文章编号：1003—7853（2001）01—0033—03 中图分类号：F303.2文献标识码：A 精确农业（Precision Agriculture, Precision Farming 或Farming in inch ）是利用重要的作物参数和知识在适当的尺度上优化生产系统管理，根据特定地块的作物潜在生产能力控制不同的投入水平（如肥料、杀虫剂和除草剂等）。 1 精确农业的技术系统 精确农业主要利用遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、 地理信息系统（GIS）、遥测系统（DCS ）和作物生产管理与决策支持系统（DSS）等空间信息技术和自动的农业操作技术。 RS对地观测的空间信息研究在技术上已达到较稳定的发展，已形成一个多层次、多角度、多方位、全天候的对地观测体系，在农业信息获取方面主要包括：农业资源调查、农业资源监测、生物量估产和气象农业灾害预报等。遥测技术获取气温、土壤温度和叶面指数等农业信息。通过对信息的分析和提取，使GIS数据库不断得以更新。 GPS在精确农业中的应用主要包括数据的定位采集， 获得田块的地形、地貌、土壤参数及作物产量分布数据图等并与GIS连接； 用于田间作业机具的准确定位，使耕翻、播种、施肥、田间取样和测产等作业定位定量，将决策结果精确实施；利用其定位功能，将RS图像处理结果与地面实况进行定点定位校正。 GIS是精确农业集成系统的关键技术。GIS具有数据库的基本功能，为精确农业技术系统提供了人机对话界面、数据获取和记录功能、编辑功能、查询功能和远程数据调用等功能；此外，GIS 的主要特征是空间分析功能和辅助决策功能，在RS、GPS及智能化分析系统的支持下， 通过建立的资源、环境信息系统与作物长势、肥水调控、节水灌溉和墒情等多项农业技术的适宜性关系模型库和气候年型分析预测模型进行连接，GIS可辅助进行各种决策。 按照GIS提供的农业资源信息和农情信息及土壤空间定位信息， 通过快速决策系统，实时确定投入的定位定量控制信息，由计算机和机械组合控制定位定量施用。 2 我国推广应用精确农业的必要性和可行性 2.1 必要性 2.1.1 精确农业可以有效解决我国资源利用中存在的问题 目前，我国人均耕地、草地、林地和水资源分别不到世界平均水平的1／3，1／3，1／8和1／4，农业发展形式严峻，同时我国资源利用又不尽合理，浪费严重。我国灌溉用水8850m[3]／hm[2]， 一些地区高达10500m[3]／hm[2]，而世界发达国家一般6000m[3]／hm[2]， 以色列每公顷只需5700m[3]，以色列全国已全部实施节水灌溉技术，25%为喷灌，75%为滴灌（滴灌和微喷灌），喷灌可以提高用水效率70%，滴灌的用水效率比喷灌又提高20%～25%。如果我国每公顷灌溉水降到以色列目前水平，可以使全国灌溉面积由现在的0.5亿hm[2]增加到0.76亿hm[2]〔1， 4〕。我国化肥的利用率也很低，氮为30%～35%，磷为10%～20%，钾为35%～50%，大大低于美国和日本的氮素利用率（可达60%～70%）。因此，充分有效的利用有限的资源，发展以节地、节水、节肥和节粮为目标的农业是未来中国农业必须关注的重点问题。 2.1.2 可缓解农业措施对环境的污染和破坏 我国水土流失面积已占农田总面积的15.6%，已有近33万km[2] 土地受沙化威胁；旱、涝、盐、碱、风等灾害又威胁着我国2000万hm[2] 的耕地；化学肥料和农药的大量施用已在很多地区引起环境污染，出现了地表水富营养化，我国稻田、玉米、小麦的氮损失率分别为50%、40%和30%，每年通过淋溶、挥发损失化肥氮量约900万t。为此，加强资源和环境保护，走可持续发展道路是我国农业面临的又一重要问题。 精确农业的好处就在于其完善的管理、资源的高效利用和环境保护效益。因此，我国有必要进行精确农业的实验与研究。 2.2 可行性 2.2.1 精确农业适合我国资源条件 精确农业与我国传统的精耕细作有很强的亲和力。我国许多重要资源的人均占有量低于世界平均水平。如何节约使用，提高资源利用率是一个战略性课题，精确农业的一个重要特点是使用资源时以现代科技为基础精打细作，其中的精确播种、精确施肥、精确灌溉等是科学化、标准化、定量化、机械化的精耕细作，烟台实施的精准农业就是精确农业在我国的初步发展。他们用精量机播代替传统人工撒播，每亩节约种子5～7kg，而且可以实现作物植株在田间的最佳分布，促使壮苗分蘖，形成结构合理的高产群体，使亩产增加60～70kg。烟台为提高肥料使用率，采用测土配方施肥技术，既能改变我国氮磷钾肥料结构不合理的状况，又降低化肥对环境的污染。烟台还采用种种精准灌溉技术，替代传统的大水漫灌，做到了节水、省地、省电、省工。这种新型的精耕细作在我国完全可以推广。 2.2.2 技术、设备上的可行性 我国的RS和GIS技术的研究水平与发达国家相比已日趋接近，GPS已从国外引进，3S技术的耦合在国内亦有初步发展。90年代，中国在应用气象卫生甚高分辨率（AVHHR）数据获得植被（NDVI）， 与此同时对土壤墒情与干旱指数的测算、雷达图像的水稻田分类、湿地水生植物的分类、红树林分类、赤潮监测、草场资源与载畜量监测以及地表植被辐射率和叶面指数测算等诸多领域都取得了长足的进展。“八五”期间完成了“重点产粮区主要农作物RS估产”，小麦估产精度高于95%，水稻、玉米的估产精度高于85%。 1997年底，全国农机总动力达到4.18kW，耕地机械化水平达到60.66%（耕地面积为1996年统计数）。同时，我国已研制、开发、推广了一批先进的化肥深施、精量半精量播种和行走式节水灌溉等作业机械。在信息化建设方面，1996年底广播、电视网的人口覆盖率已分别达到83.7%和86.1%。 随着广大农村光缆建设及全国农业科技信息网络的启动，将为精确农业的发展提供技术、设施上的可行性。
