精准农业技术在英国的应用

1、精准农精准农业技术在英国的应用业技术在英国的应用遥遥 感感 技技 术术 中中 心心莫莫 红红培训项目的来源与目的培训项目的来源与目的 根据根据农业部办公厅关于下达农业部办公厅关于下达2012 年出国（境）培年出国（境）培训项目的通知训项目的通知（农办人（农办人201212号），由农业部号），由农业部规划设计研究院组织申报的规划设计研究院组织申报的2012年年“空间信息技术在空间信息技术在农业资源管理中的应用培训农业资源管理中的应用培训”项目。应英国高德英中培项目。应英国高德英中培训有限公司的邀请，遥感技术中训有限公司的邀请，遥感技术中心研究员刘洋、莫红心研究员刘洋、莫红于于2012年年11月月

2、5日日2012年年11月月25日赴英国高日赴英国高德英中培训有限公司参加培训。德英中培训有限公司参加培训。 培训期培训期间我们先间我们先后走访了西伦敦大学、后走访了西伦敦大学、爱丁堡爱丁堡大学农学院、诺丁汉大学农学院、大学农学院、诺丁汉大学农学院、CRANFIELD大学等院校以及英国高德大学等院校以及英国高德英中培训有限公司、英中贸易协会英中培训有限公司、英中贸易协会EVERY SITES软件公司、软件公司、HGCA等机等机构，并参观了构，并参观了HALL FARM、LELY FARM、CLAAS FARM等有机示范农等有机示范农场。场。在英中贸易协会在英中贸易协会EVERY SITES软件公

3、司同英方人员合影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的概念 精准农精准农业是当今世界农业发展的新潮流、新趋业是当今世界农业发展的新潮流、新趋势。势。精准精准农业是由信息技术支持的、根据空间定位、定时、定量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与管理的系统，其基地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，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，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，即一

4、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，进行定位的另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产，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。效益和环境效益。精准农精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息业由十个系统组成，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

5、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、环境监测系统、系统业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、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（完善的农田地理信息系统（GIS），可以说是信息技术），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，是息时代，是21世纪农业的重要发展方向。世纪农业的重要发展方向。英

6、国精准农业发展状况英国精准农业发展状况英国先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、与数据库、信息系统、INTERNET等信息技术的集成与应用、自等信息技术的集成与应用、自然灾害的检测技术等。然灾害的检测技术等。精精准农业技术体系的实践与发展，已经准农业技术体系的实践与发展，已经引起英国一些国家引起英国一些国家科技决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策部门的高度重视，已经

7、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。产业，且已被广泛承认是发展持续农业的重要途径。英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多家庭农场的冬小麦、小麦、燕、小麦、燕麦、大麦、大豆、甜菜和马铃薯麦、大麦、大豆、甜菜和马铃薯等作物的生产管理上。等作物的生产管理上。 适应精适应精准农业技术体系应用的准农业技术体系应用的DGPS装置，装置，GIS适用平适用平台及农

8、台及农作物资源空间信息数据库管理软件，作物生产作物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，带决策支持模拟模型，带DGPS接收机小区产量传感器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，自动和产量分布绘图装置的谷物联合收割机，自动调控撒调控撒药机、药机、施肥机、播种机均已有商品化产品；支持农田施肥机、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、信息实时采集的田间土壤水份、N、P、K含量、含量、pH值、有机质含量、作物苗情、杂草分布等的传感器技值、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。术，已有初步研究开发成果。英国精准农业系统

9、体系结构英国精准农业系统体系结构 1、全球全球定位系统。精准农业广泛采用了定位系统。精准农业广泛采用了GPS系统用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于信息获取和实施的准确定位。为了提高精度广泛采用了用了DGPS技技术，术，即即 “差分校正全球卫星定位技术差分校正全球卫星定位技术”。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不同精度的GPS系统。系统。 2、地理信息系统、地理信息系统GIS。精准农业离不开。精准农业离不开 GIS技技术支持，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，它是构成农作物精准管理空

10、间信息数据库的有力工具，田间信息通过田间信息通过GIS系统予以表达和处理，是精准农业系统予以表达和处理，是精准农业实施的实施的重要支撑系统。重要支撑系统。 3、遥感遥感系统系统 RS。遥感技。遥感技术是术是精准农业田间信息获取精准农业田间信息获取的关键的关键技术，为精准农业提供农田小区内作物生长环技术，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程模拟、投入产出分析与模拟的模于提供作物生长过程模拟、投入产出分析与模拟的模型库；

11、支持作物生产管理的数据资源的数据库；作物型库；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、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。知识库的推理程序；人机交互界面程序等。 5、田间田间肥力、墒情、苗情、杂草及病虫害监测及信肥力、墒情、苗情、杂草及病虫害监测及信息息采集处理采集处理技术设备。如田间信息适时采集传感器与技术设备。如田间信息适时采集传感器与数数据处据处理方法。理方法。 6、带、带GPS系统的智能化农业机械装备技术。如带产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量传感器及小

12、区产量生成图的收获机械；机械；自动控制精自动控制精密播种、施肥、洒药机械等等。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、工程技术等精准农业是在现代信息技术、生物技术、工程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、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

13、要途径。业低耗、高效、优质、安全的重要途径。英国精准农业突出特色英国精准农业突出特色精准播种。将精准种子工程精准播种。将精准种子工程与精准播种技术有机结合，与精准播种技术有机结合，要求精准播种机播种均匀、要求精准播种机播种均匀、精量播种、播深精量播种、播深一致。一致。精准精准播种技术既可节约大量优质播种技术既可节约大量优质种子，又可使作物在田间获种子，又可使作物在田间获得最佳分布，为作物的生长得最佳分布，为作物的生长和发育创造最佳环境，从而和发育创造最佳环境，从而大大提高作物对营养和太阳大大提高作物对营养和太阳能的利用率。能的利用率。 种子播种深浅度种子播种深浅度 种子播种密度种子播种密度精准

14、施肥。要求能根据不精准施肥。要求能根据不同地区、不同土壤类型以同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏及土壤中各种养分的盈亏情况，作物类别和产量水情况，作物类别和产量水平，将平，将N，P，K和多种可和多种可促进作物生长的微量元素促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方，与有机肥加以科学配方，从而做到有目的地科学施从而做到有目的地科学施肥，既可减少因过量施肥肥，既可减少因过量施肥造成的环境污染和农产品造成的环境污染和农产品质量下降，又可降低成本。质量下降，又可降低成本。农场氮磷施肥水平图农场氮磷施肥水平图农场镁农场镁元元素和氮的施肥水平图素和氮的施肥水平图所以为所以为取得良好的经济效益和环

15、境效益，适应不同地区、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层数据（土壤理化性质、同空间单元的产量数据与其他多层数据（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目

16、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），生物技术，机械技术和化工技术的优化组合。精准灌溉。精准灌溉。在自动监测控制条件下的精准灌溉工程技术，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。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，同时可根精准收获。利用精准收获机械做到颗粒归仓，同时可根据

17、一定标准准确分级。据一定标准准确分级。收获大麦产量分布图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、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，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、多学科联合作战因此需要多部门、多学科联合作战。英国林肯郡英国林肯郡CLAAS FARM有有机农场机农场的土地利用的土地利用现状图现状图CLAAS农场农场有土地有土地3280多公顷，多公顷，2000多公顷的土地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。牧草和放牧。农场一共农场一共8个人，个人，6个人负责农场的种植生产，个人负责农场的种植生产，2个人负个人负责牧场的养殖工作。大约有牛责牧场的养殖工作。大约有牛800头，羊头，羊1000多只。多只。有四台超过有四台超过200马力大型带马力大型带GPS系统的智能化拖拉机、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带产量传感器及小区产量生成图的收获机械和其他农机和其他农机具。具。甜菜产量是每公顷的甜菜产量是每公顷的65吨。还种植一些含糖量低的甜菜吨。还种