第六课现代精准农业及我国精准农业的发展方向
现代精准农业及我国精准农业的发展方向
现代精准农业及我国精准农业的发展方向现代精准农业及我国精准农业的发展方向农业现代化是相对于传统农业而言的,其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用,它是一个历史的、动态的概念。
在经历了原始农业、传统农业、工业化农业(石油农业或机械化农业)后,农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段,将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产的"精准(PrecisionAgriculture)",已成为发达国家面向21世纪的现代知识农业的重要生产形式。
1、精准农业农业发展过程中的某种形态或农业生产形式由农业生产技术(农业生产力水平)和农业生产组织形式(农业生产关系)所决定。
影响农业生产形式的主要外界因素有农业自然资源保障系统、农业及农村劳动力资源、农业自然条件和农村经济条件及社会生产力水平4个方面。
传统农业劳动生产率较低,大量劳动力被束缚在农业上。
通过大量高能耗工业产品(机械、化肥、农药、燃油、电力等)的投入来维持系统的产出。
机械化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率,但也遇到了许多问题: 如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染,农药的使用导致了严重的公共卫生和环境方面的问题,品种基因单一化的危害、农产品品质的下降,水土资源及能源制约等。
这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继续维持并提高农业产量的同时,又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的新的可持续发展农业生产方式,并进行了多种探索,提出了多种解决途径,如自然农业、有机农业、生态农业,等等。
90年代以来,随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展,"精准农业"已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。
2、精准农业的技术体系精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式,其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术。
我国精准农业实施的路径及其方向选择
我国精准农业实施的路径及其方向选择聂兵【摘要】精准农业是以信息为基础,利用传感器及现代先进的监测技术,完整、准确、及时地了解土地和作物的详细数据,结合精确时空统计分析,及时迅速地做出决策的一种农业管理系统.遥感技术、地理信息系统、全球定位系统的广泛应用,为精准农业的发展创造了条件.该文从我国传统农业与精准农业的区别入手,系统地介绍了国外精准农业的基本内涵,结合实际分析了我国传统农业落后的原因,提出了我国精准农业的发展方向及实施的路径.【期刊名称】《海峡科学》【年(卷),期】2008(000)009【总页数】3页(P20-22)【关键词】精准农业;"3S";技术;发展方向【作者】聂兵【作者单位】山东农业大学经管学院【正文语种】中文【中图分类】F3所谓精准农业,是指按照田间每一操作单元的环境条件和作物产量的时空差异性,精细准确地调整各种农艺措施,最大限度地优化水、肥、种子、农药等的量、质和时机,以期获得最高产量和最大经济效益,同时保护农业生态环境,保护土地等农业自然资源。
实现三个精确:一是定位的精确,精确确定灌溉、施肥、杀虫等的地点;二是定量的精确,精确地确定水、肥、药、种子等的使用量;三是定时精确,精确确定各种农艺措施实施的时间,从而精确地进行施肥、播种、灌溉、杀虫、除草、收获等。
精准农业技术由10个子系统组成,即全球定位系统(GPS)、农田信息采集系统、农田遥感监测系统(RS)、农田地理信息系统(GIS)、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。
其核心是“3S”(GPS,GIS,RS)技术。
农田遥感监测系统(简称RS)指的是从不同高度的平台上使用不同的传感器,收集地球表层各类地物的电磁波信息,并对这些信息进行分析处理,提取各类地物特征,以探求和识别各类地物的综合技术。
卫星遥感具有覆盖面大、周期性强、波谱范围广、空间分辨率高等优点,是精准农业农田信息采集的主要数据源。
精准农业
精准农业介绍精准农业由十个系统组成,即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统,其核心是建立一个完善的农田地理信息系统(GIS),可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。
精准农业并不过分强调高产,而主要强调效益。
它将农业带入数字和信息时代,是21世纪农业的重要发展方向。
精准农业与GIS地理信息系统(GIS,Geographical Information System)作为用于存储、分析、处理和表达地理空间信息的计算机软件平台,技术上已经成熟。
它在“精准农业”技术体系中主要用于建立农田土地管理,土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量的空间分布等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等,为分析差异性和实施调控提供处方信息。
它将纳入作物栽培管理辅助决策支持系统,与作物生产管理与长势预测模拟模型、投入产出分析模拟模型和智能化农业专家系统一起,并在决策者的参与下根据产量的空间差异性,分析原因、作出诊断、提出科学处方,落实到GIS支持下形成的田间作物管理处方图,指导科学的调控操作。
精准农业与RS遥感(RS,Remote Sensing)技术是未来精准农业生物技术体系中获得田间数据的重要来源。
它可以提供大量的田间时空变化信息。
近30多年来,RS技术在大面积作物产量预测,农情宏观预报等方面作出了重要贡献。
遥感技术领域积累起来的农田和作物多光谱图像信息处理及成像技术、传感技术和作物生产管理需求密切相关。
RS获得的时间序列图像,可显示出由于农田土壤和作物特性的空间反射光谱变异性,提供农田作物生长的时空变异性的信息,在一季节中不同时间采集的图像,可用于确定作物长势和条件的变化。
由于采用卫星遥感比航空摄影的成本将低一半以上,卫星遥感技术可预期在近3~5年内,在“精准农业”技术体系中扮演重要角色。
农业现代化的关键技术
农业现代化的关键技术农业现代化是实现农业生产高效、可持续发展的重要途径。
随着科技的不断进步,一系列关键技术应用于农业生产中,推动着农业现代化的发展。
下面将重点介绍农业现代化的关键技术,包括精准农业、基因技术、物联网技术和大数据应用。
一、精准农业精准农业是指通过实时获取农田信息、识别作物需求、精确施肥、精确灌溉等手段,最大限度地满足农作物的需求。
这项技术的广泛应用有助于提高农业生产效益,减少资源消耗,实现可持续农业发展。
在精准农业中,关键技术包括遥感技术、全球导航系统、地理信息系统等。
通过遥感技术获取农田信息,如土壤质量、气象数据等,结合全球导航系统定位农田位置,再通过地理信息系统进行数据分析和决策制定,实现精确施肥、灌溉等措施。
二、基因技术基因技术在农业领域的应用,可以提高农作物的抗病能力、适应性和产量,有效增加农产品供应。
基因技术主要包括转基因技术和基因编辑技术。
转基因技术通过向农作物中导入外源基因来改变其性状,使其具备抗虫害、耐旱等特性。
基因编辑技术则可以准确地对农作物基因组进行编辑,实现精准的基因改良。
三、物联网技术物联网技术在农业生产中的应用,可以实现对农场的全程监控与管理,提高农业生产效率。
通过在农田、农机设备等物体上加装传感器,并通过云平台进行数据传输和分析,农民可以实时了解农田土壤湿度、温度等信息,调整农田管理措施。
此外,物联网技术还可以实现设备的远程控制和自动化管理,提高农机设备的利用率和效率。
四、大数据应用大数据应用在农业中发挥着重要作用,通过对大量农业数据的收集、整合和分析,可以为农业生产提供科学决策支持。
大数据分析可以基于历史数据和实时数据,预测农作物病虫害发生的概率和防控策略。
同时,大数据还可以用于市场分析,帮助农民了解市场需求和价格趋势,为农业生产提供市场导向。
综上所述,精准农业、基因技术、物联网技术和大数据应用是农业现代化的关键技术。
这些技术的应用,不仅提高了农业生产效率和产量,减少了资源浪费,还为农民提供了更多的科学决策支持和市场导向,推动着农业的可持续发展。
精准农业教程
精准农业教程第一课、精准农业的概念精准农业是现今世界农业进展的新潮流,是由信息技术支持的、依照空间变异定位、按时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与治理的系统,其大体涵义是依照作物生长的土壤性状,调剂对作物的投入,即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面确信农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学治理”,调动土壤生产力,以最少的或最节省的投入达到一样收入或更高的收入,并改善环境,高效地利用各类农业资源,取得经济效益和环境效益。
精准农业由十个系统组成,即全世界定位系统、农田信息搜集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化治理系统和培训系统。
其核心是成立一个完善的农田地理信息系统(GIS),能够说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。
精准农业并只是分强调高产,而要紧强调效益。
它将农业带入数字和信息时期,是21世纪农业的重要进展方向。
精准农业的进展历史海湾战争后GPS技术的民用化,使得它在许多国民经济领域的应用研究取得迅速进展,使得精准农业的技术体系普遍运用于生产实践成为可能。
1993-1994年,精准农业技术思想第一在美国明尼苏达州的两个农场进行实验。
结果用GPS 指导施肥的产量比传统平稳施肥的产量提高30%左右,而且减少了化肥施用总量,经济效益大大提高。
精准农业的实验成功,使得其技术思想取得了普遍进展。
近五年来,世界上每一年都举行相当规模的“国际精细农作学术研讨会”和有关装备技术产品展览会,已有上千篇关于精细农作的专题学术报告和研究功效见诸于重要国际学术会议或专业刊物。
在万维网上设有多个专题网址,可及时检索到有关精细农作研究的最新信息。
美、英、澳、加、德等国的一些闻名大学接踵设立了精细农作研究中心,开设了有关博士、硕士的培训课程。
在发达国家,精细农作技术体系已实验应用于小麦、玉米、大豆、甜菜和马铃薯的生产治理上。
精准农业智能装备研发与应用推广
精准农业智能装备研发与应用推广第1章精准农业概述 (4)1.1 精准农业的定义与发展 (4)1.1.1 定义 (4)1.1.2 发展 (4)1.2 精准农业的核心技术 (4)1.2.1 信息技术 (4)1.2.2 变量技术 (4)1.2.3 传感器技术 (5)1.2.4 智能控制技术 (5)1.2.5 数据分析技术 (5)第2章智能装备研发基础 (5)2.1 智能装备设计原理 (5)2.1.1 系统架构 (5)2.1.2 功能模块 (5)2.1.3 工作流程 (5)2.2 关键技术与组件 (6)2.2.1 传感器技术 (6)2.2.2 控制策略 (6)2.2.3 执行器技术 (6)2.3 研发工具与平台 (6)2.3.1 硬件开发平台 (6)2.3.2 软件开发平台 (6)2.3.3 仿真与测试工具 (6)2.3.4 云计算与大数据平台 (6)第3章土壤检测与管理系统 (7)3.1 土壤检测技术 (7)3.1.1 土壤物理性质检测技术 (7)3.1.2 土壤化学性质检测技术 (7)3.1.3 土壤生物学性质检测技术 (7)3.2 土壤管理系统 (7)3.2.1 土壤养分管理 (7)3.2.2 土壤水分管理 (7)3.2.3 土壤结构改良 (7)3.2.4 土壤环境保护 (7)3.3 土壤检测与管理系统应用案例 (8)3.3.1 案例一:东北黑土地土壤检测与管理系统 (8)3.3.2 案例二:南方红土地土壤检测与管理系统 (8)3.3.3 案例三:西北旱作区土壤检测与管理系统 (8)3.3.4 案例四:华北平原土壤检测与管理系统 (8)第4章植物生长监测与调控 (8)4.1 植物生长监测技术 (8)4.1.2 激光雷达技术 (8)4.1.3 摄像头图像处理技术 (8)4.2 生长调控策略与方法 (8)4.2.1 水分调控 (8)4.2.2 肥料调控 (9)4.2.3 光照调控 (9)4.2.4 温度调控 (9)4.3 植物生长监测与调控应用实例 (9)4.3.1 设施农业 (9)4.3.2 果树栽培 (9)4.3.3 蔬菜种植 (9)4.3.4 农田作物 (9)第五章农田遥感技术与装备 (9)5.1 遥感技术在农业中的应用 (9)5.2 农田遥感监测关键设备 (9)5.2.1 遥感卫星 (10)5.2.2 遥感传感器 (10)5.2.3 数据处理与分析平台 (10)5.3 遥感技术在农田管理中的应用 (10)5.3.1 作物种植规划 (10)5.3.2 作物生长监测 (10)5.3.3 病虫害监测与防治 (10)5.3.4 农田水分监测 (10)5.3.5 农田生态环境监测 (10)第6章农业与自动化 (11)6.1 农业发展概况 (11)6.1.1 国内外农业发展现状 (11)6.1.2 农业在我国的应用前景 (11)6.2 农业关键技术 (11)6.2.1 感知与识别技术 (11)6.2.2 人工智能与决策控制技术 (11)6.2.3 无人驾驶与导航技术 (11)6.2.4 操作系统与多协同技术 (11)6.3 自动化农业装备应用案例 (11)6.3.1 智能植保 (11)6.3.2 自动播种 (12)6.3.3 自主导航施肥 (12)6.3.4 果蔬采摘 (12)6.3.5 蔬菜种植自动化生产线 (12)第7章智能灌溉与水肥一体化 (12)7.1 智能灌溉系统设计 (12)7.1.1 系统概述 (12)7.1.2 系统构成 (12)7.2 水肥一体化技术 (13)7.2.1 技术概述 (13)7.2.2 技术原理 (13)7.2.3 技术优点 (13)7.2.4 关键因素 (13)7.3 智能灌溉与水肥一体化应用 (13)7.3.1 应用案例 (13)7.3.2 应用前景 (13)第8章农产品品质检测与分级 (14)8.1 农产品品质检测技术 (14)8.1.1 光学检测技术 (14)8.1.2 电学检测技术 (14)8.1.3 振动声学检测技术 (14)8.1.4 挥发性物质检测技术 (14)8.2 智能分级设备与系统 (14)8.2.1 智能分级设备 (14)8.2.2 智能分级系统 (14)8.2.3 分级设备与系统的集成 (14)8.3 农产品品质检测与分级应用实例 (14)8.3.1 水果品质检测与分级 (14)8.3.2 蔬菜品质检测与分级 (15)8.3.3 粮食作物品质检测与分级 (15)8.3.4 水产及畜禽产品品质检测与分级 (15)第9章农业大数据与云计算 (15)9.1 农业大数据采集与处理 (15)9.1.1 数据采集技术 (15)9.1.2 数据处理与分析 (15)9.1.3 数据共享与交换 (15)9.2 云计算在农业中的应用 (15)9.2.1 云计算概述 (15)9.2.2 云计算在农业数据处理中的应用 (15)9.2.3 云计算在农业信息服务中的应用 (16)9.3 农业大数据与云计算实践案例 (16)9.3.1 案例一:基于云计算的农业气象信息服务 (16)9.3.2 案例二:云计算在农业病虫害监测与防治中的应用 (16)9.3.3 案例三:基于大数据和云计算的农业供应链管理 (16)9.3.4 案例四:云计算在农业精准扶贫中的应用 (16)9.3.5 案例五:农业大数据与云计算在农业保险领域的应用 (16)第十章智能农业装备推广与产业化 (16)10.1 智能农业装备推广策略 (16)10.1.1 市场需求分析与定位 (16)10.1.2 技术培训与示范应用 (16)10.1.3 售后服务与保障体系建设 (17)10.2 产业化发展与政策支持 (17)10.2.1 产业链构建与优化 (17)10.2.2 政策支持与引导 (17)10.2.3 产业协同发展 (17)10.3 智能农业装备未来发展展望 (17)10.3.1 技术创新与升级 (17)10.3.2 应用领域拓展 (17)10.3.3 产业规模扩大 (17)10.3.4 国际化发展 (17)第1章精准农业概述1.1 精准农业的定义与发展1.1.1 定义精准农业,即Precision Agriculture,是一种基于现代高新技术,通过对农业生产全过程中的关键环节进行实时监测、精确管理与科学决策,实现农业生产资源的高效利用与生态环境的有效保护的现代农业模式。
精准农业发展现状、存在问题及对策初探
精准农业发展现状、存在问题及对策初探钟书月精准农业的应用实践是解决中国农业目前面临的资源不足,利用率低和环境污染问题的有效途径。
本文分析了精准农业的历史和现状,提出了根据土壤形状,调节对作物的投入,解决土壤肥力、病虫害所需农业喷洒量、合理灌溉等问题,通过精算、诊断,优化和科学管理对作物投入物进行精确的田间管理,以最大程度地利用资源,改善经济和环境效益,促进农业经营流程化、规模化推进,加快我国农业现代化进程。
我国自古以来就是一个以种植业为主的农业大国。
人口多,人均耕地面积小,粮食生产在农业中占主导地位,如何提高农产品的产量和质量以及维持粮食安全已成为我国农业工作的重中之重。
精细农业的实施对农业的可持续发展和现代化具有深远的意义。
一、精准农业的概念和历史现状1、精准农业是当今世界现代农业发展的前沿,是具有创新意义的建立在高新技术、农业生产集约化、规模化的基础之上的一门由信息技术和大数据驱动的科学,是根据空间变异定位、定时、定量实施的一整套现代化农事操作技术和管理的系统,是农业生产由粗放型转向集约型经营的农业。
其关键技术环节包括农田信息获取,信息分析决策,田间变量实施等。
通俗的说就是,精准农业的理念是需要多少给多少,需要什么给什么。
2、精准农业的构成要素为:精准播种,精准施肥,精准施药,精准灌溉,精准收获。
精准播种技术既可以节约优质种子,又可使作物在田间获得最佳分布,为作物的生长和发育创造最佳环境,从而大大提高作物对营养物质和太阳能的利用率;精准施肥既可以减少因过量施肥造成的环境污染和农产品质量下降,又可以降低成本;精准施药实现了农业病虫害诊断、防治、预警等模式;精准灌溉可根据不同作物、不同生育期间土壤墒情和作物需水量,实时实施精准灌溉,从而大大提高水资源利用率;精准收获可做到颗粒归仓,并可根据一定的品质标准分级分类。
3、纵观数千年的国内外农业史,农业可归纳为4个时代,即农耕时代,机械化时代,农业服务业化时代和互联网时代。
精准农业的理解
精准农业的理解
精准农业是一种基于现代信息技术和先进的农业技术,以提高农业生产效率和农产品质量的农业模式。
精准农业的核心在于通过精准测量、精准控制和精准管理等手段,实现对农业生产的精准化管理。
精准农业的发展源于对农业生产不确定性的认识到。
传统的农业生产往往依赖于天气、土壤和地形等自然因素,这些因素的变化是缓慢且难以预测的。
而精准农业利用传感器、GPS等设备,可以实时监测和分析农业生产中的各种数据,如土壤湿度、温度、养分含量、作物生长状态等,通过这些数据的实时监测和反馈,实现对农业生产的精准化管理。
精准农业包括多种技术和方法,其中最常用的是精准测绘、精准农业气象预报、精准施肥、精准灌溉和精准无人驾驶等。
精准测绘是指使用激光扫描技术对土地、作物等地形数据进行扫描和测量,以实现对地形数据的精准管理和分析。
精准农业气象预报是指通过气象传感器和数据处理技术,实时监测和分析气象数据,预测天气变化和农业状态,从而实现对农业生产的精准化管理。
精准施肥是指通过精准施肥系统,根据作物的生长状态和土壤养分情况,精确地施肥,从而实现对农业生产的精准化管理。
精准灌溉是指通过智能灌溉系统,根据作物的生长状态和土壤水分情况,精确地浇水,从而实现对农业生产的精准化管理。
精准无人驾驶是指使用智能无人机和无人驾驶技术,对农业生产进行自动化管理和操作,从而实现对农业生产的精准化管理。
精准农业的发展不仅可以提高农业生产效率和农产品质量,还可以减少农业劳动力和资源浪费,降低生产成本,并对环境友好。
精准农业的发展还需要政策支持、技术创新和普及等方面的努力。
未来,精准农业将成为一个新兴的农业领域,
为农业发展带来更多的机遇和挑战。
现代农业
5、现代农业的主要功能
生产供给、生活休闲、生态保护
6、现代农业追求的目标
提高劳动生产率 提高产品商品率 提高资源利用率 实现农业的社会、经济和生态效益的三统一
5、世界农业发展的主要趋势
1. 2. 3. 4. 5.
6.
7. 8.
农业生产日益科技化,高新技术成为农业发展的强大动力。 各国政府都把农业科技作为振兴农业的一项重要事业来抓。 运用科学技术对传统农业实行技术改造,推动现代农业的发展。 农业正面临着新技术革命的挑战。 农业日益走向商品化、国际化。 农产品朝多品种、高品质、无公害方向发展。 从专业化生产向农工商一体化发展。 世界农业的潮流——建立实现“高效、低耗、持续”的农业发 展模式。
2、现代农业的主要特征
(1)科学化 现代科技正迅速地向农业生产、加工等领域渗透。科技进 步将逐步替代对传统资源投入的单纯依赖,日益成为农业发展的主要 动因。只有依靠现代化的科学技术,农业才有先进的装备设施、先进 的生产管理,劳动者自身的技术素质才能得以提高。 (2)集约化 集约化主要是指现代农业的增长发式由粗放型增长向集约 型增长转变,即由单纯的注重数量和速度增长,转到主要依靠优化产 业和产品结构,提高增长的质量和效益上来;二由单纯地依靠资源的 外延开发,转到主要依靠提高资源利用率和持续发展能力的方向上来。 三改单纯注重物质、资金投入,为在物质、资金投入增加的同时,主 要依靠科技进步,提高物质和资金利用率来实现农业增长。 (3)商品化 商品化是农产品商品化程度不断提高的过程,即从以完全 自给自足(自我消费)为目标向完全形成商品(社会消费)为目标的逐步 过渡。 (4)市场化 它是现代农业在市场经济条件下进行发展的必然要求,建 立完善的农业生产要素市场和农产品销售市场体系,是实现农业资源 合理配置的前提。在全球经济一体化的进程中,现代农业生产已不再 局限于一个国家或一个地区,而是要面向整个国际市场
农业发展的科技创新方向
农业发展的科技创新方向农业作为人类社会的基础产业,其发展对于保障粮食安全、促进经济增长和维护社会稳定具有至关重要的意义。
在当今时代,科技创新已成为推动农业发展的关键力量。
本文将探讨农业发展中科技创新的几个重要方向。
一、精准农业技术精准农业是利用现代信息技术,对农业生产进行精准管理和调控的一种新型农业生产方式。
通过全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS)等手段,实现对农田的精准测绘和监测,获取土壤肥力、水分、作物生长状况等信息。
在此基础上,结合变量施肥、精准灌溉、精准播种等技术,实现农业生产资源的精确投入,提高农业生产效率,减少资源浪费和环境污染。
例如,精准施肥技术可以根据土壤养分含量和作物需求,精确计算肥料的施用量和施用位置,避免过量施肥造成的土壤污染和资源浪费。
精准灌溉技术则可以根据作物的需水情况,实时调整灌溉水量和时间,提高水资源利用效率。
二、农业生物技术农业生物技术是利用生物技术手段改良农作物品种、提高农产品质量和产量的一种创新方法。
基因工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程等生物技术在农业领域的应用,为农业发展带来了巨大的潜力。
基因工程可以通过导入优良基因,培育出抗病虫害、抗逆性强、品质优良的农作物新品种。
例如,转基因抗虫棉的推广种植,有效地减少了农药的使用,提高了棉花的产量和质量。
细胞工程可以通过植物组织培养技术,快速繁殖优良品种,实现种苗的工厂化生产。
发酵工程则可以用于生产生物农药、生物肥料等农业生产资料,减少化学农药和化肥的使用。
三、农业物联网技术农业物联网是将物联网技术应用于农业生产领域,实现农业生产过程的智能化监测和控制。
通过在农田、养殖场等场所安装传感器、摄像头等设备,实时采集环境温度、湿度、光照强度、土壤水分等信息,并通过网络将这些信息传输到数据中心进行分析处理。
农民可以通过手机、电脑等终端设备随时随地获取农田的生产信息,及时采取相应的管理措施。
例如,在温室大棚中,通过物联网技术可以实现对温度、湿度、光照等环境因素的自动调控,为作物创造最佳的生长环境。
精准农业ppt课件
信 息 采 集
决 策 遥支 感持 技系 术统 与其它传感器技术用于信息采集: 如执 土行 壤— 资空 料间 、信 水息 分技 、术 养支 分持 、下 病的 虫现 害代 、化 产农 量业 等机 。械 采 集精度根据作业的不同而不同,施肥控制在m 级 上(如10m~30m)。喷洒农药与除草剂要求cm 级 的精度。GPS 用于信息采集时定位。GIS 用于管理 地块资料,分析地块的变异性,如土壤水、肥、 产量的差异等。
3
精准农业是基于现代电子信息技术、作物 栽培管理辅助决策支持技术和农业工程装备技 术等集成组装起来的作物生产精细经营技术。 其主要目标是更好地利用耕地资源潜力,科学 利用投入,提高产量,降低生产成本,减少农 业活动带来的环境后果,实现作物生产系统的 可持续发展。它是走向知识经济时代人们利用 信息技术革命和现代农业科技成果经营农业的 技术思想的革命。
置 一 个 GPS 接 收 机 ,该 接 收 机 通 过 卫 星 系 统 确 定
自 己 带 有 误 差 的 位 置 信 息 后 ,与 真 实 位 置 坐 标 相
比 较 ,计 算 出 GPS 接 收 机 的 X、Y、Z 位 置 误 差 信
息 ,按 时 间 序 列 存 储 记 录 下 来 或 通 过 广 播 实 时 发
15
全球卫星定位系统 地理信息系统与遥感技术 作物生产管理决策 田间信息采集与处理技术 智能化农业机械装备技术
16
全球卫星定位系统 地理信息系统与遥感技术 作物生产管理决策 田间信息采集与处理技术 智能化农业机械装备技术
17
全 球 卫 星 定 位 系 统 GPS( Global Positioning System) 由 包 括
4
精准农业是在定位采集地块信息的基础 上,根据地块土壤、水肥、作物病 害、杂草、 产量等在时间与空间上的差异,根据农艺的要 求进行精确定位定量进行变 获得最好的经济效益,并保护环境,确保农业 可持续发展。
农业现代化精准农业与智能种植方案
农业现代化精准农业与智能种植方案第一章精准农业概述 (2)1.1 精准农业的定义与发展 (2)1.1.1 精准农业的定义 (2)1.1.2 精准农业的发展 (3)1.1.3 遥感技术 (3)1.1.4 地理信息系统 (3)1.1.5 物联网技术 (3)1.1.6 大数据技术 (3)1.1.7 人工智能技术 (4)1.1.8 生物技术 (4)1.1.9 工程技术 (4)第二章精准农业技术原理 (4)第三章农业智能种植技术 (5)1.1.10 智能感知 (5)1.1.11 智能决策 (5)1.1.12 智能执行 (6)1.1.13 智能监控 (6)1.1.14 系统架构设计 (6)1.1.15 硬件设备选型 (6)1.1.16 软件系统设计 (6)1.1.17 系统集成与测试 (6)第四章农业大数据应用 (7)1.1.18 农业大数据在作物生长监测中的应用 (7)1.1.19 农业大数据在农业资源管理中的应用 (7)1.1.20 农业大数据在农业市场分析中的应用 (8)第五章农业物联网技术 (8)1.1.21 感知层面:主要包括农业环境信息的感知、作物生长信息的感知和农业生产过程的感知。
感知层面涉及到各种传感器技术,如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤传感器等。
(8)1.1.22 传输层面:主要包括信息的传输和通信。
传输层面涉及到各种通信技术,如有线通信、无线通信、卫星通信等。
(8)1.1.23 处理层面:主要包括信息的采集、存储、处理和分析。
处理层面涉及到计算机技术、大数据技术和人工智能技术等。
(8)1.1.24 应用层面:主要包括农业生产的智能化管理、决策支持和农业服务。
应用层面涉及到农业信息化、农业物联网平台和农业大数据分析等。
(8)1.1.25 作物生长环境监测 (9)1.1.26 病虫害防治 (9)1.1.27 智能灌溉 (9)1.1.28 智能施肥 (9)1.1.29 农业生产过程管理 (9)1.1.30 农产品质量追溯 (9)第六章农业智能装备 (9)1.1.31 定义与分类 (10)1.1.32 发展现状 (10)1.1.33 发展趋势 (10)1.1.34 农业传感器的开发与应用 (10)1.1.35 智能控制系统的开发与应用 (10)1.1.36 无人驾驶农业机械的开发与应用 (11)1.1.37 智能植保无人机的开发与应用 (11)1.1.38 智能灌溉系统的开发与应用 (11)第七章精准农业政策与标准 (11)1.1.39 政策背景 (11)1.1.40 政策目标 (12)1.1.41 政策内容 (12)1.1.42 标准体系框架 (12)1.1.43 标准制定原则 (13)1.1.44 标准制定与实施 (13)第八章精准农业推广与应用 (13)1.1.45 政策引导与扶持 (13)1.1.46 技术创新与集成 (14)1.1.47 产业融合与协同 (14)1.1.48 示范引领与辐射带动 (14)1.1.49 智能灌溉系统 (14)1.1.50 病虫害监测与防治 (14)1.1.51 农产品质量追溯 (14)1.1.52 农业大数据应用 (15)第九章智能种植技术发展前景 (15)1.1.53 技术创新驱动发展 (15)1.1.54 产业链整合与协同发展 (15)1.1.55 技术研发与创新挑战 (15)1.1.56 市场推广与政策支持挑战 (16)第十章精准农业与智能种植的未来 (16)第一章精准农业概述1.1 精准农业的定义与发展1.1.1 精准农业的定义精准农业(Precision Agriculture),又称精确农业、精准种植,是指利用现代信息技术、生物技术、工程技术等高科技手段,实现对农业生产全过程的实时监测、定量管理和智能化控制,以达到提高资源利用效率、减少生产成本、保护生态环境、增加农产品产量和质量的目的。
农业行业的精准农业
农业行业的精准农业在当今社会,随着科技的进步和信息化的发展,农业行业也在不断进行改革和创新。
其中一项重要的改革就是精准农业。
精准农业,顾名思义,是通过精确的农业管理和科技手段,提高农作物的产量和质量,改善农业生产效益的一种农业生产方式。
本文将介绍农业行业的精准农业,并讨论其优点、挑战和未来发展方向。
一、精准农业的意义和优点精准农业是现代农业发展的必然趋势,它可以提供更加精准和个性化的农业管理,为农民提供更多的决策支持和帮助,实现农业生产的高效和可持续发展。
具体来说,精准农业有以下几点优点和意义:1. 提高农产品产量和质量。
通过精准的施肥、测土配方等技术手段,可以科学合理地使用农药、化肥等农业生产资料,提高植物的养分利用效率,从而提高农产品的产量和质量。
2. 减少农业资源的浪费。
通过精确的农作物需水量、养分等监测,可以避免农业资源的过量使用和浪费,达到节约资源、保护环境的目的。
3. 提高农业生产效益。
精准农业通过提供农业信息和技术支持,帮助农民进行科学决策和管理,提高农业生产效益,增加农民的收入。
4. 促进农村可持续发展。
精准农业可以减少农业生产对土地、水资源的压力,保护农田生态环境,促进农村的可持续发展。
总之,精准农业的意义在于提高农产品产量和质量,减少农业资源的浪费,提高农业生产效益,促进农村可持续发展。
二、精准农业的挑战和问题虽然精准农业有很多优点和意义,但在实施过程中也面临着一些挑战和问题:1. 技术应用难度较高。
精准农业需要运用各种先进的农业技术和设备,包括遥感、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)等,这些技术的应用对农民和相关农业工作者的技术水平要求较高。
2. 数据获取和处理问题。
精准农业需要收集和处理大量的农业数据,包括土壤、气象、植物生长等方面的数据。
如何收集、处理和分析这些数据,对科技人员和数据科学家提出了较高的要求。
3. 信息不对称和农民接受度问题。
目前,一些农民对科技手段和信息化的接受度较低,他们的农业技术水平和信息获取能力有限。
农业机械的前沿科技和发展趋势
农业机械的前沿科技和发展趋势在当今时代,农业机械领域正经历着前所未有的变革,前沿科技的不断涌现正在重塑农业生产的方式和未来。
一、农业机械的前沿科技1、精准农业技术精准农业是基于信息技术和传感器技术的一种现代农业生产方式。
通过全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS)等,实现对农田的精准测绘和监测。
同时,安装在农业机械上的传感器可以实时收集土壤湿度、肥力、酸碱度等数据,为精准施肥、灌溉和播种提供依据,从而最大程度地提高资源利用效率,减少浪费和环境污染。
2、自动驾驶技术自动驾驶技术在农业机械中的应用,大大提高了作业效率和精度。
拖拉机、收割机等大型农业机械可以在无需人工操作的情况下,按照预设的路线和作业模式进行自主作业。
这不仅降低了驾驶员的劳动强度,还减少了人为因素导致的作业误差,提高了农业生产的稳定性和一致性。
3、智能监控与诊断系统农业机械配备智能监控系统,可以实时监测机械的运行状态、关键部件的工作情况等。
一旦出现故障或异常,系统能够及时发出警报,并通过数据分析和诊断功能,为维修人员提供准确的故障定位和解决方案,减少机械停机时间,提高机械的利用率和可靠性。
4、无人机技术无人机在农业中的应用越来越广泛。
它们可以进行农田巡查、病虫害监测、作物长势评估等工作。
通过搭载高清摄像头和多光谱传感器,无人机能够快速获取大面积农田的详细信息,为农业生产决策提供及时、准确的数据支持。
5、激光除草技术传统的除草方式往往需要大量使用化学除草剂,对环境造成一定的污染。
激光除草技术则是一种新型的、环保的除草方法。
通过发射精准的激光束,直接照射杂草,使其受热死亡,而不影响农作物的生长。
这种技术具有高度的选择性和精准性,能够有效减少除草剂的使用,降低农业生产成本和环境污染。
二、农业机械的发展趋势1、智能化和自动化程度不断提高随着人工智能、大数据和物联网技术的不断发展,农业机械将变得更加智能化和自动化。
机械能够自主感知环境变化,自动调整作业参数,实现更加高效、精准的农业生产。
精准农业种植技术推广与实施策略
精准农业种植技术推广与实施策略第一章精准农业种植技术概述 (2)1.1 精准农业种植技术的定义 (2)1.2 精准农业种植技术的重要性 (2)1.2.1 提高农业生产效率 (2)1.2.2 降低生产成本 (2)1.2.3 保护生态环境 (2)1.2.4 促进农业现代化 (3)1.3 精准农业种植技术的发展趋势 (3)1.3.1 信息技术与农业深度融合 (3)1.3.2 生物技术在精准农业中的应用 (3)1.3.3 智能化农业装备的研发与应用 (3)1.3.4 农业产业链的整合与优化 (3)1.3.5 政策扶持与市场驱动 (3)第二章精准农业种植技术的核心技术 (3)2.1 物联网技术 (3)2.2 数据采集与分析 (4)2.3 农业智能装备 (4)第三章精准农业种植技术的应用领域 (4)3.1 粮食作物种植 (4)3.2 经济作物种植 (5)3.3 蔬菜与水果种植 (5)第四章精准农业种植技术的推广策略 (6)4.1 政策引导与扶持 (6)4.2 技术培训与宣传 (6)4.3 示范推广与应用 (6)第五章精准农业种植技术的实施步骤 (7)5.1 制定种植方案 (7)5.2 确定技术参数 (7)5.3 实施种植过程 (7)5.4 监测与评估 (7)第六章精准农业种植技术实施中的关键问题 (7)6.1 技术适应性 (7)6.2 数据安全与隐私 (8)6.3 技术融合与创新 (8)第七章精准农业种植技术的经济效益分析 (9)7.1 成本分析 (9)7.1.1 直接成本 (9)7.1.2 间接成本 (9)7.2 效益评估 (9)7.2.1 产量效益 (9)7.2.2 品质效益 (10)7.2.3 节能减排效益 (10)7.3 比较优势 (10)第八章精准农业种植技术的环境效益分析 (10)8.1 资源利用效率 (10)8.2 生态环境保护 (10)8.3 减少农业污染 (11)第九章精准农业种植技术的社会效益分析 (11)9.1 农业产业结构调整 (11)9.2 农民增收与就业 (11)9.3 农村经济发展 (11)第十章精准农业种植技术实施的保障措施 (11)10.1 完善政策法规 (11)10.2 建立技术创新体系 (12)10.3 加强人才队伍建设 (12)10.4 提升国际合作与交流 (12)第一章精准农业种植技术概述1.1 精准农业种植技术的定义精准农业种植技术是指在农业生产过程中,运用现代信息技术、生物技术、工程技术等手段,对农田环境、作物生长状态、土壤肥力等因素进行实时监测和分析,以实现对农业生产要素的精确管理,提高农业生产效率、降低生产成本、保护生态环境的一种现代农业技术体系。
农业的精准农业技术
农业的精准农业技术近年来,随着科技的发展和创新,农业领域也迎来了新的变革。
在这个变革之中,精准农业技术成为了农业发展的关键。
精准农业技术是指利用现代信息技术、传感技术和智能设备等手段,对农田进行精确管理和高效运作的一种农业生产模式。
它以提高农业生产效率、优化资源利用、减少环境污染为目标,为农业现代化进程做出了重要贡献。
一、精准施肥技术精准施肥技术是精准农业技术中的重要组成部分。
传统农业施肥往往存在施用量较大、效果不稳定的问题,造成了资源的浪费和环境的污染。
而精准施肥技术通过土壤测试、作物需求分析和精确施肥方法等手段,实现了肥料最优化的选择和使用。
通过准确测定土壤中的养分含量,并结合作物的需求情况,合理调整施肥方案,可以提高养分利用率,减少肥料的浪费。
同时,精准施肥技术还可以减少肥料溢出和土壤污染的风险,保护了农田生态环境的稳定性。
二、精准灌溉技术灌溉是农业生产中不可或缺的一环。
而传统的灌溉方式往往存在水资源利用不均衡、水分浪费和土壤盐碱化等问题。
精准灌溉技术通过土壤水分监测、作物需水量测算和灌溉设备智能化控制等手段,实现了灌溉水的合理分配和量化管理。
根据作物的需水量和土壤的水分状况,对灌溉进行精确控制和调整,避免了过度灌溉和缺水灌溉的情况发生。
精准灌溉技术的应用,不仅可以节约水资源,提高水利用效率,还可以促进作物的根系生长和农田土壤的改良,为农作物的健康生长提供了良好的条件。
三、精准植保技术作物病虫害是农业生产中的常见问题,传统的植保方法往往依赖于大面积的喷洒,不仅效果难以保证,还存在药物残留和环境污染等问题。
精准植保技术通过远程监测、图像识别和智能设备应用等手段,实现了对作物病虫害的精确控制和有效防治。
通过远程监测技术,可以实时了解作物病虫害的发生情况,便于及时采取相应的防治措施。
图像识别技术则可以帮助精准掌握病虫害的类型和程度,并针对性地制定植保方案。
此外,智能设备的应用还可以实现农药的定量喷施,减少药物的使用量和农田环境的污染。
2022年部编版九年级上《第六课 建设美丽中国》同步练习(卷八)(含答案)145313
2022年部编版九年级上《第六课 建设美丽中国》同步练习(卷八)试卷考试总分:100 分 考试时间: 120 分钟学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________一、 选择题 (本题共计 8 小题 ,每题 5 分 ,共计40分 )1. 人口、资源、环境问题说到底是发展问题。
面对我国人口、资源、环境方面的国情,在社会主义现代化的全过程中必须( )①实施可持续发展战略②不计任何代价开发和利用现有一切资源③拼命追求经济价值④正确处理好人口、资源、环境之间的关系A.①③B.①②C.①④D.②④2. 漫画《飞来的山峰》给我们的启示有( )①可以任意改变土地资源的使用目的②人口增长对资源产生了巨大压力③减少耕地可以促进城市化的进程④住宅用地扩张,会占用大量耕地资源A.①②B.①③C.②④D.③④3. 年国家全面放开二胎政策。
部分地区还有对生二胎的奖励。
对此理解错误的是( )A.它是我国计划生育政策的重大调整完善B.它有利于促进人口长期均衡发展C.它有利于保持合理的劳动力规模D.它一定会导致人口暴涨4. 近年来,我国从农村走出去的农民工、退役士兵、城镇的科技人员、中高等院校毕业生等开始返乡、下乡创新创业。
这一现象表明,我国( )A.农村比城市更有发展前途B.呈现协调发展的良好态势C.城乡居民生活水平不断提高D.做到发展成果由人民共享20165. 2020年11月2日,郑州市纪委监委、组织部、环境污染防治督导组召开公开约谈会,对监管不力、环境污染问题突出的6家责任单位进行约谈,追究责任。
上述材料表明,要为生态文明建设提供可靠保障必须()A.全面建立资源高效利用制度B.健全生态保护和修复制度C.严明生态环境保护责任制度D.走绿色发展道路6. 坚持节约资源和保护环境的基本国策,像对待生命一样对待生态环境,统筹山水林田湖草系统治理,实行最严格的生态环境保护制度,形成绿色发展方式和生活方式,坚定走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路,建设美丽中国。
精准农业技术体系及其我国发展现状研究
S c 科 i e n c e & 技 T e c h 视 n o l o g y 界 V i s i o n
精准农业技术体系及其我国发展现状研究
王 丹 夏 幼 明 杜 雷超 ( 云南师 范大 学 , 云南 昆明 6 5 0 5 0 0 )
【 摘 要】 农业是第一产业 , 是国民经济的基础产业 。俗话说“ 民以食 为天” , 农业不仅是人 民赖 以生存的产业 , 也是影响一个国家 实力的重 要 因素 。 在 工业和服务业快速发展的新时代 , 对农业也提 出了新 的要求和标准 。 在这种形势 下, 加快发展精准农业既是转变经济发展方式 , 全面 建设 小康社会的重要 内容 , 也是提 高农 业综合 生产能 力、 增加农 民收入、 建设社会 主义新农村 的必然要 求。本文介绍 了精准农业的 内涵及其技 术体 系, 并对我 国精准农业发展 现状进行 了研 究。 【 关键词 】 精准农业 ; 技术体 系; 发展现状
土壤结构 、 地形 、 植物 营养 、 含水量 、 病虫草害等) 实际存 在的空间及时 产量形成过程及其对环境 反应的计算机模拟程序[ 4 ] 作物模拟技术是 间差异性信 息 . 分 析影响小 区产量差异 的原因 . 并采取技术上可行 、 经 6 O 年代初在欧洲及 美国出现 的_ 5 ] , 主要通过作物模拟模型研究不同播 济上有效 的调控措施 . 区域对待 . 按需实施定位调控的“ 处方农业 ” 。 其 种时期 、 不 同作物密度以及灌溉 时间、 灌溉次数 、 肥料使用量在不同 的
技术体 系由信 息数据采集 、 信 息数据处理 和决策生成 、 决策实施 等 3 环境状况下对作物布局和产量的影 响 现在将作物生长模拟模型与专 个 环 节 组成 的 [ 。如 图 1 所示 : 家系统 、 多媒体技术 、 网络技术 、 3 s 技术 等技术相结合 使得作 物模 拟 模型在生产力预测预警 、 品种设计与评价 、 时空尺度分析 、 环境效应评 精 准耕 地 估等方面发挥更大的作用
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第六课、现代精准农业及我国精准农业的发展方向2003-05-21农业现代化是相对于传统农业而言的,其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用,它是一个历史的、动态的概念。
在经历了原始农业、传统农业、工业化农业(石油农业或机械化农业)后,农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段,将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产的"精准(PrecisionAgriculture)",已成为发达国家面向21世纪的现代知识农业的重要生产形式。
1、精准农业农业发展过程中的某种形态或农业生产形式由农业生产技术(农业生产力水平)和农业生产组织形式(农业生产关系)所决定。
影响农业生产形式的主要外界因素有农业自然资源保障系统、农业及农村劳动力资源、农业自然条件和农村经济条件及社会生产力水平4个方面。
传统农业劳动生产率较低,大量劳动力被束缚在农业上。
通过大量高能耗工业产品(机械、化肥、农药、燃油、电力等)的投入来维持系统的产出。
机械化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率,但也遇到了许多问题:如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染,农药的使用导致了严重的公共卫生和环境方面的问题,品种基因单一化的危害、农产品品质的下降,水土资源及能源制约等。
这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继续维持并提高农业产量的同时,又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的新的可持续发展农业生产方式,并进行了多种探索,提出了多种解决途径,如自然农业、有机农业、生态农业,等等。
90年代以来,随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展,"精准农业"已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。
2、精准农业的技术体系精准农业是现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式,其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术。
精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统,是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。
2.1现代信息技术精准农业从90年代开始在发达国家兴起,目前已成为一种普遍趋势,英美法德等国家纷纷采用先进的生物、化工乃至航天技术使精准农业更加"精准"。
美国把曾在海湾战争中运用过的卫星定位系统应用于农业,这项技术被称为"精准种植",即通过装有卫星定位系统的装置,在农户地里采集土壤样品,取得的资料通过计算机处理,得到不同地块的养分含量,精准度可达1-3m2。
技术人员据此制定配方,并输入施肥播种机械的电脑中。
这种机械同样装有定位系统,操作人员进行施肥和播种可以完全做到定位、定量。
还可将卫星定位系统安装在联合收割机上,并配置相连的电子传感器和计算机,收割机工作时可自动记录每平方米农作物产量、土壤湿度和养分等的精数据。
现代信息技术的特点是应用地理信息系统将土壤和作物信息资料整理分析,制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统,在此基础上,利用全球卫星定位系统、遥感技术以及计算机自动控制技术,根据空间每一操作单元的具体条件,通过调整资源投入量,达到增加产量、减少投入、保护农业资源和环境质量的目的。
同时在农田经营管理决策的环节上,可根据不同情况选择"单纯获取高产","以适量投入,获取较好经营利润"或"减少资源消耗、保护生态环境"等多种不同优化目标。
这项技术的构成包括空间定位的农作物产量信息采集技术和土壤信息定时采集技术、农田地理信息系统定时更新技术及空间定位的农业投入控制系统等。
2.2生物技术现代生物技术从广义上讲主要包括基因工程、细胞工程和微生物工程等,最富有生命力的核心技术是基因工程。
现代生物技术最显著的特点是打破了远缘物种不能杂交的禁区,即用新的生物技术方法开辟一个世界性的新基因库源泉,用新方法把需要的基因组合起来,培育出抗病性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富,且生产成本更低的新作物、新品种;另外还具有节约能源、连续生产、简化生产步骤、缩短生产周期、降低生产成本、减少环境污染等功效。
如美国把血红蛋白转移到玉米中,不仅保持了玉米的高产性能,而且提高了它的蛋白含量。
抗转基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美国、阿根廷、加拿大数百万公顷土地上试种。
1998年,全世界利用原生质体培养技术已成功地开发了100多种再生植物,转基因牛、羊、猪和鱼也培育成功。
美国是采用转基因技术最多的国家,1998年转基因作物播种面积达2050万hm2,是1997年的2.5倍;目前其转基因种子播种面积已占大豆播种面积的36%,占玉米播种面积的45%。
阿根廷是继美国之后大量采用转基因技术的国家,1998年转基因作物播种面积达550万hm2,是1997年的4倍,其中75%的大豆播种面积采用经过改变基因的豆种。
加拿大转基因作物播种面积从1997年的130万hm2,增加到1998年的280万hm2;50%的大豆和玉米播种面积采用了经过基因处理的种子。
微生物农业是以微生物为主体的农业。
微生物在合成蛋白质、氨基酸、维生素、各种酶方面的能力比动物、植物高上百倍;微生物还可利用有机废弃物,变废为宝、保护生态环境。
利用有益微生物,不仅可获得大量生物量,用于制作食用蛋白质以及脂肪、糖类等专门食品,而且在生物防治、土壤改良方面也有突出表现。
日本研制的EM(含80余种微生物的生物制剂),被称为可以挽救地球的有效微生物群。
施用EM可少用或不用化肥、农药和抗生素药物,净化环境。
2.3工程装备技术现代工程装备技术是精准农业技术体系的重要组成部分,是"硬件",其核心技术是"机电一体化技术";在现代精准农业中,应用于农作物播种、施肥、灌溉和收获等各个环节。
精准播种。
将精准种子工程与精准播种技术有机结合,要求精准播种机播种均匀、精量播种、播深一致。
精准播种技术既可节约大量优质种子,又可使作物在田间获得最佳分布,为作物的生长和发育创造最佳环境,从而大大提高作物对营养和太阳能的利用率。
精准施肥。
要求能根据不同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏情况,作物类别和产量水平,将N、P、K和多种可促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方,从而做到有目的地肥,既可减少因过量施肥造成的环境污染和农产品质量下降,又可降低成本。
要求有科学合理的施肥方式和具有自动控制的精准施肥机械。
精准灌溉。
在自动监测控制条件下的精准灌溉工程技术,如喷灌、滴灌、微灌和渗灌等,根据不同作物不同生育期间土壤墒情和作物需水量,实施实时精量灌溉,可大大节约水资源,提高水资源有效利用率。
精准收获。
利用精准收获机械做到颗粒归仓,同时可根据一定标准确分级。
3、我国精准农业的重点发展方向我国各地的自然条件、社会经济条件差异明显,农业生产水平差距较大,农业集约化总体水平较低。
表2示出1994年中印日美4国农业集约化程度及世界的平均水平。
可以看出,我国农业具有以下特点:1)农业人口人均耕地面积小,仅为世界平均水平的1/5;低于印度、日本,同美国相差甚远。
2)农业机械化水平低。
每万公顷拖拉机拥有量,仅约为世界平均水平的34.7%,甚至低于印度的水平。
3)化肥投入水平高。
每公顷化肥投入量是世界平均水平的3.37倍,高于美国,但低于日本。
同农业发达国家相比,我国农业集约化水平较低,要实现现代化,是继续走农业发达国家已走过的以牺牲土质、环境及使用对人类健康有不良影响的大量依靠农药、化肥的石油农业发展道路,还是利用现代信息技术、生物技术和工程装备技术发展具有中国特色的精准农业,答案是不言而喻的。
应根据我国农业发展所面临的资源环境问题,走具有中国特色的精准农业发展之路,实现我国农业的可持续发展。
3.1重点发展节水、节肥精准农业技术体系1)实现精准灌溉,提高水资源利用率。
水资源短缺是我国许多地区农业生产的主要制约因素。
据测算,我国全年降水量约为6.19万亿m3,其中约55%消耗于陆面蒸发,只有45%转径流和地下水,实际利用率不到10%(约5000亿m3)。
当前我国农业灌溉用水面临的主要问题是灌溉农区面积约5000 hm2,其中渠灌面积较大,多属粗放型灌溉模式。
在华北井灌区特别是华北平原地区,自从将"两年三熟制"改为"一年两熟制"后,水分亏缺部分全靠超采地下水来弥补,地下水位连年下降,给北方灌溉农业造成严重威胁。
同时我国农业节水潜力巨大。
我国渠灌面积约3900 hm2,井灌面积1100多万hm2,合计约5000万hm2。
渠水灌溉的利用率约为0.3,井水灌溉利用率约为0.5,两者加权平均值为0.35左右,与发达国家0.7-0.9的利用率相比,差距巨大。
有关部门测算,如将农业用水(按4000亿m3计算)的利用率提高0.2,即达到0.55,则可节水800亿m3。
山东海阳引进以色列技术,建成约33hm2(约500亩)果园自动化控制微喷工程,采用微机控制。
根据土壤吸水能力、苹果生产阶段和气候条件等因素,定时、定量、定位给果树供水。
据有关专家测算,粮田自动化喷灌可节水30%-40%;省地1.5%-2.0%;果园和菜园的微灌可节水50%-60%;防渗渠道与土渠相比可节水约50%。
有研究认为,北京市耕地面积与以色列耕地面积基本相同,但北京市水资源总量和农业用水量都约为以色列的2.4倍,如采用精准农业战略,以管道灌溉、喷灌、滴灌和渗灌等方式取代大水漫灌,在产量上达到以色列现水平,可节水约2/3,即约18亿m3。
2)实施精准施肥,提高化肥资源利用率据联合国粮农组织统计,化肥对粮食的贡献率约占40%。
我国能以占世界7%的耕地养活占世界22%的人口,应该说化肥在其中起了重要作用;但同时也发现,从1980-1995年的十几年间,化肥施用总量增加了183.1%,年均递增率达7.2%。
1995年化肥总施用量约达3600万t,而同期粮食总产只增加了46.6%,年均递增率仅为2.7%。
期间化肥投入所生产的粮食由31.5kg.kg-1下降至17.70 kg.kg-1。
我国化肥施用的突出问题是结构不合理,利用率低。
据大量试验资料统计,平均单产6500kg.hm-2的谷物,1季产量从土壤中带走100.5-169.5kg,P2O549.5-75.0kg,K2O120.0-175.5kg,N,P,K比例为1:0.45:1。
我国许多省区都存在过量施用氮磷化肥,钾肥施用不足的问题。
1995年我国N,P,K实际施用比例为1:0.43:0.17。