精準農(nóng)業(yè)技術(shù)在英國的應用

1、精準農(nóng)精準農(nóng)業(yè)技術(shù)在英國的應用業(yè)技術(shù)在英國的應用遙遙 感感 技技 術(shù)術(shù) 中中 心心莫莫 紅紅培訓項目的來源與目的培訓項目的來源與目的 根據(jù)農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于下達根據(jù)農(nóng)業(yè)部辦公廳關(guān)于下達2021 年出國（境）培年出國（境）培訓項目的通知（農(nóng)辦人訓項目的通知（農(nóng)辦人202112號），由農(nóng)業(yè)部號），由農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院組織申報的規(guī)劃設(shè)計研究院組織申報的2021年年“空間信息技術(shù)在空間信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)資源管理中的應用培訓農(nóng)業(yè)資源管理中的應用培訓”項目。應英國高德英中培項目。應英國高德英中培訓的邀請，遙感技術(shù)中心研究員劉洋、莫紅于訓的邀請，遙感技術(shù)中心研究員劉洋、莫紅于2021年年11月月5日日2021年

2、年11月月25日赴英國高德英中培日赴英國高德英中培訓參加培訓。訓參加培訓。 培訓期間我們先后走訪了西倫敦大學、培訓期間我們先后走訪了西倫敦大學、愛丁堡大學農(nóng)學院、諾丁漢大學農(nóng)學院、愛丁堡大學農(nóng)學院、諾丁漢大學農(nóng)學院、CRANFIELD大學等院校以及英國高德大學等院校以及英國高德英中培訓、英中貿(mào)易協(xié)會英中培訓、英中貿(mào)易協(xié)會EVERY SITES軟件公司、軟件公司、HGCA等機構(gòu)，并參等機構(gòu)，并參觀了觀了HALL FARM、LELY FARM、CLAAS FARM等有機示范農(nóng)場。等有機示范農(nóng)場。在英中貿(mào)易協(xié)會在英中貿(mào)易協(xié)會EVERY SITES軟件公司同英方人員合影軟件公司同英方人員合影在英國高德

3、英中培訓了解英國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況在英國高德英中培訓了解英國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況精準農(nóng)業(yè)的概念精準農(nóng)業(yè)的概念 精準農(nóng)精準農(nóng)業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流、新趨業(yè)是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流、新趨勢。勢。精準精準農(nóng)業(yè)是由信息技術(shù)支持的、根據(jù)空間定位、定時、定量農(nóng)業(yè)是由信息技術(shù)支持的、根據(jù)空間定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，其基本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，本涵義是根據(jù)作物生長的土壤性狀，調(diào)節(jié)對作物的投入，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異，另一方面確定農(nóng)作物的

4、生產(chǎn)目標，進行定位的另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標，進行定位的“系統(tǒng)診系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學管理斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學管理”，調(diào)動土壤生產(chǎn)，調(diào)動土壤生產(chǎn)力，以最少的或最節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收力，以最少的或最節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟入，并改善環(huán)境，高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源，取得經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。效益和環(huán)境效益。精準農(nóng)精準農(nóng)業(yè)由十個系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息業(yè)由十個系統(tǒng)組成，即全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能

5、化農(nóng)機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、系統(tǒng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)。其核心是建立一個集成、網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)和培訓系統(tǒng)。其核心是建立一個完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（完善的農(nóng)田地理信息系統(tǒng)（GIS），可以說是信息技術(shù)），可以說是信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準農(nóng)業(yè)并不過與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面結(jié)合的一種新型農(nóng)業(yè)。精準農(nóng)業(yè)并不過分強調(diào)高產(chǎn)，而主要強調(diào)效益。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信分強調(diào)高產(chǎn)，而主要強調(diào)效益。它將農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字和信息時代，是息時代，是21世紀農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。世紀農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。英國精準農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況英國精準農(nóng)業(yè)發(fā)展狀況英國先英國先進的精準農(nóng)業(yè)技

6、術(shù)包括：農(nóng)業(yè)資源管理專家系統(tǒng)，面向政進的精準農(nóng)業(yè)技術(shù)包括：農(nóng)業(yè)資源管理專家系統(tǒng)，面向政府、農(nóng)戶、市場等不同用戶的農(nóng)業(yè)資源信息服務系統(tǒng)、空間技術(shù)府、農(nóng)戶、市場等不同用戶的農(nóng)業(yè)資源信息服務系統(tǒng)、空間技術(shù)與數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)、與數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)、INTERNET等信息技術(shù)的集成與應用、自等信息技術(shù)的集成與應用、自然災害的檢測技術(shù)等。然災害的檢測技術(shù)等。精精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的實踐與發(fā)展，已經(jīng)準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的實踐與發(fā)展，已經(jīng)引起英國一些國家引起英國一些國家科技決科技決策部門的高度重視，已經(jīng)形成為一種高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合的策部門的高度重視，已經(jīng)形成為一種高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合的產(chǎn)業(yè)，且已被廣泛承認是發(fā)展持續(xù)

7、農(nóng)業(yè)的重要途徑。產(chǎn)業(yè)，且已被廣泛承認是發(fā)展持續(xù)農(nóng)業(yè)的重要途徑。英國的一些著名大學相繼設(shè)立了精細農(nóng)作研究中心，開設(shè)了有關(guān)英國的一些著名大學相繼設(shè)立了精細農(nóng)作研究中心，開設(shè)了有關(guān)博士、碩士的培訓課程。精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系已實驗應用于英國許博士、碩士的培訓課程。精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系已實驗應用于英國許多家庭農(nóng)場的冬小麥、小麥、燕麥、大麥、大豆、甜菜和馬鈴薯多家庭農(nóng)場的冬小麥、小麥、燕麥、大麥、大豆、甜菜和馬鈴薯等作物的生產(chǎn)管理上。等作物的生產(chǎn)管理上。 適應精適應精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系應用的準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系應用的DGPS裝置，裝置，GIS適用平適用平臺及農(nóng)臺及農(nóng)作物資源空間信息數(shù)據(jù)庫管理軟件，作物生產(chǎn)作物資源空間信息數(shù)

8、據(jù)庫管理軟件，作物生產(chǎn)決策支持模擬模型，帶決策支持模擬模型，帶DGPS接收機小區(qū)產(chǎn)量傳感器接收機小區(qū)產(chǎn)量傳感器和產(chǎn)量分布繪圖裝置的谷物聯(lián)合收割機，自動和產(chǎn)量分布繪圖裝置的谷物聯(lián)合收割機，自動調(diào)控撒調(diào)控撒藥機、藥機、施肥機、播種機均已有商品化產(chǎn)品；支持農(nóng)田施肥機、播種機均已有商品化產(chǎn)品；支持農(nóng)田信息實時采集的田間土壤水份、信息實時采集的田間土壤水份、N、P、K含量、含量、pH值、有機質(zhì)含量、作物苗情、雜草分布等的傳感器技值、有機質(zhì)含量、作物苗情、雜草分布等的傳感器技術(shù)，已有初步研究開發(fā)成果。術(shù)，已有初步研究開發(fā)成果。英國精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)英國精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 1、全球全球定位系統(tǒng)。精準農(nóng)業(yè)

9、廣泛采用了定位系統(tǒng)。精準農(nóng)業(yè)廣泛采用了GPS系統(tǒng)用系統(tǒng)用于信息獲取和實施的準確定位。為了提高精度廣泛采于信息獲取和實施的準確定位。為了提高精度廣泛采用了用了DGPS技技術(shù)，術(shù)，即即 “差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)差分校正全球衛(wèi)星定位技術(shù)”。它的特點是定位精度高，根據(jù)不同的目的可自由選擇它的特點是定位精度高，根據(jù)不同的目的可自由選擇不同精度的不同精度的GPS系統(tǒng)。系統(tǒng)。 2、地理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)GIS。精準農(nóng)業(yè)離不開。精準農(nóng)業(yè)離不開 GIS技技術(shù)支持，術(shù)支持，它是構(gòu)成農(nóng)作物精準管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具，它是構(gòu)成農(nóng)作物精準管理空間信息數(shù)據(jù)庫的有力工具，田間信息通過田間信息通過GIS系統(tǒng)予以表

10、達和處理，是精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)予以表達和處理，是精準農(nóng)業(yè)實施的實施的重要支撐系統(tǒng)。重要支撐系統(tǒng)。 3、遙感遙感系統(tǒng)系統(tǒng) RS。遙感技。遙感技術(shù)是術(shù)是精準農(nóng)業(yè)田間信息獲取精準農(nóng)業(yè)田間信息獲取的關(guān)鍵的關(guān)鍵技術(shù)，為精準農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)技術(shù)，為精準農(nóng)業(yè)提供農(nóng)田小區(qū)內(nèi)作物生長環(huán)境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)要求境、生長狀況和空間變異信息的技術(shù)要求。 4、作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)。它的核心內(nèi)容是用作物生產(chǎn)管理專家決策系統(tǒng)。它的核心內(nèi)容是用于提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模于提供作物生長過程模擬、投入產(chǎn)出分析與模擬的模型庫；支持作物生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫；作物型庫；支持作物生產(chǎn)管理的

11、數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)庫；作物生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗的集合知識庫；基于數(shù)據(jù)、模型、生產(chǎn)管理知識、經(jīng)驗的集合知識庫；基于數(shù)據(jù)、模型、知識庫的推理程序；人機交互界面程序等。知識庫的推理程序；人機交互界面程序等。 5、田間田間肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信肥力、墑情、苗情、雜草及病蟲害監(jiān)測及信息息采集處理采集處理技術(shù)設(shè)備。如田間信息適時采集傳感器與技術(shù)設(shè)備。如田間信息適時采集傳感器與數(shù)數(shù)據(jù)處據(jù)處理方法。理方法。 6、帶、帶GPS系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù)。如帶產(chǎn)系統(tǒng)的智能化農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù)。如帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械；機械；自動控制精自動控制精密播種、施肥、

12、灑藥機械等等。密播種、施肥、灑藥機械等等。 精準農(nóng)業(yè)是在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等精準農(nóng)業(yè)是在現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等一系列高新技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種重一系列高新技術(shù)最新成就的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種重要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式，其核心技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、要的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式，其核心技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計算機自動控制技術(shù)。精全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和計算機自動控制技術(shù)。精準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一個綜合性很強的復雜系統(tǒng)，是實現(xiàn)農(nóng)準農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一個綜合性很強的復雜系統(tǒng)，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑。業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑。英國精準農(nóng)業(yè)突出特色

13、英國精準農(nóng)業(yè)突出特色精準播種。將精準種子工程精準播種。將精準種子工程與精準播種技術(shù)有機結(jié)合，與精準播種技術(shù)有機結(jié)合，要求精準播種機播種均勻、要求精準播種機播種均勻、精量播種、播深精量播種、播深一致。一致。精準精準播種技術(shù)既可節(jié)約大量優(yōu)質(zhì)播種技術(shù)既可節(jié)約大量優(yōu)質(zhì)種子，又可使作物在田間獲種子，又可使作物在田間獲得最佳分布，為作物的生長得最佳分布，為作物的生長和發(fā)育創(chuàng)造最佳環(huán)境，從而和發(fā)育創(chuàng)造最佳環(huán)境，從而大大提高作物對營養(yǎng)和太陽大大提高作物對營養(yǎng)和太陽能的利用率。能的利用率。 種子播種深淺度種子播種深淺度 種子播種密度種子播種密度精準施肥。要求能根據(jù)不精準施肥。要求能根據(jù)不同地區(qū)、不同土壤類型以同

14、地區(qū)、不同土壤類型以及土壤中各種養(yǎng)分的盈虧及土壤中各種養(yǎng)分的盈虧情況，作物類別和產(chǎn)量水情況，作物類別和產(chǎn)量水平，將平，將N，P，K和多種可和多種可促進作物生長的微量元素促進作物生長的微量元素與有機肥加以科學配方，與有機肥加以科學配方，從而做到有目的地科學施從而做到有目的地科學施肥，既可減少因過量施肥肥，既可減少因過量施肥造成的環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品造成的環(huán)境污染和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降，又可降低成本。質(zhì)量下降，又可降低成本。農(nóng)場氮磷施肥水平圖農(nóng)場氮磷施肥水平圖農(nóng)場鎂農(nóng)場鎂元元素和氮的施肥水平圖素和氮的施肥水平圖所以為所以為取得良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，適應不同地區(qū)、取得良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，適應不同地區(qū)

15、、不同作物、不同土壤和不同作物生長環(huán)境的需要，變量不同作物、不同土壤和不同作物生長環(huán)境的需要，變量處方施肥是我們未來施肥的發(fā)展方向。精確施肥是將不處方施肥是我們未來施肥的發(fā)展方向。精確施肥是將不同空間單元的產(chǎn)量數(shù)據(jù)與其他多層數(shù)據(jù)（土壤理化性質(zhì)、同空間單元的產(chǎn)量數(shù)據(jù)與其他多層數(shù)據(jù)（土壤理化性質(zhì)、病蟲草害、氣候等）的疊合分析為依據(jù)，以作物生長模病蟲草害、氣候等）的疊合分析為依據(jù)，以作物生長模型、作物營養(yǎng)專家系統(tǒng)為支持，以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保為型、作物營養(yǎng)專家系統(tǒng)為支持，以高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保為目的的變量處方施肥理論和技術(shù)。精確施肥是信息技術(shù)目的的變量處方施肥理論和技術(shù)。精確施肥是信息技術(shù)（3S），生物技術(shù)

16、，機械技術(shù)和化工技術(shù)的優(yōu)化組合），生物技術(shù)，機械技術(shù)和化工技術(shù)的優(yōu)化組合。精準灌溉。精準灌溉。在自動監(jiān)測控制條件下的精準灌溉工程技術(shù)，在自動監(jiān)測控制條件下的精準灌溉工程技術(shù)，如噴灌、滴灌、微灌和滲灌等，根據(jù)不同作物不同生育如噴灌、滴灌、微灌和滲灌等，根據(jù)不同作物不同生育期間土壤墑情和作物需水量，實施實時精量灌溉，可大期間土壤墑情和作物需水量，實施實時精量灌溉，可大大節(jié)約水資源，提高水資源有效利用率。大節(jié)約水資源，提高水資源有效利用率。精準收獲。利用精準收獲機械做到顆粒歸倉，同時可根精準收獲。利用精準收獲機械做到顆粒歸倉，同時可根據(jù)一定標準準確分級。據(jù)一定標準準確分級。收獲大麥產(chǎn)量分布圖收獲大麥

17、產(chǎn)量分布圖英國精準農(nóng)業(yè)的實踐表明，實施精準農(nóng)業(yè)要求信息技術(shù)、英國精準農(nóng)業(yè)的實踐表明，實施精準農(nóng)業(yè)要求信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程裝備技術(shù)和適應市場經(jīng)濟環(huán)境的經(jīng)營技生物技術(shù)、工程裝備技術(shù)和適應市場經(jīng)濟環(huán)境的經(jīng)營技術(shù)的集成組裝，綜合是其典型特征，技術(shù)集成是其核心，術(shù)的集成組裝，綜合是其典型特征，技術(shù)集成是其核心，因此需要多部門、多學科聯(lián)合作戰(zhàn)因此需要多部門、多學科聯(lián)合作戰(zhàn)。英國林肯郡英國林肯郡CLAAS FARM有有機農(nóng)場機農(nóng)場的土地利用的土地利用現(xiàn)狀圖現(xiàn)狀圖CLAAS農(nóng)場農(nóng)場有土地有土地3280多公頃，多公頃，2000多公頃的土地多公頃的土地用于種植冬小麥、大麥和甜菜，其他的土地為用于種植用于種植冬小麥、大麥和甜菜，其他的土地為用于種植牧草和放牧。牧草和放牧。農(nóng)場一共農(nóng)場一共8個人，個人，6個人負責農(nóng)場的種植生產(chǎn)，個人負責農(nóng)場的種植生產(chǎn)，2個人負個人負責牧場的養(yǎng)殖工作。大約有牛責牧場的養(yǎng)殖工作。大約有牛800頭，羊頭，羊1000多只。多只。有四臺超過有四臺超過200馬力大型帶馬力大型帶GPS系統(tǒng)的智能化拖拉機、系統(tǒng)的智能化拖拉機、帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械帶產(chǎn)量傳感器及小區(qū)產(chǎn)量生成圖的收獲機械和其他農(nóng)機和其他農(nóng)機具。具。甜菜產(chǎn)量是每公頃的甜菜產(chǎn)量是每公頃的65噸。還種植一些含糖量低的甜菜噸。還種植一