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中圖分類號：S-0文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）09-0118-04
我國農業資源約束日益突出，農業生態環境退化加劇，化肥占農業生產成本25%以上，但利用率僅為30%～35%，遠低于發達國家的50%～60%，不僅造成了經濟上的巨大損失，更帶來了嚴重的地下水污染和生態環境破壞。國內外研究表明，精準變量施肥可使多種作物平均增產8.2%～19.8%，降低總成本約15%，化肥施用量減少約20%～40%，土壤理化性質得到改善。因此，解決上述問題的最佳途徑是大范圍地推廣應用按需變量施肥的精準農業和測土配方施肥技術。
1 精準農業及其在我國的實踐與發展
精準農業[1～5]又稱精細農業，它以信息技術為基礎，根據田間每一操作單元的具體條件，定位、定時、定量地調整土壤和作物的各項管理措施，最大限度地優化各項農業投入的量、質和時機，以期獲得最高產量和最大經濟效益，同時兼顧農業生態環境，保護土地等農業自然資源。
精準農業技術是基于信息技術、生物技術和工程裝備技術等一系列科學技術成果上發展起來的一種新型農業生產技術，由全球定位系統、農田信息采集系統、農田遙感監測系統、農田地理信息系統、農業專家系統、智能化農機具系統、環境監測系統、網絡化管理系統和培訓系統等組成。其核心技術是“3S”（即RS、GIS、GPS）技術[6，7]及計算機自動控制技術。
遙感（RS）技術[8]的主要作用是農作物種植面積檢測及產量估算、作物生長環境信息檢測（包括土壤水分分布檢測、水分虧缺檢測、作物養分檢測和病蟲害檢測）、災害損失評估。地理信息系統（GIS）[9]是精細農業技術的核心。應用該系統可以將土地邊界、土壤類型、地形地貌、灌溉系統、歷年土壤測試結果、化肥和農藥使用情況、歷年產量等各種專題要素地圖組合在一起，為農田管理提供數據查詢和分析，繪制產量分布圖，指導生產。應用全球定位系統（GPS）可以精確定位水、肥、土等作物生長環境和病、蟲、草害的空間分布，輔助農業生產中的播種、灌溉、施肥、病蟲害防治工作。另外，農機具上安裝GPS系統還可以進行田間導航，實現變量作業。
我國在1994年就有學者進行精細農業的研究。國家“十五”科技戰略重點將發展精準農業技術、提高農業生產水平作為重中之重，并首次在“863”計劃中支持研究機構進行精準農業技術自主創新。目前一些地區已經將精細農業引入生產實踐中，在北京、上海、黑龍江以及新疆一些地區建立起一批精細農業示范基地，并取得了可觀的經濟效益。
2 國內精準農業技術研究現狀
從技術角度來看，完整的精細農業技術由土壤及作物信息獲取、決策支持、處方生成、精準變量投入四個環節組成（圖1）。信息獲取技術、信息處理與分析技術、田間實施技術是精準農業不可或缺的組成部分，三者有機集成才能實現精準農業的目標。
圖1 精準農業（PA/PF）技術組成
2.1 土壤及作物信息獲取[10，11]
由全球衛星定位系統（GPS）獲得的定位信息、遙感系統（RS）獲得的遙感信息和基礎、動態信息構成了農業生物環境監測數據信息。
2.1.1 土壤環境信息的獲取 （1）土壤養分信息的獲取：土壤養分的快速測量一直是精準農業信息采集的難題。目前主要的測量儀器一是基于光電分色等傳統養分速測技術的土壤養分速測儀，其穩定性、操作性和測量精度雖然尚待改進，但對農田主要肥力因素的快速測量具有實用價值。如河南農業大學開發的YN型便攜式土壤養分速測儀[12]，相對誤差為5%～10%，盡管每個項目測試所需時間仍在40～50 min，但較傳統的實驗室化學儀器分析在速度上提高了20倍。二是基于近紅外（NIR）多光分析技術、極化偏振激光技術、離子選擇場效應晶體管（ISFET）集成元件[13，14]的土壤營養元素快速測量儀器，相關研究己取得初步進展，有的已裝置在移動作業機上支持快速信息采集。
（2）土壤水分信息的獲取：土壤水分的測量是精細農業實施節水灌溉的基礎。目前常用的水分測量方法有基于時域反射儀（TDR）原理的測量方法、基于中子法技術的測量方法、基于土壤水分張力的測量方法和基于電磁波原理的測量方法[15]。
（3）土壤電導率信息的獲取：土壤電導率能不同程度地反映土壤中的鹽分、水分、有機質含量、土壤質地結構和孔隙率等參數的大小[16，17]。有效獲取土壤電導率值對于確定各種田間參數時空分布的差異具有重要意義。快速測量土壤電導率的方法有電流-電壓四端法和基于電磁感應原理的測量方法。
（4）土壤pH值的獲取：目前適合精細農業要求的pH值檢測儀器主要有光纖pH值傳感器和pH-ISFET電極[18～21]。光纖pH值傳感器雖然易受環境干擾，但在精度和響應時間上基本能滿足田間實時快速采集的需要。基于pH-ISFET電極的測量方法具有良好的精度和較短的響應時間，但易受溫度影響，需要溫度補償，且電極的壽命較短。
（5）土壤耕作層深度和耕作阻力：圓錐指數CI（Cone Index）可以綜合反映土壤機械物理性質，表征土壤耕作層深度和耕作阻力[22]。圓錐指數CI是用圓錐貫入儀（簡稱圓錐儀）來測定的。圓錐儀的研制工作不斷發展，從手動貫入到機動貫入，從目測讀數到電測記錄，出現了多種多樣的圓錐儀。
2.1.2 作物生長信息的獲取 作物生長信息包括作物冠層生化參數（葉綠素含量、作物水分脅迫和營養缺素脅迫）、植物物理參數（如根莖原位形態、葉片面積指數）等。作物長勢信息是調控作物生長、進行作物營養缺素診斷、分析和預測作物產量的重要基礎和根據。主要方法有三種：一是從宏觀角度利用RS遙感的多時相影像信息研究植被生長發育的節律特征[23]。二是在區域或田塊的尺度上，近距離直接觀測分析作物的長勢信息。三是基于地物光譜特征間接測定作物養分和生化參數。
2.1.3 病蟲草害信息的采集 病蟲害和雜草是限制農作物產量和品質提高的重要因素，及時、準確、有效檢測病蟲害的發生時間、發生程度是采取治理措施的基礎。目前，病蟲草害信息的自動快速采集主要是基于計算機圖像處理和模式識別技術，以研究植株的根、莖、冠層（葉、花、果實）等的形態特征作為診斷判讀的目標。主要分析方法有光譜特征分析法、紋理特征分析法、形狀特征分析法等[24～29]。
2.1.4 作物產量信息的獲取 獲取作物產量信息是實現作物生產過程中變量管理的重要依據。國際上已商品化的谷物聯合收割機產量監視系統主要有美國CASE IH公司的AFS（advanced farming system ）系統、英國AGCO公司的FieldStar系統、美國John-Deree公司的Greenstar系統、美國AgLeader公司PF（precision farming）系統及英國RDS公司的產量監測系統等[30]。這些系統具有功能較強的GIS綜合功能，能自動完成產量監測和生成產量分布圖。我國谷物產量測產系統的研究起步較晚，目前尚在研制中。
2.2 決策支持與處方生成
分析決策系統[31]主要包括地理信息系統（GIS）、作物生產函數或生長模型和決策系統三部分，決定變量施肥效果[14]。
地理信息系統（GIS）用于描述農田屬性的空間差異和建立土壤數據、自然條件、作物苗情等空間信息數據庫，進行空間屬性數據的地理統計。它主要應用于離線的處方控制方式中，而在實時控制模式中沒有使用的必要。
作物生產函數或生長模型是生物技術在農業實際生產中的應用。它將作物、氣象和土壤等作為一個整體進行考慮，應用系統分析的原理和方法，綜合農學領域內多個學科的理論和研究成果，對作物的生長發育與土壤環境的關系加以理論概括和數量分析，并建立起相應的數學模型。該模型描述了作物的生長過程及養分需求，是變量施肥決策的根本依據。
決策系統根據農業專家長期積累的經驗和知識或GIS與作物生長模型的組合分析計算[11]，這些存儲在GIS系統中的數據信息經由作物生產管理輔助決策支持系統，最終生成具有針對性的優化了的投入決策及對策圖，即進行時、空、量、質全方位的田間管理實施處方圖，得到施肥的處方圖（離線形式）或具體的施肥量（在線形式），并將其存入存儲卡或者數據庫中，供施肥作業使用。
2.3 變量投入技術
由配套農業設施設備（ICS農機裝備和VRT變量投入設備）組成調控實施系統，經全球衛星定位系統GPS定位，在田間管理處方圖的指導下實施精細控制，田間實施的關鍵技術是現代工程裝備技術，是“硬件”，其核心技術是“機電一體化”。田間實施技術應用于農作物播種、施肥、化學農藥噴灑、精準灌溉和聯合收割機計產收獲等各個環節中。
3 國內精準農業發展對策
3.1 宣傳普及，提升對精準農業的認識
精準農業技術本身能帶來可觀的經濟效益和社會生態效益，同時對提高農民收入、減少農民勞動強度、改善環境質量等有非常重要的作用。
精準農業技術的推廣應用涉及精準農業技術本身的發展、農業機械化水平、農業技術培訓、農民承擔生產風險的能力等，其中農業技術培訓是推廣應用過程中的關鍵。由于農民獲得信息的渠道有限，只有通過農業技術培訓，農民才能認識到精準農業技術的優點并在技術培訓過程中掌握這項技術，精準農業技術才能在生產實踐中大范圍地推廣應用。
3.2 完善精準農業的配套技術
通過測土配方和相應的變量施肥技術，改變農民傳統施肥觀念，根據土地的肥力現狀按需變量配合施用肥料，提高肥料利用率，減少面源污染，增產增收。
做好精準農業資料收集和信息標準化工作，應用3S技術建立農作物品種、栽培技術、病蟲害防治等技術信息網絡以及農業科研成果、新材料等科研信息網絡，實現農業資源的社會化、產業化。
3.3 選準適合國情的精準農業項目
我國大部分地區尤其是較落后地區的農村承包地普遍處于碎片化狀態，難以支撐起發展精準農業的要求，必須通過土地流轉達到規模經營的效果。
另一方面，隨著農村市場化和產業結構的調整，在墾區農場（如黑龍江大型農場、新疆建設兵團）和大面積作物生產平原區建立“精確施肥”技術示范工程，或聯合一些高效益企業（煙草企業、中藥材企業等）帶動“精確施肥”的發展是結合中國國情發展精確施肥的有效途徑。
4 結束語
精準農業的發展在我國尚處于起步階段，面臨諸多問題與困難。而且我國土地相對分散，技術落后，環保意識不強，在相當長的時期內仍然是小農經濟占主導成分。因此建立一個集資源化、信息化、知識化、生態化于一體的全方位生態系統，走具有中國特色的精準農業發展之路，是我國農業發展的必然。
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006～2020年）》中明確把農業精準作業與信息化作為農業領域科技發展的優先主題，精準農業對提高我國農業現代科技水平具有重要作用，具有廣闊的發展前景。
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近年來，電子商務在我國發展地是突飛猛進，而互聯網的不斷普及以及電商平臺呈井噴式的擴充市場，毫無疑問地為我國經濟社會發展帶來了新的活力和動力。所謂的電子商務精準扶貧，就是指的農村地區特色農業農產品依托電子商務平臺進行銷售和推廣，促進農村網絡創業，拉動網購消費。在全面實現小康社會，幫助農村農民脫貧致富的社會共同目標下，電商扶貧無疑是為我們提供一條新的路徑。
一、 甘肅省農村電子商務發展狀況
(一) 網絡覆蓋，農村地區有了傳送帶
目前，甘肅省70%以上的農村地區已基本實現網絡覆蓋，40%以上的貧困鄉能利用電子商務銷售當地特色農產品，交易額的年均增長率達10%以上。在如今的大數據時代，寬帶就像是一條傳送帶，將信息、人才、資金源源不斷地輸送到西北農村地區。
(二) 三大電商助力，電商交易平臺遍地開花
2015年，三大電商京東集團、蘇寧易購和阿里巴巴集團農村淘寶的農村電商計劃相繼落地甘肅，數千個的縣級運營中心和數十萬個村級服務站的建立，將電子商務的網絡覆蓋到甘肅省70%強的縣以及50%的農村地區，電子商務已在甘肅遍地開花。
(三) 快遞也下鄉，農村物流網逐漸建立
“要致富先修路”，同樣的，要發展農村電商對貧困地區而言，首先就需要克服物流問題的困難。在加快“快遞下鄉”的政策性指導下，甘肅省80%的農村地區已經建立起物流網，但多數偏遠貧困農村地區的物流網仍在建立當中。
二、 甘肅省農業發展現狀
(一)甘肅省農業現狀概括
以草食畜、蔬菜、林果等產業為主要農業發展方向的甘肅省目前形成了糧、經、飼“三元”一體的農業結構，另全面發展農林牧漁，加快發展農業區域化布局。
目前，該省六大特色產業發展迅速，農業產業化水平得到提升。草食畜牧業、優質林果、蔬菜產品、中藥材人工種植、馬鈴薯六大特色農業在全國范圍具有重要地位。
(二)農業發展瓶頸
1.自然災害頻發
甘肅省地貌復雜氣候變化多樣，農業受到天氣等因素的影響很大。近幾年，甘肅省極端天氣增多的趨勢，如持續性的干旱就嚴重影響到農村地區的群眾生活和農業生產。
2. 農業抗風險能力較弱
甘肅省農業現代化水平較低，生態環境十分脆弱，市場競爭力在全國來說相對較弱。現如今農產品市場價格波動很大，該省農業抵抗風險能力較弱，易受到其影響。
3. 農村勞動力不足
因缺乏資金、技術，甘肅省農村地區青壯勞動力大量外流，進行農業生產的勞動力嚴重不足，農村地區農業發展緩慢。
三、 電商精準扶貧對農業經濟的影響
(一) 電商精準扶貧政策的成果
1.信息先行，提供網絡信息平臺服務
目前，甘肅省已經建成1個省級信息服務網絡平臺、80多個縣級信息服務平臺和4000多個村級信息服務點。政府在工程總投資出資3100萬元，各村級信息服務點日常運行費用也由地方政府財政預算列支，不增加農民負擔。
2.以點帶面，建立電商扶貧示范點
2016年，甘肅省以點帶面在全省建立了一批兼具典型特點和示范帶動作用的農村電商示范縣和示范村，數個電子商務服務中心也在貧困縣建立起來。
(二) 政策推行過程中面臨的問題
目前，甘肅省電商精準扶貧政策的推行取得一定的成功，但在推行過程中仍然存在一些問題。如偏遠貧困地區農村農民的互聯網和電商扶貧意識仍有待加強;貧困農村地區的資金及融通方面活力不夠;電商專業人才比較緊缺;農村地區的電商平臺雖然基本建立，但是技術層面仍有待提高。
(三)電商精準扶貧為農業經濟提供新思路
1.電商+農業+人才
電商精準扶貧模式引進大學生人才邊學邊干成為技術骨干，手把手教農民如何掌握現代技術，使農民真正成為“能手”。用技術留下青壯勞力，推動新型職業化農民成為農業生產的生力軍，解決農村勞動力不足、人才缺乏的瓶頸。
2. 電商+農業+資金
近兩年電子商務逐漸向金融領域發展，電商精準扶貧“電商+農業+資金”模式為解決農村融資難、資金缺乏等困難提供了新路徑，在農村融資問題方面提供了巨大的支持和幫助。為便于農村地區資金的融通，在國內知名三大電商平臺的支持下，甘肅省積極培育兼具地方特色和民族特色的本土農村電商平臺。
3. 電商+特色農業
甘肅省電商扶貧始終堅持因地制宜、實事求是的原則，不斷創新，敢于嘗試，開辟了“電商+農業+旅游業”、“電商+綠色農業”等新的模式，為該省特色農業真正地、長遠地、可持續地發展提供新思路。
4.電商+物流網+品牌建立
在電商精準扶貧政策下，互聯網和物聯網在農業生產上達到了高度融合。電子商務平臺和物聯網的建立增強了區域間聯系，以縣帶村，聯合發展，按照“一縣一業”“一村一品”的原則，培育農業農產品等特色品牌。
關鍵詞 農業標準化建設；農業產業化；推動作用；瓶頸；對策；湖北隨州
中圖分類號 F322 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）15-0310-01
農業標準化是現代農業社會發展的產物，也是農業實現市場化和產業化的必經途徑。標準化的農業作為一種新型的科技模式，集現代技術和管理技術于一體，對于發展農村經濟與形成產業鏈具有重要的意義。農業標準化是傳統農業向現代化農業發展的一個重要標志，與我國農業市場化、產業化、現代化的發展進程有著最直接關系[1]。筆者就隨州市實施農業標準化的情況，對其推進地方農業產業發展的作用進行探討。
1 農業標準化建設對地方農業產業化的推動作用
建立農業標準化體系并通過示范加以推廣，是農業結構戰略性調整的一項基礎工作，有利于實現農業市場化、產業化、現代化、集約化。隨州市在農業標準化建設過程中已經取得了初步的成績。
1.1 基本建立農業標準化體系
圍繞隨州市優勢產業，制訂了優質干鮮果、食用菌、特色蔬菜優良品種和新品種等農產品的生產標準和質量等級標準；結合技術更新和無公害農產品質量標準，制訂無公害農產品生產種植與管理技術規范、畜禽養殖與防疫技術規范，發展綠色無公害農業。
1.2 初步建立農業標準檢測體系
建立質量監督、檢測體系與主要病蟲害及疫病檢測系統，形成了市、區（縣）、鎮（鄉）三級檢測網絡，對環境和農產品質量進行監控[2]，定期預測報告，指導農業防疫用藥，預防重大疫病泛濫。
1.3 大力建設農業標準化示范區
重點建設名優特產品、無公害蔬菜、畜禽優良品種培育示范區。目前，隨州市已建有“萬噸食用菌”“肉雞養殖”等國家級農業標準化示范區8個，“隨州銀杏”等省級農業標準化示范區6個，“吉陽大蒜”等多項國家地理標志產品，在建設期間累計制定農業地方標準29項，龍頭企業產品標準68個。實踐證明，通過示范區建設，隨州市食用菌種植由2003年示范前的16個鄉鎮擴展到目前的44個鄉鎮辦事處，18.6萬戶40余萬人從事食用菌生產，總產量達4.6萬t，實現產值17.56億元；肉雞養殖標準化示范前產值17.7億元，示范后產值23.37億元；香菇栽培標準化示范前產值1.8億元，示范后產值3.6億元。實踐證明，大力建設農業標準化示范區已成為隨州市推進農業產業化的重要抓手[1-3]。
2 農業標準化建設的瓶頸
在我國，農業生產還是處于單體運作，機械化程度不高，在面對結構戰略性調整、全球性競爭更加激烈的新形勢下，在短時間內，推行地方農業標準化建設的工作還存在若干問題。
2.1 農業產業化發展水平有待提高
農業產業規模化經營的主體是龍頭農業企業。但目前隨州市龍頭農業企業數量不多[3]，以家庭為單位的分散型單體生產經營為主要生產經營方式。分散型經營者即廣大農戶數量范圍廣泛、綜合素質偏低、經營品種繁多、生產方式落后、市場選擇單一，這種規模化小、集約化程度偏低的狀況是隨州市推進農業標準化工作深入開展須解決的首要問題。
2.2 農業標準的貫標技術推廣網絡輻射面不廣
建好各類標準化示范區的首要前提，就是需要大量專業技術人員。目前，隨州市農業專業技術人員較匱乏，農業技術培訓、推廣及咨詢服務與農業標準化脫節，農業經營隨意性大，農業標準貫徹實施力度輕的現象較普遍，未能實現農業標準體系整體貫徹實施。
2.3 農業標準化工作經費不到位，缺少相應的配套支持政策和措施
分散型經營的單體經營農戶在市場經濟中處于弱勢地位。其抗風險能力較差，在具體生產經營中，短期趨利性傾向較強，對新技術的推廣以及農業標準的實施持謹慎態度。要打開這種局面，就需要利用一定政策引導性的啟動經費，去制定先進、可行的農業地方標準，進行相關貫標技術培訓，“多數量”“廣范圍”地辦好各級各類農業標準化示范區，進而扶植、培育一批具備市場競爭力的名優品牌，以實際成效加強宣傳示范，再配合以相應的支持政策和措施，推動農業標準化建設工作全面、深入開展[4-7]。
3 實施農業標準化建設的對策
針對隨州市目前農業標準化工作的現狀，要提高地方農產品質量，切實增加農民收入，實現農業可持續發展，有必要從以下幾個方面加強農業標準化建設。
3.1 加大農業標準宣傳和推廣力度
農業標準化是新時期農業和農村經濟發展，全面建設小康社會，縱深推進農業產業化進程，多途徑促進農民增收，有效解決“三農”問題的一項重要工作。一方面是給予高度重視，大力宣傳農業標準化的重要意義，擴大農業標準化的影響力，有效推動農業標準化工作的開展。另一方面是要加強引導。組建高效的領導與技術指導隊伍，開展好技術推廣應用，及時解決推廣應用過程中出現的問題，并制定農業標準化實施計劃，從而推動地區農業標準化工作更上新臺階。
3.2 大力推廣農業標準，努力提高標準質量
組織制定和完善本地區農業標準，實行分類指導，分級負責。根據隨州市農業標準化實際情況，采取適宜的農業生產技術，同時借鑒國外先進標準化的成功經驗，引進先進農業技術，并應用符合國際貿易需要的標準。根據具體自然條件與種植要求制定標準，充分論證和審查，切實提高標準質量，增強隨州市農產品在國際市場的競爭力。
3.3 完善農業標準體系與農業標準檢測體系
首先，應盡快建立標準信息資料庫，根據產地環境質量標準、產品標準、生產過程標準、包裝標準及相關其他標準，建立涵蓋產前、產中、產后的農業綜合標準體系。與此同時，充分利用質監、農業、衛生、商務等系統的檢測力量，進一步完善農產品質量安全檢測體系。
3.4 充分發揮高標準示范區的輻射帶動作用，加快農業標準化實施進程
選擇一批有基礎、有條件的農業項目，定期組織現場講解觀摩會，讓更多群眾更深刻地體會到標準化的作用，真正起到“搞好一個點，帶動一大片”的典型示范輻射作用，推動準化工作進步，帶動農業標準化的全面實施，這比僅僅依靠行政手段推行標準化見效快、效果好。
3.5 多渠道投入經費，確保農業標準化工作順利開展
增加農業標準化工作經費投入，充分吸納多方資金投入，逐步建立起監測多元化農業標準化投入機制，形成國家、地方、部門的企業多渠道投入格局。并由政府主導積極解決農業標準化建設中出現的困難。在金融信貸支持方面，對實施農業標準種養的農戶，給予政策傾斜，創造寬松的融資環境，促進農業標準化高效發展。
3.6 實施農產品品牌帶動戰略，促進農業標準化的發展
農業品牌數量體現地區標準化建設水平。積極引導農民和農業生產經營者樹立品牌意識，培育出一批農業名牌產品，增強品牌的市場競爭力，從而提高產品定位，并通過加強宣傳力度，推廣名優產品的影響力，引導農民走標準化的道路，促進地方農業產業化的發展。
4 參考文獻
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關鍵詞：精準農業 管理技術 應用研究
傳統農業發展過程中采用了高耗能的管理方式，投入了過多的農藥、化肥、等化學物質，也投入了大量的機械動力。但是，這種高耗能的發展模式是不適合現代農業發展的，導致了生態環境的惡化，土壤酸堿度失衡，致使農產品質量日益下降。在農產品市場競爭日益增強的現代社會，這種不符合可持續發展農業戰略的管理模式必將被先進的精準農業管理模式所取代。
一、農業精準化生產管理技術的現狀分析
精準農業是一種新型的農業生產管理思想，是在人工智能技術高速發展和信息技術快速發展的基礎上誕生的。精準農業是實現農業可持續發展的重要途徑，指明了未來農業發展的方向。精準農業管理模式是利用GIS地理信息系統、GPS衛星定位系統以及RS遙感系統等技術，及時了解農作物的生產環境、生長變化狀況、病蟲災害情況等。為分析、模擬農作物災害的發展趨勢提供具體的作物信息、數據，作為進一步解決作物災害問題提供參考標準。在此基礎上，精準農業發展模式，利用各種智能系統，準確、細致地計算出精準治理措施。包括：噴灑農藥、施肥灌溉、播種收獲等生產管理方式。
精準農業的目的是為了通過先進管理模式對農作物進行管理，以最小的投入獲得經濟和環境的最大利潤。目前，精準管理模式的主要技術支撐即以3S技術為基礎的多種數據系統為技術支撐的管理模式。包括：變量控制技術、生物信息技術、專家系統、決策支持系統、產量分布圖生成系統等。隨著數據處理技術的提高，可視化技術和計算機科學的發展，還有網絡數據庫系統的開發，精準農業獲得了快速發展，成為了國際上農業領域的發展熱點之一，大大促進了農業產業的升級。
二、發展精準農業的必要性
發展精準農業是我國的社會發展的需要。目前，我國耕地面積大量減少，自然災害發生頻繁，再加上病蟲災害，旱澇災害等，農業生產的發展也面臨著更大的挑戰。為了在世界農作物市場上占據優勢，只有提高農業生產領域的管理模式，才能更大限度的提高農產品的利潤，擴大市場占有率。精準的農業生產模式可以實現對農作物的精準化管理，解決上述各種問題。
發展精準農業是世界農業產業發展的需要。精準農業在世界范圍內已經得到了很大的推廣，成為了國際農業學、農業技術等高領域的研究對象，世界各國都在采用新型的精準農業管理模式。這符合國際農業發展的趨勢。
發展精準農業管理模式是由可持續發展的需要決定的。傳統的農業生產模式對生態環境的各方面造成了巨大的破壞，在能源資源供不應求的現代社會，發展精準農業更有利于建設可持續發展的農業體系，緩解建設現代農業過程中遇到的緊張局面。
三、精準農業發展過程中遇到的問題及解決對策
在發展精準農業的過程中，出現了一些水資源利用不當、施肥結構不合理、信息體制不健全的問題。發展精準農業就要著重發展灌溉精準農業、節肥精準農業、精準設施農業。發展精準灌溉農業就要根據信息系統反饋的數據因地制宜地選擇灌溉設施，開源節流，節約水源，解決好水資源的時空分布不均的問題。發展節肥精準農業需要系統分析、預算出恰當的施肥時間，施肥數量，以及肥料品種。發展精準設施農業就是利用機械設施改變或者提供農作物生長的小氣候，從而為農作物生長提供更為適宜的生長環境，提高作物產量。
更重要的是，要加大3S技術的應用范圍，建立全面的農作物管理系統，在GPS和RS技術的基礎上運用GIS技術準確分析數據信息，可以先建立實驗基地對比分析。另外，建立肥料信息系統和土壤肥力系統，收集不同的土壤類型、作物類型、肥料的使用情況等做好統計分析，隨時了解不同地區的土地肥力變化狀況，以便進一步進行管理。
精準農業發展模式需要協調好人力與機械的關系，提高農業機械化水平，減少生產成本投入，目的是為了增加我國的農業市場競爭力。
此外，政府要加強基礎設施建設，推進管理模式的創新，利用政府的力量大力支持信息技術的提高，建立完整的信息管理系統。建設全方位的農業信息管理中心，及時引進新型農業發展技術，形成農業精準化的發展規模。
結束語：
信息采集技術、網絡技術和專家決策系統共同構成了農業精準化生產管理模式。精準化生產模式可以彌補傳統生產模式的不足，在此基礎上又可以降低生產成本，節約人力。在這種生產模式下可以對農作物信息進行智能采集、計算、判斷、分析、預測與預警等，以達到提高農作物質量和產量的目的。由于精準化生產方式涉及到更多信息網絡智能領域，因此要加強信息技術的推廣。發展農業產業也要考慮地區差異，要根據不同地區的土地狀況和實際情況因地制宜地選擇不同的發展方式。
精準化農業生產模式符合國際農業發展的趨勢，我們作為發展中國家，在發展精準化農業的過程中要遵循可持續發展的原則，學習先進管理模式，引進先進技術，爭取在精準化農業發展過程中走出有中國特色的農業發展模式。
參考文獻：
關鍵詞：農業精準化；生產管理；技術研究
農業精準化又被稱為農業精確化、農業精細化、農業數字化或農業信息化,是依靠現代信息化技術的發展而發展起來的新型農業生產管理模式。農業精準化需要依靠衛星定位系統、遙感、地理信息系統等技術獲取土地每平方米的農作物生長情況，以便及時發現病蟲害等不利于農作物生長的情況，從而及時對農業相關情況進行管理。同時還可以實現相關農業資源的高效利用和節約，從而減少農業污染，保證農產品質量，保護生態環境不受污染，進而最大程度地實現農業的生態功能。
1國內外農業精準化發展狀況
美國早在20世紀80年代便提出了農業精準化的相關概念及構想，隨后便召開了農業精準化學術研討會，并將相關理論成果運用于實際農業生產活動中，但是相關體系并未得到完善。然而，在以美國為代表的發達國家在規模化經營，機械化操作的情況下，農業精準化逐漸發展起來，并成功獲得了良好的經濟收益。隨后，日本，荷蘭等國家也根據本國的農業生產特點，開始了對農業精準化的相關研究與應用。如今，發達國家的農業精準化相關技術設備逐漸成熟，相關控制設備，電子裝備已經被運用于農業機械上，變量播種機、變量施藥機、聯合收割機等一系列智能農業機械已逐漸占據國際市場。由此，發達國家農業精準化技術的成熟并被實際應用于現代農業生產，促進了農業生產效率的提高，加快了其現代農業高技術的發展。如今，在發達國家，農業精準化已成為高科技與農業生產結合的產業，逐漸被認為是農業可持續性發展的有效方法。在我國，20世紀90年代便有專家提出了對農業精準化的研究想法，隨后，專家們對農業精準化在國外的實際運用狀況進行了分析研究并探討了農業精準化在國內的發展前景，根據研究結果，我國開始了農業精準化的相關研究。經過一系列研究試驗，我國建立了北京小湯山精細農業示范園。
2農業精準化的相關技術基礎
農業精準化主要依靠全球定位系統、地理信息系統、遙感系統、監測及信息采集處理技術、專家決策系統以及智能化農業機械裝備技術等。
2.1全球定位系統
農業精準化生產管理中，廣泛運用了GPS以獲取相關農業信息以及精確定位。通常情況下，一般運用DGPS技術以提高精確度。這項技術最主要的特點是定位的精確度極高，并且能夠基于不同使用目的選擇不同精確度的GPS系統。
2.2地理信息系統
地理信息系統是農業精準化絕對不能缺少的技術之一，它能夠幫助我們準確有效地管理農作物生長的相關信息與數據，并且，通過該系統傳遞處理田間實際信息是實現農業精準化不可缺少的。
2.3遙感技術
遙感技術對農業精準化來說，是獲得農作物相關生長信息的關鍵技術，農作物生長環境，生長狀況以及空間相關變異信息都由它準確收集提供。
3農業精準化在設施農業生產中的實際應用
3.1精確灌溉技術在我國設施農業生產中的實際應用
20世紀80年代，我國設施農業開始發展。并在90年展迅速，進入21世紀，更是勢如破竹。在我國設施農業發展之初，之中，相關灌溉設備比較落后，存在著一系列的問題。比如，灌溉水浪費，現代化管理水平比較低，源頭取水管理水平落后，節水設施研發水平不夠等。粗放型的灌溉模式與落后的灌溉技術達不到農業精準化的相關農業生產要求。進入21世紀，為了實現對灌溉系統的靈活管理，使灌溉過程更加準確，迅速，為了實現灌溉用水的自動化現代管理，精準灌溉技術在我國農業生產中得到了廣泛地運用，逐漸研發出了滴灌，微噴灌等高效的灌溉設施。同時，全球定位系統、地理信息系統、遙感技術以及信息采集與處理技術都被運用于我國農業生產灌溉過程中，提高了灌溉用水的利用效率。
3.2精確施肥技術在我國設施農業生產中的實際運用
我國的設施農業絕大部分運用于需肥量比較大的蔬菜的生產中，然而，通常情況下，我國的蔬菜種植過程中常常出現各種養分配合比例失調，肥料使用方法不當，肥料使用過量等一系列情況，使我國蔬菜種植質量下降。精確施肥技術能夠利用空間與時間的變化量來進行作物的管理，改變傳統的肥料使用方法，不僅避免了肥料使用過量造成生產成本增加以及農業環境污染情況的出現，而且確保了作物的生長潛力得到最大限度地發揮。相關農產品的品質得到了保證的同時還能夠取得很好地經濟效益。
3.3精確施藥技術在我國設施農業生產中的實際運用
設施農業使農藥使用的品種比傳統農業多，使用農藥的次數也比傳統農業多。同時，農業設施常常使農作物處于封閉狀態，空氣流動比較慢，風力比較小，這些因素使農藥溶解比較慢，可能使產出的農作物農藥殘余量超標。而使用精確施藥技術則可以有效避免這些問題地出現，從而降低農藥殘余量超標的可能。
4結語
我國設施農業自20世界80年代以來發展迅速，發展后勁足，而不斷研發精確農業相關技術，提高農業精準化生產能夠不斷促進我國農業生產向自動化，現代化方向發展，從而促進農業資源的高效利用，促進農產品作物質量的提高，確保農業環境不受到較大的污染。因而，我國應該在農業精準化生產的道路上繼續努力。
作者:管仁華 單位:日照市五蓮縣洪凝街道辦事處
關鍵詞：農業信息化；精準農業；實施策略
多年來，經過國家和各級政府的積極推進，現代信息技術在農業各環節中的應用逐步深入，特別是在大田種植、設施園藝、畜禽養殖以及水產養殖中的應用越來越廣泛，種養大戶采用現代信息技術裝備的意識越來越強，農業生產信息化水平不斷提高，精準農業也得到了迅速發展。
一、精準農業的涵義
精準農業是一種基于空間信息管理和變異分析的現代農業管理策略和農業操作技術體系。根據作物生長的土壤性狀，調節對作物的投入，即一方面查清田塊內部的土壤性狀與生產力空間變異，另一方面確定農作物的生產目標，進行定位的“系統診斷、優化配方、技術組裝、科學管理”，調動土壤生產力，以最少的或最節省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環境，高效地利用各類農業資源。精準農業能真正讓農民群眾受益，農產品持續提質增產，農業持續增效，農民持續增收，農業抗御自然災害的能力顯著增強。
二、我國基于農業信息化的精準農業的發展現狀
1.農業信息技術的應用正從單項應用向綜合集成應用過渡。
基于現代農業高產、優質、高效、生態和安全的要求，我國農業生產方式正向集約化生產、產業化經營、社會化服務、市場化運作以及信息化管理轉變。從生產、經營、管理到服務涉及到諸多環節，依靠單一的信息技術很難實現，農業信息技術的應用正從現代信息技術的單項應用向現代信息技術的綜合集成應用過渡。自動灌溉系統、精準的農業技術的推送、病蟲害診斷系統，種植養殖環境監控系統等，都會產生大量非結構化數據。大數據技術的出現，提供了良好的解決方案。
2. 農業物聯網技術在一些地方已經開始試點性應用。
農業本身所具有的特點使得農業在信息化智能化過程中，產生了大量的復雜的非結構化數據，這些數據的處理和挖掘，需要大數據技術。目前，基于無線傳感網絡的滴灌自動控制系統在北京、上海、黑龍江、河南、山東、新疆等地開始試點性應用。
3. 解決農業信息化海量數據處理和精準服務的問題亟須創建精準農業信息系統。
農村是我國信息化建設最薄弱的區域。海量數據處理和精準服務一直是農業信息中的一大難題。如何整合相關部門的農業信息資源構建大數據精準農業信息系統工程，是我國農業現代化亟待解決的大問題。精準農業信息系統把有線與無線網絡、通信服務與信息服務，終端產品的高中低檔科學、合理、有效地組織整合在一起，真正解決了農業信息化海量數據處理和精準服務的問題。
三、農業信息化下，精準農業發展實施策略
1. 突破精準農業關鍵技術瓶頸。
目前精準農業信息獲取、決策和實施三個環節均有技術瓶頸的制約，如：在農業信息快速獲取方面，要加強生物物理學、生物數學、生物力學和光學的應用基礎研究，重點突破農作物形態、營養、水分和土壤氮、磷、鉀等營養元素無損快速測試傳感技術，病蟲草害信息的定性定量識別技術；在精準農業決策方面，要研究農作物不同生長發育階段與土壤、氣象、管理措施的定量關系，為不同尺度的變量處方生成提供理論依據；在精準作業環節，重點解決適合小規模田塊和復雜地形的光機電一體化精準農業智能機械。
2.降低精準農業技術應用的門檻。
國外精準農業經過近20多年的研究，形成了很多商品化的技術產品，但主要是面向大規模農場作業需要，且產品價格昂貴，不適合中國目前的農業經濟水平和生產作業規模，要實現精準農業技術廣泛應用，必須降低精準農業技術應用的門檻。
3. 與當地農業主導產業緊密結合。
當地的農業主導產業是發展的重點和熱點，是當地產業經濟的支柱，也是當地政府部門、企業、農民關心的焦點，能夠解決當地主導產業發展過程中問題的技術，必將成為其優先考慮的技術選擇。因此，精準農業技術必須與當地農業主導產業的發展緊密結合，突出解決主導產業發展的難題，只有這樣才能使精準農業技術得到社會的關注和大規模應用，彰顯其在發展現代農業的地位和作用。
4.采取高效靈活的技術推廣模式。
根據用戶需求，可采取不同的技術推廣模式，提供專業化、社會化的技術服務，通過駐地工程設計實施，實現系統的正常運轉，形成“交鑰匙工程的技術推廣模式”。
5.制定統一的行業或國家標準。
目前國內外市場上精準農業的相關技術產品很多，但不同企業軟硬件產品自成體系。在開展精準農業研究應用過程中，難于構建可運行的精準農業系統。在這樣情況下，我國必須建立精準農業技術標準，與國際主流產品標準接軌的同時，也是爭奪精準農業技術制高點的重要切入點。
參考文獻
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關鍵詞：精準農業，應用現狀，北斗導航，農業機械，自動駕駛系統
1引言
精準農業是以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式和技術體系，是以信息技術為支撐，根據空間變異，定點、定時、定量的實施一整套現代化農事操作與管理的系統。新疆精準農業始于20世紀末，初期發展緩慢，隨著北斗導航技術、移動通信網絡的發展，精準農業技術發展迅速。新疆以棉花為主要經濟作物，根據國家統計局2018年棉花產量的公告數據，新疆棉花總產量占全國總產量的83.84%，新疆生產的棉花約三分之一產自新疆生產建設兵團。近年來，新疆生產建設兵團正式開啟團場改革，兵團職工自主組建農工合作社，新疆兵團土地流轉活躍，據新疆農業農村部門統計，到2018年全新疆家庭承包耕地流轉面積已達745.8萬畝。合作社規模不斷增大，田塊不斷整合集中，對于成套精準農業技術應用模式在新疆的深入推廣打下了基礎。當前，精準選種、精準播種、精準施肥、精準噴藥、精準灌溉、精準田間監測、精準收獲等所涉及的精準農業技術，已有部分在新疆兵團規模化應用。本文基于北斗導航融合精準農業賦能新疆創新試驗區建設項目，通過對新疆兵團石河子市石總場大田種植數字農業建設試點、石河子市北泉鎮鴻興翔種植專業合作社等多家大型農業合作社進行了實地調研，對新疆兵團精準農業技術應用現狀及發展需求進行總結分析。
2新疆兵團精準農業技術應用現狀
精準農業技術已應用于新疆兵團農業的耕、種、管、收四大環節，根據農戶對各種精準農業技術的接受度和該技術的推廣應用程度，本文主要從農機自動駕駛系統、水肥一體化系統、農業信息化管理系統三方面，對新疆兵團精準農業技術應用現狀進行分析。
2.1農機自動駕駛系統
如圖1，電機式農機自動駕駛系統主要由電機、角度傳感器、GNSS天線、高精度GNSS接收機、平板電腦、電臺及天線等部分組成。該技術可實現1000m播行水平誤差不超過3cm，播幅連接行誤差不超過3cm，能有效解決農機播種作業中出現的“播不直、接不上茬”的老大難問題，可以減少用工成本，延長作業時間，提高作業質量和土地利用率。2012年，新疆兵團農機推廣部門開展了衛星導航自動駕駛技術試驗示范工作，將該技術產品應用在棉花播種作業中。2013年，財政部、農業農村部在國家農機購置補貼目錄中，增加“農業用北斗終端（含漁船用）”的財政補貼，當年補貼額達到3.12萬元/臺套。2014年，國家發改委支持新疆兵團第八師開展區域精準農業示范，對首批800臺套的北斗農機自動駕駛導航系統雙重補貼，包括國家購機補貼和1萬元的項目補貼。截至2019年4月，兵團農八師已安裝3000余臺套農機自動駕駛系統，基本實現了全覆蓋。農機自動駕駛系統逐步從小面積試驗向大面積試驗示范邁進，且國產化品牌實現了從零到主導的突破。
2.2水肥一體化系統
水肥一體化系統是通過配置田間信息精準監測系統，全程監測農田墑情、氣象、設備工況等信息，為水肥決策和作業管理提供信息支撐。目前，使用者可通過PC或手機APP來發送指令，通過GPRS通訊模式實現閥門和自動施肥機的遠程控制，實現田間的無人作業功能，全年無需下地手動開關閥門。該技術既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置和灌水成分的精確要求，又能按照田間的每個操作單元的具體條件，精細準確地調整農業用水管理措施，最大限度地提高水的利用率。水肥一體化系統局部設備示意圖如圖2。20世紀后期，新疆兵團開始引進噴灌、滴灌技術。2008年以來，膜下滴灌水肥一體化技術得到當地政府的大力扶持，隨著配套基礎設施技術的發展，逐步將滴灌節水技術向智能化、水肥一體化、遠程操作控制方向發展。水肥一體化系統已形成了對應的服務體系，可大面積應用于大田作物。新疆自行研發的系列自動反沖洗網式過濾機組及自動施肥機，單套控制面積100-166.67hm2。當前，兵團高新節水灌溉面積1129.07千公頃，是全國最大的節水農業灌溉區。
2.3農業信息化管理系統
農業信息化管理系統可提供綜合服務，如利用北斗導航定位終端、農機工況采集終端，通過蜂窩網絡將農機位置信息、工況信息傳輸至農業信息化管理系統，可實現農機運行軌跡的回放、作業面積的統計、農機健康情況的監管和預測。另外，還可通過各種傳感器采集的信息，形成水、肥、藥的變量噴施處方圖，基于農業信息化管理平臺進行監管和下發作業任務。基于該類系統，可提高管理、調度、維護效率。圖3為新疆兵團八師石總場信息化管理平臺界面。農業信息化管理系統是隨各類采集終端發展而來，當前，眾多企業及政府分別建立了對應的農業信息化管理系統。
3新疆兵團精準農業技術發展需求
新疆兵團精準農業在北斗農機自動駕駛方面已取得了矚目的成就，但仍然存在差分信號服務受限、基準不統一等問題。當前農村實際情況是勞動力驟減，滿足農業生產需求的勞動力嚴重不足，因此，北斗農機自動駕駛技術應向農業全產業鏈方向發展，來彌補勞動力減少的現況。2015年，農業農村部《到2020年農藥使用量零增長行動方案》和《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，但新疆在節肥、節藥等技術的應用方面發展緩慢，且新疆是缺水地區，因此，水、肥、藥變量噴施技術的發展迫在眉睫。因棉花等作物的覆膜造成嚴重的環境污染，為了環境可持續發展，必須提高殘膜回收技術和發展可復用膜。下面主要從三方面來分析新疆兵團對精準農業技術的需求。（1）簡約式農機自動駕駛技術農機自動駕駛系統主要應用在精準播種環節，同樣也可應用在不同作物的耕地、施肥、施藥、收獲等環節。當前的農機自動駕駛系統還需由專業人員安裝、調試和教學，嚴重限制其推廣。因此，農機自動駕駛系統應該向安裝簡便、“傻瓜式”操作方向發展。（2）水、肥、藥變量噴施技術中國是全球農藥、化肥用量第一大國，但噴施流程和利用率遠遠低于先進國家水平。基于農作物的實際需要，將水、肥、藥定時、定點、定量的噴施是節約資源、提高農作物產量的發展趨勢，但投入產出比是當前最大的限制。如底肥的施用，需基于土壤采樣、上季作物的產量分布圖等共同決定。通過信息技術手段，感知作物的實際需水、需藥、需肥量，采用變量投入技術，實現按需精準灌溉施肥施藥，將是發展新方向。因此，應高度重視研究開發智能感知技術、深度學習算法、變量投入技術、機器人等。（3）殘膜回收技術地膜使用量不斷增加，但回收率偏低，土壤中的殘膜量逐步增加，土壤結構遭到嚴重破壞、耕地質量逐步下降。現今，新疆已成為殘膜污染嚴重的地區之一。因此，應向新型可復用農膜和提高殘膜回收技術方向發展。
4新疆兵團精準農業技術應用發展建議
一、什么是精準農業技術體系?
兵團精準農業技術體系是由農業適用科學技術、農業工程技術、農業生物工程技術、農業信息技術等先進科學技術組合而成，以精準灌溉技術、精準施肥技術、精準播種技術、精準收獲技術、田間作物生產及環境動態監測等6項技術為核心的精準農業技術體系。從1999年4月提出精準農業6項核心技術開始，經過3年的發展，到2003年，把精準農業6項核心技術在實踐中運用的經驗加以總結，形成具有精準農業核心技術體系、精準農業技術指標體系、精準農業技術規程(規范)體系和精準農業技術裝備體系4個子系統構筑的比較完善的精準農業技術體系。
精準農業技術體系中6項核心技術內容豐富。
――精準灌溉技術。兵團棉花生產上應用的精準灌溉技術主要包括膜下滴灌技術、自壓微水頭軟管灌技術、地下滴灌技術和滴灌自動控制灌溉技術。要實施這四項技術，一是要對棉花膜下滴灌、膜下微水頭軟管灌、地下滴灌、滴灌自動控制灌需水規律進行研究，并根據需水規律制定灌溉制度；二是要有能達到精準灌溉要求的、低成本的、質量上乘的節水設備及器材；三是要合理地進行田間管線設計和合理安裝；四是要有灌溉運行中的正確管理；五是要在灌溉期結束后將管線回收并妥善保管。
――精準施肥技術。實施精準施肥技術包括五個環節：第一，對作物需肥規律的研究；第二，測土，搞清土壤中所含肥料成分及有機質含量；第三，用微機決策獲得施肥的方案；第四，施專用肥、復合肥、滴灌肥；第五，施肥的方式，采用全層施肥、根外追肥和滴灌肥、自壓微水頭軟管、地下滴灌施肥。
――精準種子工程。實施精準種子工程技術有四個環節：第一，引進或自己培育優良品種；第二，對引進或培育的優良品種進行擴繁；第三，對擴繁的種子進行加工(棉種的加工包括脫絨、清選、包衣等)，加工后的種子要達到精準播種的要求；第四，對合格的種子進行銷售。
――精準播種技術。實施精準播種技術有兩個環節第一，要有符合精準播種要求的種子；第二，要生產出在膜上實施穴播，每穴播一粒棉種，且整形、鋪膜、點種、鋪毛管、膜上打孔、膜邊覆土、膜孔覆土并鎮壓八道工序一次完成的播種機。
――精準收獲。棉花實施精準收獲技術包括六個環節：第一，選擇適合機采棉又能豐產、提高質量的品種；第二，制定既能適用機采棉，又能豐產、提高質量的棉花株行距配置方案；第三，制定科學的脫葉劑配方，并選擇最佳的噴藥方式、噴藥時間和適宜的氣候條件進行棉花脫葉；第四，使用好采棉機，使所采籽棉達到規定的質量要求和達到一定工效；第五，機采籽棉的田間打垛及拉運；第六，機采籽棉的加工清理。
――田間作物的生產及環境動態的檢測技術。實施這項技術包括兩個環節：第一，制定棉花田間生長及環境動態監測的要求；第二，設計出能準確而及時反映棉花生長及環境動態的視頻系統，把中子測水儀、田間智能化病蟲測報、遙控自動化滴灌系統一并納入其中。田間的棉花生長如何、缺不缺水、缺不缺肥、有無病蟲危害都可以從監測系統終端的屏幕中看到。
精準農業6項技術每項技術的關鍵技術環節：精準灌溉技術推廣節水和增產效果顯著、成本低、安裝簡便、易于管理的節水灌溉系統是關鍵；精準施肥技術搞清棉花需肥規律，建立微機決策施肥系統是關鍵；精準種子工程技術引進或選育豐產、早熟、優質、抗病優良品種，進行科學加工，使種子的發芽率、純度、凈度達到精量播種要求是關鍵；精準播種技術研制氣吸式精量排種、穴播精量點播機是關鍵；棉花精準收獲技術合理的株行配置、脫葉、機采和籽棉加工是關鍵；田間作物生產及環境監測技術研制清晰度高、造價低、經久耐用的視頻系統是關鍵。
兵團精準農業技術體系來源于三個方面。第一個方面是繼承和發展兵團已經實施的農業科學技術；第二個方面是引進、吸收、消化國內外的農業先進科學技術和裝備；第三個方面是兵團科技人員和干部職工自己創新的科學技術和裝備。這三個方面的關系是，沒有繼承就沒有產生精準農業技術體系的基礎；而引進、吸收、消化國內外的農業先進科學技術和裝備，不僅奉富了兵團精準農業技術體系的內容，提高了兵團精準農業技術體系的檔次，而且加快了兵團精準農業技術體系產生的步伐，降低了兵團精準農業技術體系產生的成本；但是如果沒有發展和創新，兵團精準農業技術體系就不可能成為新的先進的農業科技體系。
二、精準農業技術體系發展和創新了哪些農業科學技術?
(一)發展和創新的具體農業科學技術。
1、精準灌溉技術。第一，吸收國內外技術，結合新疆和兵團的實際創造了膜下滴灌技術和自壓微水頭軟管灌技術；第二，對滴灌系統首部設備進行了7次改進，實現了自動反沖洗；第三，對滴灌系統的設計、管道和連接都進行了改進，在保證滴灌質量的前提下，大大降低了滴灌成本；第四，在一三團、一二七團、九團、一四五團、一三六團建成了一批滴灌自動化、半自動化示范工程；第五，把滴灌肥運用于滴灌中，形成了完美配套的水肥耦合應用技術。
2、精準施肥技術。自主研制了多個棉花微機決策平衡施肥專家系統，建立了以土壤數據和作物營養實時數據的采集、棉田地理信息系統、施肥模型、決策分析系統、綜合評價、滴灌肥為主要環節的精準施肥技術體系。
3、精準收獲技術。第一，創造了適合采棉機作業，而又能提高棉花質量、增加棉花單產的66+10CM帶狀高密度播種和栽培技術；第二，通過多次反復試驗和大面積生產，創造了在新疆不同棉區、不同氣候條件下、不同棉花品種的脫葉技術。
4、田間作物生長及環境動態監測技術。第一，在46平方公里的面積上，實現了利用遙感和視頻技術應用于田間作物生長及環境動態監測；第二，自主開發了自動化滴灌系統。
(二)產品創新。
1、在消化國外氣吸式播種機的基礎上，創造性地研制出將膜床整形、鋪設滴灌帶、鋪地膜、地膜上打孔、精
準投種、地膜邊覆土、膜孔覆土并鎮壓等8道工序合為一體的氣吸式鋪膜精量穴播棉花播種機。
2、在引進、消化、吸收國內外技術的基礎上，大膽進行自主創新，實現了滴灌節水設備全部國產化。開發生產出大流量壓力補償式滴灌帶、內鑲式滴灌帶、單翼迷宮式滴灌帶；開發生產出全自動反沖砂石過濾器。
3、開發生產出自壓微水頭軟管灌溉系統的干管、支管、毛管、施肥罐及配套系列管件產品，其中常壓節水灌溉系統、步進式雙邊錯位打孔機、軟管帶、步進式沖孔機和流量調節管路連接件等新產品獲國家發明和實用新型專利。
4、開發生產出適用大田作物隨水施肥的全營養速溶高效滴灌固態復合肥和棉花滴灌酸性液體肥料，基本實現了“試與測、測與配；配與供”的一條龍肥料供應和配方生產線。
5、5年來培育成20多個豐產、優質、抗病的棉花品種。
(三)精準農業技術規程、規范創新。
在精準農業技術體系的應用中，為了保證各項精準農業技術能達到精準指標，創造性地制定了精準農業技術規程和規范。1、棉種精加工技術操作規程(過量稀硫酸脫溶工藝)；2、棉花高密度栽培畝產150公斤皮棉膜下滴灌技術規程；3、棉花自壓軟管灌畝產150公斤皮棉技術規程；4、自壓微水頭軟管灌溉技術應用的若干意見(試行)；5、機采棉農藝栽培技術規程；6、采棉機作業技術規程；7、機采籽棉的驗收與貯運規程(試行)；8、兵團棉田害蟲預測預報調查技術規程。
(四)技術體系創新。
建立了密切結合國情和兵團農業發展實際，具有中國特色，包含精準農業核心技術體系、精準農業技術指標體系、精準農業技術規程體系和精準農業技術裝備體系4個子系統構筑的兵團精準農業技術體系。
三、精準農業技術體系在兵團棉花大面積應用情況及所獲得的經濟、生態和社會效益。
(一)精準農業技術體系推廣的方法。
1、不采取命令式或分配指標硬壓式方法，而采取試驗――示范――引導――服務――推廣應用的方法；
2、在節水技術推廣初期采取了費用補助方法；
3、組織專家進行技術服務和技術承包；
4、廣泛開展職工全員培訓，提高職工科技素質；
5、加大行政指導的力度。
(二)精準農業技術體系在棉花種植上的應用情況。
精準農業技術體系在棉花上的應用，總的情況是：從試驗到示范，從小面積示范到大面積推廣；補助費用示范到職工自己出錢應用推廣；由只制定出示范辦法到制定技術規程、規范；由技術到位率低到技術到位率高；由個別單位、單項技術應用到13個師110多個團、6項技術一起應用。
1、各項精準農業技術大面積應用獲得好的效果。到2003年，推廣測土施肥面積558．58萬畝，其中測土微機決策平衡施肥189．23萬畝，施用專用肥、復合肥269．89萬畝；優良種子推廣面積達棉花種植面積的90％，種子包衣面積594．99萬畝；膜上精量半精量播種面積658．54萬畝，其中精量播種7．88萬畝；節水灌溉面積438．66萬畝，其中膜下滴灌面積247．72萬畝，軟管灌面積182．92萬畝，深埋滴灌8．02萬畝；機采棉種植面積98．12萬畝，機收面積25．26萬畝；自動測水面積1．02萬畝，視頻技術面積0．5萬畝。
2、2004年各項精準農業技術應用獲得新突破。
測土微機決策平衡施肥面積達到281．5萬畝；棉種包衣推廣651．43萬畝，引進美國和丹麥的種子精選設備的四十五團、紅星二場等單位的種子加工達到精量播種的要求；精量半精量播種面積達到664．39萬畝，其中精量播種面積達到18,5萬畝，由新疆農墾科學院、一二五團等單位生產的棉花膜上精量點播機空穴率在3％以下，實際出苗率達到82％至92％，從而實現了棉花膜上精量點播的大突破；棉花節水灌溉面積推廣到607萬畝，其中膜下滴灌面積391．4萬畝，軟管灌面積177．21萬畝，節水技術不斷進步，由“一管四行”改為“一管兩行”，為了防風，部分單位實施膜下滴灌毛管淺埋5em至8cm；深埋式滴灌面積增加到9．48萬畝，首部裝備自動反沖洗成功，北疆大部分棉田實施滴水出苗，一二三團實現滴灌毛管回收第二年使用；按機采棉配置種植棉花179．06萬畝，計劃機采面積40萬畝；國產機采籽棉加工設備投入生產，加工質量達到要求，機采棉加濕試驗取得階段性成果；田間作物自動測水、滴灌系統自動化控制、棉鈴蟲自動化監測系統、GI$、GPS技術已開始示范、“視頻農業技術”推廣到7萬畝。
(三)精準農業技術體系在棉花生產大面積應用獲得的經濟、社會及生態效益。
1、經濟效益。精準農業技術體系的建立及在棉花生產的大面積應用，使兵團棉花生產水平上了一個新的臺階，同時獲得了顯著的經濟效益。
第一，提高了棉花的單產，增加了棉花的總產。據農業局統計，精準農業技術體系推廣應用的5年間，累計推廣面積937．34萬畝，棉花平均單產122公斤，增產17％；新增棉花總產 16590．92萬公斤，新增產值171881．91萬元。
第二、降低棉花生產成本。一是減少每畝播種量。實施半精量播種的棉田，播種量由原來的6公斤降為4公斤，實施精量播種的棉田又降為2公斤。二是提高了化肥的利用率。實施滴灌施肥的棉田，氮肥的利用率可以提高7至8個百分點，磷肥的利用率可以提高3至5個百分點。三是節約用水。實施滴灌的棉田每畝用水降至240至260立方米，比溝灌可節水140至160立方米。四是可降低每一畝的活勞動成本。實施精準農業技術體系前，一個職工只能管理20至25畝棉花，若該職工年收人7000元，則每畝棉花活勞動成本為240至350元。實施精準農業技術體系后，一個職工能管理100畝棉花，若該職工年收入10000元，則每畝棉花活勞動成本只有100元，比原來每畝降低活勞動成本140至250元。
第三，可以提高職工的勞動生產率。棉花生產實施膜上精量點播、膜下滴灌、機采棉等精準農業技術后，一個職工管理棉花的面積可以達到100至150畝，即便是棉花產量相同，其勞動生產率也是原來的5至7倍。
第四，可以提高土地利用率。，實施精準滴灌技術后，無需筑埂子、毛渠，可提高土地利用率5％左右。
2、社會效益。第一，實施精準農業技術體系可以把職工從定苗、灌水、拾花等繁重的體力勞動中解放出來，改善職工的生產條件，實現社會進步。第二，可以使農業干部職工的思想觀念發生變化，由小農經濟思想觀念轉變為大生產的觀念。第三，由于職均的管理面積大大增加，可以促進大田勞動力向畜牧業、果蔬園藝業和二、三產業轉移，加快畜牧業、果蔬園藝業和二、三產業的發展，使兵團一、二、三產業的結構更趨合理。第四，由于職均承包規模的不斷擴
大，必將帶來合并連隊，減少管理機構層次和管理人員數量，轉變團場管理職能等變化。第五，實施精準農業技術體系，增強了團場經濟實力、增加了職工的收入、改善了職工的生產和生活條件，必然穩定和發展職工隊伍，有利于兵團更好地執行屯墾戍邊的使命，有利于穩定邊疆，鞏固邊防。
3、生態效益。第一，實施精準農業技術體系降低了對土地的農藥、化肥等化學產品投入，減少了化學制品對土地的污染。第二，實施精準灌溉技術每畝可節水140至160立方米，節省的水可以用來種樹種草，為農業生態環境的改善作出貢獻。第三，實施精準農業技術體系，由于節約種子、水，提高肥料和土地利用率，可以使農業實現可持續發展。第四，對地下水位較高的地區，實施精準灌溉技術，可以大大減少地下水的補給，降低地下水位，抑制土地次生鹽漬化。
四、精準農業技術體系與以往的各項農業技術有什么不同?
(一)精準農業技術體系的實施，使農業生產實現了三方面的精準：一是定位的精準，精準地確定播種、灌溉、施肥的部位；二是定量的精準，精準地確定種子、水、肥、藥的施用量；三是定時的精準，精準地確定實施作業的時間。由于三方面的精準，達到了增產、增效、節本，資源合理利用，可持續發展的目的。
(二)精準農業技術體系是由精準農業6項核心技術集成在一起的農業技術體系。精準農業強調綜合集成的思想，多學科綜合運用。精準農業6項技術以相互關聯的互補性、系統性和完整性作用于棉花生產的全過程，使棉花生產達到增產、增效、節本、資源合理利用，可持續發展的目的。
五、精準農業技術體系的發展方向和應用前景。
(一)精準農業技術體系的發展方向。
精準農業技術體系是一個開放的、不斷發展的農業技術體系，隨著兵團農業的發展和國內外科技的進步，兵團精準農業技術體系也會不斷發展，總的發展趨勢是向智能化、自動化、信息化方向發展。
(二)精準農業技術體系的應用前景。
1、進一步提高精準農業技術體系在棉花生產上的到位率，使兵團棉花平均單產在近幾年內達到150公斤皮棉的目標，到2010年棉花平均單產達到200公斤皮棉的目標。
2、將精準農業技術體系的應用從棉花擴展到醬用西紅柿、甜菜、玉米、油料作物、蓖麻等作物，迅速提高各種作物的單產、總產和產品質量，降低成本，從而做大做強兵團整個種植業。
關鍵詞：3S技術；精準農業；應用展望
中圖分類號：S-3 文獻標識碼： A DOI：10.11974/nyyjs.20170229022
我國是一個農業大國，擁有近8億的農民，用占世界7%的耕地面積養活了世界22%的人口， 國際上近年來把精準農業作為農科學研究的熱點領域，是農業生產與高新技術相結合的新型農業發展模式。它的特點是“精確”，它充分體現的是因地制宜，科學管理的思想觀念，其核心技術是“3S”技術與計算機控制系統。
1 精準農業
1.1 精準農業（precision Agriculture）的核心思想
精準農業（precision Agriculture，簡稱PA）是農業實現低耗、高效、優質的重要途徑，是由信息技術支持的根據空間變異，定位、定時、定量地實施一整套現代化農事操作技術與管理的系統[1]， 實時獲取地塊中每個小區內的土壤信息、農作物信息，診斷作物的長勢和產量在空間上形成的差異是PA的內涵思想，并對每一個小區做出分析，決策，隨后進行灌溉、施肥以及噴藥，從而使水、肥以及殺蟲劑的利用率被最大限度地利用，增加產量，減少環境污染，進而高效地利用各類農業資源，取得非常可觀的經濟效益和環境效益。
1.2 精準農業的技術核心
實現PA，它的核心是除了建立一個完善的地理信息系統（GIS），還有全球定位系統（GPS）、遙感（RS）、傳感器以及檢測系統等。前3項組成了 “3S”技術，若要對農作物抽樣調查，獲取作物生長的各種影響因素數據，那就離不開3S技術，同時可以實時采集時間、空間變化信息，繪制電子地圖，并對其進行加工處理，還可對精準農業的效果、效益進行評估（圖1）。
1.3 S技術在精準農業中的綜合應用
1.3.1 GIS技術的應用
地理信息系統（GIS，Geographical Information System）作為農田空間數據庫采集、分析、處理和顯示地理空間信息的計算機軟件平臺。其在精準農業中的應用主要包括以下幾個方面：
GIS能作為農田空間數據庫的管理系統。它即管理農業空間數據庫，也能實現對土壤性狀、自然條件、農作物長勢狀況及產量等數據遠程查詢，也能參與分析，最終顯示與輸出分析的結果； GIS能繪制農作物產量分布圖。在新型聯合收割機上安裝GPS，每隔幾分鐘，GPS就記錄下它的位置， 而產量計量系統能自動稱出農作物的重量，此時計量儀器能測出農作物流入Υ娌值乃俁群筒獬鲆丫流出的總量，所以一旦結果顯示，就記錄在農田空間數據庫中； GIS可以分析農業專題圖。GIS有空間疊置功能，能將不同類型農業專題數據疊置在一起，形成新的數據集，從而能分析出土壤中各種限制因子與作物的相互影響。
1.3.2 GPS技術的應用
GPS在精準農業中非常重要，它可以精準定位，精準施肥，精準灌溉，精準噴藥以及精準耕作，GPS根據地區不同，土壤類型差別以及土壤中各種養分的盈虧狀況，作物的差異和作物的需求狀況，將微量元素與有機肥科學配方，做到精準施肥；同時，GPS利用土地參數采樣器，采集植物的生態環境等參數，通過GPS中心控制基站，然后讓專家系統進行植物分析，可以做到精準調控節水灌溉系統；GPS也能監測病蟲草害，它能連接高質量的視頻攝像系統，可以收集原始數據，分析圖像，實時監測田間作物，從而能得出受災范圍與位置，還可跟蹤蟲害的遷飛路線、種群數量和受災程度，病蟲害發展方向及流行趨勢，隨后可選擇裝有差分GPS的飛機引導飛行員在特定的路線與高度進行噴灑；精確種子與播種工程有機結合，能讓播種機均勻播種，深淺一致，這樣可以使田間作物獲得充足的營養，收獲機械不但可以顆粒歸倉，而且還能根據一定的標準準確分級，所以GPS能減少肥料和農藥的消耗、精確灌溉、精準播種，而且還有助于提高作物產量。
1.3.3 RS在精準農業中的應用
遙感（RS）是不接觸物體，對目標或自然現象遠距離探測和感知的一種新型技術。RS不僅全面、準確、實時地提供作物生態環境，而且還可以提供作物生長的各種信息。所以RS是獲取田間數據的重要來源，因此RS在作物產量預測，農情宏觀預報等方面提供重要依據。
2 結語
目前，關于3S技術的運用仍然是精準農業發展的核心，精準農業是一種綜合性很強的復雜系統，用GIS將土壤和作物數據進行存儲、整理、分析，利用RS可以全面、準確及時的獲取多光譜、大范圍的田間遙感數據，利用GPS技術，配合RS和GIS，能夠對農作物產量分布，土壤成分進行監測，做到合理施肥、精準灌溉、精準噴灑農藥和精細耕作，從而實現了農業低耗、高效和優質，精準農業在3S技術支持下具有精準定位、技術性強，定量化的特點，其中，GPS與GIS的結合提供了精準位置；提供了定量的田間作業與管理的技術手段，RS與GIS的結合能提供建立農田基礎數據庫所需的多種數據源，因此可以優勢互補 ， 從而促進精準農業的發展。
參考文獻
[1]劉金銅.精準農業概論[M].氣象出版社，2002.
[2]何勇.精細農業[M].杭州：浙江大學出版社，2000.
[3]唐俊華.對地觀測技術與精細農業[M].北京：科學出版社，2001.
