1、 南阳师范学院 20XX 届毕业生毕业论文题 目：河南省精准农业发展现状调查与研究完 成 人： 班 级： 学 制： 专 业： 地理科学 指导教师： 完成日期： 目 录摘要.（1）0 引言 .（1）1 河南省概况 （2）2 农业产业化和农业现代化基础 （3）3 河南省发展精准农业的条件 .（5）3.1 自然条件 .（5）3.2 政策优势 （8）3.3 河南省精准农业的科研支持能力 .（10）4 河南省精准农业的发展策略 （11）参考文献 （13）Abstract（14）第 3 页 (共 14 页)河南省精准农业发展现状调查与研究摘要：精准农业(precision agriculture)代表着未
2、来农业的发展潮流。河南省是农业大省，发展精准农业对于河南省农业资源的合理利用，实现农业的现代化，维护本省乃至全国的粮食安全具有重要意义。本文对河南省发展精准农业的策略进行了研究。首先介绍了国内外精准农业的发展概况，阐述了发展精准农业对于河南省的重大意义。然后介绍了河南省概况及现代农业的发展历程，分析了河南省发展精准农业所具备的的自然基础以及社会经济基础。最后提出了关于在河南发展精准农业的几点意见。关键词：精准农业；农业现代化；农业机械化0 引言农业信息化代表着 21 世纪全球性农业潮流，也是是农业现代化的重要保证与根本标志。充分利用信息技术等高新技术发展现代化农业,已成为全球农业发展的热点与新
3、的增长点。而传统农业用统一的耕作、播种、施肥、喷药等农艺措施对耕地进行生产管理，存在农业生产成本高、作物产量和经济效益低以及污染环境等诸多问题。为了从根本上解决传统农业存在的一系列问题，精准农业于 20 世纪 80 年代初在国际农业领域被倡导且得到了迅速发展。精准农业是质量效益型农业，以优质高效为目标,追求以最少投入获得优质高产 1。目前，美国在精准农业的研究与应用领域处于国际领先地位。于 20 世纪 80 年代初提出了精确农业的理念和设想, 并在 20 世纪 90 年代初进入生产实际应用。其部分技术和设备已经成熟和成型，且取得了极大的经济效益，但尚未形成系统，仍处于研究发展阶段。精准农业是在
4、发达国家大规模经营和机械化条件下发展起来的,目前已在世界许多国家展开了研究和应用实践。例如,英国、德国、荷兰、法国、加拿大、澳大利亚、巴西、意大利、俄罗斯等国家都有开展精准农业研究和应用的报道 15 相比之下， 美、英等国以施肥上的应用最为成熟。第 4 页 (共 14 页)日本、韩国等国家近年来也加快开展了精准农业的研究工作,其中日本开展的研究项目重点着眼于传感和控制等有关农业机械化 6。精准农业技术除美国和加拿大进入商业用途外，其他国家仍处于示范试验过程中，还没有真正进入推广阶段。主要原因可能是其关键技术开发尚未在实用价值上产生突破，信息采集技术以及费用比较昂贵等。总之，目前国际上对精准农业
5、技术的发展潜力及应用前景有了广泛共识，将其作为发展农业高新技术应用的重要内容，将其公认为是发展可持续农业的重要途径。我国学者在精确农业领域也开展了大量的研究。王远路等人对于发展精确农业的模式进行了相对细致的探析 7程一松等人对于高光谱遥感在现代农业中的应用进行了比较深入的研究而且取得非常好的成果 8。首先明确精准农业的内涵。精准农业是美国等经济发达国家在20世纪80年代末期继LISA （低投入可持续农业）后，为适应信息化社会发展要求而对农业发展提出的一个新的课题。 精准农业又称精细农业、精准农业、精准农作，是一种基于信息和知识管理的现代农业生产系统。精准农业采用3S ( GPS、GIS和RS)
6、等高新技术与现代农业技术相结合，对农资、农作实施精确定时、定位、定量控制的现代化农业生产技术,可最大限度地提高农业生产力，是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。对于河南省来说，发展精准农业具有有重大战略意义。河南是农业大省，又是人口大省，农村人口占绝大多数，农村稳定和农民增收一直是经济发展中的难题。因此，河南现代农业的发展不仅关系到河南的“三农”问题，还直接涉及社会经济的全面发展问题。所以，研究如何启动和推进精准农业的发展对于河南省农业现代化战略的实现具有十分深远的意义。本文在查阅大量资料的基础上，对河南省农业精确现状进行调查研究，针对河南省如何发展精准农业这个策略性的问题进
7、行探索，以期为政府和企业提供参考和思路。1河南省概况河南省界于北纬3123-3622，东经11021-11639之间，东接安徽、山东，北界河北、山西，西连陕西，南临湖北，呈望北向南、承东启西之势。河南地理位置优越，古时即为驿道、漕运必经之地，商贾云第 5 页 (共 14 页)集之所。今天，河南地处沿海开放地区与中西部地区的结合部，是我国经济由东向西梯次推进发展的中间地带。国家促进中部地区崛起的战略部署，更加凸显了河南独特的区位优势。全省总面积16.7万平方公里，居全国各省区市第17位，占全国总面积的1.73%。地势西高东低，北、西、南三面由太行山、伏牛山、桐柏山、大别山沿省界呈半环形分布；中、
8、东部为黄淮海冲积平原；西南部为南阳盆地。平原和盆地、山地、丘陵分别占总面积的55.7%、26.6%、17.7%。灵宝市境内的老鸦岔为全省最高峰，海拔2413.8米；海拔最低处在固始县淮河出省处，仅23.2米。2007年，全省耕地面积11889万亩，人均耕地1.21亩。2农业产业化和农业现代化基础精准农业的发展依赖于两个基础，即农业产业化和农业现代化。下面分析近年来河南省农业产业化和农业现代化的发展情况。（1）农业产业化：近年来，河南各地紧紧围绕农业增效、农民增收和农产品竞争力增强的目标，创新思路、强化措施，积极探索用现代工业理念、先进科技成果建设现代农业的新途径，着力加快农业产业化进程，实现了
9、粮食稳定发展，农民持续增收。截止 2007 年上半年底，全省符合农业部统计标准的各类农业产业化组织总数达 9102 个，其中属龙头企业带动型的有 3918 家，占总数的 43%；龙头企业年销售收入达 1399 亿元，有 287 家龙头企业销售收入达 1 亿元以上。全省各类农业产业化组织带动农户 1022 万个，占全省农户总数的 50.9%，平均每户从中增收 1025 元（国家统计局调查总队） 。其主要成效表现在一下几点：1）基地规模逐渐扩大；2）综合实力明显提高；3）品牌优势更加突出；4）带动能力稳步增强。（2）农业现代化：图 1 反映的是近 20 年河南省农业现代化的重要表征指标的变化情况。
10、可以看出，农村用电量、农用塑料薄膜用量、农用机械总动力等指标都翻了 5 倍左右。在农业现代化的推动下，河南粮食总产连续 5 年稳定在 1000 亿斤以上，以占全国 1/16 的耕地，生产了占全国 1/10 以上的粮食（其中有占全第 6 页 (共 14 页)国 1/4 的小麦） ，可支持 3 亿多人口的粮食需求。河南每年输出的原粮及制成品就有 400 亿斤左右，是全国重要的粮食净调出省之一。这体现了我省发展农业现代化的辉煌成就。河南农业现代化的历程可为我们将来发展新形式的现代农业精准农业提供许多宝贵经验。在农业现代化的推动下，河南粮食总产连续 5 年稳定在 1000 亿斤以上，以占全国 1/16
11、 的耕地，生产了占全国 1/10 以上的粮食（其中有占全国 1/4 的小麦） ，可支持 3 亿多人口的粮食需求。河南每年输出的原粮及制成品就有 400 亿斤左右，是全国重要的粮食净调出省之一。这体现了我省发展农业现代化的辉煌成就。河南农业现代化的历程可为我们将来发展新形式的现代农业精准农业提供许多宝贵经验。图 1 1990-2008 年河南省农业现代化指标变化第 7 页 (共 14 页)3 河南省发展精准农业的条件3.1 自然条件农业机械化是精准农业的基础。地形地貌是影响一个地区发展农业机械化发展的重要因素，从而也是影响其发展精准农业的重要因素。本文中，采用各县耕地中平地所占的面积比例表征河南
12、省各县地形条件，这种方法在全国“十二五”农业机械化发展区域划分研究中曾被采用。数据来源与数据处理和分析方法：采用 SRTM C-Band DEM（Shuttle Radar Topography Mission C-Band Digital Elevation）来获取高程数据。2000 年 2 月 11-22 日，美国奋进号航天飞机获得了地球表面 60N 至 56S、覆盖陆地表面 80 %以上的三维雷达数据，生成了 11分辨率的栅格数据。USGS、CGIAR等机构对数据又进行了完善。中国学者的研究表明，其研究区（中国西北部高山高原地区）58%以上的部分误差小于 20m，90%以上误差小于50m
13、（刘勇，2008） 。从 DEM 提取坡度的算法为：(1)dz/dx=(c+2f+i)-(a+2d+g)/(8*90) (2) dz/dx=(g+2h+i)-(a+2b+c)/(8*90) (3) 式中，a,b,.i 指的是 DEM 的栅格值，如图2 所示。图 2 代表 DEM 的一个局部，是一个3*3 的窗口，窗口中心的像元代表计算坡度的目标像元。计算所得河南省坡度图如图 3 所示。第 8 页 (共 14 页)利用 TerraAqua 卫星 MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer）传感器的 3 级数据产品 MCD12Q1 生成了
14、河南省土地利用数据（图略） ，从其中提取了河南省农田分布情况（图 4） 。图中可见，河南省农田占了全省土地的最大一部分，仅在西部和南部区域存在连片的无农田区域；图中斑块和斑点状的无农田区域是城市、农村的所在。图 3 河南省坡度图第 9 页 (共 14 页)图 4 河南省农田分布图 表 1 河南省各县（区）坡度小于 2 度的农田面积序号 县（区）名称 面积（公顷） 序号 县（区）名称面积（公顷）1 固始县 262864 16 商丘市市辖区 1497882 唐河县 223390 17 郸城县 1485183 邓州市 213936 18 确山县 1481584 永城市 202979 19 光山县 1
15、465535 正阳县 189370 20 夏邑县 1449576 息县 184637 21 上蔡县 1443487 信阳市市辖区 183433 22 新蔡县 1434858 泌阳县 180754 23 淮阳县 1408269 太康县 170959 24 罗山县 13871710 南阳市市辖区 167349 25 开封县 13768411 滑县 160066 26 濮阳县 13333212 方城县 156878 27 中牟县 13252213 潢川县 154991 28 商水县 12511014 虞城县 151357 29 平舆县 12183515 汝南县 150656 30 杞县 121807
16、表 2 河南省各县（区）坡度小于 2 度的农田占全县（区）农田的面积比例大于 90% 70-90% 50-70% 30-50% 小于 30%太康县 南乐县 西华县 叶县 信阳市市辖区 伊川县 新县郸城县 内黄县 兰考县 光山县 荥阳市 鲁山县 巩义市夏邑县 项城市 民权县 罗山县 焦作市市辖区 新密市 新安县杞县 柘城县 平舆县 孟州市 偃师市 淅川县 洛宁县鹿邑县 濮阳县 许昌县 沁阳市 禹州市 南召县 陕县长垣县 扶沟县 范县 宝丰县 淇县 汝阳县 三门峡市辖区睢县 宁陵县 新蔡县 郏县 汝州市 宜阳县 嵩县清丰县 淮阳县 台前县 确山县 桐柏县 鹤壁市辖区 栾川县鄢陵县 濮阳市辖区 新野
17、县 卫辉市 内乡县 西峡县 卢氏县通许县 温县 正阳县 平顶山市辖区 孟津县 登封市临颍县 延津县 虞城县 安阳市市辖区 济源市新乡县 武陟县 郾城县 镇平县 灵宝市获嘉县 滑县 尉氏县 修武县 林州市商丘市辖区 中牟县 汝南县 泌阳县 义马市许昌市辖区 商水县 原阳县 舞钢市 渑池县开封市辖区 淮滨县 上蔡县 安阳县第 10 页 (共 14 页)开封县 漯河市辖区 社旗县 博爱县沈丘县 息县 固始县 洛阳市市辖区封丘县 长葛市 南阳市辖区 方城县永城市 浚县 新乡市辖区 辉县市舞阳县 汤阴县 郑州市辖区 商城县周口市 潢川县 襄城县西平县 遂平县 新郑市邓州市 唐河县将上述坡度数据和农田分布
18、数据综合在一起，计算得到河南省各县的坡度情况。按照农学的传统认识，将坡度小于 2 度的土地视为平地，这种土地最有利于开展机械化作业。计算了各县平地农田面积，见表 1（仅列出了前 30 个县区）。又计算了各县区平地农田占全县区全部农田的比例，按此比例将各县区进行了分类，见表 2。从表 2 中可见，太康、郸城、夏邑等 71 个县（区）的平地比例可达 90%以上，而新县等 9 个县（区）的平地比例不到 30%。3.2 政策优势河南省是农业大省，政府历来重视农业生产。在河南省农业和农村经济发展“十二五”规划中，明确提出促进河南省农业发展的措施，解读分析之后，发现有以下几个要点：（1）实施现代农业提升工
19、程,提高农业整体实力。在规划中，明确提出将稳定提高农业和粮食综合生产能力作为首要目标,努力保障国家粮食安全。进行农业结构战略性调整，促进农业结构的合理化。大力发展现代粮食产业,加快发展现代畜牧产业和优质特色农业,以农业科技创新和经营方式创新为核心，运用现代科技、物质装备和管理技术改造提升传统农业，以促进传统农业向现代农业转变。（2）强化农业基础设施建设，提高现代农业发展保障能力大力提高农业机械化水平。文中指出，要加快加快农业机械装备发展。提出以秋粮机械化为突破口,走农机农艺相结合的道路,重点建设秋粮生产机械化技术集成与示范、根茎类作物生产机械化技术集成与示范、高效低碳农业机械装备技术集成与示范
20、、现代农业机械关键技术研究与装备提升、农机化技术推广示范基地等项目。（3）努力增强气象服务能力。建设河南省气象灾害监测预警与防御第 11 页 (共 14 页)工程,完善农业气象防灾减灾与保障系统、农村气象灾害防御系统、人工增雨消雹系统、气象信息处理及保障系统,建设山洪地质灾害防治和生态环境综合治理气象监测预警系统。建成空中云水资源开发工程。新建气候变化应对决策支撑系统工程和基层气象台站工程。计划到2015年,基本建成由公共气象服务系统、气象预报预测系统、综合气象观测系统和气象科技创新体系、气象人才体系。共同构成的结构完善、布局合理、功能先进的气象现代化体系。以期为河南省农业现代化服务。（4）大
21、力提升农业科技教育水平,提高农产品质量安全水平和市场竞争力。提高农业科技创新与转化能力。围绕着力构建现代农业产业技术研发平台,打造国内外知名的农业科技创新平台,为河南省农业发展提供科研支持。（5）创新农村土地流转机制。在稳定完善农村基本经营制度的前提下,积极发展转包、出租、互换、转让、股份合作等多种形式的土地经营权流转模式,推动土地适度规模经营。探索建立土地银行、农村土地交易所,重点解决流转中的信息对接、价格评估、利益保障等问题。建立农村产权交易所,探索农村资产资本化的有效途径。按照节约用地、保障农民权益的要求推进征地制度改革,完善农村集体经营性建设用地流转和宅基地管理机制。严格界定公益性和经
22、营性建设用地,提高征地补偿标准,逐步实现农村建设用地与国有建设用地同权同价。深化集体林权制度改革,将林地承包经营权和林木所有权落实到户,鼓励林地、林木依法规范流转。（6）创新金融支农机制。在规划中，提出创新金融支农的种种措施。诸如，落实县域内银行业金融机构新吸收存款主要用于当地发放贷款政策、鼓励引导金融机构开展农村金融产品和服务方式创新、充分发挥农业发展银行、农业银行、农村信用社、邮政储蓄银行等支农主力军的作用,增加涉农信贷投放的措施等。并且通过创新担保机制、建立农村专业合作组织等,完善涉农贷款风险补偿机制,提高涉农信贷资金使用效率。鼓励有条件的地方以县(市、区)为单位建立社区银行,发展农村小
23、型金融组织和小额信贷。加快组建村镇银行、贷款公司、农村资金互助社等新型农村金融机构,实现新型农村金融机构在全省县域的全覆盖。这为精准农业在河南省的发展提供了资金支持。3.3 农业机械化基础第 12 页 (共 14 页)精准农业以农业的高度机械化为基础。为了反映各县农业机械化的发展水平，计算了各县农机总动力与播种面积之比，如图 5 所示。从图 5 中可以看出，河南省农业机械化水平较高的县区主要集中在中部地区。郑州市附近区域县区的农业机械化水平普遍较高。农业机械化水平较低的区域主要为山地区域，如信阳和南阳的部分地区。图 5 省各县农机总动力与播种面积之比第 13 页 (共 14 页)3.4 河南省
24、精准农业的科研支持能力作为先进科技事业的先锋军，我省高校和科研院所的农业科学家们在精准农业方面已进行了大量探索。这些科研队伍是支撑我省将来进一步发展精准农业的重要知识资源和力量。本项目中对我省高校和科研院所近年来发表的论文进行了统计，见表 3。不过，由于时间原因，这仅是一次不完全统计，可能还有一些重要成果未能统计在内。表 3 河南省高校和科研院所近年来发表的精准农业方面的论文题目 刊物 日期 作者机构中国精准农业联合收割机研究现状与前景展望农业工程学报 2005 年 02 期 河南科技大学农业工程研究所ZigBee 技术在精准农业中的应用江西农业学报 2008 年 10 期 河南农业大学理学院
25、精准农业的技术体系与应用研究进展农业现代化研究 2002 年 03 期 河南大学环境与规划学院试论精准农业及其技术体系 河南农业科学 2007 年 07 期 北方工业大学经济管理学院管理系；河南农业大学我国发展精准农业的必要性与应用前景浙江农业科学, 2010 年 02 期 河南农业大学国家烟草栽培生理生化研究基地； 国家烟草专卖局科教司； 河南农业大学烟草学院GPS 技术在现代精准农业中的应用研究农技服务 2008 年 03 期 河南理工大学测绘学院； 海军92493 部队 22 分队； 湖南省常德市国土资源规划测绘院精准农业中不同取样间距下Kriging 插值精度对比研究土壤通报 2011
26、 年 04 期 河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地； 精准农业的关键技术及其在烟草上的应用作物杂志 2011 年 03 期 河南农业大学烟草学院国家烟草栽培生理生化研究基地3S 技术与精准农业 河南农业 2005 年 05 期 河南省基础地理信息中心试论精准农业及其技术体系 河南农业科学 2007 年 07 期 北方工业大学经济管理学院管理系；河南农业大学发展智能农业装备 建设精准农业试验示范区河南农业科学 2012 年 21 期 开封市农业机械管理局河南省农科院农业信息化技术研究进展与发展方向河南农业科学 2009 年 9 期 河南省农科院基于多源数据的县域冬小麦氮肥调控管理分
27、区农业工程学报 2012 年 17 期 河南省农科院第 14 页 (共 14 页)4 河南省精准农业的发展策略在河南省发展精准农业，实现农业信息化的跨越式发展，需要在人力上、技术上和农田基础设施建设方面付出更大代价，以摸索出一条适合河南省实际情况的精准农业发展之路。在查阅大量资料的基础上，我对河南省精准农业的发展提出如下建议：（1）应当引进消化吸收国内外外先进技术，进行试验探索，建立农业示范区。特别要注重探索适合我省精确农业发展的技术经验。本人认为，日本在精确农业发展中的种种措施和技术很值得我省学习研究 8。而大西江农场对于精准农业技术装备的引进方面也很值得我省参考。（2）做好土地规模化经营。
28、土地经营规模问题是制约精准农业发展的关键因素。我国人多地少家庭经营的地块较小且经营的地块较为分散，农业机械化的发展受到制约，因而限制了精准农业的发展。在河南省，这种问题显得尤为突出。关于扩大土地经营规模的的途径，我们可以参考韩国和日本提出过许多扩大土地经营规模的政策，以租借方式为主的农业土地流转成为扩大经营规模的主要手段，后又以农业作业承包方式来扩大经营规模来弥补前者的不足。而韩国扩大土地经营规模的做法则表现在以下两个方面：借助农协组织，将农户组织起来进行规模化生产，二是鼓励土地流转。这些都为改变我省分散的农业经营状况提供一个很好的依据，为进一步的发展精准农业创造条件。（3）精准农业初期的发展
29、中，资金短缺是很大的制约因素。要大力发展农村金融业。不仅需要在总体上加大农村金融对精准农业发展的资金支持力度，还需要做好调整金融机构布局、创新金融服务工具，完善金融制度等方面工作，这样才能切实增强农村金融对精准农业发展的适应性，提高农村金融对精准农业服务能力。政府及时调整农村金融的资金信贷规模，实现信贷投放向精准农业发展方向上的倾斜；调整金融机构的区域布局，增加乡镇、县域等基层地区金融机构的数量，在金融机构进入的初期，给予相应的政策支持和财政补贴。要针对精准农业发展的需要，量身定做合适的金融工具，如推广期限灵活的债权融资方式，开发中小企业的潜在抵押担保资源，鼓励信用增进融资工具的发展，开发无抵
30、押担保的信用融资业务等。 第 15 页 (共 14 页)(4)政府应加强对精准农业科研方面的支持力度，并因地制宜的利用现有的国内外先进的研究成果。当前重要领域有全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感(RS)、智能农机、农业物联网和作物模型等。GPS用于农机具的空间定位，RS用于生长环境、生长状况的信息获取 9，基于GPS 的农田多源信息采集系统的研究与开发 10。这些方面技术研究都应加快开展。参考文献1Francois I M, Marin E. The use of Vis /NIR spectroscopy to predict the optimal root harves
31、ting date of Chicory (Cichorium intybus L) J. Post-harvest Biology and Technology，2009, 53(1/2): 77-83.2Ge C, Bossu J, Jones G, et al. Crop/Weed Discrimination in Perspective Agronomic Images J. Computers and Electronics in Agriculture, 2008, 60(1): 49-59.3Robert P C. Precision agriculture: an infor
32、mation revolution in agriculture J. Agriculture Outlook Forum, 1999, 1-5.4Sakamoto T，Yokozawa M，Toritani H，et al A crop phenology detection method using time-series MODIS data J. Remote Sensing of Environment, 2005, 96(3/4): 366-374.5 刁承军,胡伟. 关于精准农业发展的探讨J. 农机市场,2003, (8) : 1618.6 邓在京. 日本精准农业研究与开发现状J
33、.农机化研究，2004，（5）：4-6.7 王远路,栾淑丽,姜仁珍 . 几种新型农业发展模式简析 J . 现代化农业, 2003, (12) : 3235.8 程一松, 胡春胜. 高光谱遥感在精准农业中的应用J. 农业系统科学与综合研 究, 2001, 17(3)：193-195.9 蒙继华, 吴炳方, 杜鑫, 等. 遥感在精准农业中的应用进展及展望 J. 国土资源遥感, 2011, (3):1-7. 10 孟志军, 赵春江, 王秀, 等. 基于GPS 的农田多源信息采集系统的研究与开发 J.农业工程学报, 2003, 19(4): 13-17.The investigation on the
34、 development of precision agriculture in Henan provinceAbstract: Precision agriculture represents the trendence of the agriculture. Henan is a big 第 16 页 (共 14 页)agricultura province, the developing precision agriculture will have great influence on realizing the modernization of agriculture and mak
35、ing best use of agricultural resources in Henan provence the rational use of in henan province.In this paper, the strategy of the development of precision agriculture in henan province were studied. Firstly I introduced the development of precision agriculture at home and abroad, this paper expouned
36、 the importance of the developing precision agriculture in Henan province. Then introduced the general situation of Hena and the development of modern agriculture in this province, and analyzed the natural and social economic basis of developing precision agriculture in Henan province . Finally puted forward some opinions about what should be done in developing precision agriculture in Hena province. Key words: precision agriculture; Agricultural modernization; Agricultural mechanization
