1、精准 农 业 技 术 在英国的 应 用遥 感 技 术 中 心莫 红培 训项 目的来源与目的 根据 农业 部 办 公 厅 关于下达 2012 年出国（境）培训项 目的通知 （ 农办 人 201212号），由 农业 部 规划 设计 研究院 组织 申 报 的 2012年 “空 间 信息技 术 在 农业资 源管理中的 应 用培 训 ”项 目。 应 英国高德英中培训 有限公司的邀 请 ，遥感技 术 中 心研究 员 刘洋、莫 红于 2012年 11月 5日 2012 年 11月 25日赴英国高德英中培 训 有限公司参加培 训 。 培 训 期 间 我 们 先 后走 访 了西 伦 敦大学、爱 丁堡 大学 农
2、学院、 诺 丁 汉 大学 农 学院、 CRANFIELD大学等院校以及英国高德英中培 训 有限公司、英中 贸 易 协 会EVERY SITES软 件公司、 HGCA等机构，并参 观 了 HALL FARM、 LELY FARM、 CLAAS FARM等有机示范 农场 。 在英中 贸 易 协 会 EVERY SITES软 件公司同英方人 员 合影在英国高德英中培 训 有限公司了解英国 农业 生 产 情况精准 农业 的概念 精准 农 业 是当今世界 农业发 展的新潮流、新 趋 势 。 精准 农业 是由信息技 术 支持的、根据空 间 定位、定 时 、定量地 实 施一整套 现 代化 农 事操作技 术
3、与管理的系 统，其基本涵 义 是根据作物生 长 的土壤性状， 调节对 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，另一方面确定 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、科学管理 ”， 调动 土壤生 产 力，以最少的或最 节 省的投入达到同等收入或更高的收入，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
4、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。英国精准 农业发 展状况 英国先 进 的精准 农业 技 术 包括： 农业资 源管理 专 家系 统 ，面向政府、 农户 、市 场 等不同用 户 的 农业资 源信息服 务 系 统 、空 间技 术 与数据 库 、信息系 统 、 INTERNET等信息技 术
5、的集成与 应用、自然灾害的 检测 技 术 等。 精 准 农业 技 术 体系的 实 践与 发 展，已 经 引起英国一些国家 科技决策部 门 的高度重 视 ，已 经 形成 为 一种高新技 术 与 农业 生 产结合的 产业 ，且已被广泛承 认 是 发 展持 续农业 的重要途径。 英国的一些著名大学相 继设 立了精 细农 作研究中心，开 设 了有关博士、 硕 士的培 训课 程。精准 农业 技 术 体系已 实验应 用于英国许 多家庭 农场 的冬小麦、小麦、燕麦、大麦、大豆、甜菜和 马铃薯等作物的生 产 管理上。 适 应 精 准 农业 技 术 体系 应 用的 DGPS装置， GIS适用平 台及 农 作物
6、资 源空 间 信息数据 库 管理 软 件，作物生产 决策支持模 拟 模型， 带 DGPS接收机小区 产 量 传 感器和 产 量分布 绘图 装置的谷物 联 合收割机，自 动 调 控撒 药 机、 施肥机、播种机均已有商品化 产 品；支持 农田信息 实时 采集的田 间 土壤水份、 N、 P、 K含量、 pH值 、有机 质 含量、作物苗情、 杂 草分布等的 传 感器技术 ，已有初步研究开 发 成果。英国精准 农业 系 统 体系 结 构 1、 全球 定位系 统 。精准 农业 广泛采用了 GPS系 统 用于信息 获 取和 实 施的准确定位。 为 了提高精度广泛采用了 DGPS技 术 ， 即 “差分校正全球
7、 卫 星定位技 术 ”。它的特点是定位精度高，根据不同的目的可自由 选择不同精度的 GPS系 统 。 2、地理信息系 统 GIS。精准 农业 离不开 GIS技 术 支持，它是构成 农 作物精准管理空 间 信息数据 库 的有力工具，田 间 信息通 过 GIS系 统 予以表达和 处 理，是精准农业实 施的 重要支撑系 统 。 3、 遥感 系 统 RS。遥感技 术 是 精准 农业 田 间 信息 获取 的关 键 技 术 ， 为 精准 农业 提供 农 田小区内作物生 长环 境、生 长 状况和空 间变 异信息的技 术 要求 。 4、 作物生 产 管理 专 家决策系 统 。它的核心内容是用于提供作物生 长过
8、 程模 拟 、投入 产 出分析与模 拟 的模型 库 ；支持作物生 产 管理的数据 资 源的数据 库 ；作物生 产 管理知 识 、 经验 的集合知 识库 ；基于数据、模型、知 识库 的推理程序；人机交互界面程序等。 5、 田 间 肥力、 墒 情、苗情、 杂 草及病虫害 监测 及信息 采集 处 理 技 术设备 。如田 间 信息适 时 采集 传 感器与数 据 处 理方法。 6、 带 GPS系 统 的智能化 农业 机械装 备 技 术 。如 带产 量 传 感器及小区 产 量生成 图 的收 获 机械； 自 动 控制精密播种、施肥、洒 药 机械等等。 精准 农业 是在 现 代信息技 术 、生物技 术 、工程
9、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。英国精准 农业 突出特色 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
10、的利用率。种子播种深浅度种子播种密度精准施肥。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，从而做到有目的地科学施肥，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。农场 氮磷施肥水平 图农场镁 元 素和氮的施肥水平 图所以 为 取得良好的 经济 效益和 环 境效益，适 应 不同地区、不同作物、不同土壤和不同作物生 长环 境的需要，变 量 处 方施肥是我 们 未来施肥的 发 展方向。精确施肥是将不同空 间单 元的 产 量数据与其他多
11、层 数据（土壤理化性 质 、病虫草害、气候等）的叠合分析 为 依据，以作物生 长 模型、作物 营 养 专 家系 统为 支持，以高 产 、 优质 、 环 保 为 目的的 变 量 处 方施肥理 论 和技 术 。精确施肥是信息技 术 （ 3S），生物技 术 ，机械技 术 和化工技术 的 优 化 组 合 。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
12、根据一定 标 准准确分 级 。收获大麦产量分布图英国精准 农业 的 实 践表明， 实 施精准 农业 要求信息技术 、生物技 术 、工程装 备 技 术 和适 应 市 场经济环 境的经营 技 术 的集成 组 装， 综 合是其典型特征，技 术 集成是其核心，因此需要多部 门 、多学科 联 合作 战 。英国林肯郡CLAAS FARM有机农场 的土地利用 现状 图CLAAS农场 有土地 3280多公 顷 ， 2000多公 顷 的土地用于种植冬小麦、大麦和甜菜，其他的土地 为 用于种植牧草和放牧。农场 一共 8个人， 6个人 负责农场 的种植生 产 ， 2个人 负责 牧 场 的养殖工作。大 约 有牛 800头 ，羊 1000多只。有四台超 过 200马 力大型 带 GPS系 统 的智能化拖拉机、带产 量 传 感器及小区 产 量生成 图 的收 获 机械 和其他 农 机具。甜菜 产 量是每公 顷 的 65吨。 还 种植一些含糖量低的甜菜喂牛。CLAAS农场 的大型 农 机具
