趙冬華　吳永福

摘要：20世紀(jì)90年代以來，GPS、RS及GIS技術(shù)的民用化，以智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備為代表的精確農(nóng)業(yè)在發(fā)達(dá)國(guó)家興起，并迅速成為當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。通過闡述精確農(nóng)業(yè)的基本含義和支持技術(shù)，分析吉林省精確農(nóng)業(yè)的應(yīng)用前景，指出精確農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，實(shí)施精確農(nóng)業(yè)，推動(dòng)農(nóng)機(jī)化進(jìn)程是促進(jìn)吉林省傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的根本途徑。

關(guān)鍵詞：精確農(nóng)業(yè)；農(nóng)業(yè)機(jī)械化；對(duì)策研究

中圖分類號(hào)：S127文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.04.006

0引言

“精確農(nóng)業(yè)”一詞源于英文Precision Agriculture（簡(jiǎn)記PA），又稱“精細(xì)農(nóng)業(yè)”、“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”、“精細(xì)農(nóng)作”、“處方農(nóng)作”、“逐塊區(qū)別管理”、“變量投入技術(shù)”或“英尺農(nóng)作”等，指的是利用全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）、連續(xù)數(shù)據(jù)采集傳感器（CDS）、變率處理設(shè)備（VRT）和決策支持系統(tǒng)（DSS）等現(xiàn)代高新技術(shù)，獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素的空間及時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)業(yè)”。

“精確農(nóng)業(yè)”作為一種基于信息知識(shí)與智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的農(nóng)作技術(shù)體系，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)在農(nóng)業(yè)中的最好體現(xiàn)，對(duì)于促進(jìn)“高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、持續(xù)”的農(nóng)業(yè)發(fā)展將會(huì)起到重要作用，同時(shí)也必將帶來一場(chǎng)新的農(nóng)業(yè)科技革命。為此，加快吉林省農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，促進(jìn)傳統(tǒng)的勞動(dòng)力密集型農(nóng)業(yè)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代利用信息高新技術(shù)、生物技術(shù)與工程技術(shù)為主的現(xiàn)代化科技密集型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)管理中的“精耕細(xì)作”，以達(dá)到提高農(nóng)田資源利用潛力和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展目的，集中財(cái)力、物力和人力，加快實(shí)施精細(xì)農(nóng)業(yè)是21世紀(jì)吉林省邁向農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。

1國(guó)內(nèi)外在精確農(nóng)業(yè)方面的研究現(xiàn)狀

1.1國(guó)外精確農(nóng)業(yè)的研究現(xiàn)狀

美國(guó)是率先實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的國(guó)家之一。1995年，美國(guó)開始在聯(lián)合收割機(jī)上裝備全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，通過電子傳感衛(wèi)星來定位，可以在瞬間內(nèi)計(jì)算出收獲量，在整個(gè)收獲季節(jié)可以連續(xù)地記錄下每平方米土地的產(chǎn)量及其他信息。1997年美國(guó)國(guó)家研究院建議將精確農(nóng)業(yè)的研究與發(fā)展納入國(guó)家戰(zhàn)略，歐洲各國(guó)及日本也在跟蹤這一先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展與研究。日本政府還專門啟動(dòng)了“21世紀(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)械緊急開發(fā)課題”的研究，也將精確農(nóng)業(yè)的相關(guān)技術(shù)研究列入計(jì)劃。有關(guān)精確農(nóng)業(yè)的研究論文與專題報(bào)告數(shù)量在日益增多，而且規(guī)模較大的相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議每年都舉行多次，參會(huì)代表人數(shù)成倍增長(zhǎng)，反映了世界各國(guó)對(duì)精確農(nóng)業(yè)研究的關(guān)注。正是由于精確農(nóng)業(yè)諸多優(yōu)點(diǎn)，決定了它具有十分廣闊的發(fā)展前景，目前已在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、荷蘭、意大利等西方發(fā)達(dá)國(guó)家蓬勃興起。

1.2國(guó)內(nèi)精確農(nóng)業(yè)的研究現(xiàn)狀

我國(guó)在精確農(nóng)業(yè)方面的研究基本上處于理論上的探索階段，以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)汪懋華院士為主的“精確農(nóng)業(yè)研究中心”已經(jīng)啟動(dòng)了有關(guān)研究工作，內(nèi)容涉及DGPS、GIS農(nóng)業(yè)應(yīng)用、田間信息采集傳感技術(shù)、智能型農(nóng)業(yè)機(jī)械監(jiān)控技術(shù)、精細(xì)農(nóng)作技術(shù)的系統(tǒng)集成與發(fā)展戰(zhàn)略研究等項(xiàng)目。在其它一些大學(xué)和研究所等也都有不同程度的研究。

在應(yīng)用研究方面，目前在北京、上海等地已建立了精確農(nóng)業(yè)示范基地。北京精確農(nóng)業(yè)示范工程項(xiàng)目是由國(guó)家計(jì)委立項(xiàng)，國(guó)家計(jì)委、北京市和北京市農(nóng)林科學(xué)院共同投資建設(shè)的國(guó)家級(jí)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程。該項(xiàng)目將“精確農(nóng)業(yè)”的技術(shù)和思想引入我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是利用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進(jìn)行改造的一次有益的嘗試。引進(jìn)、消化、吸收國(guó)際上精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)和設(shè)備，探索適合我國(guó)國(guó)情的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系和發(fā)展模式，將對(duì)我國(guó)21世紀(jì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)先技術(shù)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

在吉林省內(nèi)吉林大學(xué)和吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)等一些專家已開始進(jìn)行精確施肥技術(shù)研究與相關(guān)設(shè)備的開發(fā)。2002年起在榆樹市弓棚鎮(zhèn)等地以每15 m2為單位，測(cè)試了120個(gè)土樣，繪出了土壤養(yǎng)分分布圖，將相關(guān)信息寫入控制裝置芯片，2003年春季利用當(dāng)?shù)氐牟シN機(jī)，將排肥器由地輪驅(qū)動(dòng)的均勻施肥改進(jìn)為由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的按需精確變量施肥，為吉林省實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的其它各項(xiàng)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

1.3精確農(nóng)業(yè)的主要支持技術(shù)

精確農(nóng)業(yè)由10個(gè)系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)和培訓(xùn)系統(tǒng)。由此可見，精確農(nóng)業(yè)是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)，它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字化和信息化時(shí)代，是21世紀(jì)農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。

2實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的前景

精確農(nóng)業(yè)是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其發(fā)展前景已在國(guó)際上具有廣泛的共識(shí)。吉林省農(nóng)業(yè)正處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的歷史進(jìn)程中，啟動(dòng)這一新技術(shù)的示范與實(shí)踐研究，則有利于實(shí)現(xiàn)吉林省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)化與信息化進(jìn)程、改變傳統(tǒng)技術(shù)思想、追蹤科技進(jìn)步，有利于加快傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型、定性化為主的粗放型農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代知識(shí)型、精細(xì)化農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變。

2.1實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的有利條件

2.1.1外部環(huán)境

吉林省作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，勢(shì)必要求我們用超常規(guī)的思維方式謀求農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，以提高糧食品質(zhì)和產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)吉林省農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。實(shí)現(xiàn)以精確農(nóng)業(yè)為主要技術(shù)內(nèi)涵的農(nóng)業(yè)機(jī)械化，是吉林省傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然結(jié)果，加入WTO也會(huì)極大地加快這一過程的實(shí)現(xiàn)。

2.1.2科研貯備

吉林省目前有許多農(nóng)機(jī)科研院所、大專院校及具有較強(qiáng)科研能力的農(nóng)機(jī)企事業(yè)單位，貯備了一定的相關(guān)技術(shù)和一批科研人才，在實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的個(gè)別環(huán)節(jié)上，通過聯(lián)合攻關(guān)，完全能夠攻克其技術(shù)難點(diǎn)，提供可靠的農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品。

2.1.3自然條件

吉林省地處世界黃金玉米帶內(nèi)，是我國(guó)重點(diǎn)商品糧生產(chǎn)基地，地勢(shì)平坦，土質(zhì)肥沃，特別適合于大型機(jī)械化作業(yè)，素有精耕細(xì)作的優(yōu)良傳統(tǒng)，尤其是中部地區(qū)，經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)較好，農(nóng)民的科技文化素質(zhì)也較高，改革開放以來科技、人才和設(shè)備的投入較大，具有引進(jìn)和示范、推廣精確農(nóng)業(yè)高新技術(shù)的有利條件。

2.2實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的不利條件

2.2.1經(jīng)費(fèi)不足是嚴(yán)重的制約因素

吉林省經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)沿海地區(qū)較差，實(shí)施精確農(nóng)業(yè)，無論是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備，還是進(jìn)行科研攻關(guān)，都需要大量的資金投入，而其效益又不是短期內(nèi)能實(shí)現(xiàn)的，因此，經(jīng)費(fèi)問題將是制約吉林省實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的重要因素。隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民問題的高度重視以及為全面建設(shè)小康社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)，經(jīng)費(fèi)問題將會(huì)很快得到解決。

2.2.2人們對(duì)精確農(nóng)業(yè)的認(rèn)識(shí)不足

目前，精確農(nóng)業(yè)還沒有引起吉林省的普遍重視，甚至在農(nóng)業(yè)科技界也沒有對(duì)此給予充分的重視，更不必說在政府和廣大農(nóng)民的頭腦中。而要實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)，必須得到產(chǎn)、學(xué)、官、民統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，這一點(diǎn)相信隨著人們思想意識(shí)的轉(zhuǎn)變會(huì)很快得到應(yīng)有的重視。

2.2.3生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式不適合

精確農(nóng)業(yè)適宜在大型國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)化的經(jīng)營(yíng)管理?xiàng)l件下實(shí)施，要求土地集中連片，便于數(shù)據(jù)和信息的采集保管，有利于大型機(jī)械化作業(yè)。以家庭聯(lián)產(chǎn)承包為主的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理方式，顯然不適于精確農(nóng)業(yè)的實(shí)施。然而，隨著吉林省農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的不斷深化、農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和我國(guó)加入WTO后，廣大農(nóng)民對(duì)土地的依賴性逐步在淡化，土地集中流轉(zhuǎn)的趨勢(shì)在日漸增強(qiáng)。

2.2.4農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平偏低

精確農(nóng)業(yè)的實(shí)施依賴于農(nóng)業(yè)機(jī)械化，實(shí)質(zhì)是利用高新技術(shù)裝備起來的機(jī)械化農(nóng)業(yè)。因此，實(shí)施精確農(nóng)業(yè)首先要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化，而吉林省目前不僅農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平偏低，而且現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備極其落后，不能很好地適應(yīng)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)要求。但隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分和先行因素的農(nóng)業(yè)機(jī)械化必然以更快的速度發(fā)展，全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化已經(jīng)不再是遙遠(yuǎn)的事情了。

2.2.5農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的科技文化素質(zhì)低

目前，吉林省農(nóng)村從業(yè)人員中，科技人員的比例很低，總體科技文化素質(zhì)偏低。精確農(nóng)業(yè)是多項(xiàng)高新科學(xué)技術(shù)的組裝集成，需要有一批掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的農(nóng)業(yè)科技人員和專業(yè)人員，目前尤其缺少能夠開發(fā)設(shè)計(jì)和使用現(xiàn)代化大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的人才。因此，應(yīng)加快提高廣大農(nóng)村從業(yè)人員的科技素質(zhì)。

3實(shí)施精確農(nóng)業(yè)的主要對(duì)策

通過以上分析，吉林省實(shí)施精確農(nóng)業(yè)有三個(gè)方面的有利條件和五個(gè)方面的不利因素，但這些不利因素都是相對(duì)的，很快可以得到解決。為此，應(yīng)采取以下對(duì)策積極推進(jìn)精確農(nóng)業(yè)的研究和實(shí)施進(jìn)程，使吉林省農(nóng)業(yè)借助知識(shí)經(jīng)濟(jì)的良好機(jī)遇得到長(zhǎng)足發(fā)展。

3.1正確對(duì)待吉林省當(dāng)前農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀，積極推進(jìn)精確農(nóng)業(yè)實(shí)施進(jìn)程

由于吉林省農(nóng)業(yè)的集約化程度、農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平還不高，所以與完全實(shí)現(xiàn)和普及精確農(nóng)業(yè)還有較大距離，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)裝備及經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等具體情況，采取分步驟、有選擇、有重點(diǎn)的項(xiàng)目和地區(qū)進(jìn)行示范，逐步實(shí)現(xiàn)精確農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方式。

3.2加大對(duì)外交流與協(xié)作

充分認(rèn)識(shí)到發(fā)展精確農(nóng)業(yè)的重要性和緊迫性，努力跟蹤國(guó)際精確農(nóng)業(yè)發(fā)展的前沿與趨勢(shì)，學(xué)習(xí)、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和自主開發(fā)適合吉林省省情的技術(shù)產(chǎn)品，加強(qiáng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)間的學(xué)術(shù)研討與交流，縮短吉林省在精確農(nóng)業(yè)方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離。

3.3在基礎(chǔ)研究方面要成立專門研究機(jī)構(gòu)

重視精確農(nóng)業(yè)的研究與開發(fā)，加大對(duì)研究工作的扶持力度，研究和開發(fā)有效的、高性能的農(nóng)業(yè)機(jī)械等技術(shù)產(chǎn)品，在“硬件”開發(fā)的同時(shí)，要不斷加強(qiáng)“軟件”的研制與構(gòu)建，盡快探討出吉林省精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)路線和發(fā)展戰(zhàn)略，更要加快精確農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)隊(duì)伍建設(shè)，擴(kuò)大技術(shù)儲(chǔ)備。

3.4在普及推廣研究方面，要盡快建立穩(wěn)定的示范區(qū)和有關(guān)試驗(yàn)基地

例如北京、上海等已建立了精確農(nóng)業(yè)試驗(yàn)、示范基地，組建強(qiáng)大的科技攻關(guān)課題組，集中人力、物力、財(cái)力，加快引進(jìn)、吸收國(guó)外精確農(nóng)業(yè)的高新技術(shù)與科研成果，研究開發(fā)出適合本地實(shí)際情況的精確農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。吉林省作為農(nóng)業(yè)大省和全國(guó)重點(diǎn)商品糧生產(chǎn)基地，目前還沒有啟動(dòng)和建立一個(gè)精確農(nóng)業(yè)的示范基地，應(yīng)當(dāng)在機(jī)械化水平較高、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好、農(nóng)民科技文化素質(zhì)較高的縣鄉(xiāng)，率先建立起一個(gè)跟蹤國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的精確農(nóng)業(yè)科技示范基地。在進(jìn)行農(nóng)機(jī)化科技示范建設(shè)中，應(yīng)有意識(shí)、有目標(biāo)地引入一些有利于精確農(nóng)業(yè)實(shí)施的技術(shù)與設(shè)備。

4結(jié)束語

綜上所述，精確農(nóng)業(yè)在吉林省的應(yīng)用推廣還需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間，但是精確農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這是由它的科學(xué)性決定的，作為一場(chǎng)新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，它必將會(huì)對(duì)吉林省農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。我們必須認(rèn)識(shí)到它的重要性，未雨綢繆，抓住機(jī)遇，研究發(fā)展適于吉林省農(nóng)業(yè)特點(diǎn)的精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，采取有效措施，積極推進(jìn)精確農(nóng)業(yè)的實(shí)施進(jìn)程。

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