农业工程信息技术模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇农业工程信息技术，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

2011年国家农产品加工技术研发专业分中心名单

美国农业部月度供需报告(2011年06月)

国家确定农产品质量安全发展目标

安徽合肥计划建设5825亩伏缺菜基地

乌克兰决定征收粮食出口关税

今年全球食品价格难以下降

国际谷物协会上调2011/12年度全球小麦产量预估

人大建议将食品安全纳入国家安全

农业部六项措施保障生猪市场供应

我国开展农产品现代流通综合试点

我国“十二五”期间全力实施超级稻“31511”工程

中美玉米生产技术对比及对我国玉米生产的思考

皮雅曼——红色产业帝国——记新疆和田皮雅曼石榴酒业有限公司董事长孙立平

休闲农业示范园规划探析——以“江西省双金园艺场休闲农业示范园”为例

设施农业装备安全监管对策分析

现代农业要大力推广使用微生物肥料

寒地黑土区玉米标准化生产技术

《农产品加工技术推广丛书》征订工作正在进行中……

我国健全和完善政府对大宗农产品市场调控体系和机制

10年来我国首次从美国大量进口玉米

宁夏积极实施农村科学储粮示范工程

2009年我国食品饮料行业产量数据点评

输欧面制品面临更严格的进口食品检验

菲律宾推行进口大减粮计划

FDA批准孟山都低亚麻酸大豆油的“公认安全”申请

美国农业部月度供需报告

国家发展改革委副主任就农产品冷链物流发展规划答问(选摘)

解答乳品安全国家标准(一)

2010年度我国玉米产业发展趋势与建议

揭开“转基因”的神秘面纱

转基因植酸酶玉米在低碳经济时代大有可为

白花蛇舌草中熊果酸微波辅助提取工艺研究

2010年中国马铃薯大会5月底在贵阳市举行

农业部部长韩长赋到辽宁省进行春耕春播工作督导调研

农业部启动全国超级稻“双增一百”科技行动

海南省农产品加工企业协会在海口市成立

国家发改委回应大蒜疯涨:抑制个别商品不合理涨价

战略谷物公司略微上调欧盟玉米产量数据

09/10年度墨西哥秋冬玉米产量将减3.1%

日本买家将采购270万吨7到9月船期的玉米

今年迄今越南大米出口已达10亿美元

泰国政府计划提高国内稻米种植面积

3月哥伦比亚乙醇产量年比增长4.7%

美国农业部月度供需报告(2010年4月)

玉米优势区域布局规划(2008-2015年)

西南干旱北方低温,农业政策助生产

水稻种子干燥技术规程

原国标GB8876-88《粮食干燥机技术条件》修订说明

篇2

新时期，中国人们通过不断努力地探索农业发展道路，促使中国农业有了非常大的发展，取得很大的突破，更加获得了一些全球瞩目的成果，并且同国际接轨，跻身成为了农业大国。现代化的农业研究工作以及探索工作，有着非常重要的意义，一方面在推动我们国家经济发展上有着积极的作用；另一方面对国际的农业格局也有着重大影响。面对这样的形式，需要对农业工程技术的发展做深入的研究，认真分析现代农业的建设[1]。

1农业工程技术的发展

现代化农业发展离不开农业工程技术的应用和转化，这就要求相关人员去加强农业有关技术的研究工作，突破现有农业技术，加大力度发展先进农业技术。在实践中改进原有技术，且将基层群众的力量调动起来，参加到技术的推广中，这样才真正做到推动农业现代化进程，加快农业现代化进程。

1.1农业工程技术内容

农业工程技术可以涉及到的范围非常广泛，可以应用在种植业、农产品加工产业、林业中或其他农业领域中。农业工程技术通常包含内容也有很多，比如基因工程技术、农业环境的保护、农业方面的计算机信息技术、现代化的农业机械设备、优良品种的研发、生物技术或有关的其他新技术[2]。

1.2农业工程技术转化成为生产力

1）农业形式的高新技术开发区。这样的开发区应该同该地区所在的政府进行合作，政府需要参与并且协调该开发区的形成，实际含义就是在一块特定的区域内，建设农业研发和生产的基地，还要能带动有关技术继续发展以及推广。现今，条件比较优越的地方已经建立开发区。这样优越的地域必须具有集中的人科技力量、优越的种植条件、发达的经济。例如，东部的沿海地区建立出农业领域开发的实验区，或者是农业的高新技术园区。这样园区是同有关单位一同建设出来的，这是一种经济实体，为农业工程技术开展实践提供一个必要的场所，进而可以促进农产品开发的进程。另一些模式就是建立农业的示范区以及农业科技的示范区，农业的示范园具有观光的性质，自身特征也很鲜明，具有生态、高效、绿色特点。2）一体化科技的转化模式。一体化的科技农业生产模式包含的内容主要有农产品生产、农产品开发、农业开发、农产品销售，将这些工作由同一个科技性质的企业完成，称之为一体化科技企业。例如广州花卉生产企业，一些地区的有关农产品的科技研究中心等。

2现代化农业的建设概况

现代化农业是对新兴农业的一种概述，主要是指农业的外在形态。主要从农业要素方面，对农业研发、生产、加工、销售等进行科学化、合理化、系统化的处理，提升农业和信息技术、装备制造、地理科学、旅游等融合程度，从而大大提升农业生产效率，增加农业产出效率，实现农业的产出最大化、最优化。世界范围，不少国家的农业发展水平已经非常之高，我国农业发展迅速，但是现代化农业的建设由于种种原因，仍然较为艰巨[3]。

2.1现代化农业的特征

首先，现代化农业具有科学化，因为科学是第一生产力，当今农业需要有科学的支撑，科学能驱动其向前一步发展。科技将人力和物力进行解放，农业生产率也就得到了提高，农业的发展更加迅猛；其次，农业的信息化，这是当前农业发展最为重要的一项基础性工程，能有效的推动农业的高端化发展，促进农业生产效率的提升，品质的更优化发展。农业集约化是国家当前农业战略中较为突出的一个方向，主要从注重农业生产品质，寻求更优质的产品；提升资源的利用效率，使用先进科学设备，节约资源；从大量资金的投入转变到科技的投入，实现农业高效和快速发展。另外是农业的市场化，这是农业能走到国际市场的必然要求；最后，农产品的多样化，农产品要更加多样和优质，这能提升农业在国际上的竞争力。

2.2现代农业建设的主要目标以及功能

现代农业的建设不仅仅具有生产的供给功能，还具有满足生活休闲的功能、生态的保护功能。现代农业建设成功后，追求目标在原有的目标上更进一步。①提升农业产品的产出效率和商品率；②高效使用资源，融合社会效益、经济效益、生态效益。

3结束语

综上所述，现代化的农业研究工作以及探索工作，对我们国家的农业发展有着非常重要的意义，一方面在推动我们国家经济发展上有着积极的作用；另一方面在国际的农业现有局势上也有着重大影响。新时期，更应重视到农业工程技术带来的促进作用，在现代化农业的建设工作中，不断尝试更多的农业工程技术，提升农业工程技术的转化能力，加强自主创新型农业工程技术，推动我们国家现代化农业上升到更高的层次。

参考文献：

[1]朱沛军.农业工程技术发展及现代农业建设[J].南方农业,2015(3):177-178.

篇3

中图分类号 TP391 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)082-0188-01

在目前，计算机信息技术得到了高速的发展，计算机信息技术在农业当中的应用也得到了深入的发展，计算机技术已经是现代农业的设备当中重要的组成部分。如今计算机技术在农业领域对选种、验种养殖等相关的环境起到了一定的促进作用，它一直起着十分重要的作用。

1 计算机技术在现代农业领域中的应用与发展

世界上第一台计算机是在1946年诞生于美国，从计算机诞生后，人们就对计算机在农业的生产方面开始了关注，关注农业生产的科学化、农业生产的过程自动化和农业的科研以及农业的教育现代化领域的应用。美国在20世纪50年代的初期就在农业的领域上已经开始运用了计算机的技术。在当时，美国的一些农业的经济学家只是进行简单的处理线性的规划等一些小的问题。到了60年代的时候，计算机技术就已经普遍的进入到了美国农业的决策和科研部门。到了70年代，基本已经推广到了农场的范围。而到了1985年的时候，美国已经有百分之八的农场以计算机的技术来处理农场中的一些事物，这些农场当中有一些比较大的农场已经完成了计算机化。而我国的农业则是在上个世纪70年代才将计算机的技术融入到农业当中。真正获得了较好的发展是从80年代才开始的。现今的计算机技术在农业当中的应用范围变得广泛了，例如从原来的种植业、畜牧业已经扩展到了现在的渔业以及林业，从科研教学发展到了现在的生产管理。应用途径也从原来单纯的科学计算发展到了现在能够进行处理信息，对实验进行模拟以及实时控制等。

2 计算机技术在数字农业技术中的应用

数字农业一直被现代化信息技术和农业工程技术支撑着，使用数字化的技术针对农业所涉及到的对象和全过程进行一种数字化的和可视化的表达、控制、设计、管理的现代化的农业高新技术的体系。数字农业已经把工业的可控生产与计算机辅助设计的相反融入到了农业的生产方面，把计算机信息技术当成为农业生产力的重要的支配因素，参与到了农业的每个环节当中，这将是我国实现农业的信息化进行跨越与发展的切入点与突破口。现在，美国在数字农业的领域方面已经得到了很大成功，计算机在数字农业的技术应用已经形成了比较专业化的生产、集约经营方式、企业化的管理现代的产业模式。形成了现在完善的一种农业生产体系，已经在农业生产资料的供应与生产当中得到了应用，以及在农业产品收货后一些工序，详述储藏、加工、运输、以及销售等，使得农业的生产变的高效起来。形成了对农业的推广、教育以及科研的三位一体。

3 计算机信息技术在精准的农业技术和设备当中的运用

利用计算机以及当中一些专用的地理信息的软件，把四季的农业的生产工作的环节进行有机的联系，形成了精准的农业技术装备中的技术系统，这种系统技术能够对小面积的土地进行管理，具体一点就是对土地土壤的特性与一些农作物的产量评估潜力。调节控制农作物之间的差异精细精准的对农作物的用料和农作物的生产进行调整。对于农作物所需要的养料使用方法进行优化，对物料所投放的数量、时间、空间的位置等进行掌握从而降低了成本、对经济效益有所增加，同时还可以减低对于环境的污染，从而对生态环境进行改善，来实现农业的可持续性的发展。

在20世纪90年代的时候，英国、美国、德国等一些发达的国家在一些大面积的机械化进行生产的条件下发展和研究，因此便有了精准的农业装备。这种装备是新时代农业所必然发展的趋势，不可阻挡，目前与精准的农业装备有关的公司已经在世界比较发达的公司开始普遍了。而我国在1994年的时候就有科学家提出了相同的建议，并且启动了一项与之有关的工程。目前我国把精准的农业发展的方向已经进行分部的实施：第一，对于农田的样本进行采集与分析；第二，对耕种期间所需要的一切都是有计算机技术进行控制并且完成；第三，将精准的农业技术进行集成。

4 运用在农业上的计算机模拟技术

计算机的模拟技术对于科学的研究作用主要有几个方面：对于一些耗时较长。费用较高的一些实验可以帮助进行选定的方案；对于一些因为条件对其的限制而不能进行的实验，可以帮助其预报出结果；对于一些意义比较重大的，但是还有一定的风险的研究，就可以用计算机进行一下预备的试验。在农业中，实时控制运用的同样比较广泛，实施控制又称之为过程的控制就是在生产以及科学的试验中，利用计算机系统当中一些信息对农业的生产实现自动化的控制，这种技术在园艺和畜牧业当中有着显著的作用。

5 在农业传播当中计算机所起到的作用

随着网络的普及，人们已经离不开网络了，同样的，农业也在依靠着网络，农业产品是人们生活时所必需的，但是只有符合社会所需求的，才会得到社会的认可，由于农产品具有较强的季节性，所以短时间内销售不了的话就会出现囤积的现象，所以，了解市场信息对于农产品的销路有着很大的作用，因此网络的信息对于农业的作用将会是越来越大。

6 总结

在全球化的经济的形势下，用计算机技术对于现代化农业进行支撑，对于农业的领域也会是更加的深入，也将会对随着农业的发展而完善，从而更好的服务于现代化的农业。

参考文献

[1]王江枫,罗锡文,洪添胜,戈振扬.计算机视觉技术在芒果重量及果面坏损检测中的应用[J].农业工程学报,1998,04.

篇4

（一）农业特色不彰显

电子科技大学的电子信息专业以图像信息处理与传输为重点。西安电子科技大学的电子信息专业则以雷达信息处理为特长[2 ]。农业院校的电子信息专业应该突出农业特色。但是由于电子信息专业在农业院校一般都成立时间不长，属于新兴专业，因而经验不丰富，尚未形成农业特色。由于专业特色不明显，导致专业实验室特色不明显，实验内容更多的是通用的验证实验。以南京农业大学电子信息科学与技术专业为例，综合设计实验未能与农业工程有机结合，以致很多学生毕业时对农业工程都不是十分清楚。虽然近几年毕业的学生都能找到工作，却没有明确的就业方向，什么行业都有，且就业的层次不够高。而国家在“十二五”规划中已经将农业工程纳入十大重点投入项目之一，农业工程有着很好的发展前景，电子信息专业如果能和农业工程结合，必能得到良好的发展。

（二）实验室设备和实验老师尚未转型

农业院校电子信息专业实验室一般是在原有的相关专业实验室基础上建设的，由于时间短，尚未真正转型为电子信息专业自身的实验室，并且实验室设备使用时间已经较长，实验条件比较差。如南京农大电子信息科学与技术专业实验室依托于原先的农业电气化和自动化两个专业的实验室，只是针对高频、通信原理等补充了一些实验设备。缺乏实质意义上专业实验室，实验条件就捉襟见肘，使得教师在理论教学过程中讲授的是新设备知识，而实验教学时接触到的却是一些陈旧的设备，教学难以得心应手,从而降低了教学质量。从学生方面看，在课堂上可以学到先进的理论知识，实验室陈旧的设备却影响了学生做实验的兴趣，以致学生把做实验当成是一项无聊的任务，实验过程中仅是看别人做实验，实验后抄一下实验报告，这样实践能力的培养效果大打折扣。实验老师也未能转型。由于农业院校原来没有电子信息这个专业，专业增加后，实验室规模相对是扩大了，但是实验室老师都是从相关专业转过来的，如南京农大电子信息科学与技术专业实验室教师许多原先是从事农业电气化和自动化实验教学的，他们对电子信息这个专业还不是很了解，在很多实验教学中并不能游刃有余。另外，许多农业高校没有建立对实验教师开展相应培训的机制，实验教师的工作量核算又缺乏科学性，从而影响了实验教师学习新专业知识的积极性。在实验教师人才引进方面，一般学校认为实验教学是理论教学的附属物，因而没有给予实验教师相应的待遇，很难吸引优秀的人才投身到实验技术队伍中。

（三）实验室的封闭式管理与电子信息专业的开放性相悖

电子信息专业教学离不开一个开放式的实验室，学生需要不断的实践才能打好基础，才能学好专业知识，才能拥有良好的专业能力。但一般高校将实验室物资和实验教学放在不同的部门进行管理，这就造成了实验室管理上的不协调，既难以形成跨学科的实验能力，又不易实现整体效益。如南京农大工学院电气工程系实验室原来是按教研室分，有三个实验室管理办公室。后来该校将三个实验室合并为一个电学实验中心，就部分解决了这个问题。实验室管理上的这个问题，使得“学生等实验室开门、实验室开门等学生”这种情况时有发生。为了进一步加强实验室管理，南京农大电子信息科学与技术专业实验室还采用了学生勤工助学的方法来参与管理。但由于工作不成熟，未能制定对应的规章制度，使得部分实验室变成了学生自己的场所，反而更增加了实验室的封闭型。

（四）实验教学保守性与电子信息专业创新要求不符

电子信息专业实验教学应该更注重动手能力，但是现在的实验课堂完全没有体现灵活的动手，师生更像是在完成一项任务。老师注重理论教学，没有把时间过多地投入到实验环节中，实验教学中只是把一些验证性实验和被做了很多遍的简单的设计题目布置给学生做，创新性在其中难以实现，从而影响到学生创新能力的培养。

二、农业院校电子信息专业实验室建设的对策

（一）依靠优势学科，强化农业特色

电子信息本科专业学生可以参加国家级、省级大学生电子竞赛、挑战杯、GIS 大赛、机器人大赛等等。这些比赛可以很好地提高学生的能力，但是需要有特色的创新实验室作为支撑。电子信息专业实验室只有和学校的优势学科水融，才能走出自己的特色之路。以南京农业大学为例，该校的农业工程学科历史悠久，学术源远流长，20 世纪 80 年代就已经有硕士、博士点。因而可以考虑将电子信息融入农业工程，在农业工程一级学科下开设电子信息科学与技术专业。这样既能使农业工程学科“老树春深更著花”，也能使农业院校的电子信息专业“借力好风上青云”。在此基础上，更多地将农业工程项目引入到电子信息实验环节中，如可以考虑农业自动灌溉里的控制装置的设计，农业害虫识别的简易智能装置设计等等。

（二）投入经费 ，推动实验室设备和实验教师转型

中国工程院院士左铁镛教授说过：大学有将近一半以上的资产在实验室，因此实验室是学校的“半壁江山”。农业高校的领导应该充分认识到电子信息专业实验室建设的重要性和紧迫性，在保证实验室专项资金无虞之外，还需进一步加大对实验室建设的投入，使实验室最大限度地向电子信息专业需要高效转型。实验室教师是实验室最具有活力的因素，其素质是建设实验室的关键。提高实验教师团队的整体素质是加强实验室强大支撑作用的有效途径。由于电子信息技术发展迅猛，以前的实验教师跟不上专业实验教学需求，因而可以转型为管理人员，同时另外招聘专业能力较强的专职实验教师。学校每年不断地以博士毕业生充实教师团队的同时，应该引进优秀的硕士研究生学历以上的毕业生充实到实验技术队伍中，培养专职的实验老师。

（三）科学管理，建设开放式实验室

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中图分类号：S-0文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）09-0118-04

我国农业资源约束日益突出，农业生态环境退化加剧，化肥占农业生产成本25%以上，但利用率仅为30%～35%，远低于发达国家的50%～60%，不仅造成了经济上的巨大损失，更带来了严重的地下水污染和生态环境破坏。国内外研究表明，精准变量施肥可使多种作物平均增产8.2%～19.8%，降低总成本约15%，化肥施用量减少约20%～40%，土壤理化性质得到改善。因此，解决上述问题的最佳途径是大范围地推广应用按需变量施肥的精准农业和测土配方施肥技术。

1 精准农业及其在我国的实践与发展

精准农业[1～5]又称精细农业，它以信息技术为基础，根据田间每一操作单元的具体条件，定位、定时、定量地调整土壤和作物的各项管理措施，最大限度地优化各项农业投入的量、质和时机，以期获得最高产量和最大经济效益，同时兼顾农业生态环境，保护土地等农业自然资源。

精准农业技术是基于信息技术、生物技术和工程装备技术等一系列科学技术成果上发展起来的一种新型农业生产技术，由全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、网络化管理系统和培训系统等组成。其核心技术是“3S”（即RS、GIS、GPS）技术[6，7]及计算机自动控制技术。

遥感（RS）技术[8]的主要作用是农作物种植面积检测及产量估算、作物生长环境信息检测（包括土壤水分分布检测、水分亏缺检测、作物养分检测和病虫害检测）、灾害损失评估。地理信息系统（GIS）[9]是精细农业技术的核心。应用该系统可以将土地边界、土壤类型、地形地貌、灌溉系统、历年土壤测试结果、化肥和农药使用情况、历年产量等各种专题要素地图组合在一起，为农田管理提供数据查询和分析，绘制产量分布图，指导生产。应用全球定位系统（GPS）可以精确定位水、肥、土等作物生长环境和病、虫、草害的空间分布，辅助农业生产中的播种、灌溉、施肥、病虫害防治工作。另外，农机具上安装GPS系统还可以进行田间导航，实现变量作业。

我国在1994年就有学者进行精细农业的研究。国家“十五”科技战略重点将发展精准农业技术、提高农业生产水平作为重中之重，并首次在“863”计划中支持研究机构进行精准农业技术自主创新。目前一些地区已经将精细农业引入生产实践中，在北京、上海、黑龙江以及新疆一些地区建立起一批精细农业示范基地，并取得了可观的经济效益。

2 国内精准农业技术研究现状

从技术角度来看，完整的精细农业技术由土壤及作物信息获取、决策支持、处方生成、精准变量投入四个环节组成（图1）。信息获取技术、信息处理与分析技术、田间实施技术是精准农业不可或缺的组成部分，三者有机集成才能实现精准农业的目标。

图1 精准农业（PA/PF）技术组成

2.1 土壤及作物信息获取[10，11]

由全球卫星定位系统（GPS）获得的定位信息、遥感系统（RS）获得的遥感信息和基础、动态信息构成了农业生物环境监测数据信息。

2.1.1 土壤环境信息的获取 （1）土壤养分信息的获取：土壤养分的快速测量一直是精准农业信息采集的难题。目前主要的测量仪器一是基于光电分色等传统养分速测技术的土壤养分速测仪，其稳定性、操作性和测量精度虽然尚待改进，但对农田主要肥力因素的快速测量具有实用价值。如河南农业大学开发的YN型便携式土壤养分速测仪[12]，相对误差为5%～10%，尽管每个项目测试所需时间仍在40～50 min，但较传统的实验室化学仪器分析在速度上提高了20倍。二是基于近红外（NIR）多光分析技术、极化偏振激光技术、离子选择场效应晶体管（ISFET）集成元件[13，14]的土壤营养元素快速测量仪器，相关研究己取得初步进展，有的已装置在移动作业机上支持快速信息采集。

（2）土壤水分信息的获取：土壤水分的测量是精细农业实施节水灌溉的基础。目前常用的水分测量方法有基于时域反射仪（TDR）原理的测量方法、基于中子法技术的测量方法、基于土壤水分张力的测量方法和基于电磁波原理的测量方法[15]。

（3）土壤电导率信息的获取：土壤电导率能不同程度地反映土壤中的盐分、水分、有机质含量、土壤质地结构和孔隙率等参数的大小[16，17]。有效获取土壤电导率值对于确定各种田间参数时空分布的差异具有重要意义。快速测量土壤电导率的方法有电流-电压四端法和基于电磁感应原理的测量方法。

（4）土壤pH值的获取：目前适合精细农业要求的pH值检测仪器主要有光纤pH值传感器和pH-ISFET电极[18～21]。光纤pH值传感器虽然易受环境干扰，但在精度和响应时间上基本能满足田间实时快速采集的需要。基于pH-ISFET电极的测量方法具有良好的精度和较短的响应时间，但易受温度影响，需要温度补偿，且电极的寿命较短。

（5）土壤耕作层深度和耕作阻力：圆锥指数CI（Cone Index）可以综合反映土壤机械物理性质，表征土壤耕作层深度和耕作阻力[22]。圆锥指数CI是用圆锥贯入仪（简称圆锥仪）来测定的。圆锥仪的研制工作不断发展，从手动贯入到机动贯入，从目测读数到电测记录，出现了多种多样的圆锥仪。

2.1.2 作物生长信息的获取 作物生长信息包括作物冠层生化参数（叶绿素含量、作物水分胁迫和营养缺素胁迫）、植物物理参数（如根茎原位形态、叶片面积指数）等。作物长势信息是调控作物生长、进行作物营养缺素诊断、分析和预测作物产量的重要基础和根据。主要方法有三种：一是从宏观角度利用RS遥感的多时相影像信息研究植被生长发育的节律特征[23]。二是在区域或田块的尺度上，近距离直接观测分析作物的长势信息。三是基于地物光谱特征间接测定作物养分和生化参数。

2.1.3 病虫草害信息的采集 病虫害和杂草是限制农作物产量和品质提高的重要因素，及时、准确、有效检测病虫害的发生时间、发生程度是采取治理措施的基础。目前，病虫草害信息的自动快速采集主要是基于计算机图像处理和模式识别技术，以研究植株的根、茎、冠层（叶、花、果实）等的形态特征作为诊断判读的目标。主要分析方法有光谱特征分析法、纹理特征分析法、形状特征分析法等[24～29]。

2.1.4 作物产量信息的获取 获取作物产量信息是实现作物生产过程中变量管理的重要依据。国际上已商品化的谷物联合收割机产量监视系统主要有美国CASE IH公司的AFS（advanced farming system ）系统、英国AGCO公司的FieldStar系统、美国John-Deree公司的Greenstar系统、美国AgLeader公司PF（precision farming）系统及英国RDS公司的产量监测系统等[30]。这些系统具有功能较强的GIS综合功能，能自动完成产量监测和生成产量分布图。我国谷物产量测产系统的研究起步较晚，目前尚在研制中。

2.2 决策支持与处方生成

分析决策系统[31]主要包括地理信息系统（GIS）、作物生产函数或生长模型和决策系统三部分，决定变量施肥效果[14]。

地理信息系统（GIS）用于描述农田属性的空间差异和建立土壤数据、自然条件、作物苗情等空间信息数据库，进行空间属性数据的地理统计。它主要应用于离线的处方控制方式中，而在实时控制模式中没有使用的必要。

作物生产函数或生长模型是生物技术在农业实际生产中的应用。它将作物、气象和土壤等作为一个整体进行考虑，应用系统分析的原理和方法，综合农学领域内多个学科的理论和研究成果，对作物的生长发育与土壤环境的关系加以理论概括和数量分析，并建立起相应的数学模型。该模型描述了作物的生长过程及养分需求，是变量施肥决策的根本依据。

决策系统根据农业专家长期积累的经验和知识或GIS与作物生长模型的组合分析计算[11]，这些存储在GIS系统中的数据信息经由作物生产管理辅助决策支持系统，最终生成具有针对性的优化了的投入决策及对策图，即进行时、空、量、质全方位的田间管理实施处方图，得到施肥的处方图（离线形式）或具体的施肥量（在线形式），并将其存入存储卡或者数据库中，供施肥作业使用。

2.3 变量投入技术

由配套农业设施设备（ICS农机装备和VRT变量投入设备）组成调控实施系统，经全球卫星定位系统GPS定位，在田间管理处方图的指导下实施精细控制，田间实施的关键技术是现代工程装备技术，是“硬件”，其核心技术是“机电一体化”。田间实施技术应用于农作物播种、施肥、化学农药喷洒、精准灌溉和联合收割机计产收获等各个环节中。

3 国内精准农业发展对策

3.1 宣传普及，提升对精准农业的认识

精准农业技术本身能带来可观的经济效益和社会生态效益，同时对提高农民收入、减少农民劳动强度、改善环境质量等有非常重要的作用。

精准农业技术的推广应用涉及精准农业技术本身的发展、农业机械化水平、农业技术培训、农民承担生产风险的能力等，其中农业技术培训是推广应用过程中的关键。由于农民获得信息的渠道有限，只有通过农业技术培训，农民才能认识到精准农业技术的优点并在技术培训过程中掌握这项技术，精准农业技术才能在生产实践中大范围地推广应用。

3.2 完善精准农业的配套技术

通过测土配方和相应的变量施肥技术，改变农民传统施肥观念，根据土地的肥力现状按需变量配合施用肥料，提高肥料利用率，减少面源污染，增产增收。

做好精准农业资料收集和信息标准化工作，应用3S技术建立农作物品种、栽培技术、病虫害防治等技术信息网络以及农业科研成果、新材料等科研信息网络，实现农业资源的社会化、产业化。

3.3 选准适合国情的精准农业项目

我国大部分地区尤其是较落后地区的农村承包地普遍处于碎片化状态，难以支撑起发展精准农业的要求，必须通过土地流转达到规模经营的效果。

另一方面，随着农村市场化和产业结构的调整，在垦区农场（如黑龙江大型农场、新疆建设兵团）和大面积作物生产平原区建立“精确施肥”技术示范工程，或联合一些高效益企业（烟草企业、中药材企业等）带动“精确施肥”的发展是结合中国国情发展精确施肥的有效途径。

4 结束语

精准农业的发展在我国尚处于起步阶段，面临诸多问题与困难。而且我国土地相对分散，技术落后，环保意识不强，在相当长的时期内仍然是小农经济占主导成分。因此建立一个集资源化、信息化、知识化、生态化于一体的全方位生态系统，走具有中国特色的精准农业发展之路，是我国农业发展的必然。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020年）》中明确把农业精准作业与信息化作为农业领域科技发展的优先主题，精准农业对提高我国农业现代科技水平具有重要作用，具有广阔的发展前景。

参 考 文 献：

[1] 汪懋华.“精细农业”发展与工程技术创新[J].农业工程学报，1999， 15（1）： 1-8.

[2] 汪懋华.发展精细农业的思考[J].农机科技推广，2002，2：4-6.

[3] 汪懋华.“精细农业”的实践与农业科技创新[J].中国软科学，1999，4：21-25.

[4] 赵春江，薛绪掌，王 秀，等.精准农业技术体系的研究进展与展望[J].农业工程学报，2003，19（4）： 7-12.

[5] 刘 微，赵同科，方 正，等. 精准农业研究进展[J].安徽农业科学， 2005，33（3）：506-507.

[6] 母金梅，申志永. 3S 技术在我国农业领域的应用[J].农业工程，2011，1（2）：68-70.

[7] 索全义，白光哲，孙 智.精准农业下的土壤养分管理——3S技术在施肥中的应用[J].内蒙古农业科技，2001，土肥专辑：22-24.

[8] 蒙继华，吴炳方，李强子，等. 农田农情参数遥感监测进展及应用展望[J]. 遥感信息，2010，3：35-43.

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篇6

当前，我国已进入运用现代农业工程和手段改造传统农业，走中国特色农业现代化道路的关键时刻。农业已到了转变发展方式、提高物质技术装备水平的重要阶段，迫切需要构建现代农业产业工程体系，不断夯实现代农业建设基础支撑，切实加快现代农业建设进程。

1，构建现代农业产业工程体系是加快建立中国特色现代农业支撑体系的重大举措

经过改革开放30年的努力，我国农业发展取得了举世瞩目的成就，但我国农业基础设施建设薄弱，农业靠天吃饭的格局并没有根本上改变，农业工程体系已经成为现代农业产业体系中较为薄弱和滞后的部分，一方面表现为我国农业生产、加工、流通、储藏、运输等基础条件和设施装备落后，加快基础设施建设的任务相当繁重；另一方面，相对于农业技术，农艺技术和生物技术的研究人员，农业工程建设和工程技术本身的研究不深入，导致农业工程建设模式单一、技术落后、标准缺乏，成为制约现代农业建设的短板。为此迫切需要构建满足现代农业产业发展当前长远需要，既符合我国国情又与农业发展相适应的完善、协调、规范的现代农业产业工程体系。

2　构建现代农业产业工程体系是加快现代农业工程学科建设的有效途径

世界各地的经验表明，完善的农业工程学科体系是一个国家农业发达的重要标志，我国农业工程学科起步比较晚，其中为农业产业基础设施和装备条件等服务的农业工程技术研究就显得比较薄弱和落后，还远不能适应现代农业的迫切需要，构建现代农业产业工程支撑体系将在全国范围内整合，包括农业院校、科研单位和工程设计单位在内的工程建设人才资源，培养造就支高层次的农业工程研究队伍，这无疑将为我国现代农业工程学科的建设与繁荣注入强大的活力。与此同时，现代农业产业工程体系建设还将为农业工程学科建设和研究提供广阔的舞台，促进现代农业建设和农业工程研究的良性互动，繁荣农业工程学科体系，有利提升我国现代农业工程学科的地位和研究水平，促进整个学科建设不断发展和完善。

现代农业产业工程体系建设的内容

现代农业产业工程体系建设主要以服务农业产业为目标，以农业工程技术为主体，以集成创新为特色，紧紧围绕农田基础设施与装备工程、农产品生产设施与装备工程、农产品产地加工与储藏设施与装备工程、农产品流通设施与装备工程、农产品生产环境保护设施与装备工程、现代农业公共服务设施与装备工程等六大农业基础设施与装备条件建设工程领域开展系统、集成研究，收集有关基础数据和技术与建设信息，形成有关技术成果、技术方案和模式标准等。

1　农田基础设施工程集成技术及模式研究

针对农业部标准农田建设工程规划提出的全国粮食主产区的12个类型区，选择面积和产量占全国比重较大的3个类型区：东北、华北(含西北)、南方，开展调研工作；在研讨分析农田基础设施现状与存在问题的基础上，研究不同区域条件下高标准农田建设方面的关键技术，主要包括土地平整与田块集中、坡耕地改造与旱地雨水利用、现代灌溉与排水技术、机井与农电、农业机械化与田间道路设置、农田防护与生态景观建设等工程技术；按照资源优化配置原理，提出不同区域条件下的工程类型、建设模式、控制指标、建设标准等。

2　种养业生产装备与设施工程集成技术及模式研究

根据全国不同区域和气候对设施农业(含设施园艺、设施养殖)的需求，选择西南、西北、华北3个区域，对设施农业装备与设施工程的现状、发展趋势展开调研，提出3个区域种养装备和设施工程技术集成和模式优化的框架和方法，形成促进设施农业健康发展的重大需求和发展模式，并进行集成试验示范等。

3　农产品产地加工储藏装备与设施工程集成技术及模式研究

根据优势农产品布局规划以及新增1000亿斤粮食规划，在粮油、果蔬主产区各选择2～3个省分别对玉米、马铃薯、花生、香蕉的产地加工储藏装备与设施现状与需求进行调研，研究提出上述农产品产地加工储藏工程装备与设施技术集成和模式优化的框架和方法：通过对现有技术的对比试验以及分析筛选，研究提出产地加工储藏工程装备与设施工程的典型集成模式；建立玉米、马铃薯、花生、香蕉产地加工装备与设施工程技术集成与模式优化的试验示范基地。

4　农产品流通装备与设施工程集成技术及模式研究

主要以果蔬、畜禽产品和水产品为重点研究对象，对其流通运输技术与装备及产地批发市场有关工艺技术进行集成研究，集成农产品交易市场体系建设工程、农产品物流(专用运输车、农产品冷链运输网等)体系建设工程、农产品交易物流质量控制与监测工程和农产品交易物流信息化工程等方面的技术，形成农产品快捷、高效、安全交易与流通的工程建设技术体系、建设模式、建设标准与规程规范等。

5　农产品生产环境保护装备与设施工程集成技术及模式研究

针对畜禽粪便和农作物秸秆等农业废弃物处理与资源化利用、农产品产地环境质量安全(主要针对水、土对种植业产地环境影响)的共性问题及关键技术环节，开展农业废水与农业固体废弃物处理工程、土壤重金属污染修复工程、农药化肥减施工程等方面的调研；建立农产品生产环境保护装备与设施工程技术评价数据库。对主要技术进行分析、对比，开展农业废水和农业固体废弃物处理适宜技术试验验证；筛选、集成农产品生产环境保护装备与设施工程优化技术：形成典型区域的农产品生产环境保护装备与设施工程优化模式；提出标准体系框架。

6　现代农业公共服务装备与设施工程集成技术及模式研究

主要建立支撑农田基础、农产品生产、农产品产地加工与储藏、农产品流通、农产品生产环境保护、现代农业公共服务等六大设施与装备工程的综合服务管理信息平台；集成农业信息化工程、农业重大疫病防控工程、农业灾害防减工程、农产品质量安全(检测)工程、农业技术推广与农民培训工程等方面的建设技术，并开展试验示范；开展功能实验室设备配置模式与选型集成研究；提出现代农业公共服务装备与设施工程建设的政策建议。

现代农业产业工程体系建设的预期目标

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大会分为主题报告、专题报告、专题论坛三个版块，共安排了19个行业专家及企业代表作报告，其内容涉及行业发展、技术创新、栽培模式、信息技术、资本投资、温室结构、设施装备、无土栽培、集约化育苗等。报告内容均是以创新发展为出发点，深入探讨了实际生产中所积累的经验及面临的问题，同时也引发了与会代表们的思考。

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[中图分类号] S27 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2015）05-0294-01

进入新世纪以来，环境问题已经成为全世界高度关注的问题，全球性的缺水和干旱问题越来越严重。而我国是一个农业大国，对水资源的需求很高，最近几年，节水问题逐渐成为现代农业发展过程中重点研究的问题之一。在现代农业建设过程中，发展现代节水农业技术对确保国家粮食生产安全，居民正常用水以及保护生态环境平衡有着十分重要的作用和意义。现阶段我国现代节水农业技术的发展正处于一个传统技术和高科技技术相互融合和发展的阶段，在这个关键时期，如何确定我国现代节水农业技术的研究和发展重点，对于我国现代节水农业的发展目标以及确保我国农业用水安全，保护生态环境和粮食生产安全有着十分重要的现实意义。

1 现代节水农业技术研究现状分析

在我国节水经验不断积累和实践的农业生产过程中，我国节水农业技术创新和研究成果的应用发挥了十分重要的作用，但是在技术研究过程中依然存在很大的瓶颈，主要表现为我国现有节水技术还不能为建立一个现代高效节水农业体系而提供完善的技术支持，在经验和数据不断积累的基础上，缺少对节水农业发展相关的应用技术研究。在节水技术研究和发展过程中，依然缺乏有效地监督和管理，缺乏规范化、定性定量以及综合节水农业技术体系。在我国节水农业系统中，节水设备不能紧跟现代农业建设和发展的步伐，很多设备都比较落后，在使用过程中表现的很不稳定，而且出现故障的概率很高。此外，我国节水设备的研究还不是很令人满意，很多节水材料和技术都远远落后于发达国家。同时，我国的现代节水农业技术还没有建立完善的制度，对农业节水的信息技术的传播比较落后，其信息的可靠性也比较差，相关的技术人员对节水农业技术不是很重视或者说重视程度不足。

2 现代节水农业技术发展趋势分析

2.1 积极利用生物技术充分挖掘作物本身的节水能力

现阶段，研究比较热门的节水技术就是对作物自身的接水潜能进行全面的挖掘和开发，农作物在生长过程中，自身就具备了一定的节水能力，因此，在进行生物技技术节水方法研究过程中，应该对作物的自身生物调节作用进行分析，将其应用到现代节水农业技术中去。在研究过程中应该从作物自身生物技能入手，在做好作物生物节水技术的同时，还要切实提高农作物的茶凉以及对水分的利用率。最终保证将水是从传统的湿法生产转变为高产量、高品质变化的关键技术。

2.2 非传统的水资源开发和利用技术成为了研究的热点

非传统的水资源开发和利用技术也就是区别与传统的水资源开发和利用技术。在非传统的水资源开发和利用技术中研究比较热门的技术主要包括了天然雨水收集、储存和利用，对生活污水能进行净化处理后循环使用，苦水和咸水经常处理之后回收利用，这些技术都已经成为了我国乃至世界各个国家重点研究用于解决农业用水危机的主要研究领域。同时这些节水技术也成为社会大众广泛关注的热点。我们在进行现代节水农业技术研究过程中应该对上述的几个技术进行充分的研究。

2.3 节水技术研究过程中逐渐融入了信息技术和智能技术

随着计算机产业的发展，以及互联网时代的到来，信息技术以及智能技术等的高新技术逐渐的应用到现代节水农业技术中，这些高新技术与现代节水农业技术进行完全的融合和发展，使得现代节水农业技术研究逐渐的进入到了科技化和智能化领域。目前，在现代节水农业技术中，融合高新技术主要包括了以下几个方面的内容：首先，利用计算机技术和信息技术对作物的生长情况进行模拟，通过对作物生长周期进行模拟发现作物的节水点在那个阶段，然后在作物种植过程中就能根据模拟的节水点采取相应的节水措施；其次，通过利用现代智能技术，对本地区的气候环境等多个方面的节水因素进行实施的管理和控制；最后一种就是利用3S循环技术对作物的需求情况进行实时动态的监测，对作物生长的蓄水情况进行智能监测，并结合有效地动态信息管理、采集、传输和分析等技术的应用对需要灌溉的农作物面积进行有效地灌溉处理。

2.4 新材料和设备不断的应用

在未来现代节水农业技术的趋势采用功能齐全，能耗低，环保、经济节约以及智能化的控制技术，利用先进的生产和制造技术，不断促进现代节水产品的研究和开发，提高产品的应用性能，保证设备和产品能够更好为现代农业建设发展而服务。

3 现代节水农业技术发展建议

3.1 积极宣传，统一思想，提高认知

在农业发展过程中，水资源缺乏已经严重阻碍了我国现代化建设的步伐。我国农业发展缺水问题已经是一个不争的事实，但是很多人在使用水资源过程中存在严重的浪费现象，在生产和生活过程中还会对水资源造成污染。因此，在节水工作开展过程中需要我们做好对保护水资源和节约用水的宣传和教育工作，让社会上每一个成员都提高节约用水的意识，节约用水从自身开始，在社会上还要积极的宣传和倡导建设节约型社会，这是现代节水农业技术得以全面实施的思想方面的准备。

3.2 多部门联合工作提高农业用水的效率

农业生产中节约用水不单单是农业部门的事情，还包括了水利部门、气象部门、环保部门以及政府宣传部门和行政部门的支持。提高农业用水的效率紧紧依靠一个部门的是难以实现的，必须加强各个部门之间的沟通和协作。对于上述的各个部门做到以下几点：首先，建立综合协调办公机构，从组织角度出发为部门联合创建一个必要的条件；其次，按照项目管理的办法联合其他部门组织和实施；再次，制定完善的各个部门都能参与其中的规划方案，为保证多个部门协同合作奠定坚实基础；最后，充分发挥地方各个部门的作用。在现代节水农业技术发展过程中只有保证全面发挥各个部门的积极性，才能保证工作顺利的进行下去。

3.3 强化对现代节水农业技术的研究和推广

现代生物节水是利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，实现了农业节水的目的，其特点是研究时间长、难度大，应用中投入小而效益高，潜力大而应用前景广阔。因此，在今后应把现代节水技术的研究，作为农业节水的重点来抓，不断促进现代的节水农业技术在农业生产中的应用和推广。同时针对目前农民，对现代农业节水技术了解的不多，认识不足的现状，加大示范和推广力度也是非常重要的。

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多年来,我国在依靠科技振兴农业、振兴农村经济方面有了很大的进步,全国大部分的县(市)已开展“星火计划”,共实施了十万多个科技示范项目,有力地推动了农村生产方式的转变,促进了农业的发展。

篇10

引言

近两年来，我国科技界在研究推进新的农业科技革命中，关于国外“精细农业”技术的发展，引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导，科技部在筛选“面向21世纪解决16亿人口食物安全的关键技术”项目、组织S-863农业高技术领域发展计划研究以及农业部948引进项目立项中，也受到了重视。有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,加强了和国外的学术交流与合作联系，国内学术交流也开始活跃。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。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应用服务的电子信息高新技术，如：卫星定位系统、地理信息系统、遥感技术的农业应用；农田信息快速采集仪器、农田耕作、土肥管理、农药利用、污染控制等适用技术和农业工程装备及其产业化技术的研究与开发，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“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”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。实际上，目前国外关于PrecisionFarming的研究，基本上仍是集中于利用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“精细农作”译名来表达当前这一技术思想的内涵可能更为确切。“精细农作”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“精细农作”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“精细农作”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“精细农作”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”技术思想的内涵及其主要支持技术：

“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环境后果。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（SiteSpecificCropManagement）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生成以12-15m2为单元组成的农田小区产量分布图。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。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，可以显著节约投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区农作条件的空间差异性，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关键的作用。如：农田信息采集与处方农作的空间定位，需依靠卫星定位系统（GPS）；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。“精细农作”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。建立一个完整的精细农作技术体系，需要有多种技术知识和先进技术装备的集成支持

3.“精细农作”技术发展与工程技术创新

3.13S技术农业应用研究：

“精细农作”中的定位信息采集与处方农作实施，需要采用全球卫星定位系统（GPS）。已经建成投入运行的有美国GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统。美国GPS系统包括在离地球约20,000km高空近似圆形轨道上运行的24颗地球卫星，其轨道参数和时钟，由设于世界各大洲的五个地面监测站和设于其本土的一个地面控制站进行监测和控制。使得在近地旷野的GPS接收机在昼夜任何时间、任何气象条件下最少能接受到4颗以上卫星的信号，通过测量每一卫星发出的信号到达接收机的传输时间，即可计算出接收机所在的地理空间位置。信号处理技术的发展，可使微弱的卫星信号为便携式或掌上型接收机的小型天线所接收。这是一个功能强大、对任何人、在全球任何地方都可以免费享用的空间信息资源。尽管美国政府对其GPS系统施加了“选择可用性政策”(SA)的影响和卫星信号在空间传输过程中发生的各种累积误差，但技术上可通过差分误差校正方式及信息处理技术使通用接收机的动态3维定位精度容易达到米级或分米级，测量型GPS接收机动态定位精度可达厘米级要求。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DGPS产品。这类产品通常均具有12个可选择的卫星信号接收通道、动态条件下每秒能自动提供一个3维定位数据，动态定位精度一般可达分米和米级，并具有与计算机和农机智能监控装置的通用标准接口。如美国Trimble公司Ag13212通道GPS接收机，可接收信标台的地区性差分校正信号免费服务或获得由近地卫星转发的广域差分收费校正信号服务，提供可靠的分米级定位和0.1米/小时的速度测量精度。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。配置这一系统需要考虑本地区可能提供的差分信号现有条件，或在缺乏上述服务条件下购置两台Ag132和配套通信电台建立独立的自用差分GPS系统，另还可配置必要的专用可选件如：基站附件、导航附件、背负式田间信息采集附件、掌上型计算机及必要的联接信号电缆等。Ashtect公司的AgNavigator结构设计有些不同，但功能大体相当。DGPS技术的迅速发展，使得近几年来各国提供局域差分信号免费服务的信标站迅速建设起来，至1996年末，美国这类信标站的地区覆盖范围已接近国土的2/3。信标站差分信号服务半径约计300km。我国在东南沿海原交通部也建立了近20个这类信标站。以近地卫星作为星载GPS广域差分信号服务系统在今后几年内也可望在我国部分地区相继建立。在竞争中谋求信息高新技术产品市场的商业利益，将是今后GPS技术发展竞争的总趋势。今年3月30日美国副总统戈尔在白宫新闻会上，宣布开放GPS卫星的L2频道并进一步开放L3频道民用服务，这将大大有利于进一步改善GPS卫星服务的精度和可靠性，使用户获得性能价格比更好的精确定位、定时技术服务。GPS用户系统外观结构简单，小型化，操作方便，但技术含量高。现有国外农机厂商配套的GPS产品，大多采用OEM方式引进关键部件进行二次开发后嵌入于农业机械应用系统中，可使性能价格比显著改善。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“精细农作”，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。地理信息系统（GIS）作为用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台，技术上已经成熟。它在“精细农作”技术体系中主要用于建立农田土地管理，土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等，为分析差异性和实施调控提供处方信息。它将纳入作物栽培管理辅助决策支持系统，与作物生产管理与长势预测模拟模型、投入产出分析模拟模型和智能化农作专家系统一起，并在决策者的参与下根据产量的空间差异性，分析原因、作出诊断、提出科学处方，落实到GIS支持下形成的田间作物管理处方图，指导科学的调控操作。由于农业活动涉及广阔的地理空间和各种管理信息都有明显的空间随机分布特征，GIS在农业中具有广泛的应用价值。在形成农业空间信息地理图形时，采样密度、采样成本与信息处理的方法如何能更准确反映参数的空间分布，仍然是尚待深入研究的课题。由于商用GIS系统的功能一般都照顾到各种类型用户的需要，针对农业资源信息管理和精细农业实践的需要和农村用户的特点，开发基于GIS设计规范的简单实用、易于向基层农村用户推广、界面友好的田间地理信息系统（FIS）已引起学术界的注意，值得我国农业工程师进行创新研究。

遥感（RS）技术是未来精细农作技术体系中获得田间数据的重要来源。它可以提供大量的田间时空变化信息。近30多年来，RS技术在大面积作物产量预测，农情宏观预报等方面作出了重要贡献。由于卫星遥感数据目前尚达不到必要的空间分辨率和提供满足农作需要的实时性，目前还未用于作物生产的精细管理。然而，遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图象信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。RS获得的时间序列图象，可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性，提供农田作物生长的时空变异性的信息，在一季节中不同时间采集的图象，可用于确定作物长势和条件的变化。基于遥感产业界对“精细农作”的商业兴趣，一系列的地球观测卫星将在近几年内发射，到2005年，将有超过40个这类卫星提供服务。大部分这类卫星采集的全色图象，空间分辩率将达1～3米，多光谱图象分辩率预计可达3～15米，扫视区6～30km。由于采用卫星遥感比航空摄影的成本将低一半以上，卫星遥感技术可预期在近3～5年内，在“精细农作”技术体系中扮演重要角色。农业工程师应该涉足这一领域，了解有关的知识，参与应用研究，现在的RS软件已可装载在PC机上使用，性能价格比已可为普通用户所接受。

3.2收获机械产量计量与产量分布图生成技术

作物产量是许多因素综合影响形成的结果和评价种植管理水平的基础。“精细农作”技术思想也正是从获得田间小区产量的差异性信息出发，分析原因，指导管理决策。在“精细农业”研究发展中，虽然也有关于甜菜、土豆、甘蔗、牧草、棉花、水果等收获机械产量计量及产量分布图自动生成的试验研究成果，但迄今已商品化的产品仍集中于谷类作物收获机械方面。据报导，美国目前约有20个制造商供应谷物联合收获机产量计量系统，1997年底，全国使用这一技术的联合收获机约17,000台，其中约有一半带GPS定位系统可支持产量分布图自动生成。一个主要生产厂商宣称，至2001年其生产的90%谷物联合收获机将装备产量监视器。迄今已进入商品化的这类产品主要是基于冲击式-力传感技术（如美国JohnDeree和CaseIH）、容积式光电计量技术（如英国RDS产品）和γ射线流量传感技术（如MasseyFerguson产品）等。在谷物流量自动传感过程中，还可同时测量净粮含水量，在小区产量分布图基础上结合定位处方投入的成本分析直接显示小区经济效益分布图（GrossMarginVariabilityMap）。“精细农作”体系中的产量图自动生成技术，需要解决如下的科学技术问题：

流量传感器的计量精度、稳定性、通用性、标定简便性的进一步改善；

产量计量中同时获得收获机的实际割幅和前进速度信息；

生成产量分布图需要的空间分辨率不大于收获机械工作幅宽的DGPS定位系统；

针对不同收获机械建立谷物由割台至流量测量点的谷物运移过程模型，以校正产量分布信息的动态误差；

研究采集的定位数据和产量数据编码格式与快速存储传输方式。这些数据通常都是存储在软盘或IC智能卡中，能一次存储至少一个作业班内的全部数据，然后再传入PC机进行处理和生成产量分布图；

开发PC上进行产量分布图生成的软件，含文件结构、数据结构、误差校正、数据图形化、显示方式等；

上述技术都还需要继续完善。研究适于不同国家的农业机械装备、种植特点、适于不同作物和更为精确的上述各环节的智能化技术，仍然是农业工程师面临的挑战。谷物联合收获机电子装置，包括谷物产量自动计量和产量图自动生成技术，是当代农机研究的一个重要方向，也应是我国农机装备机电一体化、信息化研究的优先发展方向之一。对于改善易地收获、农机社会化服务，提高农机作业信息化意识，促进作物生产科学管理，都有十分重要的现实意义，应是世纪之交我国农机技术创新的重要课题。3.3田间变量信息采集与处理技术

快速、有效采集和描述影响作物生长环境的空间变量信息，是实践“精细农作”的重要基础。优先需予考虑的主要是土壤含水量、肥力、SOM、土壤压实、耕作层深度和作物病、虫、草害及作物苗情分布信息采集等。目前田间信息快速采集技术的研究仍大大落后于支持精细农作的其它技术发展，已成为国际上众多单位攻关研究的重要课题。现有的土壤信息采集方法是基于定点采样与实验室分析相结合，耗资费时、空间尺度大、难于较精细地描述这些信息的空间变异性。技术创新的方向是研究开发可快速操作，有利于提高采样密度，测量精度能满足实际生产要求的新传感技术和进一步改善空间分布信息的定量描述与近似处理方法。部分参数将可用扫描方式通过安装于作业机械上的传感器连续采集和进一步自动生成空间信息分布图。已经取得实用化或具有良好开发前景的成果，如：土壤含水量测量将在TDR成熟技术基础上，在开发经济实用的基于驻波比、频域法原理、近红外技术的快速测量仪方面拓宽研究领域。土壤主要肥力因素（N、P、K）测量仪器开发方面，基于传统化学分析技术基础上的快速肥力分析仪，目前国内已有实用化产品投入使用，其稳定性、操作性和测量精度虽然尚待改进，但对农田主要肥力因素的快速近似测量具有实用价值；一种基于近红外技术通过间接叶面反射光谱特性进行农田氮肥肥力水平快速评估仪器已在试验使用，它与遥感技术的农业应用密切相关，可以相互借鉴相关技术研究成果；一种基于离子选择场效应晶体管（ISFET）集成元件的土壤主要矿物元素含量测量技术的研究在国外已取得进展，将是值得关注的技术突破性研究方向。土壤耕作层深度对评价土壤持水能力和指导定位处方耕作，确定播种深度、施肥用量密切相关，在美、加、澳等已经开发出不接触式、基于电磁场测量土壤电导率用于评价土层深度分布图的仪器已试验使用，可对指导定位处方深耕取得良好的经济效益；关于SOM传感器，早在数年前已有报导，通过NIR原理研制的可用于田间在线测量的多光谱SOM测量仪已有商品化产品。在作物生长有关变量信息的采集方面，田间杂草识别是“精细农业”支持技术中引起广泛关注的领域。在杂草识别的光谱响应特性方面已有许多研究成果及参考数据可供借鉴。其它田间作物变量传感与空间信息处理技术方面的研究，将围绕新的物理原理与数学方法的应用，如多光谱识别、NIR视角技术、图象模式识别、人工智能方法（ANN、Fuzzy系统分析、ES应用）、状态空间分析、小波分析、卡尔曼滤波方法等。在实践“精细农作”方面，开发基于新的物理原理的近似快速信息采集技术与改善空间地理信息处理方法，仍然是科技工作者面临的艰巨任务。

3.4智能型处方农作机械

七十年代中期微电子应用技术的迅速发展，使得工业化国家的农业机械进入到一个以迅速融合电子技术向机电一体化方向发展的新时期。农业机械的设计中，广泛引入了微电子监控技术用于作业工况监测和控制。八十年代后期起，其监控系统又迅速趋向智能化，由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向与管理决策系统集成的方向发展。这新一代农业机械装备技术的发展，与过去十多年来基于信息技术的作物生产管理决策支持系统的迅速发展，都是近五年来“精细农作”技术得以进入日益广泛试验实践的重要条件。虽然，迄今支持“精细农作”的若干主要农机装备，除了如前述带产量图自动生成的谷物收获机以外，实施按处方图进行农田投入调控的智能化农业机械,如安装有DGPS定位系统及处方图读入装置的，可自动选择作物品种（二选一）、可按处方图调节播量和播深的谷物精密播种机；可自动选择调控两种化肥配比的自动定位施肥机和自控喷药机；可分别控制喷水量的定位喷灌机均已有商品化产品，并在继续完善。拖拉机驾驶室已安装智能化显示器，在一个LED显示屏上，可随意调用各种图形化可视界面,监控机器各部分的工况和显示处方作业和导航信息。现代带有多处理器的智能型农业机械，已经引用了工业部门中采用的控制器局部网总线技术（CAN），相互间采用光缆传输信息，建立了工业化设计标准。我国当今农业机械技术水平从总体上看与发达国家落后了不止20年，需要在某些领域推动高新技术的应用研究与实践。开发适于我国国情的先进技术。“精细农作”的示范试验研究有可能成为农业机械装备领域应用信息高新技术实现技术创新的切入点。3.5系统集成技术新晨

“精细农业”技术体系是一个集成系统，它涉及到多种学科知识的支持，需要学习应用不同子系统已经形成的硬、软件设计规范、标准、数据格式与通信协议，应用已有的单项技术成果，研究建立某些支持技术的新标准。近几年来，国外研究实践中已经积累了一些进行“精细农业”技术体系集成组装的经验。我国科技工作者要研究这方面的进展，参与国际交流。作为工程师，要善于根据工程项目的整体目标，既能从具体技术角度去思考和研究问题，具有不断突破现有解决实际问题的观念与模式的创新意识；又能注意进行项目目标的整体评估，协调技术先进性与经济可行性的综合优化目标，提出推动技术进步的试验实践方案。