一、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村迫切需要農(nóng)業(yè)科技支撐

(一)人口與資源矛盾突出

人口問(wèn)題是推進(jìn)河北新農(nóng)村建設(shè)的第一制約因素,也是最大難點(diǎn)。2008年,河北省總?cè)丝谶_(dá)7000萬(wàn)人,“從2004—2007年,河北省增加了134.44萬(wàn)人口,自然增長(zhǎng)率平均為5.17‰”[1](P215)。雖然人口素質(zhì)近年來(lái)有所提高,但“農(nóng)村初中及以下學(xué)歷人口仍有4000萬(wàn),占農(nóng)村總?cè)丝诘?4%。其中,農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力中文盲與半文盲人口至2007年底仍有107.46萬(wàn)人”[1](P252)。人口數(shù)量的龐大和較低的文化素質(zhì)嚴(yán)重阻礙了河北新農(nóng)村建設(shè)的步伐。再加上人口增長(zhǎng)對(duì)資源環(huán)境的壓力日益增長(zhǎng),人與資源之間的矛盾也日益尖銳。

(二)資源稟賦不足

1.耕地面積減少,質(zhì)量下降。河北省人均耕地面積只相當(dāng)于世界平均水平的1/3,“從2005年至2007年,河北省耕地面積3年來(lái)累計(jì)減少約250.2千公頃,年均減少83.4千公頃”[1](P219)。而且由于受地形和自然環(huán)境等條件制約,多數(shù)耕地質(zhì)量較差,其有機(jī)含量?jī)H為1.21%[2]。河北省第二次土壤普查結(jié)果表明:河北省耕地氮、磷含量低,高產(chǎn)農(nóng)田缺鉀,79%的耕地缺鋅,80%的耕地嚴(yán)重缺錳,17%的耕地嚴(yán)重缺鐵,還有10.4%的耕地不同程度的存在鹽堿危害,土壤結(jié)構(gòu)差,水肥氣熱不協(xié)調(diào)。2007年,河北省人均占有耕地不足0.1公傾[2],過(guò)小的土地經(jīng)營(yíng)規(guī)模阻礙了農(nóng)業(yè)新技術(shù)與新農(nóng)藝的采納和應(yīng)用,特別是對(duì)那些綜合性強(qiáng)、系統(tǒng)配套、需要區(qū)域連片應(yīng)用的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)成果,農(nóng)戶的有效需求更低,嚴(yán)重制約了生產(chǎn)率的提高和抵抗自然災(zāi)害的能力。

2.水資源匱乏?！昂颖笔∷Y源總量為204億m3,人均306.69m3,畝均211.04m3,分別為全國(guó)平均水平的1/7”[3](P26),按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)屬極度貧水區(qū)。“河北省水資源可利用量?jī)H為170億m3~180億m3,而目前年用水量高達(dá)210億m3~220億m3,年超采地下水40億m3~50億m3。按照目前用水技術(shù)水平預(yù)測(cè),至2010年,河北省工農(nóng)業(yè)用水總量將達(dá)到270億m3~280億m3。中國(guó)政府已啟動(dòng)實(shí)施的南水北調(diào)工程交付使用后,河北省可利用40億m3左右。由此計(jì)算,河北省可用水總量在230億m3~240億m3,仍缺水50億m3~60億m3?！盵2]因此,要支撐河北省農(nóng)業(yè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,出路在于通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新提高降水資源的轉(zhuǎn)化率、灌溉水利用率,實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)資源的替代。

21世紀(jì)，人類(lèi)將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動(dòng)人們?cè)诳茖W(xué)利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于信息和知識(shí)的生產(chǎn)過(guò)程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開(kāi)拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)踐當(dāng)今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來(lái)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)展的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實(shí)踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)引起一些國(guó)家政府和科技決策部門(mén)的重視。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NationalResearchCouncil）為此曾專(zhuān)門(mén)立項(xiàng)組織了一批多學(xué)科著名專(zhuān)家對(duì)有關(guān)發(fā)展研究進(jìn)行了評(píng)估，研究報(bào)告經(jīng)過(guò)由美國(guó)科學(xué)院，工程院和醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士組成的評(píng)估組進(jìn)行審議后，于1997年發(fā)表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專(zhuān)著，全面分析了美國(guó)農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟(jì)效益提供的巨大潛力，闡明了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問(wèn)題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)研究的機(jī)遇。近兩年來(lái)，我國(guó)科技界在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對(duì)國(guó)外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢(shì)，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報(bào)導(dǎo)，有的單位已開(kāi)展了有關(guān)研究和試驗(yàn)示范工程準(zhǔn)備工作,國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流與合作聯(lián)系開(kāi)始活躍，國(guó)外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開(kāi)始向我國(guó)推薦其技術(shù)產(chǎn)品，密切關(guān)注中國(guó)走向21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化中這一巨大的潛在技術(shù)市場(chǎng)?？梢灶A(yù)言：“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗(yàn)示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究，將在世紀(jì)之交成為推進(jìn)我國(guó)新的農(nóng)業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術(shù)革命為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展提供了新機(jī)遇，在開(kāi)拓新的前沿科技應(yīng)用研究領(lǐng)域中，發(fā)達(dá)國(guó)家和一些發(fā)展中國(guó)家的起跑線拉近了距離，時(shí)間上的差距在縮小。在某些重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機(jī)遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時(shí)的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)的組裝集成，其應(yīng)用研究發(fā)展必將帶動(dòng)一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)基于知識(shí)和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性意義。“精細(xì)農(nóng)業(yè)”，即國(guó)際上已趨于共識(shí)的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學(xué)術(shù)名詞的中譯。國(guó)內(nèi)科技界及媒體報(bào)導(dǎo)中目前尚有各種不同的譯法和對(duì)其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”、“精細(xì)農(nóng)業(yè)”等。實(shí)際上，目前國(guó)外關(guān)于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。因此，作者認(rèn)為采用“精細(xì)農(nóng)業(yè)”或“精細(xì)農(nóng)作”譯名來(lái)表達(dá)當(dāng)前實(shí)踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠(chéng)然，當(dāng)今實(shí)踐的“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想，應(yīng)該擴(kuò)展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細(xì)經(jīng)營(yíng)管理方面，而形成為完整的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系。“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實(shí)踐，在發(fā)達(dá)國(guó)家始于八十年代初期從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲(chóng)草害管理的農(nóng)學(xué)家在進(jìn)行作物生長(zhǎng)模擬模型、栽培管理、測(cè)土配方施肥與植保專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用研究與實(shí)踐中進(jìn)一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長(zhǎng)環(huán)境條件的明顯時(shí)空差異性，從而提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來(lái)的；在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實(shí)用化而推動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的機(jī)電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問(wèn)題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤(rùn)、提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準(zhǔn)備了條件。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，也推動(dòng)了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。使得近20年來(lái)，基于信息技術(shù)支持的作物科學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植保科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)等，在GPS、GIS空間信息科技支持下組裝集成起來(lái)，形成和完善了一個(gè)新的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系和開(kāi)展了試驗(yàn)實(shí)踐。迄今支持“精細(xì)農(nóng)業(yè)”示范應(yīng)用的基本技術(shù)手段已逐步研究開(kāi)發(fā)出來(lái)，在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來(lái)，已有數(shù)千計(jì)的研究成果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告見(jiàn)諸于國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專(zhuān)題“國(guó)際精細(xì)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì)”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會(huì)；在萬(wàn)維網(wǎng)上設(shè)置有多個(gè)專(zhuān)題網(wǎng)址，可以及時(shí)查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國(guó)一些著名大學(xué)設(shè)立了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究中心，開(kāi)設(shè)了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓(xùn)課程；日、韓等國(guó)近年來(lái)已加快開(kāi)展研究工作，并得到了政府部門(mén)和相關(guān)企業(yè)的大力支持。國(guó)際上對(duì)這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景有了廣泛的共識(shí)，將成為世紀(jì)之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究的重要課題。“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想的核心，是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲(chóng)草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實(shí)踐，提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。千百年來(lái)的作物生產(chǎn)，都是以地區(qū)或田塊為基礎(chǔ)，在區(qū)域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長(zhǎng)條件的對(duì)象進(jìn)行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場(chǎng)或田塊的平均產(chǎn)量的認(rèn)識(shí)水平，很少顧及對(duì)農(nóng)田的盲目投入及過(guò)量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進(jìn)行品種選擇、土肥監(jiān)測(cè)，通過(guò)地區(qū)試驗(yàn)積累的適于當(dāng)?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫?┗萍鍪褂謾J導(dǎo)噬?，荚~乖諭慌┨錟冢乇砩?、下影响作五婜初件和产量的灭嬙时枯氈布测犾性，包括农体U謐魑鋝⒊?、产Lψ蓯竅紉園嚦樾問(wèn)皆諦∏⑸僦鴆槳詞笨氈浠擁奶匭?，钥夳}嗣撬鮮丁＜甘蘭頹?，农民把蛻儇划分为小体K槔錘骶鞘艿蕉宰魑鍔肪澈筒靠占潯湟斕母行災(zāi)兜撓跋臁N夜┟竇蓋昀叢諦】橥戀厴暇投薌耐度牒突鄣姆岣簧芾砭槎緯傻摹按塵缸鰲奔際?，也可以灾B】榕┨錟詿锏膠芎玫木貌?，只是脫]邢執(zhí)蒲Х椒ǖ畝墾芯亢拖執(zhí)淌侄蔚鬧С擲蔥緯紗蠊婺5納Α1臼蘭統(tǒng)跗?，科学家久撔究报告过作武s亢吞錛渫寥撈匭?，如N、P、K、pH、SOM含量等在田間分布具有明顯的差異性。1929年，Illinois大學(xué)C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應(yīng)繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。之后，一直都有關(guān)于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報(bào)導(dǎo)。八十年代以來(lái)，關(guān)于在農(nóng)田中實(shí)施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術(shù)研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場(chǎng)提供了裝有空間定位和產(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機(jī)，已可以在收獲過(guò)程中自動(dòng)采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步通過(guò)模糊聚類(lèi)分析軟件自動(dòng)生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗(yàn)實(shí)踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過(guò)100％。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響，經(jīng)連續(xù)多年對(duì)同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明，同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時(shí)空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學(xué)技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展，為定量獲取這些影響作物生長(zhǎng)因素及最終收成的空間差異性信息，實(shí)施基于知識(shí)和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達(dá)到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量成為可能。圖1是精細(xì)農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實(shí)施過(guò)程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機(jī)每秒自動(dòng)采集田間定位及對(duì)應(yīng)小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)→通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，生成作物產(chǎn)量分布圖→根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖，作物生長(zhǎng)發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型，作物管理專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖→根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應(yīng)的處方農(nóng)業(yè)機(jī)械按小區(qū)實(shí)施目標(biāo)投入和精細(xì)農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過(guò)多次循環(huán)的實(shí)踐，來(lái)不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識(shí)，逐步達(dá)到作物生產(chǎn)管理精細(xì)化的過(guò)程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時(shí)空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標(biāo)，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“準(zhǔn)確”。事實(shí)上，目前應(yīng)用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細(xì)到60m左右。在實(shí)際操作上，對(duì)獲取的空間信息還需要通過(guò)模糊聚類(lèi)處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的處方圖來(lái)指導(dǎo)處方農(nóng)作，因而還談不到“精準(zhǔn)”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲(chóng)草害信息實(shí)時(shí)快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細(xì)化。上述精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達(dá)國(guó)家的試驗(yàn)和應(yīng)用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細(xì)農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長(zhǎng)條件的空間差異性，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)而提出的。但工程支持技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)；未來(lái)大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)(RS)的支持；作物產(chǎn)量計(jì)量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機(jī)累計(jì)產(chǎn)量和對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的智能型收獲機(jī)械，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實(shí)時(shí)采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)；按小區(qū)實(shí)施自動(dòng)處方農(nóng)作、調(diào)控目標(biāo)投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械；制定科學(xué)的農(nóng)作處方需要農(nóng)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個(gè)能協(xié)調(diào)運(yùn)作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細(xì)農(nóng)業(yè)”在發(fā)達(dá)國(guó)家也不過(guò)五、六年的應(yīng)用試驗(yàn)歷史，部分支持技術(shù)手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究還比較薄弱?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”應(yīng)用實(shí)踐可根據(jù)不同國(guó)家、不同地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學(xué)化與精細(xì)化水平。其中，獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)作”的基礎(chǔ)。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖，農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟(jì)適用的對(duì)策，在現(xiàn)實(shí)可行條件下采取適當(dāng)措施實(shí)施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，利用先進(jìn)的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)控。

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究的革命性的意義是提出了一種經(jīng)營(yíng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并付諸于實(shí)踐，發(fā)展前景已在國(guó)際上具有廣泛的共識(shí)。1998.1美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)柕谝淮翁岢鲆⒁?米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學(xué)術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認(rèn)識(shí)世界科技進(jìn)步對(duì)未來(lái)人類(lèi)生存方式的影響提出了全新的觀念?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐將在下一世紀(jì)開(kāi)發(fā)“數(shù)字地球”的實(shí)踐中占有十分重要的地位。我國(guó)農(nóng)業(yè)仍處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的歷史過(guò)程中，全面實(shí)踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠(yuǎn)。但啟動(dòng)這一新技術(shù)的示范與實(shí)踐研究，將有利與推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)化與信息化進(jìn)程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進(jìn)步，有利于推動(dòng)基于信息和知識(shí)的農(nóng)用先進(jìn)支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實(shí)踐中，也將可開(kāi)發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品，

圖1.精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系示意圖（來(lái)源：FieldStar,MessayFergusonLtd.）

為支持當(dāng)前的“科技興農(nóng)”服務(wù)。在發(fā)展研究中，個(gè)人認(rèn)為需要重視如下問(wèn)題：

21世紀(jì)，人類(lèi)將逐步進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，迅速發(fā)展與普及的信息技術(shù)將推動(dòng)人們?cè)诳茖W(xué)利用資源潛力，發(fā)展節(jié)本增效生產(chǎn)方式，改善和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于信息和知識(shí)的生產(chǎn)過(guò)程管理決策方面，突破許多傳統(tǒng)的模式和觀念，開(kāi)拓出一批具有創(chuàng)新意義的技術(shù)體系，以支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)踐當(dāng)今新的農(nóng)業(yè)科技革命中，九十年代初以來(lái)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)展的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的研究與實(shí)踐，就是一種具有創(chuàng)新意義的技術(shù)思想，已經(jīng)引起一些國(guó)家政府和科技決策部門(mén)的重視。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NationalResearchCouncil）為此曾專(zhuān)門(mén)立項(xiàng)組織了一批多學(xué)科著名專(zhuān)家對(duì)有關(guān)發(fā)展研究進(jìn)行了評(píng)估，研究報(bào)告經(jīng)過(guò)由美國(guó)科學(xué)院，工程院和醫(yī)學(xué)科學(xué)院院士組成的評(píng)估組進(jìn)行審議后，于1997年發(fā)表了“PrecisionAgricultureinthe21stCentury－GeospatialandInformationTechnologiesinCropManagement”研究專(zhuān)著，全面分析了美國(guó)農(nóng)業(yè)面臨的壓力、信息技術(shù)為改善作物生產(chǎn)管理決策和改善經(jīng)濟(jì)效益提供的巨大潛力，闡明了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系研究的發(fā)展現(xiàn)狀，面臨的問(wèn)題及其支持技術(shù)產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)研究的機(jī)遇。近兩年來(lái)，我國(guó)科技界在研究推進(jìn)新的農(nóng)業(yè)科技革命中，對(duì)國(guó)外這一技術(shù)體系的發(fā)展趨勢(shì)，引起了廣泛的關(guān)注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報(bào)導(dǎo)，有的單位已開(kāi)展了有關(guān)研究和試驗(yàn)示范工程準(zhǔn)備工作,國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流與合作聯(lián)系開(kāi)始活躍，國(guó)外有關(guān)產(chǎn)業(yè)界開(kāi)始向我國(guó)推薦其技術(shù)產(chǎn)品，密切關(guān)注中國(guó)走向21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化中這一巨大的潛在技術(shù)市場(chǎng)?？梢灶A(yù)言：“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的試驗(yàn)示范及其相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究，將在世紀(jì)之交成為推進(jìn)我國(guó)新的農(nóng)業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術(shù)革命為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化發(fā)展提供了新機(jī)遇，在開(kāi)拓新的前沿科技應(yīng)用研究領(lǐng)域中，發(fā)達(dá)國(guó)家和一些發(fā)展中國(guó)家的起跑線拉近了距離，時(shí)間上的差距在縮小。在某些重要領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)發(fā)展上的跨越，將是機(jī)遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時(shí)的講話中指出：“現(xiàn)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系是農(nóng)學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、電子與信息科技，管理科學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)的組裝集成，其應(yīng)用研究發(fā)展必將帶動(dòng)一批直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的電子信息高新技術(shù)與工程裝備技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)基于知識(shí)和信息的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略性意義?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”，即國(guó)際上已趨于共識(shí)的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學(xué)術(shù)名詞的中譯。國(guó)內(nèi)科技界及媒體報(bào)導(dǎo)中目前尚有各種不同的譯法和對(duì)其內(nèi)涵的理解。如譯為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”、“精確農(nóng)業(yè)”、“精細(xì)農(nóng)業(yè)”等。實(shí)際上，目前國(guó)外關(guān)于PrecisionAgriculture的研究，主要是集中于利用3S空間信息技術(shù)和作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)（DSS）為基礎(chǔ)的面向大田作物生產(chǎn)的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)，即基于信息和先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代農(nóng)田“精耕細(xì)作”技術(shù)。因此，作者認(rèn)為采用“精細(xì)農(nóng)業(yè)”或“精細(xì)農(nóng)作”譯名來(lái)表達(dá)當(dāng)前實(shí)踐的這一技術(shù)思想的內(nèi)涵可能更為確切。誠(chéng)然，當(dāng)今實(shí)踐的“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想，應(yīng)該擴(kuò)展到設(shè)施園藝、集約養(yǎng)殖、產(chǎn)品加工及農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的精細(xì)經(jīng)營(yíng)管理方面，而形成為完整的“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)是直接面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者服務(wù)的技術(shù)，這一技術(shù)體系的早期研究與實(shí)踐，在發(fā)達(dá)國(guó)家始于八十年代初期從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲(chóng)草害管理的農(nóng)學(xué)家在進(jìn)行作物生長(zhǎng)模擬模型、栽培管理、測(cè)土配方施肥與植保專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用研究與實(shí)踐中進(jìn)一步揭示的農(nóng)田內(nèi)小區(qū)作物產(chǎn)量和生長(zhǎng)環(huán)境條件的明顯時(shí)空差異性，從而提出對(duì)作物栽培管理實(shí)施定位、按需變量投入，或稱“處方農(nóng)作”而發(fā)展起來(lái)的；在農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域，自七十年代中期微電子技術(shù)迅速實(shí)用化而推動(dòng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備的機(jī)電一體化、智能化監(jiān)控技術(shù)，農(nóng)田信息智能化采集與處理技術(shù)研究的發(fā)展，加上八十年代各發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)中必需兼顧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資源、環(huán)境問(wèn)題的廣泛關(guān)切和有效利用農(nóng)業(yè)投入、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)利潤(rùn)、提高農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和減少環(huán)境后果的迫切需求，為“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的形成準(zhǔn)備了條件。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后GPS技術(shù)的民用化，使得它在許多國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究獲得迅速發(fā)展，也推動(dòng)了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的廣泛實(shí)踐。使得近20年來(lái)，基于信息技術(shù)支持的作物科學(xué)、農(nóng)藝學(xué)、土壤學(xué)、植保科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)和智能化農(nóng)業(yè)裝備與田間信息采集技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術(shù)等，在GPS、GIS空間信息科技支持下組裝集成起來(lái)，形成和完善了一個(gè)新的精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系和開(kāi)展了試驗(yàn)實(shí)踐。迄今支持“精細(xì)農(nóng)業(yè)”示范應(yīng)用的基本技術(shù)手段已逐步研究開(kāi)發(fā)出來(lái)，在示范應(yīng)用中預(yù)示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來(lái)，已有數(shù)千計(jì)的研究成果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告見(jiàn)諸于國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊物；每年都舉辦專(zhuān)題“國(guó)際精細(xì)農(nóng)業(yè)學(xué)術(shù)研討會(huì)”和有關(guān)裝備技術(shù)產(chǎn)品展示會(huì)；在萬(wàn)維網(wǎng)上設(shè)置有多個(gè)專(zhuān)題網(wǎng)址，可以及時(shí)查詢到有關(guān)研究發(fā)展信息；美、英、澳、加等國(guó)一些著名大學(xué)設(shè)立了“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究中心，開(kāi)設(shè)了有關(guān)博士、碩士研究方向及培訓(xùn)課程；日、韓等國(guó)近年來(lái)已加快開(kāi)展研究工作，并得到了政府部門(mén)和相關(guān)企業(yè)的大力支持。國(guó)際上對(duì)這一技術(shù)體系的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景有了廣泛的共識(shí)，將成為世紀(jì)之交發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究的重要課題。“精細(xì)農(nóng)作”技術(shù)思想的核心，是獲取農(nóng)田小區(qū)作物產(chǎn)量和影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境因素（如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營(yíng)養(yǎng)、含水量、病蟲(chóng)草害等）實(shí)際存在的空間和時(shí)間差異性信息，分析影響小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對(duì)待，按需實(shí)施定位調(diào)控的“處方農(nóng)作”。正是信息技術(shù)革命為這一技術(shù)思想的實(shí)踐，提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。千百年來(lái)的作物生產(chǎn)，都是以地區(qū)或田塊為基礎(chǔ)，在區(qū)域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長(zhǎng)條件的對(duì)象進(jìn)行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農(nóng)藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農(nóng)場(chǎng)或田塊的平均產(chǎn)量的認(rèn)識(shí)水平，很少顧及對(duì)農(nóng)田的盲目投入及過(guò)量施肥施藥造成的生產(chǎn)成本增加和環(huán)境污染后果。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進(jìn)行品種選擇、土肥監(jiān)測(cè)，通過(guò)地區(qū)試驗(yàn)積累的適于當(dāng)?shù)氐脑耘喙芾泶胧┫?┗萍鍪褂謾J導(dǎo)噬?，荚~乖諭慌┨錟冢乇砩?、下影响作五婜长条件和产量的灭嬙时枯氈布测犾性，包括农体U謐魑鋝⒊妗⒉鶯ψ蓯竅紉園嚦樾問(wèn)皆諦∏⑸?，再著c槳詞笨氈浠擁奶匭?，钥夳}嗣撬鮮丁＜甘蘭頹?，农民把蛻儇划分为小体K槔錘骶?，正是受到对作五婜长环境和产量空紳′覕棠感袨?zāi)兜撓跋臁N夜┟竇蓋昀叢諦】橥戀厴暇投薌耐度牒突鄣姆岣簧芾砭槎緯傻摹按塵缸鰲奔際酰部梢栽諦】榕┨錟詿锏膠芎玫木貌?，只是脫]邢執(zhí)蒲Х椒ǖ畝墾芯亢拖執(zhí)こ淌侄蔚鬧С擲蔥緯紗蠊婺5納Α1臼蘭統(tǒng)跗?，科学家久撔究报告过作武s亢吞錛渫寥撈匭裕鏝、P、K、pH、SOM含量等在田間分布具有明顯的差異性。1929年，Illinois大學(xué)C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農(nóng)戶應(yīng)繪制自己田區(qū)內(nèi)的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。之后，一直都有關(guān)于農(nóng)田土壤和收獲量空間變異性研究的報(bào)導(dǎo)。八十年代以來(lái)，關(guān)于在農(nóng)田中實(shí)施土壤肥力、植保和作物生產(chǎn)定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術(shù)研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場(chǎng)提供了裝有空間定位和產(chǎn)量傳感器的現(xiàn)代谷物聯(lián)合收獲機(jī)，已可以在收獲過(guò)程中自動(dòng)采集以12-15m2為單元的小區(qū)產(chǎn)量與對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步通過(guò)模糊聚類(lèi)分析軟件自動(dòng)生成農(nóng)田內(nèi)作物產(chǎn)量分布圖。多年的試驗(yàn)實(shí)踐表明，田區(qū)內(nèi)小區(qū)平均產(chǎn)量的最大差異可以超過(guò)100％。由于作物生產(chǎn)還受到氣候變異的影響，經(jīng)連續(xù)多年對(duì)同一田區(qū)積累的數(shù)據(jù)表明，同一小區(qū)年際間的產(chǎn)量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內(nèi)產(chǎn)量上述明顯的時(shí)空分布差異性，顯示了農(nóng)田資源利用存在的巨大潛力。現(xiàn)代農(nóng)學(xué)技術(shù)與電子信息技術(shù)的發(fā)展，為定量獲取這些影響作物生長(zhǎng)因素及最終收成的空間差異性信息，實(shí)施基于知識(shí)和現(xiàn)代科技的分布式調(diào)控，達(dá)到田區(qū)內(nèi)資源潛力的均衡利用和獲取盡可能高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量成為可能。圖1是精細(xì)農(nóng)作技術(shù)思想的示意圖。其實(shí)施過(guò)程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產(chǎn)量傳感器的聯(lián)合收獲機(jī)每秒自動(dòng)采集田間定位及對(duì)應(yīng)小區(qū)平均產(chǎn)量數(shù)據(jù)→通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，生成作物產(chǎn)量分布圖→根據(jù)田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數(shù)的空間數(shù)據(jù)分布圖，作物生長(zhǎng)發(fā)育模擬模型，投入、產(chǎn)出模擬模型，作物管理專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖→根據(jù)處方圖采用不同方法與手段或相應(yīng)的處方農(nóng)業(yè)機(jī)械按小區(qū)實(shí)施目標(biāo)投入和精細(xì)農(nóng)作管理。由圖1可以看出，這一技術(shù)思想是通過(guò)多次循環(huán)的實(shí)踐，來(lái)不斷改善農(nóng)田資源環(huán)境，積累知識(shí)，逐步達(dá)到作物生產(chǎn)管理精細(xì)化的過(guò)程。由于大田作物生產(chǎn)受到眾多時(shí)空變化因素的影響，利用生產(chǎn)潛力的處方措施，還需要兼顧生產(chǎn)力、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境后果的優(yōu)化目標(biāo)，因此，其技術(shù)思想并不是單純追求技術(shù)措施的“準(zhǔn)確”。事實(shí)上，目前應(yīng)用于獲取小區(qū)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的空間尺度為12-15m2,獲取農(nóng)田土壤信息的尺度大多還只可能精細(xì)到60m左右。在實(shí)際操作上，對(duì)獲取的空間信息還需要通過(guò)模糊聚類(lèi)處理，生成技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的處方圖來(lái)指導(dǎo)處方農(nóng)作，因而還談不到“精準(zhǔn)”的操作。而且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是農(nóng)田土壤、作物苗情、病蟲(chóng)草害信息實(shí)時(shí)快速采集技術(shù)的突破，農(nóng)業(yè)處方操作也將愈益精細(xì)化。上述精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系在許多發(fā)達(dá)國(guó)家的試驗(yàn)和應(yīng)用表明，可以顯著提高耕地的生產(chǎn)潛力，節(jié)約良種、化肥農(nóng)藥和能源投入，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，受到農(nóng)戶的歡迎。

“精細(xì)農(nóng)作”是基于田間小區(qū)作物生長(zhǎng)條件的空間差異性，為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化作物生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)而提出的。但工程支持技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，對(duì)實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)思想起著重要的作用。如：農(nóng)田信息采集與處方農(nóng)作的空間定位，需依靠全球衛(wèi)星差分定位系統(tǒng)（DGPS）；地理空間信息管理和數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)；未來(lái)大量地理空間數(shù)據(jù)的更新，需要遙感技術(shù)(RS)的支持；作物產(chǎn)量計(jì)量與小區(qū)產(chǎn)量圖的生成需要能按秒記錄收獲機(jī)累計(jì)產(chǎn)量和對(duì)應(yīng)地理坐標(biāo)位置的智能型收獲機(jī)械，以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)量圖自動(dòng)生成軟件技術(shù)；田區(qū)空間變量信息的快速實(shí)時(shí)采集，需要研究基于新原理的傳感技術(shù)與信號(hào)處理技術(shù)；按小區(qū)實(shí)施自動(dòng)處方農(nóng)作、調(diào)控目標(biāo)投入需要變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械；制定科學(xué)的農(nóng)作處方需要農(nóng)學(xué)知識(shí)和計(jì)算機(jī)作物管理輔助決策支持系統(tǒng)的支持；作為一個(gè)能協(xié)調(diào)運(yùn)作的智能化系統(tǒng)需要有高效的信息集成以及有關(guān)信息傳輸、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的研究等等。

迄今“精細(xì)農(nóng)業(yè)”在發(fā)達(dá)國(guó)家也不過(guò)五、六年的應(yīng)用試驗(yàn)歷史，部分支持技術(shù)手段還不十分成熟，有待不斷研究完善，相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究還比較薄弱?！熬?xì)農(nóng)業(yè)”應(yīng)用實(shí)踐可根據(jù)不同國(guó)家、不同地區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件，圍繞提高生產(chǎn)、節(jié)本增效、保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)，采用不同的技術(shù)組裝方式，逐步提高作物生產(chǎn)管理的科學(xué)化與精細(xì)化水平。其中，獲取農(nóng)田小區(qū)產(chǎn)量空間分布的差異性信息是實(shí)踐“精細(xì)農(nóng)作”的基礎(chǔ)。有了小區(qū)產(chǎn)量分布圖，農(nóng)戶既可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，分析小區(qū)產(chǎn)量差異的原因，選擇經(jīng)濟(jì)適用的對(duì)策，在現(xiàn)實(shí)可行條件下采取適當(dāng)措施實(shí)施調(diào)控；也可以根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的條件，利用先進(jìn)的科技手段或智能化變量處方農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)調(diào)控。

“精細(xì)農(nóng)業(yè)”研究的革命性的意義是提出了一種經(jīng)營(yíng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新技術(shù)思想并付諸于實(shí)踐，發(fā)展前景已在國(guó)際上具有廣泛的共識(shí)。1998.1美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)柕谝淮翁岢鲆⒁?米分辯率的“數(shù)字地球”的概念，在地理信息學(xué)術(shù)界引起了廣泛的反響，它為認(rèn)識(shí)世界科技進(jìn)步對(duì)未來(lái)人類(lèi)生存方式的影響提出了全新的觀念。“精細(xì)農(nóng)業(yè)”的實(shí)踐將在下一世紀(jì)開(kāi)發(fā)“數(shù)字地球”的實(shí)踐中占有十分重要的地位。我國(guó)農(nóng)業(yè)仍處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化的歷史過(guò)程中，全面實(shí)踐這一新技術(shù)體系的路程還很遙遠(yuǎn)。但啟動(dòng)這一新技術(shù)的示范與實(shí)踐研究，將有利與推動(dòng)實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)化與信息化進(jìn)程，改變傳統(tǒng)技術(shù)思想，追蹤科技進(jìn)步，有利于推動(dòng)基于信息和知識(shí)的農(nóng)用先進(jìn)支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、服務(wù)業(yè)的發(fā)展。在“精細(xì)農(nóng)業(yè)”技術(shù)體系的實(shí)踐中，也將可開(kāi)發(fā)出一系列適用新技術(shù)產(chǎn)品，

圖1.精細(xì)農(nóng)作技術(shù)體系示意圖（來(lái)源：FieldStar,MessayFergusonLtd.）

為支持當(dāng)前的“科技興農(nóng)”服務(wù)。在發(fā)展研究中，個(gè)人認(rèn)為需要重視如下問(wèn)題：

當(dāng)前，大力推進(jìn)科技創(chuàng)新，努力實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展，已經(jīng)成為我國(guó)新時(shí)期發(fā)展的歷史選擇。農(nóng)業(yè)科技工作應(yīng)當(dāng)在大力提高原始創(chuàng)新能力和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前科研投入相對(duì)不足的現(xiàn)狀，把推動(dòng)集成創(chuàng)新作為當(dāng)前農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新的戰(zhàn)略需求，開(kāi)辟一條有自身特色和優(yōu)勢(shì)的高效自主創(chuàng)新之路，以較少的成本實(shí)現(xiàn)較大的突破，以適應(yīng)創(chuàng)建資源節(jié)約型社會(huì)和建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的新形勢(shì)。

一、集成創(chuàng)新是農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展的歷史必然

（一）農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的特點(diǎn)要求注重集成創(chuàng)新

集成創(chuàng)新在農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新中占有重要的地位，首先是由于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)研究具有交叉融合的特性。一項(xiàng)大的、有突破性的創(chuàng)新需要多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)的交叉融合，因此，不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的人協(xié)同工作對(duì)創(chuàng)新的成敗具有決定性作用。尤其在一些農(nóng)業(yè)重大戰(zhàn)略性研究領(lǐng)域，綜合化、集成化的重要性更為明顯。

其次，隨著農(nóng)業(yè)科技的快速發(fā)展，科技突破的難度不斷增大。集成創(chuàng)新的特征在于能打破空間和層次界限，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，開(kāi)放式地解決創(chuàng)新問(wèn)題，獲得外部規(guī)模效應(yīng)。

第三，農(nóng)業(yè)科技的復(fù)雜性及市場(chǎng)需求的復(fù)雜性也促進(jìn)了集成技術(shù)的發(fā)展，科技創(chuàng)新日益成為一種復(fù)雜的社會(huì)活動(dòng)，單個(gè)科研團(tuán)隊(duì)不可能獨(dú)自完成這樣一種越來(lái)越復(fù)雜的創(chuàng)新活動(dòng)，因而必須與其他科研團(tuán)隊(duì)和市場(chǎng)主體構(gòu)成相應(yīng)的集成網(wǎng)絡(luò)。

一、我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展

農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新作為社會(huì)技術(shù)創(chuàng)新的有機(jī)組成部分,包括研發(fā)和推廣兩個(gè)過(guò)程,其終極目標(biāo)是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的過(guò)程。但由于不同國(guó)家的政治經(jīng)濟(jì)制度、資源稟賦、生產(chǎn)力發(fā)展水平、社會(huì)歷史條件等的巨大差異,各國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的模式和制度不同[2],技術(shù)創(chuàng)新的效果也不同。由于我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的落后和農(nóng)業(yè)科研力量的薄弱,農(nóng)業(yè)技術(shù)引進(jìn)多但消化吸收并形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果并不多,農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)科技貢獻(xiàn)率和農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化率僅為35%~40%左右,而發(fā)達(dá)國(guó)家的這一比率則高達(dá)70%~80%[3]。改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)采取了國(guó)家主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)科技研究和開(kāi)發(fā)推廣戰(zhàn)略,先后實(shí)施了諸如星火計(jì)劃、豐收計(jì)劃、菜籃子工程、溫飽工程、種子工程、科技入戶工程等多種計(jì)劃,推動(dòng)了農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的步伐,科技進(jìn)步對(duì)農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率也逐漸提高,如2005年農(nóng)業(yè)科技貢獻(xiàn)率為48%,與2000年的43%相比,凈增長(zhǎng)5%[4]。農(nóng)業(yè)中除個(gè)別產(chǎn)業(yè)外,絕大多數(shù)產(chǎn)業(yè)的科技貢獻(xiàn)率都有較快的增長(zhǎng)。另一方面,從科研成果來(lái)看,我國(guó)農(nóng)業(yè)科研工作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的努力,取得了豐碩的科研成果,以中國(guó)農(nóng)科院為例,在“十五”期間,全院獲獎(jiǎng)成果近500項(xiàng);發(fā)表科技論文10878篇(其中被SCI收錄514篇),專(zhuān)著535部,專(zhuān)利220項(xiàng)。其它農(nóng)業(yè)科研單位的科研成果也十分顯著,2001年細(xì)胞克隆羊在陜西成功產(chǎn)子、2005年中國(guó)第一例克隆豬在河北出生、奶牛胚胎技術(shù)和超級(jí)常規(guī)稻育種技術(shù)的形成等就是其中的典范。

二、我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中存在的問(wèn)題

從總的來(lái)看,近年來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成績(jī)突出,但存在的問(wèn)題也不少,我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中存在的問(wèn)題可以從研發(fā)和推廣兩方面來(lái)加以論述:

(一)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新研發(fā)中存在的主要問(wèn)題

1•農(nóng)業(yè)科技研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入不足