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精確農(nóng)業(yè)是80年代末由美國的土壤研究專家提出來的，10多年來在全世界廣泛開展。精確農(nóng)業(yè)旨在追求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提高和減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染。日本在精確農(nóng)業(yè)有關(guān)技術(shù)開發(fā)上進展也非常快，甚至連從來都沒有關(guān)系的技術(shù)領(lǐng)域也都開始與精確農(nóng)業(yè)相結(jié)合，的確顯示出了引導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展的巨大作用。

    1、精確農(nóng)業(yè)的思考

　　歐美型精確農(nóng)業(yè)的做法是通過變量操作技術(shù)來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提高和減少農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染。利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS) 和地理信息系統(tǒng)( GIS) 技術(shù)手段繪制出田間土壤、農(nóng)作物產(chǎn)量圖，進而構(gòu)建起圖譜庫精確農(nóng)業(yè)和傳感信息庫精確農(nóng)業(yè)來實現(xiàn)田間病蟲害變量控制防治及變量施肥。精確農(nóng)業(yè)的基本方針除了解決精確農(nóng)業(yè)主要追求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提高和減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染外，還要解決相關(guān)的綜合問題。

    精確農(nóng)業(yè)的思考具體來講，是利用遙感技術(shù)和設(shè)置在作物或土壤中的傳感器快速準確地獲得作物生長發(fā)育以及來自周圍環(huán)境脅迫信息，而且也包括作物的位置信息。以上各種信息的獲取，首先要從詳細準確地記錄田間的變異開始，并繪制成田間現(xiàn)狀圖，構(gòu)建出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模型、農(nóng)作物種植模型以及借鑒和吸收農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的傳統(tǒng)經(jīng)驗和智慧，并以此為依據(jù)制作出決策圖。該決策圖的實行要通過由計算機控制的農(nóng)業(yè)機械來完成，最終達到變量操作的目的。

　　2、精確農(nóng)業(yè)實施所需的3 個關(guān)鍵技術(shù)

　　2. 1　田間測繪技術(shù)

　　田間測繪技術(shù)是繪制田間土壤信息圖，作物產(chǎn)量信息圖，田間雜草及病蟲害發(fā)生信息圖等的一項基本技術(shù)。其中田間土壤信息、作物產(chǎn)量信息、田間雜草及病蟲害發(fā)生信息等又與田間的準確位置信息相結(jié)合。如果田間的現(xiàn)狀圖繪制成的話，精確農(nóng)業(yè)的實施將成為可能。

　　2. 2　變量控制操作技術(shù)

　　此項技術(shù)是與空間變異相對應(yīng)的可變量控制操作技術(shù)。最具代表性的是變量控制農(nóng)藥噴灑機械和施肥機械。需要獲得田塊內(nèi)的空間分布信息。農(nóng)業(yè)機械的可變量操作功能及產(chǎn)量或成本等方面的信息，并分別在不同的地點必須對作業(yè)的內(nèi)容切實進行判斷�；诖藭r實時實地所獲得的田間信息的變量控制操作技術(shù)即可實現(xiàn)傳感信息庫精確農(nóng)業(yè)。

　　2. 3 決策支持系統(tǒng)

　　決策的內(nèi)容是從實時判斷可變量控制操作技術(shù)水平開始，涉及到田間、種植種類或作業(yè)程序、管理方法的選擇等時間、空間的各個方面。在收集和判斷如此大量的有關(guān)數(shù)據(jù)、信息時，需要建立起一個以計算方法或軟件為基礎(chǔ)的必要方案的信息技術(shù)體系。但最終的決策方案的提出在于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者本身，并非計算機完全可以自動地向人們提出最佳的答案。

　　3、技術(shù)開發(fā)路線

　　精確農(nóng)業(yè)的實施是從準確地記錄變異開始的。變異包括空間變異、時間變異、預(yù)測變異。變異的記錄內(nèi)容又包括田間產(chǎn)量、土壤、病蟲害、環(huán)境污染以及作物的長勢、管理上的變異。變異所分析的內(nèi)容包括空間、時間、預(yù)測以及圖譜分析。其次是農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)的開發(fā)，其內(nèi)容包括機械的高速定位控制、可變量控制操作結(jié)構(gòu)、田間農(nóng)作業(yè)監(jiān)控以及信息終端。最后是決策支持，其內(nèi)容包括產(chǎn)量監(jiān)測，土壤肥力監(jiān)測，環(huán)境污染監(jiān)測，成本、風(fēng)險管理及最佳的計算方法。以上三者有機的結(jié)合可構(gòu)建起傳感信息的基礎(chǔ)設(shè)備。如果搞清楚以上各種變異，相應(yīng)的變量控制操作技術(shù)即可確立。為了選擇出最佳的變量控制操作技術(shù)，還必須要開發(fā)出農(nóng)作物栽培模型、環(huán)境保護模型等決策支持系統(tǒng)。在以上技術(shù)開發(fā)的三個階段中，最具有特別作用的是從田間獲得準確信息的傳感技術(shù)的開發(fā)。

　　4、精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)水平開發(fā)與現(xiàn)行農(nóng)業(yè)基本法之間的關(guān)系

　　從以下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)歷的三個階段可看出上述之間的關(guān)系。第一階段為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)階段，它具有以農(nóng)業(yè)機械化、自動化節(jié)省勞力為基礎(chǔ)的多肥高產(chǎn)特征。但是存在著農(nóng)業(yè)環(huán)境污染、食品安全及老齡化、勞動力嚴重不足等問題。第二階段為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中引進了信息技術(shù)、創(chuàng)新傳感技術(shù)，推動著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入到可自如操作市場信息、農(nóng)作業(yè)記錄及產(chǎn)量等信息的信息化農(nóng)業(yè)時代。總之，田間的耕種履歷、土壤現(xiàn)狀圖譜具備的話，所謂的信息田塊也就誕生了，可以有選擇性的提出若干管理方案。

    最具有代表性的是在過去大量投入、追求高產(chǎn)方案的基礎(chǔ)上，希望能把損失和風(fēng)險降低至最小的一種方案。其次是不增加投入，同樣可提高產(chǎn)量，或者減少投入，亦可保持目前產(chǎn)量的一種方案。后一種方案正是實施精確農(nóng)業(yè)所需要解決的問題。第三階段是前面所提到的三個關(guān)鍵技術(shù)具備的話，針對田塊內(nèi)的變異，不同區(qū)域田塊間的靈活性的田間管理方案即可確立，再加之農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的經(jīng)驗和智慧的發(fā)揮，從田間生產(chǎn)到農(nóng)產(chǎn)品的流通整個全過程就可以詳細地記錄下來，再在農(nóng)產(chǎn)品上貼上質(zhì)量安全的標簽，放心的農(nóng)產(chǎn)品就可與消費者見面。

    此時，以上三種方案就完全可以確立。需要說明的是，方案一雖然是實施的傳統(tǒng)的大量投入，追求穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)戰(zhàn)略，但造成的農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題仍然存在，需要擺在重要位置來加以解決。方案二是減少了投入，減輕了對環(huán)境污染的負擔，但要十分重視生產(chǎn)效益的提高。方案三是追求投入與產(chǎn)量的最佳平衡，通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動可使環(huán)境得到恢復(fù)和保護。

　　5、實施精確農(nóng)業(yè)對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的影響

　　構(gòu)成目前傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的5 大要素是農(nóng)作物、田塊、技術(shù)、區(qū)域體系以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的動機。在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程當中，這5種要素要很好的得到統(tǒng)一，否則其中的一項要素如果發(fā)生變更，其余的4項都要跟著變，因此，存在著5種關(guān)系需要再次統(tǒng)一的必要。精確農(nóng)業(yè)所需三個關(guān)鍵技術(shù)的引進，迫使目前農(nóng)業(yè)的5 大要素發(fā)生如下變化。

    一是田間圖譜管理帶動農(nóng)作物、田間的信息化。二是可變量操作技術(shù)要與區(qū)域體系的環(huán)境標準及市場需求等相適應(yīng)，同時技術(shù)體系也要適合于田間及作物的狀態(tài)。三是決策支持系統(tǒng)既要考慮到與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的愿望相關(guān)的決策，又要使復(fù)雜的體系在技術(shù)上最佳化。即誰能提出決策，誰就是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理的能手。因此，精確農(nóng)業(yè)的引進，不僅僅是在于個別技術(shù)的推廣應(yīng)用，可促使目前農(nóng)業(yè)種植方法進行全面調(diào)整，對推動整個農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變革蘊藏著很大的潛力。

　　6、精確農(nóng)業(yè)實施的局限性

　　精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系是以數(shù)百公頃規(guī)模大小的田塊為對象，記錄以米為單元的變異進行管理而不斷建立起來的。歐美的農(nóng)業(yè)為大規(guī)模經(jīng)營，咋一看似乎全都是旱地，所種植的作物大都屬于單季作物，可以說是以田塊內(nèi)的變異為對象進行管理的。

　　用同樣的眼光去看日本的農(nóng)村，其中有水稻、蔬菜、農(nóng)村居民住宅，屬于土地利用多樣性的一種綜合性管理�？梢哉f是以田塊間的區(qū)域性變異為對象的管理。還有大多數(shù)農(nóng)戶所擁有的土地有限和耕作方式的不同，導(dǎo)致各農(nóng)戶間的經(jīng)營形式、規(guī)模或每戶農(nóng)戶的想法都不一樣，不僅存在著小規(guī)模田塊內(nèi)的變異，也存在著田塊間的變異和農(nóng)戶間的變異等。鑒于這種情況下，如果走聯(lián)合經(jīng)營的路子的話，那么，精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系就可原封不動地搬用。此時所獲得的各類信息就是小規(guī)模田間內(nèi)的最佳管理，同時也是最合適的區(qū)域管理。另外，還可促進農(nóng)戶群和區(qū)域居民間的很好合作。因此，日本的精確農(nóng)業(yè)與歐美的不同，經(jīng)營管理應(yīng)該屬于層次上的差異，決策的主體應(yīng)該說是以農(nóng)戶為主的群眾團體，并非是個人行為�？傊�，精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的建立應(yīng)該從最主要的變異，最可能解決的方面入手。

　　日本引進精確農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)歷的5 個階段:日本致力于精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的引進是從1996年開始的，正式啟動開展研究是1998年，為起步階段，由政府投資約12億日元，設(shè)立課題約70多個，作為國家的一項攻關(guān)項目，委托日本農(nóng)林水產(chǎn)省下屬的8個研究機構(gòu)和有關(guān)的8個大學(xué)，以水稻、旱作、牧草為對象，有組織地開展精確農(nóng)業(yè)田間管理等技術(shù)方面的開發(fā)研究。

　　第二步是由企業(yè)投資技術(shù)開發(fā)直至應(yīng)用階段。第三階段是利用經(jīng)營農(nóng)戶的田塊通過技術(shù)試驗驗證階段。第四階段是在示范農(nóng)場的試驗驗證階段，并提出考慮過效益在內(nèi)的農(nóng)業(yè)經(jīng)營示范方案。第五階段是在先進的集體經(jīng)營農(nóng)場大面積推廣應(yīng)用。

　　另外，日本政府把精確農(nóng)業(yè)技術(shù)作為激活區(qū)域經(jīng)濟的支柱之一引入農(nóng)村，積極推進農(nóng)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

　　7、實時近地光傳感技術(shù)的開發(fā)

　　為了快速繪制出土壤養(yǎng)分圖譜，已開展了可見光及近紅外線光實時實地近地光傳感技術(shù)的開發(fā)。通過對土壤反射光譜的分析，可推斷出土壤中的水分含量、有機質(zhì)含量、硝態(tài)氮、電解質(zhì)及pH值。光傳感觀測深度為15～40cm，觀測速度為最大1秒，觀測間隔為1m左右。上述光傳感技術(shù)設(shè)備是裝配在農(nóng)用機械上的，通過機械作業(yè)可實時實地獲得土壤中有機質(zhì)含量和硝態(tài)氮的空間分布情況，然后將繪制出的土壤養(yǎng)分圖和產(chǎn)量圖組配，再結(jié)合田塊的特性，就可得出最合適的管理技術(shù)方案。

消息來源：中國科技信息

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