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雨蔬農(nóng)業(yè)：用技術(shù)武裝現(xiàn)代農(nóng)民！

導(dǎo)語(yǔ)

正如傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是'靠天吃飯',那么'精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)'就是打破這種困局的'金鑰匙'。7.1萬(wàn)畝耕地要怎么管理?需要多少人來(lái)種?答案是：只用了48個(gè)人,對(duì)莊稼的照顧卻'無(wú)微不至'到了葉片！這就是發(fā)生在黑龍江省嫩江縣沈陽(yáng)軍區(qū)雙山農(nóng)副業(yè)基地。而他們利用的就是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的模式。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流，是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)。

其基本涵義是根據(jù)作物生長(zhǎng)的土壤性狀，調(diào)節(jié)對(duì)作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo)，進(jìn)行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”，調(diào)動(dòng)土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達(dá)到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類(lèi)農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)由十個(gè)系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機(jī)具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)和培訓(xùn)系統(tǒng)。

案例：

黑龍江省嫩江縣沈陽(yáng)軍區(qū)雙山農(nóng)副業(yè)基地

在黑龍江省嫩江縣沈陽(yáng)軍區(qū)雙山農(nóng)副業(yè)基地，算上管理和后勤人員，48個(gè)人總共種著71000畝地，一臺(tái)進(jìn)口大馬力拖拉機(jī)每天能耕種2000畝地。

雙山基地采用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案是目前國(guó)內(nèi)第一個(gè)完整的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方案，是中科院與沈陽(yáng)軍區(qū)從2010年共同實(shí)施的研究項(xiàng)目。中科院下屬6個(gè)研究所的60多位從事地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、GIS、遙感、生物技術(shù)、智能機(jī)械、通訊技術(shù)等學(xué)科研究的專(zhuān)家，在這里實(shí)施了一套完整的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方案。

這個(gè)方案包括從制定計(jì)劃到收割的全套系統(tǒng)，使用世界最先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，采用中科院專(zhuān)家開(kāi)發(fā)的完整的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)解決方案，生產(chǎn)大豆、玉米和小麥，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化、智能化。

在中科院專(zhuān)家的幫助下，基地運(yùn)用衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)(GIS)、紅外光譜測(cè)土等技術(shù)，結(jié)合智能傳感、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)決策指揮和控制體系，解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的粗放生產(chǎn)方式所帶來(lái)的資源浪費(fèi)、生態(tài)環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題。

每年，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)上一年自動(dòng)記錄的情況及新一年的指標(biāo)做出當(dāng)年的生產(chǎn)計(jì)劃。如播種時(shí)，系統(tǒng)會(huì)利用近地面視頻監(jiān)控系統(tǒng)查看地里的冰雪消融、土質(zhì)情況，用衛(wèi)星遙感查看地溫、水溫，以決定播種時(shí)間、播種品種等。收割時(shí)，在衛(wèi)星遙感獲知各地塊的不同成熟時(shí)間的基礎(chǔ)上，運(yùn)用GIS技術(shù)進(jìn)行時(shí)空運(yùn)籌計(jì)算，確定最佳農(nóng)機(jī)調(diào)度方案。

案例：

美國(guó)“精確農(nóng)業(yè)”

美國(guó)是世界上第一個(gè)進(jìn)入信息化社會(huì)的國(guó)家，其計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及應(yīng)用，信息高速公路的四通八達(dá)為美國(guó)農(nóng)業(yè)信息化創(chuàng)造了必要條件。目前，信息化技術(shù)已經(jīng)滲透到了美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方方面面，直接促成了美國(guó)“精確農(nóng)業(yè)”的興起，大大地降低了美國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本，大大地提高了美國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

美國(guó)有200多萬(wàn)個(gè)農(nóng)場(chǎng)主，他們是如何利用這些信息化系統(tǒng)做到農(nóng)業(yè)的精確化生產(chǎn)呢？

一是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，美國(guó)的農(nóng)場(chǎng)主能夠及時(shí)、完整、連續(xù)地獲得市場(chǎng)信息，并以此準(zhǔn)確調(diào)整其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品的銷(xiāo)售策略，使之具有針對(duì)性，有效地減少了盲目經(jīng)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。

比如，在了解到農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)貨、期貨價(jià)格，國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求量，國(guó)際國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)量和進(jìn)出口量等方面的最新數(shù)據(jù)后，農(nóng)場(chǎng)主可以決定生產(chǎn)什么，生產(chǎn)多少以及如何銷(xiāo)售以避免未來(lái)農(nóng)產(chǎn)品的滯銷(xiāo)；或者在了解到農(nóng)作物品種改良，天氣狀況等信息后，農(nóng)場(chǎng)主也可以知道采購(gòu)什么樣的種子、采取什么樣的種植方式、在什么時(shí)候種植何種作物產(chǎn)量會(huì)最高以求獲得最大效益；同時(shí)，他還可以根據(jù)最新農(nóng)業(yè)科技、新型農(nóng)業(yè)機(jī)械、動(dòng)植物病蟲(chóng)害防治等信息，在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢或購(gòu)買(mǎi)恰當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)設(shè)備以及合適的農(nóng)藥等等。

如美國(guó)堪薩斯州農(nóng)場(chǎng)主肯·波爾穆格林已經(jīng)習(xí)慣于在網(wǎng)絡(luò)上緊盯有關(guān)全世界氣候、谷物狀況和谷物購(gòu)價(jià)等信息，在獲悉埃及政府要大量購(gòu)買(mǎi)“硬白”小麥后，他知道這種小麥將會(huì)是今年市場(chǎng)的熱門(mén)貨，于是他改變了本季種植的小麥品種，最后獲利頗豐。

二是利用3S技術(shù)即農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的精確化種植。

遙感技術(shù)（RS），是指在航空航天器上配備的可見(jiàn)光、紅外、微波等波段的（多光譜）傳感器利用農(nóng)作物和土壤等對(duì)電磁波的不同反射和輻射特性來(lái)獲得不同地段的農(nóng)作物和土壤的相關(guān)數(shù)據(jù)，以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估農(nóng)作物的氮營(yíng)養(yǎng)狀況、長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量、病蟲(chóng)害等以及土壤的鹽堿度、沙化、風(fēng)化侵蝕、水分和養(yǎng)分的增減等情況。

地理信息系統(tǒng)（GIS），通過(guò)接受遙感數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)以及人工采集報(bào)送的數(shù)據(jù)并處理后，該系統(tǒng)可以自動(dòng)生成一張農(nóng)場(chǎng)數(shù)字化地圖，上面標(biāo)有各小區(qū)的農(nóng)作物信息和土壤信息等。全球定位系統(tǒng)（GPS），主要作用是空間定位和導(dǎo)航。

利用3S技術(shù)，農(nóng)場(chǎng)主可根據(jù)田間因素的變化，精確調(diào)整各項(xiàng)土壤和作物管理措施，如在給農(nóng)作物施肥時(shí)，當(dāng)大型拖拉機(jī)（上面裝配了一種帶顯示屏和數(shù)據(jù)處理器的GPS接收儀）進(jìn)入田間噴施肥料時(shí)，顯示屏可同時(shí)顯示兩幅彼此重疊的圖像，一張是數(shù)字化地圖（上面標(biāo)有每一塊小區(qū)的土壤類(lèi)型，氮磷鉀含量，前季單株產(chǎn)量，當(dāng)年單產(chǎn)指標(biāo)等），另一張是方格坐標(biāo)圖（可根據(jù)GPS訊號(hào)隨時(shí)顯示拖拉機(jī)所在的小區(qū)位置），與此同時(shí)，數(shù)據(jù)處理器可根據(jù)事先做好的每一塊小區(qū)的數(shù)字化地圖，自動(dòng)計(jì)算出每一塊小區(qū)的肥分配比和噴施量，并向自動(dòng)噴施機(jī)下達(dá)指令。

同樣的方法也適用于殺蟲(chóng)藥的噴灑；此外，該系統(tǒng)還能根據(jù)土壤水分和作物的生長(zhǎng)情況，自動(dòng)判斷出澆水、施肥的時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用這種精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)可節(jié)省肥料10%，節(jié)約農(nóng)藥23%，每公頃節(jié)省種子25公斤；同時(shí)，可使小麥、玉米增產(chǎn)15％以上。

三、是通過(guò)無(wú)線射頻身份識(shí)別系統(tǒng)（RFID）做到家畜飼養(yǎng)的精確化管理。

無(wú)線射頻身份識(shí)別系統(tǒng)RFID，主要由電子標(biāo)簽和閱讀器組成，每個(gè)電子標(biāo)簽只具有唯一的電子編碼，而閱讀器有固定式和手持式兩種。

在美國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，RFID系統(tǒng)通常被用作對(duì)家畜尤其是對(duì)牛的識(shí)別與跟蹤方面，其原理是在牛的耳朵上植入電子標(biāo)簽，上面標(biāo)有這頭牛的詳細(xì)電子資料，如牛的電子編碼、產(chǎn)地、年齡、品種信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、家譜及繁殖信息等等。

當(dāng)牛進(jìn)入閱讀器的識(shí)別范圍時(shí)，牛耳朵上的電子標(biāo)簽在接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)后產(chǎn)生感應(yīng)電流而獲得能量，然后發(fā)送出自身攜帶的電子編碼等電子資料至閱讀器讀取后送至動(dòng)物信息管理系統(tǒng)，人們就可知道這頭牛的身份等情況，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)這頭牛的識(shí)別與準(zhǔn)確跟蹤，從而加強(qiáng)了農(nóng)場(chǎng)主對(duì)牛群的精確管理能力。

對(duì)牛之外的其它家畜的識(shí)別與跟蹤，原理同此。

此外，農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存到加工、銷(xiāo)售的全過(guò)程都可使用無(wú)線射頻身份識(shí)別系統(tǒng)RFID，這使得人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品可以實(shí)施從餐桌到田間的全程追蹤鑒別，大大地提高了美國(guó)對(duì)食品安全的保障能力和美國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

為什么說(shuō)精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)是未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向？

實(shí)際上，我們傳統(tǒng)的精耕細(xì)作和現(xiàn)在機(jī)械化基礎(chǔ)上的精準(zhǔn)化生產(chǎn)完全是兩個(gè)概念。以前的精耕細(xì)作可以把田地耕種的很好，施肥很好、密度很好。但是有些工作是人力難以做到的。比如說(shuō)，我們要深松土，這個(gè)靠人力是很難做到的，你人不可能把土地刨的很深。第二個(gè)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)通過(guò)衛(wèi)星遙感就可以把幾百公頃的土地測(cè)算出來(lái)，就可以知道哪塊土地的肥力比較少，哪些土地的肥力好。

然后，通過(guò)遙感來(lái)控制農(nóng)機(jī)去施肥。這邊肥力差，那拖拉機(jī)就自動(dòng)給你多施肥。那邊肥力好一些，拖拉機(jī)就自動(dòng)少施肥；通過(guò)衛(wèi)星遙感，也可以看出哪一塊蟲(chóng)害嚴(yán)重，那就在那里多施藥。蟲(chóng)害小的地方，藥量就減少一些。另外，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)也可以通過(guò)機(jī)械的方式，使農(nóng)藥噴出來(lái)時(shí)就比較細(xì)，且葉面的上下面都可以覆蓋，從而減緩過(guò)度使用農(nóng)藥的危害。

如果不實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，僅靠現(xiàn)有的勞動(dòng)力，那我們的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值連續(xù)增長(zhǎng)是很難的。我們的可耕種面積是有限的，房地產(chǎn)又發(fā)展那么快，多少也在侵占農(nóng)田。因此，在可耕種面積不增加的情況下，要增收只能提高單產(chǎn)，而提高單產(chǎn)的手段只能靠精準(zhǔn)化、機(jī)械化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)我們還有哪些不足？

僅靠小農(nóng)機(jī)是做不了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的，要靠大的農(nóng)機(jī)裝備來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。比如說(shuō)通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行衛(wèi)星遙感測(cè)繪、施肥、播種等。目前，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

一、技術(shù)研發(fā)跟不上。

二、農(nóng)機(jī)行業(yè)的裝備制造水平跟不上，像精度、清潔度等都保障不了。

三、技術(shù)積累也不足，不光是硬件，軟件方面也不行，如液壓控制，與國(guó)外還存在較大的差距。

四、精確農(nóng)業(yè)的投資巨大，個(gè)人負(fù)擔(dān)不起。

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要很多基礎(chǔ)配套才行，比如拖拉機(jī)的行駛、速度與控制等都要跟上，我們現(xiàn)在的基礎(chǔ)還達(dá)不到。像歐美等先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家拖拉機(jī)已經(jīng)是采用動(dòng)力換擋甚至自動(dòng)檔，而我們只能做到同步器換擋、機(jī)械式換擋，和國(guó)外還是有差距的。