第二章 精准农业的概念与构成要素

第一节 精准农业的概念

一、什么是传统农业

（一）农业的含义

农业是通过利用动植物的生长发育规律来培育动植物、生产食品及工业原料的产业。农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业，是我国的第一产业。

农业分布范围十分辽阔，地球表面除了两极和沙漠外，几乎都可用于农业生产。在近1.31亿平方千米的实际陆地面积上，约11%是可耕地和多年生作物地，24%是草原和牧场，31%是森林和林地。而海洋和内陆水域则是水产业生产的场所。

（二）传统农业的含义

传统农业是指在自然经济条件下，采用人力、畜力、手工工具、铁器等为主的手工劳动方式，靠世代积累下来的传统经验发展，以自给自足的自然经济居主导地位的农业。传统农业具有低能耗、低污染等特征。

我国地大物博，人口众多，耕地面积较少，造成了历史上粮食生产占据农业的主导地位，传统意义上五谷杂粮的种植几乎成为农业的代名词，因此种植业成了我们常说的狭义农业。在世界范围内，农业自然资源分布的不平衡导致农业包含多种产业形式，如种植业、林业、畜牧业和水产业等。

↘ 1．种植业

种植业作为我国农业的主导产业，主要包括粮食作物、经济作物、饲料作物和绿肥等生产。通常我们所说的五谷种植其实包含了12个字的内容，即“粮、棉、油、麻、丝（桑）、茶、糖、菜、烟、果、药、杂”。伴随着我国农业经济结构的调整，种植业在农业中所占的比重呈现逐年下降的趋势，20世纪50年代占80%,60年代占75%,70年代占65%,80年代后已经降到了60%。在种植业中最重要的就是粮食种植，它关系着国计民生。近十几年来，我国粮食生产实现了创历史纪录的连年增长，为我们日常餐桌的稳定供应提供了强有力的保证。我国三大主要粮食作物是稻谷、小麦和玉米。

↘ 2．林业

林业是农业的一个重要组成部分。人们通过培育和保护森林可以获取木材以及其他林产品，利用森林保护环境、保持水土、防风固沙、防治污染、净化空气、美化环境和调节气候。林业包括造林、育林、护林、森林采伐和更新、木材和其他林产品的采集和加工等内容。

↘ 3．畜牧业

畜牧业主要包括牛、马、驴、骡、骆驼、猪、羊、鸡、鸭、鹅、兔、蜂等家畜家禽饲养业和鹿、貂、水獭、麝等野生经济动物驯养业。人工饲养和繁殖这些动物，可以将牧草和饲料等植物转化为餐桌上的肉类、蛋、奶等食品和毛、绒、皮等工业制品的原料。作为农业的重要组成部分，畜牧业和种植业并列为农业的两大支柱产业。但是在发展畜牧业的过程中，一些问题也随之凸显出来，“粮补饲”是前几年一直讨论的话题。我国在发展畜牧业时，大量的优质牧草是进口的，2012年我国干草进口总量为46.02万吨，花费金额18037.22万美元。

中国2011年奶牛存栏已超过1400万头，按每头牛每天消耗30千克苜蓿计算，中国一年对苜蓿的需求量至少1000万吨之多，但目前中国市场上流通的苜蓿草大概仅有50万～70万吨，这远远不能够满足中国牧场的发展需求，这也表明草业发展的前景广阔。

2015年中央一号文件明确提出要“加快发展草牧业”。各方积极响应和落实中央部署，扎实推进草牧业发展的各项工作，取得了显著成效。2015年，我国优质苜蓿种植面积达300万亩（1亩≈666.7m2），草产品加工企业达532家，秸秆饲用量达到2亿吨；以草原畜牧业为主营业务的农业产业化国家重点龙头企业达64家，占畜牧业龙头企业总数的11%。“粮改词”就是把粮食、经济作物二元种植结构改成粮食、经济作物、饲料作物三元种植结构。

无论从哪个角度来说，在农业这片广阔的天地中，是需要探索和不断发展的。

↘ 4．水产业

水产业又叫渔业，主要是指在江河湖泊以及海洋等水域中采集、栽培、捕捞、增殖、养殖具有经济价值的鱼类或其他水生动植物产品的行业。水产业按照水域可以分为海洋渔业和淡水渔业；按照水产业的生产性质、功能和方式，可以分为水产捕捞业（包括海洋和内陆捕捞业）、水产养殖业（包括海水、浅海滩涂和内陆养殖业）、水产栽培业、水产采集业和水产品加工业等。

二、什么是精准农业

（一）精准农业的定义

精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持，根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农业的操作技术与管理系统，是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。

其基本含义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，一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“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少或最节省的投入达到同等收入或更高的收益，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。

（二）精准农业的特征

在经历了原始农业、传统农业、工业化农业（石油农业或机械化农业）后，农业进入了以知识高度密集为主要特点的现代知识农业发展阶段。精准农业将现代信息技术、生物技术和工程装备技术应用于农业生产，已经成为现代知识农业的重要生产形式。与传统农业模式相比，精准农业更讲究精细化管理，通过精心计算出所需要的肥料、水分、农药等用量，就可以极大地节约各种原料的投入，大大降低生产成本，提高土地的收益率，同时十分有利于环境保护。具体来说，精准农业以小块农田为单位进行生产管理和区别对待，每个小田块播种、施肥、灌溉、喷药的策略都不同，以达到优化资源投入、高产高效、减少化肥投入、降低环境污染等目的。精准农业技术的应用非常广泛，如根据土壤的需要使肥力的状况得到改善，根据病虫害的情况来调节农药喷洒量，根据干旱情况及时灌溉，自动调节拖拉机的耕种深度，及时改善土壤，防止土地的板结和肥力下降等。

通俗地说，精准农业的理念就是需要多少给多少，需要什么给什么。精准农业的具体含义就是按照农业操作每一单元的具体条件，精细准确地调整各项农业管理措施，在每一生产环节最大限度地优化各项农业投入，以获取最大经济效益和环境效益。将智能农业信息技术和设备运用到农业生产当中，减轻体力劳动的压力，加大农业生产的产量和收入，这就是精准农业的一种典型应用。精准农业使农业生产由粗放型转向集约型，其重要特征是使各种原料的使用量非常准确，经营可以像工业流程一样连续地进行，从而实现规模化经营。

三、传统农业与精准农业的特点

（一）传统农业的特点

假设老李家在湖南某村承包300亩地，用来种植大棚西瓜，每年夏季采摘，经济效益相当不错。但是为了节约成本，老李除了采摘季节让人帮忙外，其他的农活都自己来干，每次为西瓜浇水、施肥、喷农药花费了老李大量的精力和时间，每次干完，老李和老伴累得腰酸背痛。这就是传统农业生产方式。

传统农业的特点是精耕细作，生产规模较小，经营管理和生产技术比较落后，抗御自然灾害能力差，农业生态系统功效低，商品经济较薄弱，基本上没有形成生产地域分工。

（二）精准农业的特点

老李的儿子小李从农业大学毕业后回来帮助老李管理大棚，利用在学校学习的农业信息知识，购买了测量大棚温度、湿度等数据的传感器，智能灌溉、施肥和喷药设备，给自家大棚安装上先进的信息设备用于大棚自动浇水、施肥和喷洒农药，将老李老两口从繁重的体力活中解放出来。如今，老李不需要顶着太阳去闷热、潮湿的大棚里面给西瓜浇水，也不需要钻进密不透风的大棚中给西瓜喷药，只需通过电脑终端的数据显示，按照西瓜的种植经验，定时在灌溉用水当中加入适量的农药，就可以完成杀虫的任务。老李的大棚不但节省了人力成本、水资源、化肥和农药用量，而且还提高了产量。

除了大棚用的温室控制设备之外，在大田里面经常用的机械还包括精准除草机、变量施肥机、变量喷药机和变量收割机等机械。精准除草机用在大田里面和“神枪手”差不多，不管什么样的杂草看到就喷药杀除，没有杂草的地方一点都不浪费。变量施肥机也很“聪明”，能够按照土壤和作物的需求进行施肥，不同地块缺了什么肥料就施用什么肥料，不过度施肥，避免了浪费。变量收割机能够按照设定的要求，在田里面转上一圈，实现精确、严格、规范地收割。除草、施肥、收割样样都有准度，这些机器很好地诠释着当前流行的一个词——精准农业。

精准农业的特点是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，通过系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收益或更高的收益，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。