第二讲“精细农作”的技术思想 汪懋华 “精细农作”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。 千百年来的作物生产实践,都是以地区或田块为基础,在区 域或田块的尺度上,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的 对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷 药等农艺措施,满足于获得区域、农场或田块的平均产量的 认识水平,很少顾及对农田整体或局部空间的盲目投入及过 量施肥施药造成的环境后果。传统的农业技术推广模式,也 是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测,通过地区试验积 累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上,即 使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量的明 显时空分布差异性,包括农田内作物病、虫、草害总是先以 斑块形式在小区发生,再逐步按时空变化蔓延的特性,早已 为人们所认识。几世纪前,农民把土地划分为小田块来耕作
第二讲 “精细农作”的技术思想 汪懋华 “精细农作”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。 千百年来的作物生产实践，都是以地区或田块为基础，在区 域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的 对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷 药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块的平均产量的 认识水平，很少顾及对农田整体或局部空间的盲目投入及过 量施肥施药造成的环境后果。传统的农业技术推广模式，也 是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积 累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上，即 使在同一农田内，地表上、下影响作物生长条件和产量的明 显时空分布差异性，包括农田内作物病、虫、草害总是先以 斑块形式在小区发生，再逐步按时空变化蔓延的特性，早已 为人们所认识。几世纪前，农民把土地划分为小田块来耕作
经营,正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识 的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投 入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技 术,也可以在小块农田内达到很好的经济产量,只是没有现 代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规 模的生产力。九十年代以来世界著名厂商向市场提供的装有 空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收 获过程中自动生成以12-15m2为单元组成的小区农田产量分 布图。国外多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的最 大差异可以超过100%。由于作物生产还受到气候变异的影 响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际 间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显 的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。 同样地,农田内的土壤类型、肥力、墒情、苗情和病虫草害 的分布,实际上也是很不均匀的。现代农学技术与电子信息 技术的发展,为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成 的空间差异性信息,实施基于知识和现代科技的分布式调 控,达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济 产量成为可能。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传 感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及小区平均产量 数据→通过计算机处理,生成作物产量分布图→根据田 间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图
经营，正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识 的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投 入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技 术，也可以在小块农田内达到很好的经济产量，只是没有现 代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规 模的生产力。九十年代以来世界著名厂商向市场提供的装有 空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机，已可以在收 获过程中自动生成以 12-15m2为单元组成的小区农田产量分 布图。国外多年的试验实践表明，田区内小区平均产量的最 大差异可以超过 100％。由于作物生产还受到气候变异的影 响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际 间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显 的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。 同样地，农田内的土壤类型、肥力、墒情、苗情和病虫草害 的分布，实际上也是很不均匀的。现代农学技术与电子信息 技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成 的空间差异性信息，实施基于知识和现代科技的分布式调 控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济 产量成为可能。其实施过程可描述为：带定位系统和产量传 感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及小区平均产量 数据 → 通过计算机处理，生成作物产量分布图 → 根据田 间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图
支持作物管理的数据库与作物生长发育模拟模型,投入、产 岀模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策 支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图→根 据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小 区实施目标投入和精细农作管理。图1是其过程原理示意 图 上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明, 可以显著节约投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。 产业界不断向市场推出其支持技术产品,并建立提供精细农 作社会化服务的新模式。近两年来,日本、韩国、巴西等国 的试验研究也有了快速发长展。作为信息化时代的现代农田 精耕细作技术,其应用实践可根据不同国家、不同地区的社 会、经济条件,围绕提髙生产、节本增效、保护环境的目标 采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化 与精细化水平。 获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践精细农作 的基础。有了小区产量分布图,农户即可以根据自己的经验 知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在 现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经 济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业 机械实现生产过程的自动调控
支持作物管理的数据库与作物生长发育模拟模型，投入、产 出模拟模型，作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策 支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图 → 根 据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小 区实施目标投入和精细农作管理。图 1 是其过程原理示意 图。 上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明， 可以显著节约投入，获得良好的经济效益，受到农户的欢迎。 产业界不断向市场推出其支持技术产品，并建立提供精细农 作社会化服务的新模式。近两年来，日本、韩国、巴西等国 的试验研究也有了快速发长展。作为信息化时代的现代农田 精耕细作技术，其应用实践可根据不同国家、不同地区的社 会、经济条件，围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标， 采用不同的技术组装方式，逐步提高作物生产管理的科学化 与精细化水平。 获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践精细农作 的基础。有了小区产量分布图，农户即可以根据自己的经验 知识，分析小区产量差异的原因，选择经济适用的对策，在 现实可行条件下采取适当措施实施调控；也可以根据技术经 济发展的条件，利用先进的科技手段或智能化变量处方农业 机械实现生产过程的自动调控
建立一个完整的精细农作技术体系,需要有多种技术知识和 先进技术装备的集成支持,迄今在国外也不过四、五年的应 用试验历史。许多支持技术手段还不十分成熟,有待不断研 究完善,这为农业工程师提出了进行技术创新的机遇。但不 是说需要等待到各种支持技术都完全成熟后才有所作为,在 精细农作及其支持技术研究与试验实践过程中,将会带动 系列支持农业资源和作物生产科学管理先进适用技术的研 究与开发,传播基于信息技术推动传统农业改造的技术思 想,从而为我国农业科技率先跃居世界先进水平作出贡献。 思考题:关于精细农作技术思想的认识
建立一个完整的精细农作技术体系，需要有多种技术知识和 先进技术装备的集成支持，迄今在国外也不过四、五年的应 用试验历史。许多支持技术手段还不十分成熟，有待不断研 究完善，这为农业工程师提出了进行技术创新的机遇。但不 是说需要等待到各种支持技术都完全成熟后才有所作为，在 精细农作及其支持技术研究与试验实践过程中，将会带动一 系列支持农业资源和作物生产科学管理先进适用技术的研 究与开发，传播基于信息技术推动传统农业改造的技术思 想，从而为我国农业科技率先跃居世界先进水平作出贡献。 思考题： 关于精细农作技术思想的认识