“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐與農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新-農(nóng)村研究
佚名
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(lái)在一些發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)家政府和科技決策部門的重視。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)(National Research Council)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(guó)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“Precision Agriculture in the 21st Century-Geospatial and Information Technologies in Crop Management” 研究專著,全面分析了美國(guó)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(lái),我國(guó)科技界在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中,對(duì)國(guó)外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢(shì),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(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流與合作聯(lián)系開始活躍,國(guó)外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開始向我國(guó)推薦其技術(shù)產(chǎn)品,密切關(guān)注中國(guó)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(chǎng)。可以預(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(guó)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(guó)家和一些發(fā)展中國(guó)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)。江澤民主席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(guó)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”。 “精細(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(guó)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。 “精細(xì)農(nóng)業(yè)”,即國(guó)際上已趨于共識(shí)的“Precision Agriculture”或“Precision Farming”學(xué)術(shù)名詞的中譯。國(guó)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(guó)外關(guān)于Precision Agriculture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(lái)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(chéng)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(yíng)管理方面,而形成為完整的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。“精細(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(guó)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(zhǎng)模擬模型、栽培管理、測(cè)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(zhǎng)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(lái)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(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)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(rùn)、提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(zhēng)后GPS技術(shù)的民用化,使得它在許多國(guó)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(lái),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(lái),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(lái),在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來(lái),已有數(shù)千計(jì)的研究成果,實(shí)驗(yàn)報(bào)告見諸于國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊物;每年都舉辦專題“國(guó)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(wàn)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(guó)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(guó)近年來(lái)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(guó)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(zhǎng)的環(huán)境因素(如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)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(lái)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(zhǎng)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(chǎng)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(cè),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(zhǎng)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(lái)耕作經(jīng)營(yíng),正是受到對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境和產(chǎn)量空間變異的感性知識(shí)的影響。我國(guó)農(nóng)民幾千年來(lái)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(lái)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(lái),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(Site Specific Crop Management)的技術(shù)研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場(chǎng)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。現(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(zhǎng)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(zhǎng)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(kù)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(lái)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12-15 m2, 獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細(xì)到60 m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(lái)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(guó)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(zhǎng)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(lái)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(guó)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。“精細(xì)農(nóng)業(yè)”應(yīng)用實(shí)踐可根據(jù)不同國(guó)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(yíng)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(guó)際上具有廣泛的共識(shí)。1998.1美國(guó)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(lái)人類生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細(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(guó)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(guó)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。
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:
加強(qiáng)對(duì)國(guó)際有關(guān)發(fā)展信息和經(jīng)驗(yàn)的研究,提出符合國(guó)情的發(fā)展戰(zhàn)略。九十年代以來(lái),國(guó)外許多單位已經(jīng)積累了一大批示范試驗(yàn)數(shù)據(jù)與支持技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)研究成果。可以采取引進(jìn)技術(shù)思想與部分裝備技術(shù)和自主創(chuàng)新相結(jié)合。找準(zhǔn)切入點(diǎn),注重其支持技術(shù)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。“精細(xì)農(nóng)作”的技術(shù)思想在國(guó)際科技界共識(shí)的基礎(chǔ)上有其特定的涵義,即認(rèn)識(shí)農(nóng)田內(nèi)小區(qū)產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)條件的空間差異性,實(shí)施定位處方農(nóng)作。它是適應(yīng)集約化、規(guī)模化程度高的作物生產(chǎn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)而提出的,在我國(guó)可先在規(guī)模化農(nóng)場(chǎng)、部分大城市郊區(qū)和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)綜合開發(fā)試驗(yàn)區(qū),力求在農(nóng)田小區(qū)的尺度上進(jìn)行研究與實(shí)踐。我國(guó)廣大農(nóng)村農(nóng)田經(jīng)營(yíng)規(guī)模小,生產(chǎn)手段仍較落后,實(shí)現(xiàn)廣域的現(xiàn)代農(nóng)田精細(xì)經(jīng)營(yíng)尚需有較長(zhǎng)的發(fā)展過程,有條件的地區(qū)可先以村片、農(nóng)田的尺度上對(duì)精細(xì)農(nóng)作的技術(shù)思想進(jìn)行示范試驗(yàn)研究,并可著重結(jié)合發(fā)展農(nóng)村社會(huì)化服務(wù)方式創(chuàng)新中,開拓出新的服務(wù)領(lǐng)域。這樣,既可以使我國(guó)的研究實(shí)踐與國(guó)際上的研究發(fā)展趨勢(shì)相接軌,又可以探索形成具有國(guó)情特色、有利于在農(nóng)村逐步推廣先進(jìn)的農(nóng)作技術(shù)體系。
通過“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的試驗(yàn)示范研究,大力傳播基于信息與知識(shí)的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)精細(xì)經(jīng)營(yíng)的技術(shù)思想。現(xiàn)今實(shí)踐的面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作應(yīng)該擴(kuò)展到種、養(yǎng)、加,產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的整個(gè)過程,即過渡到建立“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)體系。實(shí)際上,“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想,早在七十年代后期開始,已優(yōu)先在發(fā)達(dá)國(guó)家奶牛場(chǎng),基于動(dòng)物個(gè)體編號(hào)電子自動(dòng)識(shí)別技術(shù),根據(jù)奶牛產(chǎn)奶量定量配料系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。近十多年來(lái),全自動(dòng)化設(shè)施園藝業(yè)的發(fā)展和養(yǎng)殖業(yè)中動(dòng)物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型與配料、環(huán)境調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)合,農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后儲(chǔ)藏、保鮮、加工、分級(jí),為達(dá)到高品質(zhì)、高附加值產(chǎn)品的過程中,都已吸收了電子信息科技前沿的成就。在我國(guó),“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的技術(shù)思想,尤應(yīng)在設(shè)施園藝,集約養(yǎng)殖,農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)選、儲(chǔ)藏加工等增值產(chǎn)業(yè)中先付諸實(shí)踐與推廣,這對(duì)我國(guó)目前處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整時(shí)期和開始重視強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變中,依靠先進(jìn)技術(shù)裝備和農(nóng)業(yè)精細(xì)經(jīng)營(yíng)技術(shù)的支持,對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村穩(wěn)定,都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”試驗(yàn)研究實(shí)踐過程中,注意組裝一批基于信息和知識(shí)的單項(xiàng)適用先進(jìn)技術(shù)支持當(dāng)前的“科技興農(nóng)”。如:GPS、GIS技術(shù)用于農(nóng)村規(guī)劃、農(nóng)田管理、節(jié)水灌溉、環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)用技術(shù);農(nóng)田信息快速采集、存儲(chǔ)、處理技術(shù)與儀器;農(nóng)田耕作、土肥管理、農(nóng)藥利用、污染控制等適用技術(shù);機(jī)電儀一體化的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備;精細(xì)測(cè)土配方施肥、病蟲草害快速實(shí)用監(jiān)測(cè)技術(shù);智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)的推廣及裝備農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)體系的先進(jìn)技術(shù)與工具的開發(fā)等。
在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中注意形成一批具有創(chuàng)新意義的新技術(shù)體系,以支持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。新的技術(shù)體系應(yīng)在科學(xué)理論或方法上,在高新技術(shù)的應(yīng)用上有重要的突破,能夠引起技術(shù)上產(chǎn)生質(zhì)的飛躍和為實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)率先躍居世界先進(jìn)水平作出貢獻(xiàn)。在試驗(yàn)研究中要加強(qiáng)多部門、多學(xué)科間的相互合作,協(xié)同攻關(guān).發(fā)展學(xué)術(shù)交流,加強(qiáng)國(guó)際合作,重視應(yīng)用基礎(chǔ)研究。在高等農(nóng)業(yè)工程院校的學(xué)科建設(shè)與教學(xué)內(nèi)容改革中,要?jiǎng)?chuàng)造條件開設(shè)有關(guān)GPS、GIS、RS應(yīng)用課程,加強(qiáng)電子信息高新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)研究。
在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的示范試驗(yàn)研究中,提出了一系列新的科學(xué)技術(shù)問題。其中,尤以田間信息實(shí)時(shí)快速采集先進(jìn)傳感技術(shù),生物信息模式識(shí)別技術(shù),空間信息處理與圖形自動(dòng)生成技術(shù),計(jì)算機(jī)化的定量管理農(nóng)藝技術(shù)與系統(tǒng)分析等,都需要作物科學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、生物物理、數(shù)學(xué)方法、信息軟硬件技術(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的支持,這為農(nóng)業(yè)科技工作者提供了進(jìn)行科技創(chuàng)新的良好機(jī)遇。
參 考 文 獻(xiàn)
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汪懋華,“精細(xì)農(nóng)作” 一 知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的農(nóng)田精耕細(xì)作技術(shù),"科技進(jìn)步與學(xué)科發(fā)展"論文集上冊(cè), 周光召主編, 中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社出版, 1998.9。
[5].汪懋華,“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究的發(fā)展與農(nóng)業(yè)裝備科技創(chuàng)新,中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)第六次全國(guó)代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,上海,1998.11。
[6].汪懋華,“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究與工程科技創(chuàng)新,農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),Vol5. No.1,1999.3.