东北农业大学：《精细农业》课程教学资源（PPT课件）第一章 精准农业（概述）

第一章概述 1概述 11精细农业的基本概念 (1)“精细农业是使用信息技术,收集多种资源的数 据,产生相关的作物生产决策的经营管理策略。 美国国家研究委员会,1997) (2)“精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位 系统、计算机技术、通讯和网络技术,自动化技术等 高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、士壤学 等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产全过程 中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测, 以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况 以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析

⚫ 1 概 第一章 述 概述 ⚫ 1.1 精细农业的基本概念 ⚫ （1）“精细农业是使用信息技术，收集多种资源的数 据，产生相关的作物生产决策的经营管理策略。 ” （美国国家研究委员会，1997） ⚫ （2）“精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位 系统、计算机技术、通讯和网络技术，自动化技术等 高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、土壤学 等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产全过程 中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测， 以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况 以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析

●通过诊断和决策,制定实施计划,并在全球定位系统与 地理信息系统集成系统支持下进行田间作业。这是一种 息化的现代农业。”(中国科学院院士、中国工程院 院士李德仁 (3)“精细农业是基于知识和信息的大田作物、设施 农作、养殖业和加工业的精细管理与经营的技术思想和 体系的整体发展。精细农业技术体系是农学、农业工程 电子与信息科技,管理科学等多种学科知识的组装集 成……,目前国外关于精细农业的研究,主要是集中于 利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术 (DSS)为基础的面向大田作物生产的精确农业技术, 即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作” 技术。”(中国工程院院士汪懋华) ●(4)“精细农业”基于土壤精细管理的概念,是在田 间按照具体小区的情况调整管理措施,以提高产量、减 少环境危害的农业生产方式

⚫ 通过诊断和决策，制定实施计划，并在全球定位系统与 地理信息系统集成系统支持下进行田间作业。这是一种 信息化的现代农业。 ”（中国科学院院士、中国工程院 院士 李德仁） ⚫ （3）“精细农业是基于知识和信息的大田作物、设施 农作、养殖业和加工业的精细管理与经营的技术思想和 体系的整体发展。精细农业技术体系是农学、农业工程、 电子与信息科技，管理科学等多种学科知识的组装集 成.....，目前国外关于精细农业的研究，主要是集中于 利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术 （DSS）为基础的面向大田作物生产的精确农业技术， 即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作” 技术。 ”（中国工程院院士 汪懋华） ⚫ （4）“精细农业”基于土壤精细管理的概念，是在田 间按照具体小区的情况调整管理措施，以提高产量、减 少环境危害的农业生产方式

5)“精细农业”是通过使用产量图和传感器的感应 方法、有效的模拟模型方法,用来预测最优的管理实践 的时间,从而调整和改善土地和农业管理,以满足异质 性田间植物的资源需求;以避免产量受到环境极限的限 制 (6)“精细农业”是基于不同尺度的环境及生物生长 信息采集、传递、反馈,包括大尺度下的基于3S(GPS GIS、RS)的信息和基于生物生产认知水平的全过程精细 判别以及基于智能化生产设备的准确控制,实现高效率 高收益、低环境危害的可持续农业生产模式 (7)“精细农业”是利用3S空间信息技术和作物生产 管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田农作物生 的农作技术体系 (8)“精细农业”是信息技术在农业中的应用,是 种以知识为基础的农业管理系统,是关于农业管理系统 的战略思想。它的全部概念建筑在“空间差异”的数据 采集和数据处理上,核心是根据当时当地作物实际需要

⚫ （5）“精细农业”是通过使用产量图和传感器的感应 方法、有效的模拟模型方法，用来预测最优的管理实践 的时间，从而调整和改善土地和农业管理，以满足异质 性田间植物的资源需求；以避免产量受到环境极限的限 制。 ⚫ （6）“精细农业”是基于不同尺度的环境及生物生长 信息采集、传递、反馈，包括大尺度下的基于3S(GPS、 GIS、RS)的信息和基于生物生产认知水平的全过程精细 判别以及基于智能化生产设备的准确控制，实现高效率、 高收益、低环境危害的可持续农业生产模式。 ⚫ （7）“精细农业”是利用3S空间信息技术和作物生产 管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田农作物生产 的农作技术体系。 ⚫ （8）“精细农业”是信息技术在农业中的应用，是一 种以知识为基础的农业管理系统，是关于农业管理系统 的战略思想。它的全部概念建筑在“空间差异”的数据 采集和数据处理上，核心是根据当时当地作物实际需要 确定对作物进行化肥或农药等投入

对精细农业理解都包含以下几个共同点。 ①精细探察差异,采取针对性调控措施,随时随 地挖掘潜力,达到全局优化; ●②以GPS、GIS、RS、DSS、先进传感技术、智 能控制技术、计算机软硬件技术、网络技术、通 讯技术等作为高新技术手段; ●③通过合理调控,提高效率来提升正面效果,抑 制负面效应,全面提高经济效益、社会效益和环 境效益

⚫ 对精细农业理解都包含以下几个共同点。 ①精细探察差异，采取针对性调控措施，随时随 地挖掘潜力，达到全局优化； ⚫ ②以GPS、GIS、RS、DSS、先进传感技术、智 能控制技术、计算机软硬件技术、网络技术、通 讯技术等作为高新技术手段； ⚫ ③通过合理调控，提高效率来提升正面效果，抑 制负面效应，全面提高经济效益、社会效益和环 境效益

12精细农业的技术思想 联合收获机 GPs 产量计量器 植保机械 FIELDSTAR 结 数据卡 个人计算机 施肥机械 调控方案实施 决策支持 播机 土壤潜力评估 OTENT 上壤分析 作物管理处方制定 整地机械 个人计算机 FIELDSTAR APPLICATION

⚫ 1.2 精细农业的技术思想 ⚫

精细农业与传统农业相比,主要有以下特点: (1)合理施用化肥,降低生产成本,减少环 境污染 精细农业采用因土、因作物、因时全面平衡 施肥,彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成 的三多三少(化肥多,有机肥少;N肥多,P K肥少;三要素肥多,微量元素少),N、P、K 肥比例失调的状况,因此有明显的经济和环境 效益。 (2)减少和节约水资源 目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉 水的利用率只有40%左右,精细农业可由作物 动态监控技术定时定量供给水分,可通过滴灌 微灌等一系列新型灌溉技术,使水的消耗量减 少到最低稈度,并能获取尽可能高的产量

⚫ 精细农业与传统农业相比，主要有以下特点： ⚫ （1）合理施用化肥，降低生产成本，减少环 境污染 ⚫ 精细农业采用因土、因作物、因时全面平衡 施肥，彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成 的三多三少（化肥多，有机肥少；N肥多，P、 K肥少；三要素肥多，微量元素少），N、P、K 肥比例失调的状况，因此有明显的经济和环境 效益。 ⚫ （2）减少和节约水资源 ⚫ 目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉 水的利用率只有40％左右，精细农业可由作物 动态监控技术定时定量供给水分，可通过滴灌 微灌等一系列新型灌溉技术，使水的消耗量减 少到最低程度，并能获取尽可能高的产量

●(3)节本增效,省工省时,优质高产 精细农业采取精细播种,精细收获技术 并将精细种子工程与精细播种技术有机地 结合起来,使农业低耗、优质、高效成为 现实。在一般情况下,精细播种比传统播 种增产18%~30%,省工2-3个。 (4)农作物的物质营养得到合理利用, 保证了农产品的产量和质量 ●因为精细农业通过采用先进的现代化高 新技术,对农作物的生产过程进行动态监 测和控制,并根据其结果采取相应的措施

⚫（3）节本增效，省工省时，优质高产 ⚫ 精细农业采取精细播种，精细收获技术， 并将精细种子工程与精细播种技术有机地 结合起来，使农业低耗、优质、高效成为 现实。在一般情况下，精细播种比传统播 种增产18％~30％，省工2-3个。 ⚫ （4）农作物的物质营养得到合理利用， 保证了农产品的产量和质量 ⚫ 因为精细农业通过采用先进的现代化高 新技术，对农作物的生产过程进行动态监 测和控制，并根据其结果采取相应的措施

13精细农业的技术支撑 全球定位系统( Global Positioning System 地理信息系统与地图软件( graphic Information Systems and ng Software) 产量分布图生成系统 Tield Mapping sy tem 变量控制技术( Variable- Rate Technolog 农业生物信息采集 ( Farming Dat Acquired Technology)

⚫ 1.3 精细农业的技术支撑 全球定位系统（Global Positioning System） 地理信息系统与地图软件(Geographic Information Systems and Mapping Software) 产量分布图生成系统(Yield Mapping Systems) 变量控制技术（Variable-Rate Technologies） 农 业 生 物 信 息 采 集 技 术 （ Farming Data Acquired Technology）

遥感技术( Remote Sensing 作物生产模型( Crop Production Modeling) 决策支持系统( Decision Support Systems) 智能化变量农作机械( Intelli:Farm Machinery)

⚫ 遥感技术(Remote Sensing) 作物生产模型（Crop Production Modeling） 决策支持系统(Decision Support Systems) 智能化变量农作机械（Intelligent Farm Machinery）