本文關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的研究進(jìn)展與展望，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第 19 卷 第 4 期 2003 年 7月

農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) T ran saction s of the CSA E

V o l 19　N o. 4 . J u ly 　2003

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精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的研究進(jìn)展與展望
趙春江, 薛緒掌, 王　秀, 陳立平, 潘瑜春, 孟志軍
( 國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心, 北京 100089)

1　引　言

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是基于現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展成就的一次正 在進(jìn)行中的作物栽培學(xué)的革命, 有人認(rèn)為它是近代農(nóng)業(yè) 使用拖拉機(jī)以來最大的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命, 人們希望通過精 準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的使用降低生產(chǎn)成本, 提高和穩(wěn)定農(nóng)產(chǎn) 品產(chǎn)量和質(zhì)量, 增加經(jīng)濟(jì)收入, 減少環(huán)境污染。 目前, 精 準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系還處于嬰兒期, 雖然潛力無窮, 但其 潛力的發(fā)揮需要研究時(shí)間和研究資源的投入, 還需要不 斷發(fā)展和完善, 發(fā)展和完善就意味著技術(shù)淘汰和技術(shù)創(chuàng) 新, 因此我們需要對(duì)現(xiàn)有的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)要素進(jìn)行分 析, 明確哪些技術(shù)是將被淘汰的技術(shù), 哪些是目前雖然 不成熟但卻是未來支撐精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)要素, 只有在這 個(gè)基礎(chǔ)上, 才能明確技術(shù)引進(jìn)重點(diǎn)和研究方向, 直接占 領(lǐng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的世界前沿陣地。 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)從實(shí)施過程來分大致包括農(nóng)田信息 獲取、 農(nóng)田信息管理和分析、 決策分析、 決策的田間實(shí)施 四大部分 ( Zhao 等, 2000) 。 這四大部分, 在目前來講, 大 多是以分離的技術(shù)形式存在, 但發(fā)展的趨勢(shì)是合而為 一, 統(tǒng)一在變量施用機(jī)具這個(gè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)系統(tǒng)的載體 上。 我們常說的 3S 技術(shù)中, R S ( 遙感) 是屬于農(nóng)田信息 的獲取手段, GPS ( 全球定位系統(tǒng)) 是地理位置信息的獲 取手段, G IS 是農(nóng)田信息的管理和分析手段, 另外還有 D SS ( 決策支持系統(tǒng)) 和 ES ( 專家系統(tǒng)) 是決策形成支持 系統(tǒng)的核心, 再加上變量施用技術(shù) (V R T ) ( 決策的田間 實(shí)施) , 形成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的基本內(nèi)容。

2　農(nóng)田信息獲取

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要盡可能高密度的、 全面的農(nóng)田信息作 為依據(jù)。 目前, 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的最大障礙, 仍然是在農(nóng)田 信息高密度、 高速度、 高準(zhǔn)確度、 低成本獲取技術(shù)的研究 上。 如果高密度農(nóng)田信息, 包括土壤信息、 作物信息和農(nóng) 田微氣象信息的高密度獲取技術(shù)沒有根本的突破, 則精
收稿日期: 2002212217 基金項(xiàng)目: 國(guó)家計(jì)委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程項(xiàng)目 (A 00300100584) ; 國(guó) 家 863 ” “ 計(jì)劃 (2001AA 245011) ; ( 北京市科委農(nóng)業(yè)信息技術(shù)示范 工程 (H 010710200113) 作者簡(jiǎn)介: 趙春江 (1964- ) , 男, 研究員, 博士, 博士生導(dǎo)師, 研究方 向: 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)。 北京市　國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心,
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摘　要: 該文從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)四大技術(shù)環(huán)節(jié)農(nóng)田信息獲取、 農(nóng)田信息管理和分析、 決策分析、 決策的田間實(shí)施, 分析和評(píng)述精準(zhǔn) 農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的現(xiàn)狀和趨勢(shì), 總結(jié)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的效果和推廣現(xiàn)狀, 并對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè); 信息獲取; 信息管理; 決策支持系統(tǒng); 田間變量實(shí)施技術(shù) 中圖分類號(hào): S126, 127　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 　　　　文章編號(hào): 100226819 ( 2003) 0420007206 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

準(zhǔn)農(nóng)業(yè)難以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益和太大的應(yīng)用范圍。 目 前田間信息獲取主要有傳統(tǒng)田間采樣、 田間 GPS 采集、 智能農(nóng)機(jī)作業(yè)、 多平臺(tái)遙感獲取等四種方式。 2. 1　傳統(tǒng)田間采樣 對(duì)土壤的空間變異性進(jìn)行詳細(xì)的了解是精準(zhǔn)管理、 變量管理的前提性基礎(chǔ)工作。 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是根 據(jù)米級(jí)、 亞米級(jí)尺度的土壤性狀、 作物生長(zhǎng)參數(shù)變異來 調(diào)整農(nóng)田水肥、 播種、 植保、 耕作等作業(yè), 這種作業(yè)的技 術(shù)并不是太大的難題, 但由于缺乏成熟的低成本高密 度、 高精度、 高可靠性的獲取農(nóng)田信息的技術(shù), 田間信息 采樣的間距較大, 目前流行的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系所解決 的主要還是幾十米以上的田間土壤養(yǎng)分變異。 美國(guó)目前 流行的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的土壤采樣布點(diǎn)大多是 1 hm 2 以上采 一 個(gè)樣點(diǎn), 相當(dāng)于 100 m 取一個(gè)采樣點(diǎn) (H an et a l , . ) , 在國(guó)外研究文獻(xiàn)中所查到的最小尺度的網(wǎng)格面 1994 積大約相當(dāng)于 1 畝多耕地。 北京小湯山國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示 范基地的采樣密度大約為 2. 5 畝 ( 楊敏華, 2002 ) , 并不 是因?yàn)檫@樣的采樣密度滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要, 主要是 基于采樣和分析成本的限制。 由于采樣點(diǎn)本身所占的面 積不超過農(nóng)田面積的萬分之一到百萬分之一, 沒有測(cè)定 的地點(diǎn)只好采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行估算, 其可靠性是可 想而知的。 作物信息, 如葉面積系數(shù)、 干物質(zhì)積累、 單株 形態(tài)信息等, 目前也還離不開破壞性采樣, 采樣密度更 受限制。 采樣尺度過大對(duì)于我國(guó)小塊土地經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)狀顯 然是不合適的, 國(guó)外的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系從某種角度 看, 在我國(guó)可以說實(shí)際上是粗放農(nóng)業(yè), 即使到我國(guó)的國(guó) 營(yíng)大農(nóng)場(chǎng)使用也需要細(xì)化。 2. 2　田間位置信息采集 全 球 定 位 系 統(tǒng) ( G loba l Po sit ion ing System , 即 ) 的發(fā)展, 為獲取農(nóng)田信息時(shí)同步獲取位置信息提 GPS 供了一個(gè)方便的選擇。 美國(guó)、 加拿大、 澳大利亞等西方發(fā) 達(dá)國(guó)家在農(nóng)業(yè)中首先應(yīng)用 GPS, 它們 GPS 的基礎(chǔ)設(shè)施 都比較完善, 信標(biāo)臺(tái) ( 海上信標(biāo)和陸地信標(biāo)) 、 調(diào)頻副載 波差分和廣域差分系統(tǒng)基本上覆蓋了這些國(guó)家的全境, 農(nóng)業(yè)中應(yīng)用 GPS 可以直接使用這些設(shè)施, 一般在儀器 和農(nóng)業(yè)機(jī)械上都帶有 GPS 接收機(jī)或有為 GPS 預(yù)留的 接口, 并且有專門的公司作各種收費(fèi)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用服務(wù)。 所以, 這些國(guó)家中一般沒有關(guān)于農(nóng)業(yè)的局域?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)差 分 GPS 如何建立的方案和標(biāo)準(zhǔn)。 而在我國(guó), 雖然這幾年

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農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)

2003 年　

來 GPS 的應(yīng)用逐步增多, 但我國(guó)的 GPS 基礎(chǔ)設(shè)施很不 完善。 在沿海, 交通部剛剛建成海上信標(biāo)臺(tái), 主要為海上 導(dǎo)航服務(wù)。 陸地上還沒有可以提供差分 GPS 服務(wù)的國(guó) 家基礎(chǔ)設(shè)施。 因此, 在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi), 我國(guó)不可能建 立自己的廣域差分系統(tǒng), 也不可能建立若干個(gè)陸地信標(biāo) 臺(tái)為全國(guó)提供差分服務(wù)。 目前, GPS 在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用, 除 沿海區(qū)域可以使用信標(biāo)外, 其它區(qū)域只能建立局域?qū)崟r(shí) 動(dòng)態(tài)差分 GPS 系統(tǒng)。 根據(jù)近年來精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求、 應(yīng)用目的和實(shí)際應(yīng)用情況, 對(duì)水平定位精度的要求可分 為亞米級(jí)和厘米級(jí)兩種, 如亞米級(jí)可以用于采樣、 聯(lián)合 收割機(jī)導(dǎo)航等, 厘米級(jí)用于施肥機(jī)械、 噴藥機(jī)械的導(dǎo)航 等。 在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)差分系統(tǒng)中, 一般都達(dá)到了亞米級(jí)的 定位精度, 至于是否達(dá)到厘米級(jí)的定位精度, 是由經(jīng)濟(jì) 因素和其它因素決定的。 同時(shí), 目前國(guó)內(nèi)主要依靠引進(jìn) 國(guó)外 D GPS 技術(shù)與設(shè)備, 以自建差分基站方式實(shí)現(xiàn)差 分定位, 提高定位精度。 然而, 從國(guó)外引進(jìn)的 D GPS 系 統(tǒng)價(jià)格昂貴, 難于為國(guó)內(nèi)普通用戶接受。隨著國(guó)內(nèi) GPS 行業(yè)硬件研發(fā)和生產(chǎn)的興起, 基于國(guó)產(chǎn)品牌的 GPS 設(shè) 備構(gòu)建農(nóng)用 D GPS 系統(tǒng)將成為一種發(fā)展趨勢(shì)。 在基于精確 GPS 位置的農(nóng)田信息采集方面, 國(guó)外 已經(jīng)有成熟的軟硬件產(chǎn)品。 美國(guó) F ieldW o rker 公司的基 于掌上電腦的信息采集軟件 F ieldW o rker 能很好地滿 足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田信息采集的需要。 通過與 GPS 的連接, 能實(shí)時(shí)采集帶有空間位置屬性的田間作物生長(zhǎng)狀態(tài)信 息 ( 甚至作物生長(zhǎng)狀態(tài)的圖像、 注解聲音等多媒體信 息 ) , 并能做相應(yīng)的計(jì)算處理, 為作物管理提供科學(xué)依 據(jù)。 美國(guó) T rim b le 公司的 A gGPS 160 Po rtab le Com p u t 2 各種作物及其生長(zhǎng)環(huán)境屬性信息 er 能實(shí)現(xiàn)田間成圖、 記錄、 獲取來自通過各種田間環(huán)境傳感器傳來的信息, 所有獲取的數(shù)據(jù)能通過 ESR I Shap e 文件格式與外界 進(jìn)行交換。 但無論如何, 單純用于農(nóng)田信息采集的軟件 系統(tǒng)將隨著遙感在農(nóng)田信息獲取應(yīng)用的不斷深入而被 淘汰, 取代它的將是集成 GPS 的遙感系統(tǒng)與智能農(nóng)機(jī) 系統(tǒng)。 依賴 GPS 獲取農(nóng)田信息和進(jìn)行導(dǎo)航還面臨另外一 些問題, 例如定位精確程度對(duì)時(shí)間的依賴性, 以及一旦 遇到戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí), 美國(guó)政府可能通過特殊處理使全球定位系 統(tǒng)失效; 還有前邊提到的, 一些要求達(dá)到厘米精度的操 作如小麥播種, 用米級(jí)精度的定位設(shè)備肯定不行, 而厘 米精度的差分定位系統(tǒng)又過于昂貴。 日本目前在研究覆 蓋農(nóng)場(chǎng)區(qū)域的有限尺度定位系統(tǒng), 不依賴衛(wèi)星定位系 統(tǒng), 精確度很容易達(dá)到厘米級(jí), 且不易受時(shí)間、 環(huán)境變化 的影響, 可能是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)定位系統(tǒng)的更佳選擇, 值得我 們關(guān)注和研究。 2. 3　智能農(nóng)機(jī)作業(yè)獲取 “ ER IS ” 土壤電導(dǎo)率制圖機(jī)是一個(gè)很有用的獲取 V 農(nóng)田信息的工具, 現(xiàn)在已經(jīng)成為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)農(nóng)田信息獲取 的設(shè)備進(jìn)行推廣。 制作這一工具的, 是幾個(gè)僅擁有碩士 學(xué)位的美國(guó)農(nóng)民。 人們了解土壤電導(dǎo)率與土壤性狀的關(guān) 系已經(jīng)有多年了, 土壤的許多性狀之間是相互聯(lián)系的, 如土壤質(zhì)地粘重, 則電導(dǎo)率高、 有機(jī)質(zhì)含量高、 陽離子代

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換量高、 田間持水量高, 而這些性狀與土地的生產(chǎn)力有 不可分割的關(guān)系, 這便是土壤電導(dǎo)率變化圖之所以很有 用的原因。 目前產(chǎn)量制圖是一項(xiàng)推廣比較普遍的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信 息獲取技術(shù), 但是, 只有產(chǎn)量的空間變化模式在年際間 和作物間一致, 而且找到導(dǎo)致變化的原因, 產(chǎn)量圖的使 用才有依據(jù)。 美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的 John L am b [ 11 ] 領(lǐng)導(dǎo) 的研究表明玉米產(chǎn)量的空間變異在年際間往往是不一 致的, 高產(chǎn)和低產(chǎn)地塊并不是每年發(fā)生在相同的地塊, 這表明根據(jù)歷史產(chǎn)量記錄預(yù)測(cè)未來產(chǎn)量的可靠性是有 限的。 Eghba ll 和 V a rvel ( 1997) 依據(jù) 1975 1995 年共 ～ 20 年間在 N eb ra ska 東部進(jìn)行的 7 種作物輪作技術(shù)體 系數(shù)據(jù)的分析, 表明幾種作物的產(chǎn)量年際變異遠(yuǎn)大于空 間產(chǎn)量變異。 2. 4　多平臺(tái)遙感 遙感以其獨(dú)特的信息獲取優(yōu)勢(shì)正逐漸成為農(nóng)田信 息獲取的主要手段。 用遙感獲取土壤和植物參數(shù)已經(jīng)比 較普遍了, 遙感數(shù)據(jù)是屬于面數(shù)據(jù), 可覆蓋整個(gè)農(nóng)田, 不 象常規(guī)的采樣分析手段所獲取的只是點(diǎn)數(shù)據(jù), 特別是隨 著衛(wèi)星遙感空間分辨率的提高, 衛(wèi)星遙感技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng) 業(yè)中的作用應(yīng)該會(huì)越來越大, 例如 O kam o to 等 ( 1990 ) 和 H a tanaka 等 ( 1995) 用 L and sa t 的圖象推斷土壤有機(jī) 質(zhì)含量和土壤持水量。 目前 Q u ickB ird s 空間分辨率達(dá) 到 0. 7 m , 回返周期為 1 3. 5 d。 航空遙感可以獲取滿 ～ 足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要的高空間分辨率遙感信息是勿庸置疑 的, 另一方面, 如果沒有氣候的影響, 具有很大靈活性的 航空遙感可以獲取任意時(shí)間的農(nóng)田信息。 由此看來, 隨 著遙感技術(shù)的發(fā)展, 遙感影像的空間分辨率和獲取信息 的周期基本上不再是遙感技術(shù)應(yīng)用的限制性因素。 雖然 多雨氣候?qū)b感信息的獲取影響較大, 但微波遙感的發(fā) 展成為多雨氣候條件下的農(nóng)田信息獲取的重要補(bǔ)充手 段。 高光譜遙感是遙感發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì), 高光譜遙 感以其高光譜分辨率特性所攜帶的豐富光譜信息為遙 感應(yīng)用帶來了強(qiáng)大的活力。 國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)涉足高 光譜遙感在植被生物物理信息和生物化學(xué)信息提取方 面的研究。 2001 2002 年, 由國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技 從 ～ 術(shù)研究中心聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所利用 OM IS (O p era t ive M odu la r I ag ing Sp ect rom eter, 128 m 個(gè) 波 段 ) 和 PH I ( Pu sh 2b room H yp ersp ect ra l I ager, m 244 個(gè)波段) 在北京小湯山國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范基地進(jìn)行 了農(nóng)業(yè)遙感試驗(yàn), 并在農(nóng)作物冠層生化參數(shù)反演研究方 面取得一定的進(jìn)展, 也進(jìn)一步證明了高光譜遙感在農(nóng)田 信息提取中的巨大前景 ( 楊敏華, 2002) 。 然而, 目前國(guó)內(nèi) 外遙感信息在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用, 大部分停留在從光譜信息 反演作物冠層生化參數(shù)這一步, 美國(guó)奧克拉浩瑪州立大 學(xué)研制了從遙感數(shù)據(jù)生成施肥處方的優(yōu)化算法[ 18 ] , 這 是遙感信息應(yīng)用的一個(gè)很大進(jìn)步。 在近地面測(cè)量地物吸收和反射光譜的地物光譜儀 ( 如美國(guó)的 A SD F ieldSp ec ) 是田間低成本間接測(cè)定作 物養(yǎng)分和生化參數(shù)的一個(gè)工具, 在衛(wèi)星和航空遙感技術(shù)


　第 4 期

趙春江等: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的研究進(jìn)展與展望

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進(jìn)一步發(fā)展和成熟前, 正在被發(fā)展為高密度獲取農(nóng)田信 息的技術(shù)手段。 目前, 阻礙遙感技術(shù)應(yīng)用的主要因素是專業(yè)化的設(shè) 備標(biāo)定、 提取農(nóng)田信息的主觀性和反映農(nóng)田信息的間接 性、 遙感信息處理對(duì)終端用戶的限制性、 信息獲取的滯 后性、 信息分析處理方法等。 目前遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的 應(yīng)用沒有達(dá)到人們的愿望, 因此有人質(zhì)疑遙感技術(shù)在精 準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的位置, 這是不應(yīng)該的, 因?yàn)榭茖W(xué)總有一個(gè)發(fā) 展的過程。 在美國(guó), 越來越多的商業(yè)公司提供航空遙感 服務(wù), 收集可見和近紅外光譜, 分辨率達(dá) 0. 3～ 1. 0 m , 在 24 h 內(nèi)提供分析結(jié)果。 如果航空遙感能與商業(yè)民航 飛行相結(jié)合, 航空遙感的成本有望大幅度下降。

3　農(nóng)田信息管理與分析
3. 1　地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng) ( G IS ) 在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的地 位是舉足輕重的, 它出現(xiàn)在從規(guī)劃、 田間信息采集、 信息 處理與管理、 信息分析, 到田間決策方案實(shí)施的整個(gè)過 程, 這要?dú)w功于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施對(duì)空間信息的依賴性。 農(nóng) 田信息具有多源性, 具體表現(xiàn)在存儲(chǔ)格式多樣性、 多尺 度性、 獲取方式多樣性, 另外還包括系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) 組織的復(fù)雜性。通過 G IS 平臺(tái), 融合多源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上

建立農(nóng)田管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)多源、 多時(shí)相農(nóng)田信息的有序 管理和分析, 這是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的基礎(chǔ), 其作用表現(xiàn)在 數(shù)據(jù)組織和集成管理、 空間分析查詢、 空間數(shù)據(jù)更新與 綜合處理、 可視化分析與表達(dá)。 G IS 為田間信息采集提 供基礎(chǔ)信息, 也為田間變量實(shí)施決策分析提供信息源, 因此農(nóng)田地理信息系統(tǒng)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的信息管理員。 目前 G IS 在國(guó)外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用中還處在農(nóng)田邊界圖管 理、 土壤肥力管理、 產(chǎn)量分布圖管理分析, 以及簡(jiǎn)單空間 分析階段, 并沒有充分發(fā)揮 G IS 應(yīng)有的作用, 相應(yīng)的管 理軟件也不成熟。 雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展, 國(guó)外許多 G IS 產(chǎn)商開發(fā)諸如 A rcG IS 產(chǎn)品系列、 ap Info 系列等 M 大型 G IS 軟件, 但它們價(jià)格昂貴, 動(dòng)輒數(shù)萬, 對(duì)農(nóng)場(chǎng)管 理來說屬于 “貴族” 軟件。 然而, 這些 “貴族” 軟件與農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)有關(guān)的功能只是很小一部分, 應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的 G IS 應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該是小型廉價(jià)且適用的農(nóng)場(chǎng)信息系統(tǒng) F IS ( Fa rm Info rm a t ion System ) 。因此根據(jù)農(nóng)業(yè)信息采 集、 存儲(chǔ)和處理分析的特點(diǎn), 研發(fā)功能針對(duì)性強(qiáng)的 F IS 是農(nóng)業(yè) G IS 發(fā)展的一個(gè)方向。 遙感信息的特點(diǎn)決定了它必將成為農(nóng)田信息獲取 的主要手段, 然而從遙感獲取的不是直接用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 的信息, 如土壤水分、 作物冠層生化參數(shù)等, 而需要通過 分析建立遙感信息與土壤和作物生長(zhǎng)狀態(tài)相關(guān)的參數(shù) 之間的關(guān)系, 這是限制遙感信息應(yīng)用與農(nóng)業(yè)信息獲取的 “瓶頸” G IS 的參與將為遙感信息提取提供新的思路, 。 遙感和 G IS 為遙感信息提取提供背景數(shù)據(jù)和分析方法。 地理信息集成研究, 脫離龐大昂貴的遙感影像處理系 統(tǒng), 開發(fā)服務(wù)于具體應(yīng)用的遙感和 G IS 集成系統(tǒng), 是 G IS 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的又一個(gè)重要方向。 將 G IS 作為決策分析的平臺(tái)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施提供

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決策和控制的依據(jù)是其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的另一個(gè)發(fā)展方 向。 將不同類型的地理數(shù)據(jù), 如土壤、 作物、 氣象和土地 歷史等, 與水分運(yùn)動(dòng)、 溶質(zhì)運(yùn)移、 農(nóng)藥滲漏、 作物生長(zhǎng)、 土 壤侵蝕等各種模擬模型和專家知識(shí)和推理機(jī)整合, 產(chǎn)生 支持定位實(shí)施的 “農(nóng)作處方”這一切都需要集成模擬模 , 型和專家系統(tǒng)的 G IS 應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的支持。 也正是 G IS 的這一功能才使得用于變量作業(yè)的農(nóng)藝處方生成得以 實(shí)現(xiàn), 同時(shí)也能夠通過專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施中的 自動(dòng)控制。 然而, 從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)業(yè)化角度考 慮, G IS 在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用并沒有隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)田間 實(shí)施全過程的結(jié)束而終止, 它還在后續(xù)工作起著重要作 用。 利用產(chǎn)后產(chǎn)量分析為下一種植循環(huán)的規(guī)劃提供決策 信息, 這是當(dāng)前國(guó)外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系中注意的比較多的一 項(xiàng)內(nèi)容, 但僅此而已, 它們并沒有從市場(chǎng)銷售角度考慮 G IS 的應(yīng)用。 目前, 作物生產(chǎn)已開始由單純追求高產(chǎn)模 式向優(yōu)質(zhì)、 專用和高效的方向轉(zhuǎn)變, 利用品質(zhì)監(jiān)測(cè)信息 可用于指導(dǎo)糧食分類加工, 大幅度提高加工品質(zhì)和附加 值, 這是產(chǎn)后基于 G IS 分析的又一個(gè)內(nèi)容。市場(chǎng)分析是 根據(jù)作物產(chǎn)量和品質(zhì), 以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素進(jìn)行分析, 用 于指導(dǎo)糧食銷售價(jià)格和銷售方向, 從而提高糧食生產(chǎn)的 經(jīng)濟(jì)效益。 銷售管理主要對(duì)客戶和糧食配送的管理, 分 為客戶關(guān)系管理和物流管理, 它是提高糧食銷售管理效 率的必要前提。 因此研發(fā)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)的產(chǎn)后市場(chǎng)分 析和銷售管理的應(yīng)用軟件是 G IS 應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的 一個(gè)重要補(bǔ)充, 具有較大應(yīng)用前景。 3. 2　地統(tǒng)計(jì)學(xué) 從目前農(nóng)田信息采集方式來看, 由于遙感信息分析 本身的關(guān)鍵問題沒有得到解決, 多平臺(tái)遙感這一獲取面 狀信息的手段并沒有被廣泛應(yīng)用, 因此現(xiàn)在獲取的信息 大部分是以點(diǎn)狀方式存在的, 這不能滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的需 要, 往往需要通過分析將點(diǎn)狀信息轉(zhuǎn)換為面狀信息。 地 統(tǒng)計(jì)學(xué)正是以其對(duì)既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性的變量進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)學(xué)研究方面的優(yōu)勢(shì), 作為土壤和作物信息由點(diǎn)到面 的數(shù)學(xué)分析工具, 目前在從事精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究占有一席之 地, 而且是目前精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究中不可缺少的工具。 國(guó)外 地統(tǒng)計(jì)學(xué)是一個(gè)專門的學(xué)科, 有定期的地統(tǒng)計(jì)學(xué)會(huì)年 會(huì), 甚 至 有 專 門 的 公 司 提 供 地 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 方 面 的 服 務(wù) ( Isaak s and Sriva stava. 1989) 。 隨著田間信息獲取密度 的增加, 以及遙感信息提取這一瓶頸問題得到解決, 地 統(tǒng)計(jì)學(xué)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的地位應(yīng)該越來越低, 最終有可能 基本喪失其意義, 但在 10 年內(nèi), 恐怕還是會(huì)有它的一席 之 地。 國(guó)外開發(fā)許多完善的地統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包, 如 S 2 PLU S、 A RM 等, 但它們與 G IS 結(jié)合不是很緊密; SW A rcG IS 帶有 GeoSta t ist ics 模塊, 但它需要那龐大支持 系統(tǒng), 不易于推廣, 因此需要研究解決集成 G IS 的地統(tǒng) 計(jì)軟件, 這也是當(dāng)前農(nóng)田信息分析研究一項(xiàng)重要內(nèi)容。

4　變量決策分析

變量決策分析是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中的核心。 有人 認(rèn)為只要實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田信息高密度獲取, 進(jìn)行管理決策就


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農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)

2003 年　

是一件很簡(jiǎn)單的事情, 其實(shí)不然。 基于高密度農(nóng)田信息 的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施的決策支持系統(tǒng)的形成和完善, 需要大 量的基礎(chǔ)研究, 而不是用已有的專家系統(tǒng)就可以解決。 例如, 我們獲得產(chǎn)量分布圖后, 有高產(chǎn)地塊, 有低產(chǎn)地 塊, 在下一季節(jié)的施肥決策中應(yīng)該采取怎樣的決策? 有 人會(huì)認(rèn)為是否在高產(chǎn)地塊繼續(xù)采用正常標(biāo)準(zhǔn)肥量, 在低 產(chǎn)地塊使用高肥量, 這樣高產(chǎn)地塊繼續(xù)高產(chǎn), 低產(chǎn)區(qū)進(jìn) 一步高產(chǎn)。 其實(shí)這樣未必正確, 往往產(chǎn)量的差距主要是 養(yǎng)分以外的其他因素如土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)、 土層厚度、 障礙 層的存在與高低、 土壤緊實(shí)度、 鹽堿程度、 樹木遮陰、 病 蟲草害、 播種質(zhì)量、 管理質(zhì)量的空間差異等造成的, 如果 我們不找出原因?qū)ΠY下藥, 往往會(huì)加大生產(chǎn)成本, 例如 在產(chǎn)量潛力高的地方用標(biāo)準(zhǔn)肥量, 可能產(chǎn)量潛力發(fā)揮還 沒有完全, 在產(chǎn)量低的地塊提高肥量, 產(chǎn)量沒有提高會(huì) 浪費(fèi)化肥, 甚至造成污染, 當(dāng)然相反的決策也可能是錯(cuò) 誤的。 可見, 在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中, 可靠的決策支持系統(tǒng)是非常 必要的, 也是能否達(dá)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) “按需投入” 目標(biāo)的關(guān) 鍵。 應(yīng)該以系統(tǒng)思想為指導(dǎo), 綜合考慮作物自身生長(zhǎng)發(fā) 育情況以及作物生長(zhǎng)環(huán)境中的氣候、 土壤、 生物、 栽培措 施因子, 分析限制產(chǎn)量的原因, 作出經(jīng)濟(jì)可行的決策。 目前, 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的變量決策, 普遍停留在簡(jiǎn)單的變 量施肥這個(gè)層次, 而因土栽培是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量管理的核 心性、 本質(zhì)性內(nèi)容, 我們講 “在合理的地方、 合理的時(shí)間、 合理的對(duì)象上做合理的事情”也就是根據(jù)具體的作物 , 品種、 生長(zhǎng)季節(jié)、 和具體的土壤條件進(jìn)行精準(zhǔn)管理, 作物 品種和生長(zhǎng)季節(jié)在空間上的變化恐怕不會(huì)有, 關(guān)鍵是土 壤的水平和垂直方向的各種性狀變異對(duì)作物生產(chǎn)和管 理提出的具體要求, 才是我們需要做的具體工作, 不同 的土壤剖面層次對(duì)作物生長(zhǎng)的影響是最缺乏的知識(shí)信 息。 基于農(nóng)田或農(nóng)場(chǎng)尺度上, 人們發(fā)展研究了多種計(jì)算 機(jī)生產(chǎn)決策技術(shù), 包括專家系統(tǒng) (ES 2Exp ert System ) 、 作物模擬模型、 作物生產(chǎn)決策支持系統(tǒng) (D SS 2 ecision D Suppo rt System ) 等。 但這些系統(tǒng)與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)思想的實(shí) 踐要求尚有較大的距離。 實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的作物生產(chǎn)管理 輔助決策技術(shù)致力于根據(jù)農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和諸相關(guān) 因素在農(nóng)田內(nèi)的空間差異性, 實(shí)施分布式的處方農(nóng)作。 Tom 等 ( 1997) 指出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中產(chǎn)量圖的分析將變的更 復(fù)雜。 數(shù)據(jù)挖掘軟件工具被研制用于比較不同種類的空 間數(shù)據(jù) ( 如產(chǎn)量圖、 土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)等) , 分析挖掘深層次 的關(guān)系 ( Kn igh ton, 1997) 。 一些經(jīng)典的數(shù)學(xué)和空間學(xué)分 析方法也被用于分析產(chǎn)量圖, 包括多變量聚類分析 (L a rk et a l , 1997 ) , 時(shí) 空 模 型 (W end ro th et a l , . . 1997) , 制圖學(xué)方法和空間模擬方法 (B erry, 1993) 等。 無 疑這些方法可以為分析產(chǎn)量圖數(shù)據(jù)提供有效的手段, 但 是這些方法無法解釋產(chǎn)量與限制因子在時(shí)間和空間上 的相互關(guān)系, 因此在指導(dǎo)農(nóng)田生產(chǎn)實(shí)踐方面顯得無能為 力。 隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展, 國(guó)際上提出了將多種 信息技術(shù)如專家系統(tǒng)、 模擬模型、 IS 和 R S 等相結(jié)合 G 的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策支持系統(tǒng)。 美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)研制 了將作物模擬模型與 G IS 相耦合的農(nóng)業(yè)和環(huán)境決策支

持系統(tǒng) A E- G IS (Engel 等, 1997) 。夏威夷大學(xué)研制開 發(fā)的 D SSA T ” “ 綜合管理作物、 土壤和氣候數(shù)據(jù), 利用模 擬模型技術(shù)來評(píng)價(jià)不同管理措施, 評(píng)估不同措施對(duì)環(huán)境 及可持續(xù)發(fā)展可能造成的沖擊。 美國(guó)農(nóng)業(yè)部 (U SDA ) 的 環(huán)境和可持 GPFA RM 基于模擬模型, 綜合考慮經(jīng)濟(jì)、 續(xù)發(fā)展的目標(biāo), 為生產(chǎn)決策者提供輔助決策功能。

5　田間變量實(shí)施
變量施用機(jī)具是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的田間實(shí)現(xiàn), 國(guó)內(nèi)外的研 究均很多。 變量施肥, 是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施用技術(shù)的第一 項(xiàng)內(nèi)容, 也是研究最多的項(xiàng)目, 在國(guó)外已經(jīng)有成型機(jī)械 存在, O k lahom a Sta te U n iversity 所發(fā)展的基于氮素光 學(xué)傳感器的變量施肥機(jī), 以 1 m 2 的尺度進(jìn)行變量施肥, . G IS 和 D SS 是 與 機(jī) 械 整 合 在 一 起 的 ( Stone et a l , 1996; So lie et a l , 1996; R aun et a l , 1998 ) , 這種變量 . . 施肥機(jī)的商業(yè)化產(chǎn)品將在最近投放市場(chǎng)。 在農(nóng)田作業(yè)機(jī)械車載導(dǎo)航中, GPS 發(fā)揮著重要作 用, 國(guó)外在這方面已經(jīng)有較為成熟的產(chǎn)品。 美國(guó) T rim 2 b le 公司 A gGPS170 田間計(jì)算機(jī)可以安裝于農(nóng)田作業(yè) 機(jī)械, 用于田間作業(yè)導(dǎo)航 ( 附帶一種稱為 L igh tba r 的平 行導(dǎo)航裝置, 通過與導(dǎo)航軟件的配合, 可實(shí)現(xiàn)田間作業(yè) 機(jī)械的精確制導(dǎo)) , 能根據(jù)給定的農(nóng)田作業(yè)處方圖指揮 變量作業(yè)控制器進(jìn)行變量作業(yè), 同時(shí)還能進(jìn)行田間成 圖、 土壤采樣和相關(guān)的田間信息采集工作。A gGPS170 田間計(jì)算機(jī)采用廣泛使用的 ESR I 公司 SH P 文件格式 作為與外界通訊的軟件接口標(biāo)準(zhǔn), 采用通用的 R S 2232 串行通訊協(xié)議作為硬件接口標(biāo)準(zhǔn), 這樣就極大地方便了 用戶的使用。 我國(guó)的研究相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家而言起步較 晚, 用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械及信息采集傳感器方 面的研究與發(fā)達(dá)國(guó)家還有相當(dāng)大的差距。 這些差異主要 表現(xiàn)在 GPS 與農(nóng)業(yè)機(jī)械、 農(nóng)田 G IS 的接口軟件以及農(nóng) 田 G IS 的田間作業(yè)圖層與農(nóng)機(jī)的接口軟件, 農(nóng)田信息 采集、 利用等技術(shù)不過硬, 缺乏統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)和 資源共享機(jī)制, 農(nóng)機(jī)作業(yè)傳感器件多數(shù)采用國(guó)外的進(jìn)口 部件, 因而機(jī)械制造的成本比較高難于為農(nóng)民所接受。 將遙感、 IS 和 GPS 結(jié)合可及早識(shí)別小面積病蟲 G 害和草害區(qū), 從而大幅度降低農(nóng)藥的用量 (Everit t et . a l , 1994; W ilson and Sco t t, 1982 ) 。 ississipp i 的一 M 個(gè)為期 3 年的精準(zhǔn)除草試驗(yàn)中, 除草劑的用量下降了 73% , 可以說, 變量除草、 防止病蟲害的技術(shù)將是精準(zhǔn)農(nóng) 業(yè)的一項(xiàng)很有希望普遍推廣的技術(shù)。 精準(zhǔn)變量播種技術(shù)本身已經(jīng)存在, 但目前推廣變量 播種技術(shù)的障礙主要在于其必要性。 人們傾向于認(rèn)為確 定播種量應(yīng)該依賴于土地的產(chǎn)量潛力, 產(chǎn)量潛力高, 播 種量低, 產(chǎn)量潛力低, 播種量高。 而土地的產(chǎn)量潛力的確 定需要有 3 5 年的產(chǎn)量數(shù)據(jù)。 ～ 對(duì)玉米而言, 美國(guó)普渡大 學(xué)的 N ielsen ( 1995 ) 根 據(jù) 先 鋒 種 子 公 司 ( P ioneer H i2 B red in terna t iona l, Inc. ) 從 1978 年到 1993 在美國(guó)玉 米帶積累的數(shù)據(jù), 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量水平從 100 到 180 bu shel 英畝, 株密度均在 26 000 30 000 英畝之間, 播種密度 ～ 在 28 000 32 400 粒 英畝之間。這個(gè)結(jié)果對(duì)玉米的變 ～


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　第 4 期

趙春江等: 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的研究進(jìn)展與展望

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量播種技術(shù)的采納是一個(gè)否定的結(jié)果。 小麥的變量播種 技術(shù)對(duì)產(chǎn)量也不會(huì)有明顯影響, 尤其是分蘗成穗能力強(qiáng) 的品種, 播種量的緩沖范圍很大, 可以說, 通過空間調(diào)整 播量來增產(chǎn)的理論依據(jù)對(duì)小麥玉米而言基本上是不存 在的。 精準(zhǔn)變量灌溉的依據(jù), 土壤含水量或儲(chǔ)水量只是一 個(gè)方面, 由于土壤質(zhì)地變化導(dǎo)致土壤供水能力和作物根 系吸水能力發(fā)生變化, 大多數(shù)時(shí)間應(yīng)該根據(jù)土壤質(zhì)地結(jié) 構(gòu)變化來調(diào)整灌溉模式, 因此變量灌溉的尺度要遠(yuǎn)大于 變量施肥的尺度, 可以說亞米尺度的變量灌溉意義不 大, 目前的作業(yè)區(qū) (m anagem en t zone ) 的概念用于變量 灌溉是很適宜的。

7　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究方向
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的變量實(shí)施技術(shù)不是難點(diǎn), 目前精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 技術(shù)體系碰到的困境, 主要是由于基礎(chǔ)研究不足, 推廣 有些超前造成的, 一些理論依據(jù)不是特別充分和量化的 技術(shù), 如單純基于土壤網(wǎng)格采樣和目標(biāo)產(chǎn)量的變量施肥 技術(shù)被不適當(dāng)?shù)剡^分重視和推廣。 前邊已經(jīng)提到, 農(nóng)田 高密度信息的獲取是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸, 而在這些高 密度的農(nóng)田信息獲取后, 怎樣根據(jù)這些不同角度的農(nóng)田 信息, 推出一整套具有可實(shí)施性的精準(zhǔn)管理措施, 將是 另一個(gè)需要多學(xué)科交叉的研究課題, 以變量施肥為例, 不僅是土壤養(yǎng)分和目標(biāo)產(chǎn)量, 土壤其它性狀、 品種特性、 環(huán)境條件等許多要素都影響施肥決策。 一個(gè)信息獲取, 一個(gè)可靠的決策支持系統(tǒng), 是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究的兩個(gè)主要 難點(diǎn), 也是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)未來至少 10 多年的主要研究?jī)?nèi)容 和突破口。
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6　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的效果和推廣現(xiàn)狀
目前國(guó)際上精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣處于徘徊期, 普遍 推廣的還是一些單項(xiàng)技術(shù), 如 D GPS 定位下的精準(zhǔn)播 種、 精準(zhǔn)噴藥等, 澳大利亞精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中心的研究人員對(duì) 基于產(chǎn)量變異、 土壤養(yǎng)分變異的變量施肥技術(shù)的效果進(jìn) 行研究后的結(jié)論是, 變量施肥并沒有導(dǎo)致增產(chǎn), 只是降 低了施肥量。 從不同作物看, 甜菜、 煙草、 甘蔗等品質(zhì)要 求高對(duì)施肥比較敏感的作物, 變量施肥效果較好, 例如 根據(jù)美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)、 rook ston 和 N o rth D ako ta C 在 1994、 1995 兩年的結(jié)果, 基于 4 5 ～ Sta te U n iversity 英畝網(wǎng)格取樣的變量施氮可使每英畝甜菜的利潤(rùn)增加 50 70 美元[ 19 ]。 ～ 其它大田作物的效果不確定性很大, 即 使顯示純經(jīng)濟(jì)效益的, 也很有限。 在美國(guó), 農(nóng)戶對(duì)精準(zhǔn)農(nóng) 業(yè)變量施肥技術(shù)的采納率在 1999 年達(dá)到頂點(diǎn)后, 2000 年、 2001 年連續(xù)兩年有明顯下降 (A k ridge, J ay, and L inda W h ip ker, 2001 ) , 國(guó)際市場(chǎng)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的持續(xù)低 迷是大環(huán)境的原因, 但主要的原因是目前的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的 技術(shù)體系所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益還不夠明顯, 采納目前的精 準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系后, 生產(chǎn)成本一般不會(huì)下降, 作物產(chǎn)量 和質(zhì)量的增加只有幾個(gè)特例, 大部分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果, 產(chǎn)量 并沒有明顯的增加。 我們認(rèn)為, 目前的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體 系的增產(chǎn)作用不夠明顯, 一是所能考慮的農(nóng)田變異的空 間尺度太大, 在 1 hm 2 以上, 基于這種采樣間距的精準(zhǔn) 農(nóng)業(yè)技術(shù)體系不僅在中國(guó)沒有推廣前景, 在美國(guó)、 加拿 大、 澳大利亞等西方國(guó)家也難以推廣。 作物產(chǎn)量在很小 尺度就會(huì)有很大的差異, 例如我們測(cè)定的高產(chǎn)田小麥的 一個(gè) 30 m 2 小區(qū)內(nèi), 每平方米產(chǎn)量變化幅度達(dá) 30% 左 右, 對(duì)這個(gè)尺度的產(chǎn)量變異原因進(jìn)行分析并進(jìn)一步提出 改進(jìn)措施是作物大幅度增產(chǎn)的基礎(chǔ)。 二是支持精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 實(shí)施的決策支持系統(tǒng)還沒有完善, 以目前的變量施肥決 策為例, 主要是基于土壤養(yǎng)分測(cè)定數(shù)據(jù)和產(chǎn)量圖, 對(duì)于 作物本身性狀如吸肥特性、 葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累的 空間變化等不進(jìn)行考慮, 這是由于目前的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研 究者大多數(shù)是土壤肥料學(xué)科方面的背景, 農(nóng)藝學(xué)家的參 與不多, 我國(guó)的作物栽培學(xué)在世界上來講擁有最系統(tǒng)的 學(xué)科體系, 研究水平可以說是世界領(lǐng)先, 栽培學(xué)家的主 動(dòng)參與將使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增質(zhì)降本效果在我國(guó)顯示 出來。

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農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)

2003 年　

. Abstract: In th is p ap er, fou r key techno log ica l com ponen t s of p recision ag ricu ltu re, i e. , field info rm a t ion co llec2 t ion, field info rm a t ion m anagem en t, va riab le 2ra te decision 2 ak ing, and va riab le 2ra te techno log ies, a re ana lyzed m and eva lua ted. T he im p act s of p recision ag ricu ltu re on fa rm inp u t, crop yield and qua lity a re summ a rized. T he ba rriers fo r developm en t and adop t ion of p recision ag ricu ltu re a re a lso po in ted ou t. Key words: p recision ag ricu ltu re; field info rm a t ion co llect ion; field info rm a t ion m anagem en t; decision suppo rt system ; va riab le 2ra te techno logy
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  本文關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的研究進(jìn)展與展望，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。