不同国家精准农业的发展模式分析_杨盛琴

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２０14郾11（总 427）
二、以色列的新兴工业化国家特色 精准农业发展模式
以色列是一个自然环境较为恶劣的国家，国土 面积２．５万 ｋｍ２，沙 漠 就 占 去 了 ６０％ 以 上， 可 耕 地 面积占国土面积的 ２０％ 左 右。 大 部 分 国 土 是 沙 漠 地 带，导致了以色列淡水资源极为匮乏，人均可利用 的淡水资源只有 世 界 平 均 水 平 的 １／３３。 但 是， 面 对 如此 恶 劣 的 自 然 环 境，以 色 列 的 农 业 却 很 发 达。 １９９６年以来，其农业 总 产 值 连 年 增 长， 年 增 长 率 保 持在１７％左右，其农业人口只占总人口的 ３％左右， 但以色列的粮食已 经 完 全 实 现 了 自 给 自 足。２０００ 年 以后，其农产品大量出口到欧洲，以色列的农业创 造了 “沙漠奇迹”。其精准农业技术水平足可以与美 国并驾齐驱，但有着自己的特色。
精 准 技 术 等 不 同 要 素 的 互 动 （图 １）， 互 动 的 结 果 决定了效益。其效益主要体现在两个方面，一是通 过减少投入来提高农作物的产量与品质，二是保护 生态环境，减少农业耕种中化学物质滥用造成的环 境 污 染 。 ［１］
经济驱动
法律
环境驱动
全球定位系统 （GPS）
减少投入
控
地理信息系统
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以依据不同地区不同的自然条件和农业发展水平而 选用。
１．精准农业发展模 式 多 种 多 样 以 美 国 为 代 表 的发达国家其精准农业技术及生产方式是在发达的 信息技术支撑下，在农业高度现代化的基础上发展 起来的，是一种高级的信息化精准农业；以色列的 精准农业模式侧重于温室技术及节水灌溉系统的支 撑，是一种特色化的高级精准农业；以越南等国家 为代表的精准农业则是基于人力资源的丰富而发展 起来的手工劳作式初级精准农业。这３种模式代表 了精准农业的３个层级，反映了不同类型的精准农 业技术水平的高低，也反映了农业生产方式的差异。 随着科技的发展与普及，精准农业会从初级向高级 阶段发展。
制
（GIS）
系
统
精准农业
地理信息系统 （GIS）
管
理
信
决策支持系统
息
(DSS)
系
统
实时监测和控制
增加收益
作物模型与 田间档案
减少浪费
增加盈余
保护环境
图 １ 美 国 精 准 农 业 的 构 成 要 素 之 间 的 互 动 作 用 示 意
１．技术系统 美 国 的 精 准 农 业 领 先 于 世 界， 技 术非常成熟，已经建成了完善的现代农业管理系统。 一种高级 的 精 准 农 业 发 展 模 式， 在 其 技 术 层 面 上， 核心的部分主要是３Ｓ技术 （全球定位系统、 遥感技 术 、 地 理 信 息 系 统 ）， 另 外 ， 决 策 支 持 系 统 、 专 家 系 统与智能设备控制系统也很重要。
１．发 达 的 自 动 化 温 室 控 制 技 术 在 ２０ 世 纪 ７０ 年代之前，以色列的农产品还是大量依靠进口，其 后，以色列依据本国的自然资源条件，调整了农作 物种植结构，减少了对土地资源要求高的粮食作物 种植，积极发展温室技术，改种产值高的花卉、蔬 菜及水果，大大改善了其农业生产状况。以色列的 温室 技 术 从 ２０ 世 纪 ７０ 年 代 至 今 ， 完 全 实 现 了 智 能 化 与 自 动 化 ， 一 个 温 室 大 约４ ０００ｍ２， 从 播 种 开 始 到收获，全过程电脑控制，基本上不需要人力，而 且将滴灌技术引入温室系统，进一步提高了花卉、 蔬 菜 等 农 作 物 的 产 量 。 截 至 ２０１２ 年 年 底 ， 以 色 列 的 温 室 花 卉 种 植 面 积 约２ ０００ｈｍ２， 但 其 产 品 ９０％ 以 上 用 来 出 口 ， ［２］ 以 较 小 的 产 出 获 取 了 较 大 的 收益。
的污水处理技术也很发达，所有污水经过过滤、杀 菌处理，用于非食用类作物的灌溉。目前，以色列 节水灌 溉 率 达 到 ９０％ 以 上， 水 资 源 利 用 率 达 到 了 ９８％，位居世界首位 。 ［３］
３．精 确 化 的 育 种 开 发 技 术 及 水 肥 一 体 化 技 术 以色列十分重视农作物育种技术的开发与改变，依 据市场的需求，不断开发高效无公害及抗病虫害农 作物种子，利用生物工程技术开发的新品种能够降 低对农药和化肥的依赖，保证能在自然状态下生长， 其良种开发技术位居世界前列。以色列在节水灌溉 技术发展的同时，还开发出水肥一体化技术，灌溉 与施肥同时进行，这种精准技术是建立在对土壤品 质及作物生长过程的监测之上，实现了节水、灌溉 与平衡施肥的统一化。
一、美国的高级精准农业发展模式
美国是世界上最早研究与应用精准农业技术的 国家 ， 在 ２０ 世 纪 ９０ 年 代 中 期 ， 美 国 就 进 行 了 土 壤 结构密度传感技术、土壤传导性技术、电磁感应技 术等农业工程领域的研究，这些技术现在已经陆续 在农业生产中使用，对土壤元素测定、农作物产量 监测、施肥变量反应等耕作技术起到实质性推动。 美国精准农业发展模式其核心是技术层面，将现代 化的信息技术、农业技术与工程技术进行了有机的 结合，体现了精准农业所要求的时间与空间差异， 在此基础上，通过农田地理信息系统提供的地理信 息确定作物的最佳生产模型，决定依据不同作物的 差异，采用卫星定位，智能机械，智能 施 肥、灌
２．精准农业发展模 式 应 该 结 合 本 国 国 情 美 国 等发达国家的精准农业是建立在大农场的生产经营 体制，是农业高度集约化的结果；以色列位于沙漠 地带，严重缺水，自然条件恶劣，其精准农业发展 模式体现了其自然条件，凭借着发达的技术，创造 了现代化设施型精准农业；越南等发展中国家的精 准农业受制于经济社会发展水平及科技水平的落后， 但凭借其良好的自然条件及人力资源优势，发展出 初级的人力资源型精准农业。各国国情的不同，制 约了精准农业的发展方向及方式，但一样可以创造 出精准农业的效益价值。
美国精准农业技术目前最具有代表性的系统是 约翰迪尔公司在２０１２年推出的 “绿色之星” 精准农 业系统和凯斯公司２０１３年年初推出的新一代 “先进 农业”精准农业系统。这两个精准农业技术系统在 美国得到了较为广泛的应用，是美国精准农业技术 系统的集大成者。“绿色之星” 精准农业系统是基于 全球定位系统与地理信息系统的基础，结合了物联 网技术发展而成的新型精准农业系统，适合大中规 模的机械化生产的农场使用，其在大农场中的市场 占有率达到了 ６５％ 以 上。 凯 斯 “先 进 农 精 准 农 业 系 统 基 础上推出的新产品，其在北美洲及澳大利亚得到了 广泛的运用，比较适合种植水稻、玉米、大豆和小 麦等作物。
２．发 展 实 践 １９９３ 年 ， 美 国 首 次 进 行 精 准 农业耕种技术试验，取得了较好的成效。当年用 全球定位系统指导施肥的农场，其产量比传统施 肥 提 供 了 １５％ ， 并 且 在 化 肥 使 用 总 量 上 减 少 了 。 １９９５ 年 ， 美 国 有 ５．１％ 的 农 场 不 同 程 度 应 用 了 精 准 农 业 技 术 ，１９９６ 年 美 国 农 业 部 的 统 计 显 示 ， 在 小麦生产 中 使 用了监 视器技 术的农田增长率为 ６％ 左 右 。２０００ 年 ， 在 玉 米 及 大 豆 种 植 中 ， 使 用 精 准 农 业 技 术 的 农 场 达 到 了 １／３。 从 ２００２ 年 开 始，遥感技术、智能机械系统、计算机网络系统 在 美 国 农 业 耕 作 中 得 到 了 广 泛 的 运 用 。２０１０ 年 之 后，精准农业技术与物联网相结合，掀起了美国 精 准 农 业 技 术 的 新 浪 潮 ，２０１３ 年 年 底 ， 美 国 农 业 — ４４ —
部 发 布 的 数 据 显 示 ， 美 国 年 生 产 总 值 １００ 万 美 元 以 上 的 农 场 精 准 农 业 技 术 的 使 用 率 达 到 了 ９３％ ， ５０ 万 ～１００ 万 美 元 的 农 场 精 准 农 业 技 术 使 用 率 ８５％ 左 右 ， 一 些 小 型 农 场 也 开 始 推 广 普 及 精 准 农 业技术。
２．先进的节水灌溉 技 术 以 色 列 大 部 分 地 区 干 旱少雨，土地贫瘠，提高水资源的利用率是以色列 解决农业发展的最大问题，因此，节水技术研究一 直 是 以 色 列 农 业 科 学 中 最 显 要 的 课 题 。 从２０ 世 纪５０ 年代开始，以色列政府大规模进行水利建设，将北 部水源引入到沙漠纵深，将地下水抽取连成全国网 络，在此基础上积极发展节水灌溉技术。滴灌与喷 灌是以色列的节水灌溉技术的主要形式，发展到今 天，已经是第七代技术，广泛运用于温室、沙漠地 带、绿化带等区域，由于其全国的地下水已经形成 了联网，建立节水灌溉设施相对比较容易。以色列
精 准 农 业 产 生 于 ２０ 世 纪 ９０ 年 代 ， 当 时 欧 美 发达国家为了缓解农业现代化、集约化生产带来的 环境污染问题以及降低生产成本之需，借助于信息 技术，陆续展开精准农业生产模式的研究与实践。 进 入 ２１ 世 纪 之 后 ， 精 准 农 业 技 术 及 生 产 模 式 已 经 逐渐成熟，在不同的国家形成了不同的发展特色， 但整体而言，精准农业所体现的低投入、高产出、 污染少等优点，是农业可持续性发展的方向。根据 目前世界各国农业经济发展水平的差异，精准农业 发展模 式 也 各 不 相 同，有 发 达 国 家 的 高 级 精 准 农 业，有新 型 工 业 化 特 色 精 准 农 业， 还 有 发 展 中 国 家、欠发达国家的初级精准农业。本文基于美国、 以色列、越南等国不同发展模式精准农业的实践， 分析精准农业与各自经济社会发展水平的对应性， 从而为 中 国 分 阶 段、分 层 级 发 展 精 准 农 业 提 供 借鉴。
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