21世紀(jì)，人類將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動(dòng)人們?cè)诳茖W(xué)利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于信息和知識(shí)的生產(chǎn)過程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)踐當(dāng)今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來在一些發(fā)達(dá)國家開展的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實(shí)踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)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(huì)（NationalResearchCouncil）為此曾專門立項(xiàng)組織了一批多學(xué)科著名專家對(duì)有關(guān)發(fā)展研究進(jìn)行了評(píng)估，研究報(bào)告經(jīng)過由美國科學(xué)院，工程院和醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士組成的評(píng)估組進(jìn)行審議后，于1997年發(fā)表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專著，全面分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟(jì)效益提供的巨大潛力，闡明了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究的機(jī)遇。近兩年來，我國科技界在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對(duì)國外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報(bào)導(dǎo)，有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗(yàn)示范工程準(zhǔn)備工作,國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍，國外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開始向我國推薦其技術(shù)產(chǎn)品，密切關(guān)注中國走向21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化中這一巨大的潛在技術(shù)市場?？梢灶A(yù)言：“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗(yàn)示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀(jì)之交成為推進(jìn)我國新的農(nóng)業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術(shù)革命為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展提供了新機(jī)遇，在開拓新的前沿科技應(yīng)用研究領(lǐng)域中，發(fā)達(dá)國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時(shí)間上的差距在縮小。在某些重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機(jī)遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時(shí)的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)的組裝集成，其應(yīng)用研究發(fā)展必將帶動(dòng)一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開發(fā)，對(duì)推動(dòng)我國基于知識(shí)和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性意義?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識(shí)的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學(xué)術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報(bào)導(dǎo)中目前尚有各種不同的譯法和對(duì)其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”、“精細(xì)農(nóng)業(yè)”等。實(shí)際上，目前國外關(guān)于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。因此，作者認(rèn)為采用“精細(xì)農(nóng)業(yè)”或“精細(xì)農(nóng)作”譯名來表達(dá)當(dāng)前實(shí)踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然，當(dāng)今實(shí)踐的“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想，應(yīng)該擴(kuò)展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細(xì)經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實(shí)踐，在發(fā)達(dá)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(nóng)學(xué)家在進(jìn)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(tǒng)應(yīng)用研究與實(shí)踐中進(jìn)一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時(shí)空差異性，從而提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的；在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實(shí)用化而推動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的機(jī)電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達(dá)國家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準(zhǔn)備了條件。海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，也推動(dòng)了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植保科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)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(gè)新的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗(yàn)實(shí)踐。迄今支持“精細(xì)農(nóng)業(yè)”示范應(yīng)用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計(jì)的研究成果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告見諸于國際學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專題“國際精細(xì)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì)”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會(huì)；在萬維網(wǎng)上設(shè)置有多個(gè)專題網(wǎng)址，可以及時(shí)查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學(xué)設(shè)立了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究中心，開設(shè)了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓(xùn)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(guān)企業(yè)的大力支持。國際上對(duì)這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景有了廣泛的共識(shí)，將成為世紀(jì)之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究的重要課題。“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想的核心，是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實(shí)踐，提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。千百年來的作物生產(chǎn)，都是以地區(qū)或田塊為基礎(chǔ)，在區(qū)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(duì)象進(jìn)行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量的認(rèn)識(shí)水平，很少顧及對(duì)農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進(jìn)行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗(yàn)積累的適于當(dāng)?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實(shí)際上，即使在同一農(nóng)田內(nèi)，地表上、下影響作物生長條件和產(chǎn)量的明顯時(shí)空分布差異性，包括農(nóng)田內(nèi)作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區(qū)發(fā)生，再逐步按時(shí)空變化蔓延的特性，早已為人們所認(rèn)識(shí)。幾世紀(jì)前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對(duì)作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識(shí)的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動(dòng)密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)而形成的“傳統(tǒng)精耕細(xì)作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達(dá)到很好的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學(xué)方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力。本世紀(jì)初期，科學(xué)家就研究報(bào)告過作物產(chǎn)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(xué)C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應(yīng)繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石

灰的建議。

之后，一直都有關(guān)于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報(bào)導(dǎo)。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實(shí)施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術(shù)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(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機(jī)，已可以在收獲過程中自動(dòng)采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步通過模糊聚類分析軟件自動(dòng)生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗(yàn)實(shí)踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過100％。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響，經(jīng)連續(xù)多年對(duì)同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明，同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時(shí)空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力?，F(xiàn)代農(nóng)學(xué)技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)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(shí)施基于知識(shí)和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達(dá)到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量成為可能。圖1是精細(xì)農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實(shí)施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機(jī)每秒自動(dòng)采集田間定位及對(duì)應(yīng)小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)→通過計(jì)算機(jī)處理，生成作物產(chǎn)量分布圖→根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖，作物生長發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型，作物管理專家知識(shí)庫等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖→根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應(yīng)的處方農(nóng)業(yè)機(jī)械按小區(qū)實(shí)施目標(biāo)投入和精細(xì)農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過多次循環(huán)的實(shí)踐，來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識(shí)，逐步達(dá)到作物生產(chǎn)管理精細(xì)化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時(shí)空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標(biāo)，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“準(zhǔn)確”。事實(shí)上，目前應(yīng)用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細(xì)到60m左右。在實(shí)際操作上，對(duì)獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的處方圖來指導(dǎo)處方農(nóng)作，因而還談不到“精準(zhǔn)”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實(shí)時(shí)快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細(xì)化。上述精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達(dá)國家的試驗(yàn)和應(yīng)用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細(xì)農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)；未來大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)(RS)的支持；作物產(chǎn)量計(jì)量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機(jī)累計(jì)產(chǎn)量和對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的智能型收獲機(jī)械，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實(shí)時(shí)采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)；按小區(qū)實(shí)施自動(dòng)處方農(nóng)作、調(diào)控目標(biāo)投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械；制定科學(xué)的農(nóng)作處方需要農(nóng)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個(gè)能協(xié)調(diào)運(yùn)作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細(xì)農(nóng)業(yè)”在發(fā)達(dá)國家也不過五、六年的應(yīng)用試驗(yàn)歷史，部分支持技術(shù)手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究還比較薄弱?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”應(yīng)用實(shí)踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學(xué)化與精細(xì)化水平。其中，獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)作”的基礎(chǔ)。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖，農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟(jì)適用的對(duì)策，在現(xiàn)實(shí)可行條件下采取適當(dāng)措施實(shí)施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，利用先進(jìn)的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)控。

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究的革命性的意義是提出了一種經(jīng)營現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并付諸于實(shí)踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識(shí)。1998.1美國副總統(tǒng)戈?duì)柕谝淮翁岢鲆⒁?米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學(xué)術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認(rèn)識(shí)世界科技進(jìn)步對(duì)未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐將在下一世紀(jì)開發(fā)“數(shù)字地球”的實(shí)踐中占有十分重要的地位。我國農(nóng)業(yè)仍處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的歷史過程中，全面實(shí)踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠(yuǎn)。但啟動(dòng)這一新技術(shù)的示范與實(shí)踐研究，將有利與推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國農(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，有利于推動(dòng)基于信息和知識(shí)的農(nóng)用先進(jìn)支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實(shí)踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品。

摘要：我國人多地少，面對(duì)人口日益增加的巨大壓力，對(duì)于資源的有效利用和環(huán)境保護(hù)的要求越來越高，因此，研究和發(fā)展適合我國國情的精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，也是機(jī)遇性的挑戰(zhàn)，應(yīng)當(dāng)引起我國農(nóng)業(yè)科技界的高度重視。本文首先介紹了國內(nèi)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)應(yīng)用情況，而后對(duì)精細(xì)農(nóng)業(yè)的一些基本理論進(jìn)行總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞:精細(xì)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)全球定位系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)

引言

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的核心指導(dǎo)思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長和產(chǎn)量的各種因素的時(shí)空差異，避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費(fèi)和過量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言，就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)采集的農(nóng)田信息進(jìn)行空間定位；利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時(shí)空變化信息；利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫，并對(duì)作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進(jìn)行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時(shí)空差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎(chǔ)上，利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)控，合理地進(jìn)行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施，以達(dá)到對(duì)田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)是運(yùn)用全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、傳感器及檢測系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制器及變量執(zhí)行設(shè)備等信息技術(shù)，對(duì)大田農(nóng)作物生產(chǎn)和畜牧生產(chǎn)實(shí)施監(jiān)控，從而提高作物和畜牧產(chǎn)量和質(zhì)量，最大限度地保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

一、國內(nèi)外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況

1.1國外“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用情況在北美、歐洲和澳大利亞等地“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)主要用于土地資源的詳查及監(jiān)測，農(nóng)作物生長狀況的監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)測，災(zāi)害性天氣、旱情、澇情和水情的監(jiān)測，農(nóng)作物病蟲害的監(jiān)測與精細(xì)防治和大地號(hào)農(nóng)田的優(yōu)化施肥等方面。

摘要:針對(duì)目前特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)現(xiàn)狀，從氣象行業(yè)專業(yè)用戶、政府及涉農(nóng)部門決策用戶、廣大生產(chǎn)種植用戶對(duì)不同的氣象服務(wù)需求開展了分析，重點(diǎn)對(duì)柴達(dá)木地區(qū)特色農(nóng)業(yè)精細(xì)化服務(wù)需求進(jìn)行綜合探討，最后基于特色農(nóng)業(yè)高效、穩(wěn)定發(fā)展角度對(duì)特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)提出了建議。

關(guān)鍵詞:特色農(nóng)業(yè);氣象服務(wù);需求分析

1引言

農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)是應(yīng)用已經(jīng)被掌握的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和氣象條件的規(guī)律及技術(shù)，針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)作物生長發(fā)育、影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象條件、農(nóng)業(yè)生態(tài)等諸多方面的需求，利用有效的媒介，面向用戶提供決策指導(dǎo)、生產(chǎn)建議等服務(wù)信息的過程。目前我國國家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)大區(qū)域常規(guī)農(nóng)作物服務(wù)系統(tǒng)日趨成熟和完善，隨著各地農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，經(jīng)濟(jì)型、區(qū)域型的特色農(nóng)業(yè)成為農(nóng)民增收的主要手段之一，相應(yīng)的特色農(nóng)業(yè)氣象工作也面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，常規(guī)的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)手段已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前特色農(nóng)業(yè)的氣象服務(wù)需求，如何做好區(qū)域特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)工作是近年來氣象服務(wù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。作為中國三大盆地之一的柴達(dá)木盆地位于青海省的西北部，四周由祁連山脈、昆侖山脈、阿爾金山脈包圍，面積約25×104km2。屬高原干旱大陸性氣候，光照足，降水少，溫差大的氣候特點(diǎn)，特別適宜枸杞、藜麥等特色作物的生長。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，柴達(dá)木盆地枸杞種植面積達(dá)到了3．33×104hm2，產(chǎn)量達(dá)到85172t，產(chǎn)值達(dá)到23億多元。柴達(dá)木盆地地域遼闊，地形地貌復(fù)雜，生態(tài)環(huán)境脆弱，氣象災(zāi)害發(fā)生頻率高，災(zāi)害強(qiáng)度大。隨著枸杞產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，干旱、低溫凍害、秋季連續(xù)降水、大風(fēng)、沙塵暴、洪澇等氣象災(zāi)害對(duì)枸杞生產(chǎn)影響日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年由于氣象災(zāi)害造成當(dāng)?shù)罔坭疆a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入減少15%～30%。近年來，當(dāng)?shù)貧庀蟛块T依托“三農(nóng)”等專項(xiàng)投入，努力加強(qiáng)氣象監(jiān)測站網(wǎng)建設(shè)，積極探索氣象服務(wù)新模式，在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、服務(wù)新農(nóng)村等方面取得了一定成效，但由于氣象服務(wù)對(duì)象分類和需求不明確，造成了氣象服務(wù)產(chǎn)品單一、手段不實(shí)用、用戶滿足感較低等諸多問題，本文主要針對(duì)以上問題的解決方法進(jìn)行了闡述，供服務(wù)中參考。

2特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)需求分析

服務(wù)需求分析是指理解用戶需求，就服務(wù)內(nèi)容與用戶需求達(dá)成一致，以用戶需求為主體，最終形成服務(wù)產(chǎn)品送達(dá)至用戶手中的過程。在此過程中，用戶處于主導(dǎo)地位，所有氣象服務(wù)應(yīng)以用戶需求滿足為前提。此項(xiàng)工作是開展氣象服務(wù)的基礎(chǔ)，依據(jù)柴達(dá)木特色農(nóng)業(yè)氣象各用戶的需求將服務(wù)對(duì)象分為氣象行業(yè)用戶、政府及涉農(nóng)部門決策用戶、廣大生產(chǎn)種植用戶三種。2．1氣象行業(yè)專業(yè)用戶需求分析。氣象行業(yè)專業(yè)用戶包括氣象觀測人員、服務(wù)人員兩種，其中觀測人員主要以數(shù)據(jù)收集及記錄為主要目的，服務(wù)人員則是根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品模板制作和氣象服務(wù)產(chǎn)品，通過面對(duì)面采訪交流的形式，得到此類用戶的需求主要包括以下幾方面內(nèi)容。2．1．1特色農(nóng)業(yè)氣象觀測標(biāo)準(zhǔn)及記錄規(guī)范。只有標(biāo)準(zhǔn)的觀測數(shù)據(jù)和規(guī)范的記錄方式才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化，所以制定農(nóng)業(yè)氣象觀測地方行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和記錄規(guī)范是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)信息化的基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)氣象觀測業(yè)務(wù)人員進(jìn)行觀測記錄時(shí)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。2．1．2特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)相關(guān)指標(biāo)。柴達(dá)木枸杞特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)相關(guān)指標(biāo)包括枸杞各發(fā)育期的平均出現(xiàn)日期、相關(guān)氣象要素限值、主要?dú)庀鬄?zāi)害指標(biāo)等等，是服務(wù)業(yè)務(wù)人員開展服務(wù)時(shí)的重要參考標(biāo)準(zhǔn)。2．1．3特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品模板?？紤]到服務(wù)人員工作經(jīng)驗(yàn)、業(yè)務(wù)水平等因素的差異，提供標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的氣象服務(wù)產(chǎn)品模板是服務(wù)產(chǎn)品制作和生成的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也符合廣大用戶的理解和查閱習(xí)慣。2．1．4面向本氣象行業(yè)內(nèi)部用戶服務(wù)的產(chǎn)品方式。針對(duì)氣象行業(yè)的觀測和服務(wù)人員，根據(jù)其野外監(jiān)測的工作及需求特點(diǎn)，對(duì)其提供服務(wù)是應(yīng)采用移動(dòng)終端APP和網(wǎng)站等形式，向其提供自主查詢和觀測數(shù)據(jù)上傳等服務(wù)。綜上所述，可以將此類用戶的需求匯總?cè)缦卤?所示。2．2政府及涉農(nóng)部門決策用戶需求分析。政府及涉農(nóng)部門包括縣、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))政府和農(nóng)牧、水利、國土、民政等相關(guān)的涉農(nóng)部門，作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的決策、保障主體，由于服務(wù)對(duì)象專業(yè)、數(shù)量相對(duì)少，主要通過咨詢采訪的形式進(jìn)行了需求調(diào)查，其需求主要包括以下內(nèi)容。2．2．1服務(wù)內(nèi)容。政府及涉農(nóng)部門在農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中關(guān)心的重點(diǎn)是重大災(zāi)害性天氣過程、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害情況等影響范圍較大且有可能或已經(jīng)造成災(zāi)害的情況。2．2．2面向政府及決策。部門服務(wù)的產(chǎn)品方式針對(duì)此類用戶，主要采用網(wǎng)絡(luò)或傳真的方式，發(fā)送至各縣(區(qū))、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及主要涉農(nóng)單位。其優(yōu)點(diǎn)是服務(wù)內(nèi)容詳實(shí)、精細(xì)化程度高，服務(wù)材料中可附文字、圖表等信息，為政府、涉農(nóng)單位等決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。綜上所述，可以將此類用戶的需求匯總?cè)缦?，見?。2．3針對(duì)廣大生產(chǎn)種植用戶的氣象服務(wù)需求分析。廣大農(nóng)業(yè)種植及生產(chǎn)用戶是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的主體，根據(jù)其數(shù)量大、需求豐富等特點(diǎn)，采用了大范圍的問卷調(diào)查和隨機(jī)采訪兩種需求調(diào)查方式，經(jīng)過總計(jì)和分析主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。2．3．1主要農(nóng)事活動(dòng)的氣象服務(wù)。農(nóng)事活動(dòng)安排是開展特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的前提，也是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)需求調(diào)研的首要途徑，每個(gè)農(nóng)事活動(dòng)期間用戶的需求和關(guān)注點(diǎn)都不同，相應(yīng)的服務(wù)重點(diǎn)也應(yīng)有所不同，是在進(jìn)行服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)和選擇服務(wù)方式時(shí)必須考慮的問題。以11月至次年4月柴達(dá)木枸杞果樹修剪期為例，晴朗無云的高溫暴曬或大風(fēng)天氣會(huì)引發(fā)火災(zāi)隱患，而沙塵天氣下則不利于田間勞作，所以果樹修剪期間用戶主要關(guān)注重點(diǎn)為每日天氣預(yù)報(bào)信息及氣象災(zāi)害預(yù)警信息，對(duì)應(yīng)的農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)產(chǎn)品為每日天氣預(yù)報(bào)信息、旬月天氣預(yù)測信息、災(zāi)害性天氣預(yù)警信息，服務(wù)手段可采用手機(jī)短信、微信公眾號(hào)、廣播電視等媒介。以此類推，可以制定出整個(gè)農(nóng)事活動(dòng)期間的服務(wù)方式及手段等。2．3．2柴達(dá)木地區(qū)枸杞關(guān)鍵發(fā)育期氣象服務(wù)。根據(jù)格爾木氣象臺(tái)農(nóng)業(yè)氣象觀測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，柴達(dá)木地區(qū)枸杞每年4月下旬開始萌芽生長，11月上旬落葉結(jié)束［1］，其發(fā)育期歷經(jīng)6個(gè)月之久，期間有多個(gè)發(fā)育期，不同的發(fā)育期要求的氣象條件、面42臨的主要?dú)庀鬄?zāi)害及氣象服務(wù)重點(diǎn)均有較為明顯的區(qū)別。比如在枸杞開花普期，用戶普遍關(guān)注的重點(diǎn)是何時(shí)進(jìn)入開花期，開花期內(nèi)的土壤墑情信息、主要天氣過程預(yù)報(bào)信息、氣象災(zāi)害預(yù)警信息及防治建議等，相應(yīng)的服務(wù)產(chǎn)品應(yīng)該為柴達(dá)木枸杞開花期預(yù)報(bào)、旬月天氣展望、土壤墑情信息、大風(fēng)和霜凍等氣象災(zāi)害預(yù)警信息等等［2］。2．3．3防災(zāi)減災(zāi)生產(chǎn)建議及科普宣傳。科學(xué)的防災(zāi)減災(zāi)及相關(guān)內(nèi)容的科普宣傳是農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)中的重要組成部分。據(jù)調(diào)查，在氣象災(zāi)害和病蟲害發(fā)生時(shí)，農(nóng)戶和生產(chǎn)單位最關(guān)心的是如何防止或減輕災(zāi)害對(duì)作物的影響，并要求采取的措施方便實(shí)施，有可操作性;另外對(duì)于一些專業(yè)術(shù)語和相關(guān)知識(shí)有地方可查也是其關(guān)心的重點(diǎn)之一。2．3．4面向廣大種植戶及生產(chǎn)單位服務(wù)的產(chǎn)品方式。此類用戶因?yàn)榫哂猩婕懊鎻V、要求實(shí)效高等特點(diǎn)，因此在服務(wù)時(shí)采用手機(jī)短信、微信公眾號(hào)、網(wǎng)絡(luò)及電視廣播、農(nóng)村大喇叭等直接、快捷的方式服務(wù)產(chǎn)品。綜上所述，可以將此類用戶的需求匯總?cè)缦?，見?。

編者按：本文主要從發(fā)展節(jié)水灌溉的必要性；節(jié)水灌溉的內(nèi)涵意義；推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，提高灌溉管理水平；發(fā)展節(jié)水灌溉應(yīng)該注意的幾個(gè)問題進(jìn)行論述。其中，主要包括：我國是世界上13個(gè)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(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費(fèi)的問題普遍存在、節(jié)水灌溉就是要改變千年以來人們澆地的傳統(tǒng)習(xí)慣、節(jié)水灌溉是用盡可能少的投入，取得盡可能多的農(nóng)作物產(chǎn)出的一種灌溉模式、減少從水源到田間系統(tǒng)的滲漏和蒸發(fā)損失提高輸水系統(tǒng)的有效利用率、形成配套技術(shù)，并大面積推廣田間灌溉科學(xué)用水技術(shù)、節(jié)水灌溉要以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)與服務(wù)"三農(nóng)"相結(jié)合、以提高用水效率為目標(biāo)，建立科學(xué)的節(jié)水灌溉規(guī)劃體系、突出農(nóng)田在節(jié)水灌溉中的主體地位，充分發(fā)揮水利技術(shù)員在節(jié)水灌溉服務(wù)中的主體作用等。具體請(qǐng)?jiān)斠姟?/p>

一、發(fā)展節(jié)水灌溉的必要性

我國是世界上13個(gè)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(shí)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(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平的提高，水資源供需矛盾日益尖銳；農(nóng)業(yè)干旱缺水和水資源短缺已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素，而且加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化。按現(xiàn)狀用水量計(jì)，全國中等干旱缺水358億立方米。其中農(nóng)業(yè)缺水300億立方米，20世紀(jì)90年代以來，我國農(nóng)業(yè)年均受益面積達(dá)到2000萬公傾以上，全國660多個(gè)城市中有一半以下發(fā)生水危機(jī)，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(qū)，由于地表水不足導(dǎo)致地下水超采，全國區(qū)域性地下水降落漏斗面積已達(dá)8.26立方公里。

我國農(nóng)業(yè)灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪費(fèi)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(fā)達(dá)國家灌溉水利用率70-80%，單方水糧食生產(chǎn)率20公斤以上的水平。通過采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)改造傳統(tǒng)灌溉農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)適時(shí)適量的"精細(xì)灌溉"，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

二、節(jié)水灌溉的內(nèi)涵意義

節(jié)水灌溉就是要改變千年以來人們澆地的傳統(tǒng)習(xí)慣，把澆地變?yōu)闈沧魑?，按作物的最佳需水要求進(jìn)行灌溉。

在過去的半個(gè)世紀(jì)中，隨著生物遺傳育種技術(shù)的進(jìn)步,耕地面積的擴(kuò)大,化學(xué)肥料及農(nóng)藥的大量使用，世界農(nóng)業(yè)取得了長足發(fā)展。但這種農(nóng)業(yè)增長模式也同時(shí)帶來了水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化、水資源浪費(fèi)、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(xì)農(nóng)業(yè)”的概念和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1精細(xì)農(nóng)業(yè)的含義

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的核心指導(dǎo)思想就是要利用現(xiàn)代地球空間信息技術(shù)獲取農(nóng)田內(nèi)影響作物的生長和產(chǎn)量的各種因素的時(shí)空差異，避免因?qū)r(nóng)田的盲目投入所造成的浪費(fèi)和過量施肥施藥造成的環(huán)境污染。具體而言，就是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)采集的農(nóng)田信息進(jìn)行空間定位；利用遙感技術(shù)獲取農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異的大量時(shí)空變化信息；利用地理信息系統(tǒng)建立農(nóng)田土地管理、自然條件(土壤、地形、地貌、水分條件等)、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間數(shù)據(jù)庫，并對(duì)作物苗情、病蟲害、墑情的發(fā)生發(fā)展趨勢進(jìn)行分析模擬，為分析農(nóng)田內(nèi)自然條件、資源有效利用狀況、作物產(chǎn)量的時(shí)空差異性和實(shí)施調(diào)控提供處方信息；在獲取上述信息的基礎(chǔ)上，利用作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)控，合理地進(jìn)行施肥、灌溉、施藥、除草等耕作措施,以達(dá)到對(duì)田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的產(chǎn)量。

2精細(xì)農(nóng)業(yè)技術(shù)組成

2.1數(shù)據(jù)采集技術(shù)

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是通過產(chǎn)量測量、作物監(jiān)測以及土壤采樣等方法來獲取數(shù)據(jù)，以便了解整個(gè)田塊的作物生長環(huán)境的空間變異特性。

摘要“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)的核心是用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機(jī)械化基礎(chǔ)上，將地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)，其結(jié)果必然會(huì)引起一場新的農(nóng)業(yè)科技革命，也必將會(huì)對(duì)我國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此，在充分了解“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成的基礎(chǔ)上，探討了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的應(yīng)用范圍，尤其是結(jié)合我國國情，提出了在我國逐步實(shí)施“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞精細(xì)農(nóng)業(yè)；地理信息系統(tǒng)；定位系統(tǒng)；決策支持系統(tǒng)；傳感技術(shù)

本世紀(jì)后半期世界農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，除了依靠生物遺傳育種技術(shù)的進(jìn)步，耕地和灌溉面積的擴(kuò)大以外，基本上是在化肥與農(nóng)藥等化學(xué)品的大量增加和機(jī)械動(dòng)力與礦物能源大量投入的條件下獲得的。由此引起的農(nóng)業(yè)水土流失、土壤生產(chǎn)力下降、農(nóng)產(chǎn)品和地下水污染、生態(tài)環(huán)境惡化等問題，已經(jīng)引起國際社會(huì)的廣泛關(guān)注，并成為實(shí)踐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。所謂可農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展是指在農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境的持續(xù)支撐下的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長。即有效利用農(nóng)業(yè)資源，提高農(nóng)業(yè)利潤，減少農(nóng)業(yè)污染。

中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)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(duì)的“人多地少，資源短缺，環(huán)境惡化，人增地減”的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。保證21世紀(jì)我國16億人口的食物安全，關(guān)鍵在于推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步。正如同志所指出的“中國的農(nóng)業(yè)問題，糧食問題要靠中國人自己解決。這就要求我們的農(nóng)業(yè)科技必須要有一個(gè)大的發(fā)展，必然要進(jìn)行一次新的農(nóng)業(yè)科技革命”?？v觀世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，一個(gè)新的農(nóng)業(yè)科技革命的序幕已經(jīng)拉開。以生物技術(shù)、信息技術(shù)為先導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展及其在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，為世界各國農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)正是在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生，成為農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要分支。其核心是用現(xiàn)代高新技術(shù)特別是信息技術(shù)來改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，在機(jī)械化的基礎(chǔ)上，把地理信息系統(tǒng)（GIS）、定位系統(tǒng)（GPS）、決策支持系統(tǒng)、傳感技術(shù)進(jìn)行集成，使作物生產(chǎn)更加科學(xué)，減少投入，提高產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)高效利用各種農(nóng)業(yè)資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

目前，我國化肥和農(nóng)藥的利用率都在30％左右，農(nóng)業(yè)灌溉水利用率不足35％，僅及發(fā)達(dá)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(chǎn)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(bào)酬遞減和對(duì)土壤、地下水、谷物的嚴(yán)重污染。如果化肥利用率提高10個(gè)百分點(diǎn)，每年即可節(jié)約1000多萬噸化肥，相當(dāng)于節(jié)約近100億元人民幣。據(jù)有關(guān)國外報(bào)道，“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)將會(huì)使目前化肥和農(nóng)藥的施用量減少50％甚至更多。

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)組成

摘要：隨著國家對(duì)農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目投入力度的不斷加大，要求農(nóng)業(yè)科學(xué)院必須強(qiáng)化預(yù)算管理，以精細(xì)化管理理念為指導(dǎo)做好科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算編制工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)科研項(xiàng)目資金的合理分配，保障農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目的順利實(shí)施。本文從分析農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算編制存在的問題入手，對(duì)農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)編制精細(xì)化管理的措施建議進(jìn)行論述，期望對(duì)提高科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算編制質(zhì)量有所幫助。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)；預(yù)算編制；精細(xì)化管理

一、農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算編制存在的問題

農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算編制是預(yù)算管理的基礎(chǔ)，但是從當(dāng)前預(yù)算編制情況來看，普遍呈現(xiàn)出預(yù)算脫離實(shí)際、預(yù)算合理性差、預(yù)算內(nèi)容粗略的現(xiàn)狀，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)預(yù)算編制質(zhì)量不高。造成這一現(xiàn)狀的問題根源在于以下方面：

(一)預(yù)算編制影響因素多

農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目的研究對(duì)象具備涉及范圍廣、影響因素多、持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)，在項(xiàng)目研究過程中，季節(jié)、氣候、自然資源、自然災(zāi)害、生長周期等因素均會(huì)影響著研究工作的開展，而這些都是不可控因素，增加了準(zhǔn)確預(yù)測科研經(jīng)費(fèi)的難度。除不可控因素之外，人為因素也會(huì)造成預(yù)算編制的不合理。由于農(nóng)業(yè)科研經(jīng)費(fèi)主要來源于政府財(cái)政投入，所以使得預(yù)算人員的經(jīng)濟(jì)意識(shí)不高，部分農(nóng)業(yè)科學(xué)院為了獲取最大額度的預(yù)算資金，粗略地預(yù)算課題項(xiàng)目支出，甚至捏造項(xiàng)目可行性論證的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，造成預(yù)算嚴(yán)重偏離實(shí)際。

摘要:自動(dòng)氣象站目前廣泛應(yīng)用于氣象、水文、農(nóng)業(yè)和環(huán)保等領(lǐng)域，其可以監(jiān)測地面降雨和空氣溫度等氣象要素，可以在無人值守的惡劣環(huán)境下全天候全自動(dòng)正常運(yùn)行。農(nóng)業(yè)園精細(xì)化氣象服務(wù)系統(tǒng)結(jié)合了自動(dòng)氣象站和氣象服務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可將區(qū)域內(nèi)的多個(gè)農(nóng)田小氣候自動(dòng)氣象觀測站通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)組成觀測系統(tǒng)，獲取并分析農(nóng)田小氣候相關(guān)氣象要素。系統(tǒng)可以及時(shí)獲取氣象預(yù)報(bào)和預(yù)警服務(wù)，并結(jié)合本農(nóng)業(yè)園區(qū)的情況智能分析提供應(yīng)對(duì)措施，將損失降低到最小，為農(nóng)業(yè)種植和設(shè)施農(nóng)業(yè)提供技術(shù)支持，合理地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)活動(dòng)的開展。

關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)園;農(nóng)業(yè)氣象;傳感器技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);智慧農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，為推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，我國也在大力發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)。農(nóng)業(yè)作物的生長環(huán)境、各類要素均與氣象有關(guān)?？萍嫉倪M(jìn)步發(fā)展為人們創(chuàng)造了良好的條件，目前可以通過各類傳感器進(jìn)行環(huán)境要素的采集，并且人工干預(yù)作物的生長環(huán)境，在北方也可以種出南方作物?，F(xiàn)可設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)園精細(xì)化氣象服務(wù)系統(tǒng)，將農(nóng)田小氣候站資料同氣象預(yù)報(bào)預(yù)警等各類服務(wù)綜合到一個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)獲取精準(zhǔn)的氣象預(yù)報(bào)預(yù)警和相關(guān)的災(zāi)害預(yù)防措施，專家可以通過系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)等，為農(nóng)業(yè)園區(qū)作物的生長創(chuàng)造最優(yōu)的氣象條件。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件主要使用農(nóng)田氣象站進(jìn)行環(huán)境要素的測量，通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器終端，再通過移動(dòng)端APP進(jìn)行各類資料的調(diào)用。

1.1農(nóng)田氣象站概述

摘要：由于理論的局限性和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，中國農(nóng)業(yè)發(fā)展雖然取得了很大的成績，但并沒有從根本上改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特征。城市工業(yè)化對(duì)農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的有限吸收決定了中國不可能照搬劉易斯模式實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。規(guī)模化和精細(xì)化作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的兩個(gè)發(fā)展方向，必將成為中國農(nóng)業(yè)經(jīng)營的現(xiàn)實(shí)選擇。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)；規(guī)?；?；精細(xì)化

改革開放以來，以上世紀(jì)80年代初期的聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主要標(biāo)志，中國農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了一系列比較成功的發(fā)展時(shí)期。然而，由于理論的局限性和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，中國并沒有從根本上改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特征。農(nóng)業(yè)脆弱的基礎(chǔ)地位在中國新一輪的通貨膨脹中暴露無遺。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)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(gè)百分點(diǎn)，而食品價(jià)格上漲成為拉動(dòng)價(jià)格總水平上漲的最主要原因。2008年，中國物價(jià)上漲的勢頭有增無減，僅2月份的CPI就達(dá)到8.4％，創(chuàng)下十二年來的新高?？梢哉f，中國“低通脹、高增長”的黃金發(fā)展時(shí)期已經(jīng)過去了。農(nóng)業(yè)是食品加工工業(yè)的基礎(chǔ)，深刻反思中國農(nóng)業(yè)發(fā)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(nóng)業(yè)抓住契機(jī)，迅速向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。

一、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展理論的局限性

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展理論以阿瑟·劉易斯的《二元經(jīng)濟(jì)論》和舒爾茨的《改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)》為代表。應(yīng)該說，這兩大理論都為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變提供了嶄新的思路，對(duì)二次世界大戰(zhàn)以后世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了一定的積極作用。然而，理論本身的缺陷，非?？量痰睦碚搼?yīng)用前提，加上缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的必要總結(jié)和提煉，很容易導(dǎo)致發(fā)展中國家農(nóng)業(yè)在經(jīng)歷一段短時(shí)期的繁榮之后再次陷入停滯，回到那種投入產(chǎn)出的低水平均衡。以《二元經(jīng)濟(jì)論》為例，劉易斯最重要的假設(shè)就是農(nóng)村存在隱性失業(yè)，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的邊際生產(chǎn)率為零或者為負(fù)數(shù)。在對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒有任何不利影響的前提下，農(nóng)村勞動(dòng)力可以源源不斷地流向城市，加人工業(yè)化進(jìn)程。當(dāng)農(nóng)村勞動(dòng)力流出到一定程度時(shí)，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降，價(jià)格上升，追求利潤的動(dòng)力將促使農(nóng)民把現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)要素引進(jìn)來，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。然而，從發(fā)展中國家的實(shí)踐來看，不僅是劉易斯的假設(shè)站不住腳，劉易斯所描述的二元經(jīng)濟(jì)向一元經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)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(nóng)村勞動(dòng)的邊際生產(chǎn)力為正，不是零，更不是負(fù)數(shù)，因此農(nóng)村勞動(dòng)力流出帶來的直接后果就是農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的下降。其次，農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的上升幾乎伴隨著勞動(dòng)力流出的開始而開始，并不是有相當(dāng)長一段時(shí)間的滯后期。因?yàn)橄鄬?duì)于較低的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率，工業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率較高，即使在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量保持不變的情況下，農(nóng)產(chǎn)品的相對(duì)價(jià)格也會(huì)上升。再次，農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格上升所帶來的利潤，并不能肯定把現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素引進(jìn)來。因?yàn)楝F(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素是多種要素的集合體，其中許多關(guān)鍵性的生產(chǎn)要素具有很長的生產(chǎn)周期。農(nóng)產(chǎn)品市場的價(jià)格波動(dòng)足以扼殺現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的整體引進(jìn)，取而代之的是增加傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的投入，從而使得傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變功敗垂成。最后，考慮到經(jīng)濟(jì)開放的因素，農(nóng)產(chǎn)品的進(jìn)口足以阻止任何農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格上漲和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利潤的獲得。因此，無論是二元經(jīng)濟(jì)理論還是改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)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(nóng)業(yè)發(fā)展中充分暴露了出來。

二、中國農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題

21世紀(jì)，人類將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動(dòng)人們?cè)诳茖W(xué)利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于信息和知識(shí)的生產(chǎn)過程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)踐當(dāng)今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來在一些發(fā)達(dá)國家開展的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實(shí)踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)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(huì)（NationalResearchCouncil）為此曾專門立項(xiàng)組織了一批多學(xué)科著名專家對(duì)有關(guān)發(fā)展研究進(jìn)行了評(píng)估，研究報(bào)告經(jīng)過由美國科學(xué)院，工程院和醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士組成的評(píng)估組進(jìn)行審議后，于1997年發(fā)表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專著，全面分析了美國農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟(jì)效益提供的巨大潛力，闡明了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究的機(jī)遇。近兩年來，我國科技界在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對(duì)國外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報(bào)導(dǎo)，有的單位已開展了有關(guān)研究和試驗(yàn)示范工程準(zhǔn)備工作,國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍，國外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開始向我國推薦其技術(shù)產(chǎn)品，密切關(guān)注中國走向21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化中這一巨大的潛在技術(shù)市場?？梢灶A(yù)言：“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗(yàn)示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)研究，將在世紀(jì)之交成為推進(jìn)我國新的農(nóng)業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術(shù)革命為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展提供了新機(jī)遇，在開拓新的前沿科技應(yīng)用研究領(lǐng)域中，發(fā)達(dá)國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時(shí)間上的差距在縮小。在某些重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機(jī)遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時(shí)的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)的組裝集成，其應(yīng)用研究發(fā)展必將帶動(dòng)一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開發(fā)，對(duì)推動(dòng)我國基于知識(shí)和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性意義?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”，即國際上已趨于共識(shí)的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學(xué)術(shù)名詞的中譯。國內(nèi)科技界及媒體報(bào)導(dǎo)中目前尚有各種不同的譯法和對(duì)其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”、“精細(xì)農(nóng)業(yè)”等。實(shí)際上，目前國外關(guān)于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。因此，作者認(rèn)為采用“精細(xì)農(nóng)業(yè)”或“精細(xì)農(nóng)作”譯名來表達(dá)當(dāng)前實(shí)踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠然，當(dāng)今實(shí)踐的“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想，應(yīng)該擴(kuò)展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細(xì)經(jīng)營管理方面，而形成為完整的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實(shí)踐，在發(fā)達(dá)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(nóng)學(xué)家在進(jìn)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(tǒng)應(yīng)用研究與實(shí)踐中進(jìn)一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長環(huán)境條件的明顯時(shí)空差異性，從而提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來的；在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實(shí)用化而推動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的機(jī)電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達(dá)國家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤、提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準(zhǔn)備了條件。海灣戰(zhàn)爭后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，也推動(dòng)了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。使得近20年來，基于信息技術(shù)支持的作物科學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植?？茖W(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)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(gè)新的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系和開展了試驗(yàn)實(shí)踐。迄今支持“精細(xì)農(nóng)業(yè)”示范應(yīng)用的基本技術(shù)手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數(shù)千計(jì)的研究成果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告見諸于國際學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專題“國際精細(xì)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì)”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會(huì)；在萬維網(wǎng)上設(shè)置有多個(gè)專題網(wǎng)址，可以及時(shí)查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國一些著名大學(xué)設(shè)立了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究中心，開設(shè)了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓(xùn)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(guān)企業(yè)的大力支持。國際上對(duì)這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景有了廣泛的共識(shí)，將成為世紀(jì)之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究的重要課題?！熬?xì)農(nóng)作”技術(shù)思想的核心，是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實(shí)踐，提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。千百年來的作物生產(chǎn)，都是以地區(qū)或田塊為基礎(chǔ)，在區(qū)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(duì)象進(jìn)行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場或田塊的平均產(chǎn)量的認(rèn)識(shí)水平，很少顧及對(duì)農(nóng)田的盲目投入及過量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進(jìn)行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗(yàn)積累的適于當(dāng)?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫蜣r(nóng)戶推薦使用。實(shí)際上，即使在同一農(nóng)田內(nèi)，地表上、下影響作物生長條件和產(chǎn)量的明顯時(shí)空分布差異性，包括農(nóng)田內(nèi)作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區(qū)發(fā)生，再逐步按時(shí)空變化蔓延的特性，早已為人們所認(rèn)識(shí)。幾世紀(jì)前，農(nóng)民把土地劃分為小田塊來耕作經(jīng)營，正是受到對(duì)作物生長環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識(shí)的影響。我國農(nóng)民幾千年來在小塊土地上經(jīng)過勞動(dòng)密集的投入和積累的豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)而形成的“傳統(tǒng)精耕細(xì)作”技術(shù)，也可以在小塊農(nóng)田內(nèi)達(dá)到很好的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，只是沒有現(xiàn)代科學(xué)方法的定量研究和現(xiàn)代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產(chǎn)力。本世紀(jì)初期，科學(xué)家就研究報(bào)告過作物產(chǎn)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(xué)C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應(yīng)繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。之后，一直都有關(guān)于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報(bào)導(dǎo)。八十年代以來，關(guān)于在農(nóng)田中實(shí)施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術(shù)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(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機(jī)，已可以在收獲過程中自動(dòng)采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步通過模糊聚類分析軟件自動(dòng)生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗(yàn)實(shí)踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過100％。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響，經(jīng)連續(xù)多年對(duì)同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明，同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時(shí)空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力?，F(xiàn)代農(nóng)學(xué)技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)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(shí)施基于知識(shí)和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達(dá)到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量成為可能。圖1是精細(xì)農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實(shí)施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機(jī)每秒自動(dòng)采集田間定位及對(duì)應(yīng)小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)→通過計(jì)算機(jī)處理，生成作物產(chǎn)量分布圖→根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖，作物生長發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型，作物管理專家知識(shí)庫等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖→根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應(yīng)的處方農(nóng)業(yè)機(jī)械按小區(qū)實(shí)施目標(biāo)投入和精細(xì)農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過多次循環(huán)的實(shí)踐，來不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識(shí)，逐步達(dá)到作物生產(chǎn)管理精細(xì)化的過程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時(shí)空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標(biāo)，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“準(zhǔn)確”。事實(shí)上，目前應(yīng)用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細(xì)到60m左右。在實(shí)際操作上，對(duì)獲取的空間信息還需要通過模糊聚類處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的處方圖來指導(dǎo)處方農(nóng)作，因而還談不到“精準(zhǔn)”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲草害信息實(shí)時(shí)快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細(xì)化。上述精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達(dá)國家的試驗(yàn)和應(yīng)用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細(xì)農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長條件的空間差異性，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)而提出的。但工程支持技術(shù)的開發(fā)研究，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)；未來大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)(RS)的支持；作物產(chǎn)量計(jì)量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機(jī)累計(jì)產(chǎn)量和對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的智能型收獲機(jī)械，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實(shí)時(shí)采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)；按小區(qū)實(shí)施自動(dòng)處方農(nóng)作、調(diào)控目標(biāo)投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械；制定科學(xué)的農(nóng)作處方需要農(nóng)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個(gè)能協(xié)調(diào)運(yùn)作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細(xì)農(nóng)業(yè)”在發(fā)達(dá)國家也不過五、六年的應(yīng)用試驗(yàn)歷史，部分支持技術(shù)手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究還比較薄弱?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”應(yīng)用實(shí)踐可根據(jù)不同國家、不同地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學(xué)化與精細(xì)化水平。其中，獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)作”的基礎(chǔ)。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖，農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟(jì)適用的對(duì)策，在現(xiàn)實(shí)可行條件下采取適當(dāng)措施實(shí)施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，利用先進(jìn)的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)調(diào)控。

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究的革命性的意義是提出了一種經(jīng)營現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并付諸于實(shí)踐，發(fā)展前景已在國際上具有廣泛的共識(shí)。1998.1美國副總統(tǒng)戈?duì)柕谝淮翁岢鲆⒁?米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學(xué)術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認(rèn)識(shí)世界科技進(jìn)步對(duì)未來人類生存方式的影響提出了全新的觀念?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐將在下一世紀(jì)開發(fā)“數(shù)字地球”的實(shí)踐中占有十分重要的地位。我國農(nóng)業(yè)仍處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的歷史過程中，全面實(shí)踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠(yuǎn)。但啟動(dòng)這一新技術(shù)的示范與實(shí)踐研究，將有利與推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國農(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，有利于推動(dòng)基于信息和知識(shí)的農(nóng)用先進(jìn)支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實(shí)踐中，也將可開發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品，

圖1.精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系示意圖（來源：FieldStar,MessayFergusonLtd.）

為支持當(dāng)前的“科技興農(nóng)”服務(wù)。在發(fā)展研究中，個(gè)人認(rèn)為需要重視如下問題：