摘要:摘要:通過對精準農業的內涵及其作用進行了詳細闡述,并對當下國內外關于精準農業的研究進展進行了詳細分析后,還對精準農業的發展進程中存在的問題及今后的發展方向進行展望,以期
摘要:通過對精準農業的內涵及其作用進行了詳細闡述,并對當下國內外關于精準農業的研究進展進行了詳細分析后,還對精準農業的發展進程中存在的問題及今后的發展方向進行展望,以期能為我國精準農業的發展提供理論依據。
關鍵詞:精準農業;技術體系;研究進展
0引言
自20世紀80年代以來,西方先進發達的農業生產逐漸向現代化以及機械化進行轉變,但隨之而來的環境污染以及能源缺失等問題都對其國內農業的發展產生了嚴重的制約。因此相關研究人員開始對新型農業生產方式進行研究,多種新型農業應運而生,如綠色農業以及生態農業等。這些生產方式的最終目的都是為了在有效的資源條件下,通過對農業生產進行精細化處理,逐步實現農業生產的粗放式經營向精細化生產的轉變。而實現這種轉變的主要措施則主要有通過改善環境、變量投入并結合準確管理以最終實現農作物產品的高質量生產。這種精準的農業生產方式一經出現就得到了廣泛認可,并在世界范圍內推廣開來。

1精準農業的作用
1.1內涵
精準農業的技術體系則主要包括信息技術、工程設備技術以及生物技術。其中信息技術主要用來對傳統農業進行改造,其使用的信息技術核心主要包括遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)以及全球定位系統(GPS),因此精準農業技術也稱為“3S”技術。通過結合使用這些高新技術,對農田的變化信息進行實時監測與捕捉,并根據相應的學科知識對農田的生產過程進行模擬以確定其生產過程中所需投入的物料如水分、種子、肥料、藥物及人力,并進行精確定位如對農田中需要進行灌溉、施肥及殺蟲等處理的地點,從而使農業生產更具有科學性。這樣不僅能在最大限度內實現人力及物料的節約,還能提高農作物的產量,從而達到實現更多經濟效益的目標,并且還有利于對生態環境進行保護與實現農業的可持續發展。而其中的生物技術則主要包括基因、細胞以及微生物技術,這些技術中的核心則是基因工程技術。通過使用基因工程對農作物進行培育新作物及新品種,同時還可利用微生物技術對農業生產中的有機廢棄物進行降解,而降解使用的物質也通常為合成的蛋白質以及氨基酸等環保物質以對農田土壤進行改良,保護并改善生態環境;最后其機械工程技術則主要包括使用機械進行播種、施肥、灌溉、收割等一體化作業技術。這類技術也是精準農業技術體系中最為重要的技術構成,其核心即為機電一體化。通過這種一體化的作業模式,不僅可以有效節省農業生產中的作業時間,還能使農作物的生產過程更加精準化,使各種作業過程的工作效率都得到有效提升。
1.2主要作用
通過在農業生產中使用精準農業技術可達到以下生產目的,具體如:①精準農業通過對資源進行整合并優化布局后,能在最大限度內發揮出有限資源的絕大部分優勢,從而可以使生產成本在最大范圍內降低;②精準農業在應用過程中更加重視經營模式以及交易的方式,同時對于農業供求中的時空對接也十分注重,因此,在其流通過程中所消耗的費用就較低,節省了大量流通中的成本消耗;③精準農業還能對土地進行更加合理化的分配使用,充分利用土地優勢,因地制宜,將合適的農作物種植在最適宜的土地環境中,不僅能挖掘農作物個體的生產潛能,還能使單位面積內土地的使用價值得以有效提升,大大增加了資源的利用效率;④在農業生產中通過對農作物的生長規律進行精準分析后,將農作物進行精準投入與生產,使其農作物的生長始終處于最佳狀態,從而使其農產品的生產質量也得到了保障;⑤精準農業的應用,不僅實現了對農田的合理及科學化應用,同時還對農業生產進行科學布局,使其投入與產出都在控制范圍內,并嚴格控制其生產過程遵循可持續發展的規律,從而實現農業生產的可持續化發展。
2研究進展
2.1國外的研究進展
現階段,世界范圍內關于精準農業的應用已經涵蓋了農業生產的多方面,主要有施肥、播種、病蟲害防治以及灌溉等等,現如今這種精準作業的農業生產方式已經在發達中廣泛普及開來,對改善其國內的生態環境以及實現其農業的可持續發展起到了重要的帶動作用。目前,精準農業發展較為先進的發達中都已經開始大量投入人力及物力以開展對精準農業的深入研究,同時還成立了專門的研究機構,并在其國內高校中設置了專業的課程。當下,國際上精準農業發展較為先進的主要有美國,其也是世界上發展精準農業最早的,其精準農業的技術體系主要應用于其國內小麥、玉米及大豆等農作物的種植與生產中。歐洲開展對精準農業的研究與實踐也較早,目前法國已經實現了機械一體化的變量作業,并已開始投入使用。而其他如英國、澳大利亞等一些農業大國的大學中都已開始設置精準農業的研究機構。國外的精準農業在其發展進程中都得到了級政府的專項支持,為其發展起到了良好的推動作用。
2.2國內研究進展
我國的精準農業起步較晚,近年來隨著信息技術的飛速發展以及科學技術的不斷革新,在我國農業生產中,精準農業的思維方式及經營理念開始逐漸被公眾所接收并在農業生產中使用開來。如在20世紀90年代,在北京等發達地區就已經開始嘗試使用精準農業的實踐行為,即使用GPS技術對農田中的病蟲害進行定位并最終開展防治處理。同時在農業生產中GIS技術應用也較為普遍,全國多省市都已通過使用GIS技術建立起農業生態管理信息系統;而在一些智能信息技術層面,大部分省市都已經開始了智能化農業示范工程。但是目前我國對于精準農業中信息技術的應用都較為單一,在農業生產中還未能將這些技術進行系統結合運用,我國精準農業的技術體系還尚未形成,因此精準農業在我國的研究仍處于起步階段。
3精準農業的發展方向
我國是農業大國,但受地理環境及氣候環境的影響,我國各省市中的農作物種植都存在一定差異,同時因各地經濟條件也存在差異,在農業生產中其機械化程度、農田的使用效率以及當地農業生產的集約化水平都與世界發達存在較大差距。因此,為發展我國的精準農業,應首先對精準農業的國際發展情況進行充分了解,將其理論知識與技術實踐充分與我國各地的實際情況相結合并進行研究,在全方位保障生態系統正常運行的情況下,研究出一條適合我國農業生產國情的精準農業技術體系路線。
3.1發展現代農業信息技術
現階段,我國農業發展中的主要問題為農業生產與經營過程不能整體化,其各個環節都相對獨立卻不能有機結合起來,導致我國的農產品不論是生產水平還是經營水平都不能獲得較好的競爭力。因此,在我國的農業生產中應有效結合現代信息技術,建立起完善的農業信息網絡,并將3S技術應用于信息網絡中,逐步實現農業資源的社會化以及產業化。
3.2發展節水精準農業
在我國,制約農業發展的一項重要因素為水資源的缺乏。據相關研究表明,我國農田灌溉中存在嚴重的水資源浪費,灌溉用水的使用率都不到35%,因此為實現精準農業,不僅要在技術上進行整合,同時還應將先進技術充分應用于節水灌溉中,根據農作物的生長情況及農田的土壤信息對需要灌溉的地點進行精準定位后實施精確灌溉,以最大限度的提升水資源的使用效率。而且在灌溉過程中還要因地制宜選取灌溉方式。
3.3發展節肥精準農業
化肥對農作物的生產具有重要作用,有效使用化肥不僅能增加農作物的產量,還能對病蟲害起到防治作用。但現階段由于在施肥過程中技術的不足以及結構的不合理,不僅造成了化肥的嚴重浪費還對農田造成了嚴重的污染,對當地的生態環境也造成了破壞。因此應結合先進技術對農田進行科學施肥以實現節肥精準農業。
4結語
精準農業是農業發展的必然趨勢,也是信息技術及科學技術與多產業融合發展的必然,不僅能有效改善農作物的生產水平還能提升農作物的產量,對我國的農業發展具有重要的推動作用。因此我國應加大對精準農業研究,以期能盡快縮小與世界先進水平的差距。
參考文獻
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姚敏娜