(1) 精细农业的技术支持体系
• 精细农业的技术支持体系主要指"3S"技术， 即地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)与全球 卫星定位系统(GPS)。全球定位系统(GPS)确 定农业作业者或农业机器在田间的瞬时位置， 通过传感器及监测系统随时随地采集田间数 据。这些数据输入地理信息系统(GIS)结合事 先储存在GIS中定期输入的或持久性数据、 专家系统及其他决策支持系统对信息进行加 工、处理，做出适当的农业作业决策，再通 过作业者或农业机器携带的计算机控制器 (computer／controller)控制变量执行设备，实 现对作物的变量投入或操作调整。
的优化目标。如GPS、GIS技术用于作物管理主要包括
3方面功能：一是产量监测；二是样本采集；三是投入
计划。通过测试分析田间多种样本得到相关的数据信
息，并以状态分布图的形式表示出存在的"空间差异"、
采用"可变量施用"技术来满足不同区域，甚至平方米
范围内的作物生长的实际需要，从而实现合理投入、
提高效益和保护环境的目标。
(2) 精细农业在农业中的应用领域
• 精细农业已成为发达国家面向21世 纪为合理利用农业资源、提高农作物产 量和品质、降低生产成本、改善生态环 境和农业可持续发展的最富有吸引力的 前沿性农业科学研究的热点领域。
1) 在资源管理和环境保护中的应用
• 精细农业由于在管理空间数据方面的强大功 能和处理资源与环境可持续发展问题上的突出能 力，被广泛地应用于各行各业中。瞥理方面主要 包括内然资源的分布状况、资源合理开发利用、 资源动态监测等，尤其在土地资源管理方面能充 分发挥其优势，来解决地籍调查和管理、土地利 用规划、土地潜力分析及人地关系状况分析等问 题；在环境保护方面，包括环境质量专题制图、 现状分析与动态模拟等。
(2)建立农业数据库
• 农业数据库是把农业信息经数据化处理后 存储在计算机中的一类信息存在形式。农业数 据库领域宽广，有农业资源、生产资料、技术、 农产品市场、政策、气象等各种专题性或综合 性的数据库。信息网络的发展为克服农业分散 性和区域性强的弱点而使信息资源得到有效利 用成为可能，能够快速方便地为不同地域的用 户提供服务。目前，许多国家、国际组织、地 区甚至农场都在建立各种层次的农业数据库。 其中，有许多数据库已进入全球信息资源网， 实现了信息资源共享。
(2)农业机械的发展将达到 前所未有的水平
• 21世纪，新型的农业机械技术将使农业劳动生产 率进一步得到提高。农业机械化水平目前在各国 之间差异很大，但其发展将出现一些共同趋势： 农业机械向智能化方向发展，高度智能化的农用 机器人的数量将迅速增加；农业领域的各种行业、 各个生产环节的农机具品种更加完善地系统配套； 以节水、灌溉施肥、灌溉施药为目的的滴灌、浸 润灌溉等智能化、自动化灌溉机械将得到飞速发 展；农业机械向功率大型化、运作高速化、工作 面宽幅化、作业联合化、操作自动化方向发展。
1.我国21世纪农业机械的发展要求
• a 农业机械必须满足农业产业结构调整的要求 • 农业产业结构的调整，为农业机械提供了新的发
展空间，为农业机械成为农村经济发展的推动器提 供了可能。农业机械横向可扩展到林、牧、渔各业； 纵向可延仲到产前、产后，向农副产品的贮藏、加 工、运输以及立体农业、节水农业、精细农业方向 发展。在不远的将来、农田基本建设机械和设施农 业机械均会有量的飞跃。畜牧业的牧草生产、加工 以及饲养、养殖、废物处理机械也将迅速发展，农 业机械的类型、功能将不断变化，且应用领域逐年 扩大。
21世纪的精细农业
• 精细农业又称精细农作或计算机辅助农业。精细 农业一词译自国外近几年来趋于共识的"Preci sion Agriculture"技术思想 。它是一种关于农业管 理系统的战略思想，是信息科学技术在农业中的 运用；它又是一种以知识为基础的农业微观管理 (micro-management)系统。但农业是一个涉及种 植、养殖和加工等领域的产业，而国外"Precision Agriculture"技术体系的研究应用目前主要仍局限 于大田种植业的精细准确的经营管理。因此，我 国很多农业专家认为把"精细农业"译作"精细农 作"更为科学准确。
4) 在农业生态工程中的应用
实现基于信息和知识的农业生态系统精 细管理的技术思想，不应仅限于农田生态系 统，还应该扩展到种、养、加及产前、产中、 产后的整个过程。农产品在产后储藏、保鲜、 加工以达到高品质、高附加值的过程中，都 已吸收电子信息科技前沿的成就。与信息技 术、生物技术有机结合的高新生态技术(尤其 应用于设施园艺、集约养殖、农产品品质优 选、加工曾值产业中)首先付诸实践与推广。
得了重要的成就。
• 21世纪，现代生物技术将在动植物新品种塑 造、作物远缘杂交优势利用、快速无性繁殖、高 科技人工种子、种苗制造产业、生物固氮、生物 反应器、人体器官克隆、动物胚胎移植与胚胎分 割、动植物病害基因工程诊断、单克隆抗体病害 防治、生物农药等领域发挥巨大的作用。高产、 优质、抗逆的“超级猪”、“超级牛”、“超级 羊”、“超级鸡”、“超级鱼”等动物新品种和 抗病虫、抗病毒、抗菌、抗化学制剂、抗旱、抗 盐碱、抗寒、抗高温、高品质等作物品种和超级 树木都将成为现实。科学家们推测，到2000年， 运用农业生物技术及其相关增产措施生产的粮食 将占世界增产量的5/6。
农业信息技术成为农业主导技术之一
• 面向21世纪，信息技术正在迅速渗 透到农业的各个领域，将对整个农业生 产、农业经济、农业科研、农业教育以 及农村发展和农村文化生活产生无法估 量的积极影响。
(1)加速传统农业的信息化改造 和农业管理自动化
• 信息技术可以应用于农业环境与控制、动 植物生产、改进动物育种、农业机械、防灾减 灾、农产品加工、农业经济管理等各个方面， 使经验型和分散型的农业技术趋于定量化、规 范化和集成化，改变农业科技和生产管理的经 验性强、科学性与精确性不够的缺陷。例如， 正在兴起的“精密农业”就是一种利用信息技 术从多种来源获取数据以支持作物生产决策的 管理策略，其根本目的就是要改善资源利用、 增加利润，减少农业生产对环境的负面影响。 80年代中期以来，信息技术使农产品市场的运 作也发生着革命性的变化。
• c 农业机械必须与智能化自动化技术相结合
• 电子技术和计算机技术的发展以及先进的制 造技术、新材料的涌现，推动了农业机械向智能 化、自动化方向发展，致使原来传统机械无法作 业的项目逐渐实现了机械化。农业机械化技术、 自动化技术和智能化技术将互相补充、相互促进， 与生物技术一起把农业这一基础产业带入一个全 新的阶段。
• 通过"3S"自动地监看电脑卫星图像资料， 利用全球定位系统，可按照田间每一操作 单元(位点)的具体条件，精细准确地调整各 项土壤和作物管理措施，最大限度地优化
使用各项农业投入，以获取最高产量和最
大的经济效益，同时能有效地保护农业生
态环境，保护耕地等农业自然资源，把科 学的精细性引进了农业生产的过程。"3S" 技术不仅适用于种植业，也适用于畜牧业、 园艺和林业。
精细农业 王金武
绪论
一、农业的主导技术
• 21世纪初期，农业主导技术将呈现出群体的形式：
• 现代生物技术
• 农业工程技术
• 农业信息技术。
现代生物技术在农业科学技术 中的主导地位将更加突出
•
20世纪下半叶以来，随着分子生物学的发展，
பைடு நூலகம்
基因标记技术和基因工程技术的发展，各种动植
物基因图谱的建立以及基因重组技术的不断完善，
绪论
• 二、农业机械智能化与21世纪精细农业
• 精细农业是美国等经济发达国家继LISA(低 投入可持续农业)后，为适应信息化社会发展要 求对农业发展提出的一个新的课题。随着信息技 术、网络技术、人工智能技术在工业中的广泛应 用并已发挥巨大的效能，在传统农业装备上引入 信息化、智能化技术是21世纪农业现代化的必然 发展趋势。而精细农业的发展为实现农业机械的 自动化、智能化提供了技术基础和根本保障。
• b 农业机械必须适应先进农业技术的需要
•
• 大面积推广应用先进的农业技术是实现农业 现代化的前提条件，而农业机械是大面积实施先 进农业技术的主要载体。农业只有和农机结合， 实现二者统一，先进的农业技术才能得到应用和 推广。因此，实施先进农业技术的纽带和桥梁是 农业机械化。如大田作物的种植和收获等高强度 劳动更对相关的农机具需求迫切，如水稻育秧设 备、插秧设备、摆抛秧机具和直播机具都有很大 需求。
2) 在农作物生产管理中的应用
•
精细农业是基于信息和知识的农田作物生产经营
管理技术。它既需要利用先进的田间信息采集技术，
以获得农田小区作物产量和影响作物生长主要因素的
空间分布信息，又需要对这些信息进行处理，运用农
业科学知识制定农田与作物栽培管理决策。指导分布
式定位处方农作，以实现资源高效利用和可持续发展
使得现代生物技术能够定向地改变生物的某些性
状，动植物品种改良的周期将大大缩短，新品种
培育的效率将迅速得到提高，对动植物整体单一
层次的改良将发展到分子、细胞、组织和个体等
多层次的改良，因而可能大幅度提高农产品的产
量与质量和农业资源的利用率。目前，国际上生
物技术在动植物新品种的培育等方面不断取得新
进展。我国已经在与农业有关的生物技术领域取
2.新世纪农业机械化的发展趋势
• 1） 农机技术的创新，为先进的农业技术提供 保证
• 农业装备是先进农业技术大面积实施的载 体，农业机械化适用技术推广面积的扩大实质 上就是普及农业和农业机械化科学技术、推进 科技兴农的过程。今后应继续启动"水稻生产 机械化"、"机械化旱作农业"等示范工程项目， 并实施"机械化旱作蓄水保墒技术"、"小麦覆 盖种植机械化技术"等"丰收计划"农机化项目。