精細農業

李民贊介紹，實際存在的差別、空間變異使得這種按均一進行田間作業的方式有兩種弊害：第一，浪費資源，為了使貧瘠缺肥的地也能獲得高收成，就把施肥量設定得比較高，那麼本來就比較肥沃的地就浪費了；第二，這些過量施用的農藥、肥料會流入地表水和地下水，引起環境污染。在這種情況下提出精細農業，根據田間變異來確定最合適的管理決策，目標是在降低消耗、保護環境的前提下，獲得最佳的收成。精細農業本身是一種可持續發展的理念，是一種管理方式。但是為了達到這個目標，需要三方面的工作。首先，獲得田間數據；其次，根據收集的數據作出作業決策，決定施肥量、時間、地點；第三，需要機器來完成。這三個方面的工作僅憑人力是無法很好完成的，因此需要現代技術來支撐，也就是所謂的3S技術——RS（遙感，用於收集數據）、GIS（地理信息系統，用於處理數據）、GPS（定位系統），並且最終需要利用機器人等先進機械來完成決策。這兩點結合即平時所説的農業信息化和農業機械化。 全國推行的測土配方施肥工程就是精細農業的一例。測土配方施肥技術是指通過土壤測試，及時掌握土壤肥力狀況，按不同作物的需肥特徵和農業生產要求，實行肥料的適量配比，提高肥料養分利用率。2006年9月，農業部測土配方施肥辦公室發佈消息表示，在測土配方施肥春季行動中，全國開展測土配方施肥工作的示範縣達1020個，投入財政資金近1億元，培訓農民3000多萬人，落實測土配方施肥面積1.3億畝，減少不合理化肥施用70多萬噸，節本增效65億元。李民贊表示，測土配方施肥的設備還比較複雜，需要每個縣建一個測試站，農民自己做不了，以後發展精細農業的目標是便攜式的儀器。“我們看到的機器都處於研究階段，由研究人員操縱。等真正應用到生產第一線時，肯定要做一些改進。農村人口轉移之後，剩下老人、婦女，需要‘傻瓜化’的機器，讓農民自己操作。”

精細農業與傳統農業相比，主要有以下特點：

（1）合理施用化肥，降低生產成本，減少環源污染

精細農業採用因土、因作物、因時全面平衡施肥，徹底扭轉傳統農業中因經驗施肥而造成的三多三少（化肥多．有機肥少；N肥多，P、K肥少；三要素肥多，微量元素少），N、P、K肥比例失調的狀況，因此有明顯的經濟和環境效益。

（2）減少和節約水資源

傳統農業因大水漫灌和溝渠滲漏對灌溉水的利用率只有40%左右，精細農業可由作物動態監控技術定時定量供給水分，可通過滴灌微灌等一系列新型灌溉技術，使水的消耗量減少到最低程度，並能獲取儘可能高的產量。

（3）節本增效，省工省時，優質高產

精細農業採取精細播種，精細收穫技術，並將精細種子工程與精細播種技術有機地結合起來，使農業低耗、優質、高效成為現實。在一般情況下，精細播種比傳統播種增產18%~30%，省工2—3個。

（4）農作物的物質營養得到合理利用，保證了農產品的產量和質量

因為精細農業通過採用先進的現代化高新技術，對農作物的生產過程進行動態監測和控制，並根據其結果採取相應的措施。

中國工程院院士，中國農業大學教授。汪懋華院士“九五”以來，主要從事精細農業智能信息技術與系統集成研究。結合“北京小湯山精準農業示範工程建設”項目及承擔的科研課題，開展了國外引進技術裝備試驗與技術消化吸收研究，DGPS、GIS農業應用研究、農田土地與作物空間分佈信息採集與處理，收穫機械自動測產系統、田間應用便攜式專用計算機和數據採集器、國內外精細農業發展戰略研究等。同時組織領導了全國農業與生物系統工程學科發展與教學改革研究。

普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。主要介紹精細農業的基本概念、技術思想、技術支撐及國內外發展概況，重點介紹精細農業學科的最新發展動態和技術體系，包括衞星定位技術、地理信息系統、遙感技術以及它們在精細農業中的應用，面向精細農業的農業信息採集與數據處理技術，變量作業技術及其關鍵設備，農業裝備自動化及農作業機器人技術，以及精細農業技術的集成與應用等。

目 錄

第1章 概述

1.1 現代農業與精細農業

1.2 精細農業關鍵技術

1.3 精細農業的發展

第2章 衞星定位技術及其在精細農業中的應用

2.1 全球導航衞星系統及其定位原理

2.2 衞星定位系統在精細農業中的應用

第3章 地理信息系統及其在精細農業中的應用

3.1 GIS技術概述及發展

3.2 GIS技術在精細農業中的應用

3.3 支持精細農業的地理信息系統工程建設

第4章 遙感技術及其在精細農業中的應用

4.1 遙感的基本概念

4.2 農業遙感監測機理

4.3 作物類型及播種面積的遙感監測

4.4 作物生長環境及病蟲害等的遙感監測

4.5 農作物長勢與產量的遙感估算

第5章 面向精確農業的農業信息採集與數據處理技術

5.1 土壤信息採集與製圖

5.2 農作物長勢監測與產量測定

5.3 農作物病蟲草害監測

5.4 農田土壤温濕度監測無線傳感器網絡技術

第6章 變量作業技術及其關鍵設備

6.1 變量作業原理及處方圖的生成

6.2 變量施肥技術及其關鍵設備

6.3 變量施藥技術及其關鍵設備

6.4 變量灌溉技術及其關鍵設備

6.5 變量播種技術及其關鍵設備

第7章 農業裝備自動化及農業機器人技術

7.1 拖拉機的自動導航控制技術

7.2 農業作業機器人技術

7.3 車載式精細農業自動作業技術與系統

7.4 自動養殖技術與設備

7.5 農產品品質分析檢測技術

第8章 精細農業技術集成與應用

8.1 精細農業技術集成

8.2 精細農業實踐過程

8.3 精細農業應用範例

使用精細農業系統可望提高生產效率