农业机械化工程专业课程第六章精细农业与农业机械化新装备

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1、农业机械化工程专业课程第六章精细农业与农业机械化新装备机电工程学院农机系2009.10.1概述1．1精细农业的基本概念　　21世纪，人类正在逐步进入知识经济社会的大门。过去20多年来，信息技术的高速发展，已使它迅速渗透到国民经济的各个部门，改变着人们的生活方式、工作方式和思维方式，引发许多传统技术思想和观念的革命。国际竞争，将更多地转向以知识为基础的科学技术与产业技术的竞争。农业是国民经济的基础产业，保障世界的食物安全和农业的可持续发展，是全球性的永恒主题。过去五十年，世界农业发生了重大变化。农业生产通过生物和农艺技术的进步和支持，以及将生物和农艺技术转化为大规模生产力的现代农业工程技术、农业

2、系统经营管理技术的不断改善，使得世界食品产量的增长，超过了人口的增长速度。上世纪后半期世界农业的高速发展，基本上是依靠生物遗传育种技术的进步，耕地和灌溉面积的扩大，物理与化学产品投入的大量增加，机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此而引起的水土流失、生态环境恶化、生物多样性损害等问题，已经引起国际社会的严重关切，并成为推动技术创新，实践农业可持续发展的重要驱动力。改革开放以来，中国农业和农村经济得到了飞速发展，但仍面临严峻的挑战。我国化肥的生产量和施用量居世界首位，单位面积使用量是美国的2.6倍。但是，化肥农药利用效率很低，我国化肥的利用率，氮为30%～35%，磷为10%～20%，钾为

3、35%～50%，农药利用率在30%左右，对环境造成严重威胁。我国水资源严重匮乏，而降水利用率不足35%，只是发达国家的1/3，节水已成为一项紧迫而繁重的任务。我国每公顷耕地平均拥有农用动力1千瓦左右，相当于美国的2倍，然而我国的农业发展水平却远远低于美国。我国农业应尽快实现从粗放经营到精细农作的转变。农业科技发展纲要(2001—2010年)提出：“推进新的农业科技革命，实现传统农业向现代农业的跨越”。“实现传统农业向现代农业的跨越，尽快缩小与发达国家的差距，必然要在农业科学研究与技术开发上取得重大突破，促使先进适用技术及时充分地应用到农业生产中去，加速科学技术、特别是高新技术全面向农业渗透，大

4、幅度提高农业科技整体水平，实现农业生产力水平质的飞跃”。知识经济时代，迅速发展与普及的计算机和信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，发展节本增效生产方式，改善和保护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面，突破许多传统的模式和观念。它对传统产业的改造日益广泛和深刻，对农业更有其特殊意义。化肥农药的大量使用土地的污染、浪费！！！！！精细农业（PrecisionAgriculture或PrecisionFarming）是上世纪80年代末由美国、加拿大的一些农业科研部门提出的，目前，日本、英国、丹麦、中国等国也正在积极进行这方面的研究。美国国家研究委员会（NationalResearchC

5、ouncil）为此曾专门立项组织了一个由一批多学科著名专家组成的专家组对有关发展研究进行了评估，研究报告经过由美国科学院，工程院和医学科学院院士组成的评估组进行审议后，于1997年发表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究专著，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精细农业”技术体系研究的发展现状，面临的问题及其支持技术产业化开发研究的机遇。1998年夏，日本政府拨专款支持若干大学进行“

6、精细农业”应用研究，日本农林水产省已与洋马公司和久保田公司等企业合资成立了研究机构，开发利用卫星定位系统的农业机械技术。据测算：采用精细农业技术，可以节约30%以上的肥料和农药，可使作物生产成本降低20%以上。在减少投入的情况下增加(或维持)产量，一是节约资源、降低成本，二是减少环境污染、保护生态环境。因此，实行精细农业技术成了近几年兴起的新热点。●●●遥感（RS）和地理信息系统（GIS）技术上世纪八十年代就已用于农业领域和发挥了良好作用。1993年，美国的全球定位系统（GPS）民用后，使这三项技术构成了一个相得益彰的完整体系，俗称3S技术。它是利用RS作宏观控制，GPS精确定位地面位点到米级

7、，GIS将地面信息（地形地貌、作物种类和长势、土壤质地和养分水分状况等）进行储存、处理和输出，再与地面的信息转换、实时控制、地面导航等系统相配合，按区内要素的空间变量数据精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种农事操作。传统农业是以亩，甚至百亩为单位的地块作为统一操作单元的，而同一地块单元内的地形、土壤、作物生长状况差异很大，3S技术则可将操作单元缩小到平方米，使传统的粗放生产变为精细农作，