。
關鍵詞 精細農業；地理信息系統；定位系統；決策支持系統；傳感技術
本世紀后半期世界農業的高速發展，除了依靠生物遺傳育種技術的進步，耕地和灌溉面積的擴大以外，基本上是在化肥與農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。由此引起的農業水土流失、土壤生產力下降、農產品和地下水污染、生態環境惡化等問題，已經引起國際社會的廣泛關注，并成為實踐農業可持續發展的重要驅動力。所謂可農業持續發展是指在農業資源和環境的持續支撐下的農業經濟的持續增長。即有效利用農業資源，提高農業利潤，減少農業污染。
中國是一個農業大國，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，環境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉。保障21世紀我國16億人口的食物安全，關鍵在于推動農業科技的進步。正如同志所指出的“中國的農業問題，糧食問題要靠中國人自己解決。這就要求我們的農業科技必須要有一個大的發展，必然要進行一次新的農業科技革命”。縱觀世界現代農業發展動態，一個新的農業科技革命的序幕已經拉開。以生物技術、信息技術為先導的現代科學技術發展及其在農業上的廣泛應用，為世界各國農業發展提供了前所未有的機遇。“精細農業”技術正是在這種環境下應運而生，成為農業信息技術應用的一個重要分支。其核心是用現代高新技術特別是信息技術來改造傳統農業，在機械化的基礎上，把地理信息系統（GIS）、定位系統（GPS）、決策支持系統、傳感技術進行集成，使作物生產更加科學，減少投入，提高產出，實現高效利用各種農業資源，保護生態環境的農業可持續發展目標。
目前，我國化肥和農藥的利用率都在30％左右，農業灌溉水利用率不足35％，僅及發達國家的一半。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，每年即可節約1000多萬噸化肥，相當于節約近100億元人民幣。據有關國外報道，“精細農業”技術將會使目前化肥和農藥的施用量減少50％甚至更多。
1 “精細農業”技術組成
1.1 數據采集技術
“精細農業”技術是通過產量測量、作物監測以及土壤采樣等方法來獲取數據，以便了解整個田塊的作物生長環境的空間變異特性。
1) 產量數據采集
帶定位系統和產量測量的谷物聯合收割機（如美國John Deree和英國Messey Ferguson等），在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當地的產量，記錄數據以文本形式（經度、緯度、產量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產量精度的主要原因是GPS（或DGPS）定位精度、產量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。
2) 土壤數據采集
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“精細農業”技術實踐的瓶頸。目前商品化的土壤養分快速測試儀器還是基于傳統化學分析技術，其可操作性和測量精度有待于改進。國外基于TDR技術的土壤水分測量儀器、基于MR技術的多光譜SOM測試儀器已經商品化，但其價格昂貴，不適于大面積推廣使用。
3) 苗情、病蟲草害數據采集
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。該數據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、圖象模式識別、多光譜識別技術的發展，有關苗情、雜草識別快速監測儀器不久將研制出來，并投入使用。 4) 其它數據采集
地形邊緣測量，一般利用帶GPS的機動車或人工攜帶GPS在田間邊界循環行走一圈，就能將邊界上的點記錄下來，經過平滑形成邊界圖。另外，還要獲取近年來輪作情況、平均產量、耕作情況、施肥情況，作物品種、化肥、農藥、氣候條件等有關數據。這些數據用于進行決策分析。
數據分析
一般采集的數據都是以文本表形式表示，需要利用一些數學方法進行處理，生成分布圖。
1) 產量數據分布圖
由于產量數據是通過連續采樣獲得的，一般使用平滑技術（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據曲面，它能消除采樣測試誤差，清晰地顯示區域性分布規律和變化趨勢。通過聚類分析生成具有不同產量區間的產量分布圖。
2) 土壤數據分布圖
由于土壤采樣是非連續的采集土樣，需要估計采樣點之間的數據，這種估計過程稱為插值。即用已知采樣點的土壤數據估計相鄰未采樣點的土壤數據的一種方法。常用的插值方法有：最近相鄰、局部平均、距離倒數加權、等高線和克里格等。當土壤采樣點數較多時，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據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
由于該數據采樣即不象產量測量連續采樣，也不象土壤采樣以柵格采集土樣，而是在行走中，人為定點，記錄數據。這樣的數據處理一般采用趨勢面分析，即用某種形式的函數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。
未來的發展趨勢是數據采集和數據分析統一起來，將田間觀測者的地理位置和田間觀測數據，通過便攜PC和天線發往辦公室PC，利用軟件自動生成田間數據分布圖。
決策分析
“精細農業”技術是根據田間采集到的不均衡空間分布數據及有關作物其它信息，經過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農業”的核心，直接影響“精細農業”技術的實踐效果。GIS用于描述農田空間上的差異性，而作物生長模擬技術用來描述某一位置上特定生長環境下的生長狀態。只有將GIS與模擬技術緊密地結合在一起，才能制定出切實可行的決策方案。二者結合可按以下三種形式操作：一是GIS和模擬模型單獨運行，通過數據文件進行通訊。二是建立一個通用接口，實現文件、數據的共享和傳輸。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絡分析、疊加分析、緩沖區分析等。作物生長模擬技術是利用計算機程序模擬在自然環境條件下作物生長過程。作物生長環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、不同生長時期的時空數據，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。
控制實施
“精細農業”技術的目的是科學管理田間小區，降低投入，提高生產效率。作為支持“精細農業”技術的農業機械設備，除了帶有定位系統和產量測量的聯合收割機外，按處方圖進行作業的農業機械還有：帶有定位系統和處方圖讀入設備，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藥時，駕駛室中安裝的監視器顯示噴藥處方圖和拖拉機所在的位置。駕駛員監視行走軌跡的同時，數據處理器根據處方圖上的噴藥量，隨時向噴藥機下達命令，控制噴灑。
2 “精細農業”技術應用
2.1 “精細農業”具有以下優點：
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、農藥的投入，也能增加作物產量。 2) 保護環境
根據農田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質的污染，也能保護生態環境。
3) 提高作物產量和質量
根據作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農藥、水帶來的副作用，造成作物減產，品質下降，也能改善因缺少養分造成的減產和降低作物品質。
4) 提供更多有用信息
由于可以獲取農田更多的信息，能夠使作物生產管理人員制定出更、合理的管理決策。
2.2 實施“精細農業”技術實踐，一般需要滿足的條件
1) 農田大小
農田大小的概念主要取決于外部環境。不同國家，適于“精細農業”技術實踐的農田大小不一樣。一般需要一個的經濟分析，可以計算出一個國家適于“精細農業”技術實踐的最小農田范圍。根據國外一篇文章報道，以小麥施肥為例，根據產量分布圖顯示，若按均一施肥200kg/ha，平均產量為6.85t/ha，保守提出一個產量目標7t/ha，假定ⅰ) 由于農田起頭土壤壓實度較大，使得20％的農田平均產量為5t/ha或更低，通過三年的深耕，可改善土壤壓實，使小麥產量提高10％（0.5t/ha）。ⅱ) 有15％農田產量為6t/ha，由于土質問題，不會達到7t/ha，因此，連同上面的20％的農田，再少施30kg/ha氮。ⅲ) 20％農田能夠提高產量到8t/ha，因此，再多施40kg/ha 氮，可將7t/ha提高到8t/ha。根據當前小麥、氮的時價，深耕費用，DGPS服務費用，辦公軟件費用，帶定位系統和產量測量的聯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“精細農業”技術實踐的最小面積約為85.6ha。
2) 農機化程度
農田可大可小，但是，農業作業若不是機械化，“精細農業”就無法實施。如聯合收割機、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；隨農業機械配備的定位系統、控制設備、監測設備等。總之，機械化、自動化程度越高，越利于實施“精細農業”技術實踐。 3) 農田差異
一般來說，作物生長沒有空間差異的農田，實施“精細農業”技術實踐，是不會有經濟效益的。農田的空間差異首先表現在產量的空間差異上。產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，一塊農田出現差異并不意味著有益于“精細農業”技術實踐。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量空間差異之間的關系；再次，根據目前的作業條件，能否解決這些差異問題。
2.3 開展適合我國國情的“精細農業”技術實踐
在我國，農田規模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農業”技術實踐尚需較長的發展過程，但是，結合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農業”技術實踐或“精細農業”單項技術實踐是可行的。
1) 了解差異，指導農業生產
在我國廣大農村，實行聯產承包責任制的情況下，個體農民主要是根據自己的知識和經驗實施農業作業。盡管每戶的責任田范圍內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、村范圍內，建立以GIS為開發平臺的田間地理信息系統，其目的是讓農民了解田間的差異分布，為農民提供合理的管理支持。該系統可以生成以地塊為單位、以相對坐標定位的作物產量（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技術的作物管理輔助決策支持系統
在以縣或大農場范圍內，計算機及一些農業信息技術具有了一定基礎。如果建立DGPS，基本上能夠覆蓋整個作業范圍。主要內容包括：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據；收集有關農田地籍、土壤類型、耕作史、產量史、輪作史以及作物品種、肥料、農藥、灌井分布等知識。在GIS軟件開發平臺中利用作物生長模擬模型和空間決策分析模型，制定出科學的農田作業處方，為農田資源合理利用和作物生產管理決策服務。 3) 建立“精細農業”技術體系試驗示范工程
在墾區農場或大面積作物生產平原地區建立“精細農業”技術體系試驗示范工程，充分利用該地農業規模化經營和先進的技術裝備優勢，實現現代信息技術與農業工程技術集成應用。其基本過程是：帶DGPS和產量測量的谷物聯合收割機在田間定位和自動采集對應小區的平均產量數據，并利用計算機處理，生成作物產量分布圖；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，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業機械進行田間作業，如帶DGPS和處方圖讀入設備，可調節播量和播深的谷物精密播種機、可調節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“精細農業”示范工程，不但能夠帶動相關產業發展，而且還能夠因地制宜地推動應用規模和范圍，逐步在較大面積和范圍內實現農業高產、品質、低耗、高效生產。
3 遠景與討論
1) 目前，由于遙感（RS）技術應用于“精細農業”的主要限制因素是空間分辨率太低。隨著RS技術的迅速發展，分辨率的不斷提高，必將成為“精細農業”技術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系，推斷農田土壤和作物生長的時空變異性。另外，在作物生長季節，由于RS定期獲取土壤和作物生長的基本數據，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律，從而更好地服務于“精細農業”技術實踐。
2) 如果說今天實施“精細農業”技術的主要動力是出于經濟效益考慮，那么，環境問題將是未來的發展動力。“精細農業”的目標是提高耕地資源的產量潛力，實施合理投入，科學管理，謀求作物生產好的經濟效益。其中，尤以減少化肥和農藥的投入引起特別重視。傳統的以整塊農田平均施用化肥和農田內土壤養分時空需求、平均施用農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潛力的充分發揮，也會導致過量施用造成的生產成本增長、農田和地下水資源污染、農產品品質下降的嚴重后果。九十年代后期，歐盟大多數國家都實施了限制使用化肥和農藥的立法，規定到2000年，要減少農業化學品施用量50％，并開始征收高效農業化學品使用稅，這更刺激了尋求新的科學調控農業投入，降低作物生產成本的迫切需求。
3) 實施“精細農業”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。有些特征是很穩定的，隨時間變化很慢，如土壤質地、SOM等，而有些特性如N和濕度變化較快。所以，在實施“精細農業”技術實踐中還要解決：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據，怎樣更有效利用這些數據制定合理的作物管理決策往往是很困難的。一些研究者們已經利用統計的方法來更好的建立作物產量差異與作物生長空間差異之間的關系。然而，作物生產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，空間差異對作物產量可以忽略不計。但是，經過多年“精細農業”實踐，可收集大量的有關作物生長信息，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。
精細農業論文:“精細農業”的實踐與農業科技創新
21世紀，人類將逐步進入知識經濟的時代，迅速發展與普及的信息技術將推動人們在科學利用資源潛力，發展節本增效生產方式，改善和保護生態環境，實現基于信息和知識的生產過程管理決策方面，突破許多傳統的模式和觀念，開拓出一批具有創新意義的技術體系，以支持社會經濟的可持續發展。在實踐當今新的農業科技革命中，九十年代初以來在一些發達國家開展的“精細農業”技術體系的研究與實踐，就是一種具有創新意義的技術思想，已經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發展研究進行了評估，研究報告經過由美國科學院，工程院和醫學科學院院士組成的評估組進行審議后，于1997年發表了“Precision Agriculture in the 21st Century－Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究專著，分析了美國農業面臨的壓力、信息技術為改善作物生產管理決策和改善經濟效益提供的巨大潛力，闡明了“精細農業”技術體系研究的發展現狀，面臨的問題及其支持技術產業化開發研究的機遇。近兩年來，我國科技界在研究推進新的農業科技革命中，對國外這一技術體系的發展趨勢，引起了廣泛的關注。新聞媒體陸續有了一些報導，有的單位已開展了有關研究和試驗示范工程準備工作, 國內外的學術交流與合作聯系開始活躍，國外有關產業界開始向我國推薦其技術產品，密切關注中國走向21世紀實現農業現代化、信息化中這一巨大的潛在技術市場。可以預言：“精細農業”技術體系的試驗示范及其相關技術產品的開發研究，將在世紀之交成為推進我國新的農業科技革命中的重要研究課題。信息技術革命為農業生產現代化發展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發達國家和一些發展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域實現技術發展上的跨越，將是機遇性的挑戰。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現在一些發達國家，已經把基因育種工程、電子信息互聯網絡、衛星地面定位系統等高新技術應用于農業。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。 “精細農業”技術體系是農學、農業工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成，其應用研究發展必將帶動一批直接面向農業生產者服務的電子信息高新技術與工程裝備技術的研究與開發，對推動我國基于知識和信息的傳統農業現代化，具有深遠的戰略性意義。 “精細農業”，即國際上已趨于共識的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學術名詞的中譯。國內科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內涵的理解。如譯為“精準農業”、“農業”、“精細農業”等。 實際上，目前國外關于Precision Agriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術和作物生產管理決策支持技術（DSS）為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術，即基于信息和先進技術為基礎的現代農田“精耕細作”技術。因此，作者認為采用“精細農業”或“精細農作”譯名來表達當前實踐的這一技術思想的內涵可能更為確切。誠然，當今實踐的“精細農作”技術思想，應該擴展到設施園藝、集約養殖、產品加工及農業系統的精細經營管理方面，而形成為完整的“精細農業”技術體系。“精細農業”技術是直接面向農業生產者服務的技術，這一技術體系的早期研究與實踐，在發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應用研究與實踐中進一步揭示的農田內小區作物產量和生長環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“處方農作”而發展起來的；在農業工程領域，自七十年代中期微電子技術迅速實用化而推動的農業機械裝備的機電一體化、智能化監控技術，農田信息智能化采集與處理技術研究的發展，加上八十年代各發達國家對農業經營中必需兼顧農業生產力、資源、環境問題的廣泛關切和有效利用農業投入、節約成本、提高農業利潤、提高農產品市場競爭力和減少環境后果的迫切需求，為“精細農業”技術體系的形成準備了條件。海灣戰爭后GPS技術的民用化，使得它在許多國民經濟領域的應用研究獲得迅速發展，也推動了“精細農業”技術體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術支持的作物科學、農藝學、土壤學、植保科學、資源環境科學和智能化農業裝備與田間信息采集技術、系統優化決策支持技術等，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作技術體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農業”示范應用的基本技術手段已逐步研究開發出來，在示范應用中預示了良好的發展前景。近五、六年來，已有數千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術會議或學術刊物；每年都舉辦專題“國際精細農業學術研討會”和有關裝備技術產品展示會；在萬維網上設置有多個專題網址，可以及時查詢到有關研究發展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學設立了“精細農業”研究中心，開設了有關博士、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企業的大力支持。國際上對這一技術體系的發展潛力及應用前景有了廣泛的共識，將成為世紀之交發展農業高新技術應用研究的重要課題。 “精細農作”技術思想的核心，是獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素（如土壤結構、地形、植物營養、含水量、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。正是信息技術革命為這一技術思想的實踐，提供了先進的技術手段。千百年來的作物生產，都是以地區或田塊為基礎，在區域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施，滿足于獲得區域、農場或田塊的平均產量的認識水平，很少顧及對農田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產成本增加和環境污染后果。傳統的農業技術推廣模式，也是在區域尺度上進行品種選擇、土肥監測，通過地區試驗積累的適于當地的栽培管理措施向農戶推薦使用。實際上，即使在同一農田內，地表上、下影響作物生長條件和產量的明顯時空分布差異性，包括農田內作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區發生，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，農民把土地劃分為小田塊來耕作經營，正是受到對作物生長環境和產量空間變異的感性知識的影響。我國農民幾千年來在小塊土地上經過勞動密集的投入和積累的豐富生產管理經驗而形成的“傳統精耕細作”技術，也可以在小塊農田內達到很好的經濟產量，只是沒有現代科學方法的定量研究和現代工程手段的支持來形成大規模的生產力。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產量和田間土壤特性，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 發表文章勸告農戶應繪制自己田區內的土壤酸度分布圖和按小區需求使用石灰的建議。之后，一直都有關于農田土壤和收獲量空間變異性研究的報導。八十年代以來，關于在農田中實施土壤肥力、植保和作物生產定位管理（Site Specific Crop Management）的技術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量傳感器的現代谷物聯合收獲機，已可以在收獲過程中自動采集以12-15m2為單元的小區產量與對應地理坐標位置的數據，并進一步通過模糊聚類分析軟件自動生成農田內作物產量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區內小區平均產量的較大差異可以超過100％。由于作物生產還受到氣候變異的影響，經連續多年對同一田區積累的數據表明，同一小區年際間的產量差異性也可能是十分明顯的。田區內產量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農田資源利用存在的巨大潛力。現代農學技術與電子信息技術的發展，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，實施基于知識和現代科技的分布式調控，達到田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經濟產量成為可能。圖1是精細農作技術思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統和產量傳感器的聯合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區平均產量數據 通過計算機處理，生成作物產量分布圖 根據田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數的空間數據分布圖，作物生長發育模擬模型，投入、產出模擬模型，作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖 根據處方圖采用不同方法與手段或相應的處方農業機械按小區實施目標投入和精細農作管理。由圖1可以看出，這一技術思想是通過多次循環的實踐，來不斷改善農田資源環境，積累知識，逐步達到作物生產管理精細化的過程。由于大田作物生產受到眾多時空變化因素的影響，利用生產潛力的處方措施，還需要兼顧生產力、經濟性、環境后果的優化目標，因此，其技術思想并不是單純追求技術措施的“”。事實上，目前應用于獲取小區產量數據的空間尺度為12-15 m2, 獲取農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，生成技術上可行、經濟上合理的處方圖來指導處方農作，因而還談不到“精準”的操作。而且隨著技術的不斷進步，特別是農田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實時快速采集技術的突破，農業處方操作也將愈益精細化。上述精細農作技術體系在許多發達國家的試驗和應用表明，可以顯著提高耕地的生產潛力，節約良種、化肥農藥和能源投入，獲得良好的經濟效益，受到農戶的歡迎。
“精細農作”是基于田間小區作物生長條件的空間差異性，為實現優化作物生產系統的目標而提出的。但工程支持技術的開發研究，對實現這一技術思想起著重要的作用。如：農田信息采集與處方農作的空間定位，需依靠全球衛星差分定位系統（DGPS）；地理空間信息管理和數據處理，需要應用地理信息系統(GIS)；未來大量地理空間數據的更新，需要遙感技術(RS) 的支持；作物產量計量與小區產量圖的生成需要能按秒記錄收獲機累計產量和對應地理坐標位置的智能型收獲機械，以及計算機數據處理和產量圖自動生成軟件技術；田區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與信號處理技術；按小區實施自動處方農作、調控目標投入需要變量處方農業機械；制定科學的農作處方需要農學知識和計算機作物管理輔助決策支持系統的支持；作為一個能協調運作的智能化系統需要有高效的信息集成以及有關信息傳輸、標準化技術的研究等等。
迄今“精細農業”在發達國家也不過五、六年的應用試驗歷史，部分支持技術手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關的應用基礎研究還比較薄弱。“精細農業”應用實踐可根據不同國家、不同地區的社會、經濟條件，圍繞提高生產、節本增效、保護環境的目標，采用不同的技術組裝方式，逐步提高作物生產管理的科學化與精細化水平。其中，獲取農田小區產量空間分布的差異性信息是實踐“精細農作”的基礎。有了小區產量分布圖，農戶既可以根據自己的經驗知識，分析小區產量差異的原因，選擇經濟適用的對策，在現實可行條件下采取適當措施實施調控；也可以根據技術經濟發展的條件，利用先進的科技手段或智能化變量處方農業機械實現生產過程的自動調控。
“精細農業”研究的革命性的意義是提出了一種經營現代農業的新技術思想并付諸于實踐，發展前景已在國際上具有廣泛的共識。1998.1美國副總統戈爾及時次提出要建立以1米分辯率的“數字地球”的概念，在地理信息學術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。“精細農業”的實踐將在下一世紀開發“數字地球”的實踐中占有十分重要的地位。我國農業仍處于傳統農業向現代農業轉化的歷史過程中，實踐這一新技術體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術的示范與實踐研究，將有利與推動實現我國農業生產知識化與信息化進程，改變傳統技術思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農用先進支持技術產品制造業、服務業的發展。在“精細農業”技術體系的實踐中，也將可開發出一系列適用新技術產品，
圖1. 精細農作技術體系示意圖 （來源：FieldStar, Messay Ferguson Ltd.）
為支持當前的“科技興農”服務。在發展研究中，個人認為需要重視如下問題：
加強對國際有關發展信息和經驗的研究，提出符合國情的發展戰略。九十年代以來，國外許多單位已經積累了一大批示范試驗數據與支持技術產品開發研究成果。可以采取引進技術思想與部分裝備技術和自主創新相結合。找準切入點，注重其支持技術產品的國產化及產業化開發。“精細農作”的技術思想在國際科技界共識的基礎上有其特定的涵義，即認識農田內小區產量和影響作物生長條件的空間差異性，實施定位處方農作。它是適應集約化、規模化程度高的作物生產系統可持續發展目標而提出的，在我國可先在規模化農場、部分大城市郊區和農業高新技術綜合開發試驗區，力求在農田小區的尺度上進行研究與實踐。我國廣大農村農田經營規模小，生產手段仍較落后，實現廣域的現代農田精細經營尚需有較長的發展過程，有條件的地區可先以村片、農田的尺度上對精細農作的技術思想進行示范試驗研究，并可著重結合發展農村社會化服務方式創新中，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展趨勢相接軌，又可以探索形成具有國情特色、有利于在農村逐步推廣先進的農作技術體系。
通過“精細農業”的試驗示范研究，大力傳播基于信息與知識的農業系統精細經營的技術思想。現今實踐的面向大田作物生產的精細農作應該擴展到種、養、加，產前、產中、產后的整個過程，即過渡到建立“精細農業”的技術體系。實際上，“精細農業”的技術思想，早在七十年代后期開始，已優先在發達國家奶牛場，基于動物個體編號電子自動識別技術，根據奶牛產奶量定量配料系統中得到了廣泛的應用。近十多年來，全自動化設施園藝業的發展和養殖業中動物生長預測模型與配料、環境調控自動化系統的結合，農產品產后儲藏、保鮮、加工、分級，為達到高品質、高附加值產品的過程中，都已吸收了電子信息科技前沿的成就。在我國，“精細農業”的技術思想，尤應在設施園藝，集約養殖，農產品品質挑選、儲藏加工等增值產業中先付諸實踐與推廣，這對我國目前處于傳統農業的結構性調整時期和開始重視強調實現農業增產方式的轉變中，依靠先進技術裝備和農業精細經營技術的支持，對實現農業增產、農民增收、農村穩定，都具有重要的現實意義。
在“精細農業”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支持當前的“科技興農”。如：GPS、GIS技術用于農村規劃、農田管理、節水灌溉、環境監測的實用技術；農田信息快速采集、存儲、處理技術與儀器；農田耕作、土肥管理、農藥利用、污染控制等適用技術；機電儀一體化的農業機械裝備；精細測土配方施肥、病蟲草害快速實用監測技術；智能化農業生產管理輔助決策支持系統的推廣及裝備農業社會化服務體系的先進技術與工具的開發等。
在研究推進新的農業科技革命中注意形成一批具有創新意義的新技術體系，以支持農業的可持續發展。新的技術體系應在科學理論或方法上，在高新技術的應用上有重要的突破，能夠引起技術上產生質的飛躍和為實現我國農業科學技術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，協同攻關.發展學術交流，加強國際合作，重視應用基礎研究。在高等農業工程院校的學科建設與教學內容改革中，要創造條件開設有關GPS、GIS、RS應用課程，加強電子信息高新技術在農業領域的應用技術開發研究。
在“精細農業”的示范試驗研究中，提出了一系列新的科學技術問題。其中，尤以田間信息實時快速采集先進傳感技術，生物信息模式識別技術，空間信息處理與圖形自動生成技術，計算機化的定量管理農藝技術與系統分析等，都需要作物科學、農藝學、生物物理、數學方法、信息軟硬件技術和技術經濟學的支持，這為農業科技工作者提供了進行科技創新的良好機遇。
精細農業論文:淺談我國精細農業常用的一些基本理論
論文關鍵詞:精細農業 遙感技術 全球定位系統 地理信息系統
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境保護的要求越來越高，因此，研究和發展適合我國國情的精細農業技術，推動我國農業生產持續穩定發展，是我國農業現代化的重要內容，也是機遇性的挑戰，應當引起我國農業科技界的高度重視。本文首先介紹了國內外“精細農業”技術應用情況，而后對精細農業的一些基本理論進行總結，以供參考。
0 引言
“精細農業”的核心指導思想就是要利用現代地球空間信息技術獲取農田內影響作物的生長和產量的各種因素的時空差異，避免因對農田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環境污染。具體而言，就是利用衛星定位系統對采集的農田信息進行空間定位；利用遙感技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統建立農田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產量的空間分布等的空間數據庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產管理輔助決策支持系統對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施，以達到對田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產量。精細農業技術是運用全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、傳感器及檢測系統、計算機控制器及變量執行設備等信息技術，對大田農作物生產和畜牧生產實施監控，從而提高作物和畜牧產量和質量，較大限度地保護生態環境，保障農業的可持續發展。
1 國內外“精細農業”技術的應用情況
1.1 國外“精細農業”技術的應用情況 在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細農業”技術主要用于土地資源的詳查及監測，農作物生長狀況的監測和產量預測，災害性天氣、旱情、澇情和水情的監測，農作物病蟲害的監測與精細防治和大地號農田的優化施肥等方面。
到了八十年代和九十年代，由于遙感技術(RS)、全球定位系統( GPS ) 和地理信息系統(GIS)的應用， 進行農情監測和產量預測已達到更加的程度，所用設備的數量和精度都在提高。目前全球已有20000 臺“產量監測器”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等技術獲取田間信息(包括土壤參數和病蟲害情況等)，同時機器自動控制農藥、化肥和種子的施入量。由于優化施肥，農場主從中可能獲得巨大的經濟效益。
另一種“可變比率灑施機”名為“實時閉循環系統”(Real-time closed-loop System)，其設計者是想盡可能地擺脫對3S技術的依賴，田間信息直接由安在灑施機上的探測設備獲取，并立即對數據進行分析并自動控制農藥、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“精細農業”技術的應用情況 我國是個農業大國，農業生產的自然條件十分復雜，自然災害頻繁，因此“精細農業”技術對我國農業生產來說是非常重要的。
我國利用地球資源技術衛星遙感資料進行土壤和水文調查開始于七十年代末和八十年代初，山西、內蒙等省(區)的土壤調查和農業區劃工作就利用了衛星遙感資料。
1984-1986年，我國在京、津、冀地區，進行了大規模的冬小麥衛星遙感試驗，取得了一定成果。1985和1986年小麥產量預報率分別為92％和95％。
可見，我國“精細農業”基本上還停留在衛星遙感、地理信息系統和產量預測方面。
2 “精細農業”的技術思想
精細農業其核心思想是通過對農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素(如土壤結構、地形、土壤含水量、植物營養、病蟲害、雜草等)實際存在的空間和時間差異性的分析，確定影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控，以充分利用資源，實現最經濟、最合理的投入，獲得經濟上和環境上的較大效益。精細農業之所以引起全世界廣泛的關注，首先是因為它能顯著提高產量，提高耕地資源利用潛力和保護環境；其次，是因為精細農業研究的意義已遠遠超出其技術系統應用發展本身的范圍，它提供的技術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 精細農業的技術構成
3.1 GPS——全球定位系統 推動精細農業發展的關鍵技術是在20世紀70年代末開始建立的全球定位系統。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，它可提供連續、定位和原子時鐘信息。
3.2 GIS——地理信息系統 地理信息系統以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟、硬件的支持下，對有關空間數據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；能實現快速、的空間分析和動態監測研究。將GIS用于精細農業中，可對農田小區的作物產量和各種影響因素進行存儲、分析和管理。
3.3 RS——遙感技術 遙感技術可根據對遙感資料的解譯，獲得所研究區域內有關信息，具有宏觀、快速、動態等特點。
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，所以結合研究區域內抽樣調查的資料和GIS數據庫，并依靠有關的專業基礎知識，利用RS可獲得土壤含水量、作物長勢和產量等重要資料。
3.4 DSS——決策支持系統 決策支持系統是根據農業生產者和專家在長期生產中獲得的知識，建立作物栽培與經濟分析模型、空間分析與時間序列模型、統計趨勢分析與預測模型和技術經濟分析模型，利用GPS、RS獲得的各種信息及GIS建立的數據庫，針對小區內農作物生長環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DSS綜合了專家系統ES(expert system)和模擬系統SS(simulation system)，因而能為精細農業的實施提供正確的決策支持。
3.5 ST——信息采集與處理技術 信息采集與處理技術是獲取各種信息的重要手段。精細農業的實現首先在于認識農田小區內農作物生長環境和生物情況的差異而這必須依賴于各種先進的傳感器。隨著現代科學技術的發展，各種非接觸快速測量傳感器和智能化傳感器為精細農業提供了全新的技術支持。
3.6 IAM——智能化農業機械 智能化農業機械IAM是實現精細農業的重要設備。智能化農一機械首先必須利用DGPS技術實現定位，然后必須根據田間處方圖生成的智能控制軟件，針對農田小區存在的差異自動執行分布式投入決策。
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境保護的要求越來越高，因此，研究和發展適合我國國情的精細農業技術，推動我國農業生產持續穩定發展，是我國農業現代化的重要內容，也是機遇性的挑戰，應當引起我國農業科技界的高度重視。
精細農業論文:試述現代精細農業的技術構成及其應用
摘要：長期以來，農業生產都是以田塊為基礎，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施，滿足于獲得農場或田塊的平均產量。實際上，在同一農田內，有許多因素影響著作物的生長和產量，存在著明顯的時空差異性。 “精細農業”是綜合應用地球空間信息技術、 計算 機輔助決策技術、農業工程技術等 現代 高新科技，以獲得農田“高產、品質、高級”的現代化農業生產模式和技術體系。本文在充分了解“精細農業”技術組成的基礎上，探討了“精細農業”的應用范圍，結合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農業”技術方案。
關鍵詞：精細農業 信息技術 衛星定位系統
0 引言
在過去的半個世紀中，隨著生物遺傳育種技術的進步,耕地面積的擴大,化學肥料及農藥的大量使用，世界農業取得了長足 發展 。但這種農業增長模式也同時帶來了水土流失、生態環境惡化、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，“精細農業”的概念和技術應運而生。
1 精細農業的含義
“精細農業”的核心指導思想就是要利用現代地球空間信息技術獲取農田內影響作物的生長和產量的各種因素的時空差異，避免因對農田的盲目投入所造成的浪費和過量施肥施藥造成的環境污染。具體而言，就是利用衛星定位系統對采集的農田信息進行空間定位；利用遙感技術獲取農田小區內作物生長環境、生長狀況和空間變異的大量時空變化信息；利用地理信息系統建立農田土地管理、 自然 條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產量的空間分布等的空間數據庫，并對作物苗情、病蟲害、墑情的發生發展趨勢進行分析模擬，為分析農田內自然條件、資源有效利用狀況、作物產量的時空差異性和實施調控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎上，利用作物生產管理輔助決策支持系統對生產過程進行調控，合理地進行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達到對田區內資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產量。
2 精細農業技術組成
2.1 數據采集技術
“精細農業”技術是通過產量測量、作物監測以及土壤采樣等方法來獲取數據，以便了解整個田塊的作物生長環境的空間變異特性。
2.1.1 產量數據采集 帶定位系統和產量測量的谷物聯合收割機在收獲的同時，每隔1.2秒記錄當地的產量，記錄數據以文本形式（經度、緯度、產量和谷物含水量）存儲在磁卡中，然后讀入計算機進行處理。影響產量精度的主要原因是gps（或dgps）定位精度、產量傳感器的測量精度、實際割幅和前進速度的性。
2.1.2 土壤數據采集 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“精細農業”技術實踐的瓶頸。
2.1.3 苗情、病蟲草害數據采集 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 數據分析 一般采集的數據都是以文本表形式表示，需要利用一些數學方法進行處理，生成分布圖。未來的發展趨勢是數據采集和數據分析統一起來，將田間觀測者的地理位置和田間觀測數據，通過便攜pc和天線發往辦公室pc，利用軟件自動生成田間數據分布圖。
2.3 決策分析 “精細農業”技術是根據田間采集到的不均衡空間分布數據及有關作物其它信息，經過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農業”的核心，直接影響“精細農業”技術的實踐效果。gis用于描述農田空間上的差異性，而作物生長模擬技術用來描述某一位置上特定生長環境下的生長狀態。只有將gis與模擬技術緊密地結合在一起，才能制定出切實可行的決策方案。
2.4 控制實施 “精細農業”技術的目的是 科學 管理田間小區，降低投入，提高生產效率。作為支持“精細農業”技術的農業機械設備，除了帶有定位系統和產量測量的聯合收割機外，按處方圖進行作業的農業機械還有：帶有定位系統和處方圖讀入設備，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藥時，駕駛室中安裝的監視器顯示噴藥處方圖和拖拉機所在的位置。駕駛員監視行走軌跡的同時，數據處理器根據處方圖上的噴藥量，隨時向噴藥機下達命令，控制噴灑。
3 精細農業技術的應用
3.1 “精細農業”具有以下優點：
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、農藥的投入，也能增加作物產量。
3.1.2 保護環境 根據農田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質的污染，也能保護生態環境。
3.1.3 提高作物產量和質量 根據作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農藥、水帶來的副作用，造成作物減產，品質下降，也能改善因缺少養分造成的減產和降低作物品質。
3.1.4 提供更多有用信息 由于可以獲取農田更多的信息，能夠使作物生產管理人員制定出更、合理的管理決策。
3.2 需要滿足的條件
3.2.1 農田大小 農田大小的概念主要取決于外部環境。不同國家，適于“精細農業”技術實踐的農田大小不一樣。一般需要一個的 經濟 分析，可以 計算 出一個國家適于“精細農業”技術實踐的最小農田范圍。
3.2.2 農機化程度 農田可大可小，但是，農業作業若不是機械化，“精細農業”就無法實施。如聯合收割機、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；隨農業機械配備的定位系統、控制設備、監測設備等。總之，機械化、自動化程度越高，越利于實施“精細農業”技術實踐。
3.2.3 農田差異 一般來說，作物生長沒有空間差異的農田，實施“精細農業”技術實踐，是不會有經濟效益的。農田的空間差異首先表現在產量的空間差異上。產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，農田規模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農業”技術實踐尚需較長的 發展 過程，但是，結合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農業”技術實踐或“精細農業”單項技術實踐是可行的。
精細農業論文:規模化和精細化是中國農業發展的基本方向
摘要：由于理論的局限性和實踐經驗的缺乏，中國農業發展雖然取得了很大的成績，但并沒有從根本上改變傳統農業的特征。城市工業化對農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農業現代化。規模化和精細化作為現代農業的兩個發展方向，必將成為中國農業經營的現實選擇。
關鍵詞：傳統農業；現代農業；規模化；精細化
改革開放以來，以上世紀80年代初期的聯產承包責任制為主要標志，中國農業經歷了一系列比較成功的發展時期。然而，由于理論的局限性和實踐經驗的缺乏，中國并沒有從根本上改變傳統農業的特征。農業脆弱的基礎地位在中國新一輪的通貨膨脹中暴露無遺。據國家統計局的信息，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％，創下十二年來的新高。可以說，中國“低通脹、高增長”的黃金發展時期已經過去了。農業是食品加工工業的基礎，深刻反思中國農業發展的不足，不僅有利于從根本上解決目前的通貨膨脹問題，更有利于中國農業抓住契機，迅速向現代農業轉變。
一、傳統農業發展理論的局限性
傳統農業發展理論以阿瑟·劉易斯的《二元經濟論》和舒爾茨的《改造傳統農業》為代表。應該說，這兩大理論都為傳統農業向現代農業的轉變提供了嶄新的思路，對二次世界大戰以后世界農業的發展發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，加上缺乏實踐經驗的必要總結和提煉，很容易導致發展中國家農業在經歷一段短時期的繁榮之后再次陷入停滯，回到那種投入產出的低水平均衡。以《二元經濟論》為例，劉易斯最重要的假設就是農村存在隱性失業，農業勞動的邊際生產率為零或者為負數。在對農業生產沒有任何不利影響的前提下，農村勞動力可以源源不斷地流向城市，加人工業化進程。當農村勞動力流出到一定程度時，農產品產量下降，價格上升，追求利潤的動力將促使農民把現代農業的生產要素引進來，從而實現傳統農業向現代農業的轉變。然而，從發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濟向一元經濟轉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，農村勞動的邊際生產力為正，不是零，更不是負數，因此農村勞動力流出帶來的直接后果就是農產品產量和質量的下降。其次，農產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業勞動生產率，工業的勞動生產率較高，即使在農產品產量和質量保持不變的情況下，農產品的相對價格也會上升。再次，農產品價格上升所帶來的利潤，并不能肯定把現代農業生產要素引進來。因為現代農業生產要素是多種要素的集合體，其中許多關鍵性的生產要素具有很長的生產周期。農產品市場的價格波動足以扼殺現代農業生產要素的整體引進，取而代之的是增加傳統農業生產要素的投入，從而使得傳統農業向現代農業的轉變功敗垂成。，考慮到經濟開放的因素，農產品的進口足以阻止任何農產品的價格上漲和農業生產利潤的獲得。因此，無論是二元經濟理論還是改造傳統農業理論，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業發展中充分暴露了出來。
二、中國農業發展存在的問題
1978年以來，中國農業發展取得了很大的進步。1985年，在中國具有深遠影響的家庭聯產承包責任制不僅鋪開，其效應也已開始充分發揮，中國農業取得了前所未有的大豐收。現在，中國農業的發展基本滿足了國民經濟迅猛發展對農產品的需求，農產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，中國農業發展面臨著兩大問題：一是中國農業仍是一個低收入行業，二是農村勞動力向城市的轉移受到工業化能力的限制。這兩大問題相互交織，相互作用，維持著中國農業投入產出的低水平均衡。需要指出的是，農業的低收入使農村勞動力流出，極大降低了農業勞動力的整體素質，這對主要依賴人力資本的中國農業現代化造成了致命打擊。巨大的城鄉收入差距，不僅意味著農村較低的消費和生活水平，也意味著農村的低儲蓄和低投資，意味著改造傳統農業所需要的貨幣資本和實物資本投入都面臨不可克服的現實困難。然而資金的缺乏還不是最主要的，因為在發達的金融市場中，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，但務農的低收入恰恰又讓農村本已稀缺的人力資本進一步流失。現代農業需要的不是廉價的低素質勞動力，而是具有較高教育水平和相當技術含量的高技術勞動者，這種勞動力在農村很奇缺。然而在農業勞動低收入的刺激之下，不僅有一定技術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村，這意味著滯留在農村的勞動力主體是老、弱、病、殘，他們無論在勞動力數量還是質量上都不可能勝任中國農業發展的需要。農產品價格偶然性上漲所帶來的經濟刺激，其結果不可能是現代農業生產要素的投入，而只能是傳統農業生產要素的簡單追加。農產品銷售的高價格最終對應著農產品生產的高成本，而不是通過引進現代農業生產要素降低生產成本，獲取更多的農業利潤，從而使農業生產進入良性循環。
如果說，務農的低收入為傳統農業的現代化制造了巨大障礙，城市工業化接納農村剩余勞動力能力有限，則使傳統農業維持的低水平均衡獲得了必要的外部條件。受工業化產品市場容量的限制，勞動密集型產業在中國城市的發展遇到瓶頸，城市產業結構的升級進一步表明依靠城市工業化來吸納農村剩余勞動力是不現實的。在這種情況下，民以食為天，廉價的勞動力大軍盤踞在農村，也就為傳統農業的延續提供了好的土壤。在改革開放的三十年里，盡管中國的農業機械總動力有所增加，但中國農業的規模經濟效應并沒有顯示出來，更沒有顯示出中國農業機械化的強大競爭力。
三、規模化與精細化是中國農業發展的基本方向
一方面，中國農村勞動力向城市的轉移受到工業化市場容量的限制；另一方面，中國傳統農業向現代農業轉變又必須以大批農業勞動力的退出為前提，只有這樣才可能產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領域作為農村過剩勞動力的吸收器。新的就業領域只能來自農業內部，但它絕不是我們日常所理解的現代農業，在嚴格的意義上，按照劉易斯模式實現的現代農業應稱為大田農業。新的就業領域是特種農業，也稱精細農業、都市農業，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驗。特種農業生產滿足人們特殊需要的農產品，大田農業生產滿足人們日常需要的農產品。兩者之間最主要的區別，就產品而言，特種農產品異質性高、產品差別化程度大，大田農產品同質性高、幾乎可替代；就要素投入而言，特種農業是典型的勞動密集型行業，而大田農業是典型的資本密集型行業，盡管二者所需要的技術含量都很高。特種農業和大田農業是現代農業的兩個組成部分，它們代表著農業現代化的兩個方向，每個發展中國家在實現農業現代化時，都應根據自己的國情，選擇適合自己的農業現代化道路，自主決定特種農業和大田農業在本國農業部門中的比重。
實現中國農業現代化，絕不能照抄照搬西方的農業發展理論，必須結合中國國情，創建有中國特色的現代農業發展理論。西方的農業發展理論之所以有效，是因為它適合西方的國情。西方發達國家在工業化的過程中，面臨著嚴重的勞動力短缺，勞動密集型的傳統農業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業現代化是市場競爭的結果，后來的農業電氣化、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業現代化并不意味著西方的農業現代化代表著農業現代化的全部內容，充其量它只是告訴我們，通過資本對勞動的替代，可有效提高農業勞動生產率，創造出更多的農業剩余產品。從這種意義上說，劉易斯的《二元經濟論》講述的是西方的農業現代化之路，是農業勞動力嚴重不足情形下的農業現代化，這條道路對于有著嚴重過剩勞動力的中國農業是否適用值得商榷。相反，舒爾茨的《改造傳統農業》與其說它為農業的現代化提供了一條新思路，不如說它為西方農業現代化理論補充了新的內容。因為就大田農業而言，劉易斯的《二元經濟論》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，這是西方農業現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、生物化等其他農業現代化技術。這種以節省勞動力為基本目的的農業現代化注定了其產品的勞動含量較低，農產品具有明顯的資本密集型特征，但社會發展的需要顯然不應局限于資本密集型農產品的滿足。舒爾茨的《改造傳統農業》在強調農業生產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業現代化的全新空間，這就是特種農業的現代化，專門生產勞動密集型農產品。如果說大田作物滿足的是人們日常生活的需要，特種農產品滿足的就是人們特殊生活的需要。舒爾茨理論應用的結果是，如果要取得成功，只能是特種農業的出現和特種農業現代化的實現，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，發展農業不能說不盡力，但農業現代化的步伐始終緩慢，每一次重大的農業技術特別是生物技術的革新，都帶來了農產品產量的較大提高，但中國農業始終沒能擺脫傳統農業的基本特征。
現代農業相對于傳統農業而言是一次全新的“革命”。中國發展農業應該兩條腿走路：一方面發展大田農業，提高農產品產量，通過機械化解決勞動效率問題；另一方面發展特種農業，提高農產品質量，增加農產品的品種，解決勞動力過剩問題。可以說，沒有機械化，就不可能實現大田農業的現代化；同樣，沒有差別化，也就沒有特種農業的現代化。中國農業過去較大的失誤是，在強調產量的同時沒有將過剩勞動力從大田農業中分離出來。實現大田農業和特種農業的齊頭并進，追求農業生產的規模化和精細化，將是中國農業現代化的必然選擇。
精細農業論文:淺述精細農業在我國的應用實踐
摘要：本文在充分了解“精細農業”技術組成的基礎上，探討了“精細農業”的應用范圍，尤其是結合我國國情，提出了在我國逐步實施“精細農業”技術方案。在當今實踐的“精細農作”技術思想，應該擴展到設施園藝、集約養殖、產品加工及農業系統的精細經營管理方面，而形成為完整的“精細農業”技術體系。
關建詞：精細農業；地理信息系統；定位系統；技術實踐
中國是一個農業大國，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，環境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉。保障21世紀我國16億人口的食物安全，關鍵在于推動農業科技的進步。正如同志所指出的“中國的農業問題，糧食問題要靠中國人自已解決。這就要求我們的農業科技必須要有一個大的發展，必然要進行一次新的農業科技革命”。 “精細農業”技術體系是農學、農業工程、電子與信息科技，管理科學等多種學科知識的組裝集成。“精細農業”在國內科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內涵的理解。如譯為“精準農業”、“農業”、“精細農業”等。 實際上，目前國外關于precision agriculture的研究，主要是集中于利用3s空間信息技術和作物生產管理決策支持技術（dsc）為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術，即基于信息和先進技術為基礎的現代農田“精耕細作”技術。當今實踐的“精細農作”技術思想，應該擴展到設施園藝、集約養殖、產品加工及農業系統的精細經營管理方面，而形成為完整的“精細農業”技術體系。
1 “精細農業”技術組成
1.1 數據采集技術
“精細農業”技術是通過產量測量、作物監測以及土壤采樣等方法來獲取數據，以便了解整個田塊的作物生長環境的空間變異特性。
1.2 數據分析
一般采集的數據都是以文本表形式表示，需要利用一些數學方法進行處理，生成分布圖。
1.3 決策分析
“精細農業“技術是根據田間采集到的不均衡空間分布數據及有關作物其它信息，經過決策分析，來控制投入方式和施用量。決策分析是“精細農業”的核心，直接影響精細農業”技術的實踐效果。
1.4 控制實施
“精細農業”技術的目的是科學管理田間小區，降低投入，提高生產效率。作為支持“精細農業”技術的農業機械設備，除了帶有定位系統和產量測量的聯合收割機外，按處方圖進行作業的農業機械還有：帶有定位系統和處方圖讀入設備，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 “精細農業”具有以下優點
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、農藥的投入，也能增加作物產量。
2.2 保護環境
根據農田作物定點需求，控制化學物品的施用量，即能降低土壤、地下水、作物品質的污染，也能保護生態環境。
2.3 提高作物產量和質量
根據作物的實際需求，即能避免因過量施用化肥、農藥、水帶來的副作用，造成作物減產，品質下降，也能改善因缺少養分造成的減產和降低作物品質。
2.4 提供更多有用信息
由于可以獲取農田更多的信息，能夠使作物生產管理人員制定出更、合理的管理決策。
3 開展適合我國國情的“精細農業”技術實踐
在我國，農田規模較小，機械化水平比較落后，實施廣域的“精細農業”技術實踐尚需較長的發展過程，但是，結合我國國情，在某些具體條件下，開展“精細農業”技術實踐或“精細農業”單項技術實踐是可行的。
3.1 了解差異，指導農業生產
在我國廣大農村，實行聯產承包責任制的情況下，個體農民主要是根據自己的知識和經驗實施農業作業。盡管每戶的責任田范圍內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、村范圍內，建立以gis為開發平臺的田間地理信息系統，其目的是讓農民了解田間的差異分布，為農民提供合理的管理支持。該系統可以生成以地塊為單位、以相對坐標定位的作物產量（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技術的作物管理輔助決策支持系統
在以縣或大農場范圍內，計算機及一些農業信息技術具有了一定基礎。如果建立dgps，基本上能夠覆蓋整個作業范圍。
3.3 建立“精細農業”技術體系試驗示范工程
在墾區農場或大面積作物生產平原地區建立“精細農業”技術體系試驗示范工程，充分利用該地農業規模化經營和先進的技術裝備優勢，實現現代信息技術與農業工程技術集成應用。
3.4 在研究推進新的農業科技革命中注意形成一批具有創新意義的新技術體系，以維持農業的可持續發展。新的技術體系應在科學理論或方法上，在高新技術的應用上有重要的突破，能夠引起技術上產生質的飛躍和為實現我國農業科學技術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，協同攻關.發展學術交流，加強國際合作，重視應用基礎研究。在高等農業工程院校的學科建設與教學內容改革中，要創造條件開設有關gps、gis、rs應用課程，加強電子信息高新技術在農業領域的應用技術開發研究。
“精細農業”應用實踐可根據不同國家、不同地區的社會、經濟條件，圍繞提高生產、節本增效、保護環境的目標，采用不同的技術組裝方式，逐步提高作物生產管理的科學化與精細化水平。我國農業仍處于傳統農業向現代農業轉化的歷史過程中，實踐這一新技術體系的路程還很遙遠。但啟動這一新技術的示范與實踐研究，將有利與推動實現我國農業生產知識化與信息化進程，改變傳統技術思想，追蹤科技進步，有利于推動基于信息和知識的農用先進支持技術產品制造業、服務業的發展。在“精細農業”技術體系的實踐中，也將可開發出一系列適用新技術產品。
精細農業論文:農業科研經費精細化管理探討
摘要：
在農業發展的過程中，農業科研是促進農業產業健康發展的重要因素，在農業科研項目的開發過程中，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部門進行專項撥款以及合作企業投資經費。如何提高科研經費的使用效果以及使用效率是現階段科研項目發展亟需解決的問題。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。在農業科研項目的預算經費管理中，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、嚴格把控流程、進行科學劃分等多個角度，構建出完善的預算精細化管理模式。
關鍵詞：
農業科研項目；預算編制；精細化；管理措施
隨著國家經濟改革的逐步深入，國家逐漸的重視科學技術的創新工作，在近些年的科研項目中，明顯加大了對農業科研項目的投入力度。同時，對于項目的專業化管理、系統化經費使用、高效性的科研經費撥付等多方面的管理進行強化。國家在強化經費投入的同時，也使得科研經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，構建出完善的資金管理體系，強化了科研項目經費使用和管理逐漸細致化和精密化。在構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，強化對科研經費的監控和管理。
一、經費預算精細化管理的概念
在現代化企業管理中，精細化管理是其發展的核心和關鍵。構建出完善的農業科研經費預算編制項目，需要借鑒和融合精細化管理，從而保障預算環節的高效性和有根據性，保障預算編制的精細化和細致化，完善科研經費和研究任務之間的關系；在編訂預算的過程中，要求預先制定完善的流程和程序，同時根據具體的要求進行預算編制工作，在財務專家的把關和審核之后，根據農業的季節性特點以及科研項目的具體內容，及時對項目進行調整，構建出完善的調整方案，根據相關的報批程序審核項目的執行效果。在農業科研項目的經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，強化對各環節的權責劃分，使用有效的方法將主體有機融合，構建出完善的責權一致的管理網絡系統，保障經費預算處在高效、科學的監督體系之下，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、經費預算精細化管理的意義
科研項目的經費預算精細化管理是現階段提高農業科研效率的有效手段，要求在標準化和規范化管理的基礎之上，構建出科學化、系統化的生產、管理流程，實現對科研項目的制度化、專業化、標準化管理。2008年財政部下發的《關于進一步加強預算執行管理的通知》，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年財政部頒發的《關于進一步加強財政支出預算執行管理的通知》，要求進一步強化對精細化管理的管理。對于現階段的農業科研院（所）而言，要求在預算精細化管理的過程中，強化對預算關鍵環節的管理和分析，構建出系統的科學化管理編制，細化和完善預算編制的主要內容，采用剛性的制度規范措施，構建完善的責任落實效果，提高和完善科研經費的使用效率。
三、農業科研中項目管理的現狀
（一）精細化不足
在目前的農業科研單位中，科研工作者對經費預算的重視程度不足，導致在爭取和申請科研經費的過程中，很多時候由于缺乏對申請項目和預算編制等多方面的聯系和結合，并未體現出實事求是的效果，導致整個科研項目在進展和推行過程中，并未結合項目的經費需求進行嚴格的預算規劃，導致出現資金不足的情況。同時大多數的科研人員，由于缺乏專業的財務管理知識，對科研經費管理缺乏正確的認識，從而導致對各項費用的內涵缺乏科學地認識，由于經驗不足或者錯誤預算，使得科研經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
在部分農業科研單位中，由于缺乏預算協調機制，導致項目的需求和管理缺乏系統性和科學性，因此出現了預算編制要進行調整和完善。但是在部分單位的項目預算中，并未考慮到經費的使用情況，沒有對項目和經費支出進行有效的管理，導致出現擅自調整預算，進而使得整個預算并未按照原定流程進行，沒有遵循具體規定進行備案呈報工作，出現了相關負責人因退休、調整、離職等多方面的原因出現項目預算的更換。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，導致項目經費管理過程中并未根據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建進行經費管理，導致在參加項目的過程中，并未構建出完善的外撥經費管理機制，因而在撥付資金之后，整個監管系統缺乏有效的監管。
（三）執行力不足
在大多數農業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，出現事業經費的擠占，使得的項目驗收工作出現了人為的賬務調整。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，很容易出現項目之間出現交錯復雜的使用問題。在項目驗收的過程中，人為調賬行為時常出現，會出現不合規的發票和支出。另外，在科研經費的管理支付中，科研項目的經費直接由財政預算撥付，在經費使用和下達過程中存在時差性，同時經費預算的管理未進行有效監督，導致出現相互墊付的現象，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，過于重視科研經費的申報和使用環節，而忽視了對經費預算的考核和評估環節，在績效考核和信用評級制度的建設中缺乏力度，導致出現項目執行效果欠佳和未達到系統地評價指標及標準。預算編制工作缺乏獎懲制度，整個科研經費的管理和使用缺乏鑒別能力，整個預算的執行難以做到實時定量的考核。
四、農業科研經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
為了使農業科研經費預算合理化，首先，從事農業科研項目的工作人員要轉變傳統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類似的研究活動以及我國的實際情況，嚴格遵循相關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容都分析清楚的基礎上，對預算支出的各項具體內容進行具體的細化，對具體的數據信息進行科學地預算，展示出具體的預算過程，結合科研項目的資金實力進行編制。同時，農業科研部門要積極聯合財務及資產等部門，對預算編制的各項經費進行審核，科研人員要根據審核意見對所出現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）合理規范農業科研預算經費的調整手續
科研經費預算的執行要嚴格按照相關的資金管理辦法和具體的編制內容等規定，對各個項目的經費支出狀況進行明確，通常情況下不能進行調整。如果出現一些特殊情況，必須要進行調整，要遵循有關的規定，利用審慎的態度進行合理地調整。現階段，農業科研預算的調整主要包括兩類，其一是報批調整，其二是主持單位進行審批調整。如果科研項目出現預算資金數額變化或者合作單位的預算出現調整，需要進行報批調整。或者出現其他的情況，如預算金額沒有出現變化，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鍵的環節進行明確。整個科研項目在具體的實施過程中可以根據相關的要求進行項目預算的調整，需要將進行這些項目調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的管理單位進行審核；管理單位要遵照相關的規范對合作單位及項目的科研人員以及經費和科研項目的具體內容進行嚴格審核。在進行審批之后要及時的告知相關的人員，對課題項目的預算進行合理有效的調整。
（三）強化科研項目經費預算執行中的精細化管理
在具體的執行過程中，首先要通過會計信息軟件進行合理的額度預算控制，從而實現精細化管理，具體可以采用逐個控制、浮動調整的方法。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費的使用情況進行及時有效的了解，對預算執行進行有效地監督。其次要強化在科研預算執行過程中的監督。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費預算執行工作，對項目經費的收支、到賬以及結余情況進行及時有效地了解。相關的財務管理部門對預算中的各種票據進行認真審核，對于其中不符合規定以及一些虛假票據不予受理；對于一些不完整和不的票據實施退回。而科研部門要對項目的經費支出和項目的進度進行監督。
（四）完善和健全考核制度
農業科研項目經費預算要精細化管理，必須加快科研經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最終的目標，科研項目經費預算開支的范圍是否符合相關的制度。而定量分析可以通過科研經費預算完成的具體指標來體現。在績效考核過程中要做到公正、公平，將考核結果進行反饋，使得績效考核機制發揮出真正的作用。
（五）提升化科研人員的綜合素質，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，要正確地認識到經費預算是通過對科研收入、成本、費用以及經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財務的知識，這有利于科研項目在進行經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容，充分參與到科研項目的預算中。
五、結語
農業科研項目對于我國農業產業的健康發展有著重要的影響作用，為了促進農業科研項目的研究進度，要加強對預算經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費預算管理的要求相符合，形成全新的經費管理理念，要將財務人員和科研工作人員進行有效融合，滿足相關人員對科研經費的了解和掌握，更進一步的加強對于經費預算的管理，嚴格遵循相關的法律法規，對項目的經費進行有效合理地使用，加強監督，最終提升科研項目經費的使用效率。
作者：楊海娟 單位：桂林市農業科學院（廣西農業科學院桂北分院）
桂林現代農業科普教育基地建設（科技創新能力與條件建設計劃、桂科能1598024-2-8）。
精細農業論文:精細農業的農業科技創新
1“精細農業”技術思想的核心
依托信息技術革命思想的實踐,“精細農業”技術思想也吸收了諸多先進的科學技術手段。“精細農業”技術的思想核心,是分析影響小范圍農業產量差異的原因,進而采取技術上可行、經濟上有效的措施加以調控,區別對待,對農業生產按需實施定位調控。自古以來,農作物生產均以地區或田塊為基礎,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域、農場或田塊的平均產量的認識水平,利用統一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施,但很少顧及對農田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產成本增加和環境污染后果。
2工程支持技術的開發研究對“精細農業”的影響
基于田間小區作物生長條件的空間差異性,“精細農業”的目標是為了實現優化作物的生產系統。工程支持技術的開發研究,對“精細農業”技術思想作用重大。如農田信息的采集與農田作物的地理空間定位等工作,就需要依賴于全球衛星差分定位系統(DGPS);地理空間的信息管理和數據處理,需要應用地理信息系統(GIS);而大量地理空間數據的更新,還需要遙感技術(RS)的支持等等,均證明了這一點。
3“精細農業”如何服務“科技興農”
當前,我國的農業生產仍處于半傳統農業生產模式向現代化農業生產轉變的過程中,實踐“精細農業”技術思想的各方面條件尚未成熟。而“精細農業”研究的革命性的意義,在于其提出了一種現代化農業的新技術思想并將這種思想付諸于經營實踐,其前景為國際社會所公認。不容置疑的是,“精細農業”這一新技術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固有農業生產模式,推動基于信息化的農用制造業與服務業的發展,對于我國現代化農業的發展有百利而無一害。
(1)加強對發達國家“精細農業”成功經驗的有效研究,走符合我國國情的“精細農業”發展路線,在農業現代化發展思路上,我們可以“洋為中用”,找準切入點,采取引進技術思想與部分裝備技術和自主創新相結合的方法,注重其支持技術產品的國產化及產業化開發。
(2)“精細農業”的技術思想是適應集約化、規模化程度高的作物生產系統可持續發展目標而提出的,根據我國當前實際情況,力求在農田小區的尺度上進行研究與實踐可在小范圍試驗區的基礎上逐步進行“精細農業”的推廣,以點帶面尋求農業生產的整體發展。
(3)目前,我國廣大農村農業生產水平相對還比較落后,從“精細農業”指導思想出發,有條件的地區可先以村片、農田為單位對“精細農業”的技術思想進行示范試驗研究,并可著重結合發展農村社會化服務方式創新中,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展趨勢相接軌,又可以探索形成具有國情特色、有利于在農村逐步推廣先進的農作技術體系。
作者：賈超 單位：沾化縣富國街道辦事處
