美国、加拿大精准农业发展实践及启示

　　摘要：本研究通过对在精准农业推广与应用领域已经取得一定成效，并处于国际领先地位的美国、加拿大相关政府机构、科研院所和大型农场的精准农业发展状况的实地调研，以及对精准农业的发展现状和实施中所遇到问题的分析，以期借鉴发达精准农业发展的实践经验，提出对精准农业发展的相关建议。研究发现，美国和加拿大的精准农业正处于蓬勃发展时期，表现出较强的发展活力。而的精准农业发展尚存在很多薄弱环节，需要在政策上鼓励和支持精准农业的发展。促进精准农业发展是未来发展方向，需要尽早谋划全国精准农业发展之策，点面结合、研究与推广结合，实现精准农业的发展壮大。

　　关键词：精准农业;实践;发达;建议

　　随着城镇化的发展，务农人员逐渐减少，“谁来种田”的问题越来越突出。同时，新型经营主体不断涌现，产业化农场的经营规模逐步扩大，农业带来的环境压力日趋增大，农业发展面临着诸多严峻考验。在国外，美国、加拿大等发达也曾经历过类似阶段，并在发展现代农业的过程中，不断探索出了精准农业的管理和发展模式，现已得到较大范围的推广应用。与传统农业的粗放式管理相比，精准农业作为现代农业的一种生产形式，更强调高新技术与农业生产结合，更加注重利用全球定位系统(GPS)、遥感技术和计算机技术，更加追求投入“精细”、管理“精准”、产出“精确”，促进农业发展稳定可控。当前，对于精准农业的内涵和外延、主要应用模式的认识尚不统一，相关政策的制定尚缺乏足够的实践支持。本文通过对美国、加拿大相关政府机构、科研院所和大型农场的精准农业发展状况的实地调研，总结其精准农业发展实践经验，并结合发展现状，提出对精准农业发展的相关建议。

　　1美国、加拿大精准农业发展情况

　　美国和加拿大农业走过了传统农业到现代农业的历程，并展现出精准农业、生态农业等不同表现形式。其中，精准农业随着现代信息技术的广泛应用不断发展壮大。两国农业部门均认为，精准农业作为现代农业的类型之一，是未来农业的发展方向，今后发展的空间无限、前景广阔。

　　1.1精准农业应用范围广泛，精准管理、播种施药施肥和作业3个环节尤为突出

　　目前，精准农业技术已应用到美国和加拿大农业发展的多个领域，通过现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术在农业领域的广泛应用，使得在精量播种、变量施肥、精准用药、有效灌溉、无人操作等各个环节都有精准农业技术应用，种植养殖生产、生态资源环保等各个方面都能够使用到精准农业技术。美国农业部自然保护局认为，精准农业集中体现为5个方面的内容，即精准制导(PrecisionGuidance)、精准变量施肥施药(Preci-sionPesticideApplication&BoomSectionCon-trol)、精准变量播种(PrecisionVariableRateSee-ding)、大数据(BidData-DataAggregation)、精准营养素应用(PrecisionNutrientApplication)。每个方面都有详细的精准控制要求，比如精准制导方面，通过把农田分为若干个地块，进行精准控制用种、药、肥等要素。地块越小，精准度越高(最低可精确到每平方米)。每个地块上，通过GPS绘制形成包括土壤肥力、海拔高度等不同维度的地面数据图，作为播种、施肥的依据。比如，根据不同肥力，通过变量播种，每英亩(1英亩≈0.405hm2)的玉米播种量可以在2万～3万粒进行调节。加拿大精准农业也有类似应用，在精准农业机械作业的基础上，通过精准氮肥施用(根据土壤和季节变化适时施肥)，可减少过量氮肥施用而不会降低产量，该技术在魁北克省可降低24%的氮肥施用量;采用变量灌溉(VRI)技术，根据农田需求适时进行调控灌溉量，用水效率可提高26%。

　　1.2精准农业支撑要素较多，信息技术、现代农机装备等的应用必不可少

　　精准农业的顺利实施，涉及现代生物、信息、机械、工程、化工等多种要素，既要采用传统生物技术，又要融入信息技术、现代农机装备，实现定位、定时、定量作业。从美国精准农业发展历程看，正是信息技术的突飞猛进，大数据的梳理分析，推动了精准农业的迅速应用。根据普渡大学2015年第17次全美国精准农业相关技术应用情况调研报告：GPS导航/自动控制技术和精准农业服务技术已分别被83%和82%的被访者应用，这两项技术的应用在过去十几年呈现出迅速增长的趋势，基于GPS的喷药控制使用达到74%，GPS导航/人工控制达到63%，卫星/航空影像的应用达到51%。当然，无论是数据的采集，还是作业的执行，都离不开现代农机装备的应用。比如在联合收割机上配置计算机、产量监视器和GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对不同的农作物需配备不同的监视器，如监视玉米产量的监视器。当收割玉米时，监视器记录下一株玉米所收穗数和产量，同时GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地的产量分布图。

　　2精准农业存在的薄弱环节

　　相对于美国、加拿大精准农业技术的推广应用，精准农业作为一项新生技术，虽然20世纪90年代中后期国内也开始有了应用研究，并在近年来呈现快速发展态势，但总体仍处于起步阶段，在以下3个方面仍然面临一些问题。

　　2.1科技研发陆续展开，转化应用相对欠缺

　　早在20世纪90年代，即开始精准农业的应用研究，近年来，科学院、农业科学院、农业大学等科研单位的精准农业研究取得了积极进展。在遥感技术应用方面，已成为遥感技术大国，在农业监测、作物估产、资源规划方面已有广泛的应用。但在技术应用方面与国外发达相比，精准农业技术仍存在一定差距。在相关农田信息的采集和处理系统、专家咨询与决策系统、环境监测系统、网络信息系统、现代生物工程等基础性的软硬件设施方面还很不健全，缺乏高效的信息发布、传输方式。相对于美国、加拿大的大规模应用，的精准农业研发才刚刚开始，技术转化程度仍然不高。目前，国内所用精准农业设备的核心部件、设备几乎全部为国外品牌。从国外精准农业的生产实践来看，一些发达已形成高新技术和农业结合的新兴产业且发展迅速，今后对精准农业管理方式的研究和应用步伐需要继续加快，结合的国情探索建立具有特色的精准农业运用方法已成当务之急。

　　2.2温室和养殖发展较快，大田应用较慢精准农业

　　可应用于种植、养殖等不同领域。美国非常关注养殖业的精准农业发展。近年来，精准农业在养殖业上也取得了不小的成就，自动控温(光)、自动投料、自动投水、自动监测等技术都有广泛应用，从而提高了劳动生产率，进而提高了畜禽成活率和经济效益。加拿大尼亚加拉农业环境科研创新研究所的温室大棚利用电子信息技术实现精准播种和施肥、自动控温(光)、自动微灌、自动监测病虫害等，与大部分地区先进的温室技术相近。但不可否认的是，大田作物应用精准农业技术的程度仍然不高，主要是因为农田类型多样，旱、瘠、盐碱地较多，整体上农业生产自然条件较差。大型农业机械，如联合收割机、施肥机械等在以农户为单位的小块耕地上无法实施生产。

　　2.3点上应用逐步推进，面上推广相对不足

　　从各地的实践看，精准农业在局部地区进行了一些探索，并在北京、上海、黑龙江、山东等地取得了可喜成果。为了探索有特色的精准农业之路，农业信息化工程技术中心于1999年在北京小汤山建立了精准农业示范基地，成为各地参观学习的一个窗口。但与美国、加拿大精准农业大量应用相比，这些点上的应用仍显量少，对面上推广应用的带动作用不足。究其原因，一方面，由于农村基础软硬件设施很不健全，难以满足精准农业的相关要求。另一方面，也是因为农业缺乏高学历的专业技术人才，而操作精准农业技术设备要求拥有丰富专业知识的技术人员。

　　3建议通过对美国、加拿大实施精准农业的相关机构

　　实地调研，结合现代农业发展实际，笔者认为，促进精准农业发展是未来发展方向，在当前农业供给侧改革过程中，需要尽早谋划全国精准农业发展之策，点面结合、研究与推广应用结合，实现精准农业的发展壮大。基于此，笔者提出以下建议。

　　3.1组建精准农业研究联盟

　　立足于引进国际精准农业先进技术，整合国内各有关精准农业研究力量，借鉴农业科技联盟的做法，通过组建研究联盟的方式，围绕探索精准农业技术，按照“面向市场、平等自愿、风险共担、利益共享”原则，构建精准农业研究的利益机制、责任机制、信用机制以及资源整合、开放共享机制，共同探索精准农业技术。美国、加拿大等发达对精准农业已有几十年的研究和应用基础，建议在中美、中加等的双边合作机制下，纳入精准农业科技合作内容，加快精准农业研发进程。

　　3.2鼓励建设精准农业展示中心

　　着眼于搭建精准农业设施与技术展示平台，形成永不落幕的展览会，在现代农业示范区等有条件的地区建设国内外精准农业装备的展示基地，将尽可能多的资源整合到展示平台上，建立通往政府、产业、高校及研究机构、农民等的广泛渠道和接口，使各类精准农业装备和技术同台竞争，促进政府、服务中介与创新企业之间的良性互动。

　　3.3开展精准农业试点

　　针对精准农业不同领域的发展规律，通过分门别类开展试点，采用公私合营(PPP)等方式，探索政府投资与社会资本合作的实现路径，建议在现代农业示范区的选定区域，探索建立国际精准农业示范区，与国际精准农业的技术服务商、装备供应商开展合作，展示成熟的精准农业成效，通过在点上创新，探索面上推广应用的实现路径，为丰富特色农业现代化道路做出贡献。

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