精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系分析與展望

周俊池

(湖南農(nóng)業(yè)大學機電工程學院，湖南 長沙 410128）

0 引言

近年來，農(nóng)業(yè)得到了飛速的發(fā)展并逐漸趨向產(chǎn)業(yè)化，糧食安全與人類和環(huán)境的關(guān)系由于不同技術(shù)的應用而發(fā)生了翻天覆地的變化[1]。在這方面，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)強調(diào)利用化石燃料的使用和投入來維持農(nóng)業(yè)成果的產(chǎn)出，如化肥、農(nóng)藥、除草劑以及高能耗高污染的農(nóng)業(yè)機械。盡管應用此類技術(shù)和手段在一定程度上明顯提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，但它們破壞了延續(xù)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)所依賴的多種自然資源，隨即也引發(fā)了諸多問題與挑戰(zhàn)，如農(nóng)作物減產(chǎn)、養(yǎng)分利用效率低下、水土流失、土壤板結(jié)、土壤生產(chǎn)力降低、水體富營養(yǎng)化、農(nóng)藥抗性、耕地面積縮小等[2-3]。這些問題引起了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，也一直是農(nóng)業(yè)研究的熱門話題。

因此，在生產(chǎn)、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等方面，迫切需要發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)措施。隨著農(nóng)業(yè)信息化的推進，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也開始深入改革，同時，眾多學者也致力于開發(fā)一種可以維持土地質(zhì)量的、能夠保持和擴大生產(chǎn)潛力的可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)方式，能夠高效地利用有限的資源，節(jié)能減排和維持生態(tài)系統(tǒng)的服務，成為一種很好的選擇，而精準農(nóng)業(yè)是一種很好的選擇[4]。精準農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)低能耗、高效率、品質(zhì)優(yōu)良、環(huán)保安全的重要途徑，也是全球農(nóng)業(yè)科技革命的方向，更是我國實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的有效途徑[5]。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方法相比，精準農(nóng)業(yè)致力于技術(shù)研究生產(chǎn)糧食，以滿足世界各地的糧食需要，減少環(huán)境對其不利的影響。

1 精準農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵

精確農(nóng)業(yè)(precision agriculture)又稱精確農(nóng)業(yè)或精細農(nóng)業(yè)，不同學者對其定義不盡相同[6-7]，目前被普遍接受的含義是通過現(xiàn)代高新信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)，根據(jù)特殊場所的詳情，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源綜合利用，并準確、高效地以田間為基礎(chǔ)。各部分的土壤、作物的特點調(diào)整了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和管理措施，從而提高了作物產(chǎn)量和質(zhì)量，最大程度地提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗能的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[8]。精準農(nóng)業(yè)所隱含的原理是僅在作物生產(chǎn)最需要的時間和地點投入生產(chǎn)所需要的資源，減少不必要的浪費，做到低投入高回報[9-10]。

精準農(nóng)業(yè)是一種基于多種技術(shù)工具（如全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感等）綜合集成的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)，它將信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合，并試圖根據(jù)實際農(nóng)田的種植需求提供合理數(shù)量和適當類型的資源投入。同樣，精準農(nóng)業(yè)也被認為是基于信息技術(shù)的農(nóng)田管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)專注特定地點的生產(chǎn)管理，用于確定、分析和管理農(nóng)田種植系統(tǒng)內(nèi)部的變化，以實現(xiàn)農(nóng)田系統(tǒng)的盈利、可持續(xù)性[11]。精準農(nóng)業(yè)提出了可持續(xù)利用農(nóng)業(yè)資源的新概念，并被定義為一種管理概念，它結(jié)合了通信和信息技術(shù)來管理農(nóng)場的時空變化[12]。精準農(nóng)業(yè)的目標是收集和分析有關(guān)土壤和作物狀況變化的信息，以便在農(nóng)田的小區(qū)域內(nèi)最大化農(nóng)資投入的效率。

2 精準農(nóng)業(yè)的意義

眾多研究評估了精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)它不僅可以降低農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的成本，而且還可以提高作物產(chǎn)量。此外，僅在需要的地方準確施用化學藥品和肥料，可以減少農(nóng)業(yè)活動對地下水和地表水的污染[13]。準確的機械引導系統(tǒng)可以提高效率，為農(nóng)民帶來可觀的回報。Takacs-G et al[14]研究發(fā)現(xiàn)精準的自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以通過減少重復以及增加操作的及時性（如在晚上噴灑農(nóng)藥）為農(nóng)民節(jié)省5%～15%的投入成本（燃料、農(nóng)藥和肥料）。提高產(chǎn)量、改善經(jīng)濟和補償成本被視為應用精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的優(yōu)勢[14]。除了經(jīng)濟效益外，還必須考慮環(huán)境利益，例如減少溫室氣體排放以及化肥和農(nóng)藥引起的污染等[15]。通過減少營養(yǎng)物質(zhì)和農(nóng)藥等的過量使用，精準農(nóng)業(yè)可以提高農(nóng)民的收入，并減少農(nóng)用化學品對地下水或地表水的污染[16]。

Anton J et al[17]表示精準農(nóng)業(yè)除了對生產(chǎn)者的收入以及生態(tài)環(huán)境有明顯的作用以外，它還能夠?qū)蜆I(yè)機會和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大的社會效應，如提供咨詢服務、售后支持服務、專用工具等，特別是農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)場規(guī)模分布。國外的Swinton S et al[18]曾經(jīng)研究表明精準農(nóng)業(yè)可以帶來約57%的利潤。還有研究發(fā)現(xiàn)，精準農(nóng)業(yè)由于產(chǎn)量增加和成本降低而使農(nóng)場獲利，同時財務管理的改進能夠促使風險管理得以改善以及農(nóng)場管理能力得到提高[19]。提高生產(chǎn)率、利潤率和可持續(xù)性，改善產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品管理，保護土壤、水和能源，提升生產(chǎn)效率，將環(huán)境影響和風險降至最低是為了實現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的環(huán)境和經(jīng)濟可持續(xù)性。

3 精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀

精準農(nóng)業(yè)并不是一個全新的概念，早在幾十年前，牧民每年都要去自己管轄的草場視察，并根據(jù)牧場的實際情況有針對性的在草皮較差的地區(qū)播撒種子和肥料。這是精準農(nóng)業(yè)最初的簡單體現(xiàn)，但是這種行為完全取決于農(nóng)民的經(jīng)驗，在大多數(shù)情況下，農(nóng)民的主觀因素嚴重影響著最終的收成。而且，這種農(nóng)業(yè)行為會受到天氣、氣候等不利的環(huán)境條件影響。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，精準農(nóng)業(yè)的概念越來越受到人們的認可和追捧，其理論也相對更加系統(tǒng)和完善。雖然國內(nèi)外對于精準農(nóng)業(yè)的研究曾做出細致的討論，如謝海軍等[20]人和Prost L et al[21]研究了精準農(nóng)業(yè)的理論體系，陳戀、董柳柳、何友鑄等[22-24]人討論了精準農(nóng)業(yè)的技術(shù)應用。但是整體來看，精準農(nóng)業(yè)是一個循環(huán)優(yōu)化過程，其中必須從現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)，進行分析和評估，最后對現(xiàn)場管理實現(xiàn)準確的應用決策。我國自古以來就是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)發(fā)展對于我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展緊密相關(guān)。新時期，黨的十八大提出了“四化同步推進”的新要求，并制定了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新目標，對于精準農(nóng)業(yè)的實施提出了更高的要求。因此，了解目前國內(nèi)外精準農(nóng)業(yè)的研究現(xiàn)狀、問題與不足，對我國精準農(nóng)業(yè)的研究、應用與發(fā)展具有極其重要的作用。本節(jié)就精準農(nóng)業(yè)實施的一般過程進行系統(tǒng)闡述。

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

精準農(nóng)業(yè)的前提和基礎(chǔ)就是獲得客觀的真實數(shù)據(jù)，并將它存儲起來用于進行作物管理和決定評估，以便為未來農(nóng)業(yè)活動作出決策。本小節(jié)重點介紹了全球地理位置信息采集系統(tǒng)，用于收集農(nóng)田信息，以及在種植和收獲農(nóng)作物期間使用的產(chǎn)量監(jiān)測技術(shù)。

3.1.1 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System,GPS)

全球定位系統(tǒng)是利用地球上空通訊衛(wèi)星連續(xù)和準確獲取數(shù)據(jù)，通過地面接收系統(tǒng)把野外的數(shù)據(jù)記錄成地理編碼，從而使目標全天候和高精度地對其進行定位[25]。該技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用很廣，因為它能及時精確、有效地獲取與農(nóng)業(yè)資源有關(guān)的空間信息，從宏觀上實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源全面的調(diào)配和監(jiān)管，確保最大限度地實現(xiàn)。一般應用如下：根據(jù)GPS位置準確報道作物的產(chǎn)量，對土地資源的使用狀況進行動態(tài)監(jiān)控，對田地土壤中含量的分布和分布進行調(diào)查[26-27]。GPS接收器和產(chǎn)量監(jiān)測器共同提供空間坐標產(chǎn)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以生成不同字段的產(chǎn)量圖；整合了不同的衛(wèi)星所收集到的數(shù)據(jù)，并在其協(xié)助下進行。建立現(xiàn)場管理戰(zhàn)略，用于化肥施用、品種栽培、作物收獲。將全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)結(jié)合起來，使得精準農(nóng)業(yè)在特定地點的開發(fā)和實施成為可能?；贕PS的精準農(nóng)業(yè)已成功應用于農(nóng)業(yè)規(guī)劃、田間制圖、土壤采樣、農(nóng)業(yè)機械引導、產(chǎn)量制圖等方面[28]。

3.1.2 遙感（Remote Sensing,RS）

遙感技術(shù)（RS）指的是在傳感器沒有與物體直接接觸的情況下，檢測和識別電磁能，準確獲取各種實地信息[29]。精準農(nóng)業(yè)中的遙感應用是通過安裝在衛(wèi)星、飛機或地面設備上的傳感器收集和分析有關(guān)作物和土壤特性的信息[30]，獲取農(nóng)田時空變化信息，預測農(nóng)作物產(chǎn)量的同時準確預警農(nóng)情[31]。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，最常用的遙感包括光學遙感和熱學遙感。光學遙感是利用可見光，通過檢測目標區(qū)域表面反射的能量來創(chuàng)建地球表面的圖像[32]，已經(jīng)成功的應用于估算各種植物參數(shù)，例如葉面積、植物覆蓋、生物量、葉綠素含量等。光學遙感最大的缺點是這些變量響應較慢，通常僅在植物出現(xiàn)明顯的脅迫損害后才進行調(diào)整。相比之下，通過熱傳感器檢測的表面溫度是監(jiān)測作物生長和脅迫的相關(guān)變量[33-34]。熱學遙感是測量從物體表面發(fā)出的輻射并將其轉(zhuǎn)換為溫度而不建立與物體直接接觸的過程。通常，作物冠層表面溫度是蒸騰速率的函數(shù)，而它本身又是大氣蒸發(fā)和作物可用土壤水分狀況的函數(shù)。作物中的壓力（即水、雜草、養(yǎng)分）會影響其冠層溫度，可以在關(guān)鍵的階段對其進行測量，以用于規(guī)劃、管理和優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和投入[35]。此外，最新的多源遙感技術(shù)聯(lián)合使用開展實時實地監(jiān)控，還提供了廣泛的潛在應用，包括檢測作物壓力、了解農(nóng)作物的分布狀況、監(jiān)測農(nóng)作物生長、及時發(fā)現(xiàn)病蟲草害等[36-37]，不僅為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理部門及時提供準確的信息，也有效預防和降低病蟲害所導致的經(jīng)濟損失[38]。

3.1.3 產(chǎn)量監(jiān)控（Yield Monitor,YM）

產(chǎn)量監(jiān)測技術(shù)用來監(jiān)控農(nóng)作物在種植和收獲過程中的產(chǎn)量，從而對整個農(nóng)田進行產(chǎn)量的預估。產(chǎn)量監(jiān)測技術(shù)通常與全球定位系統(tǒng)產(chǎn)量監(jiān)測器結(jié)合，收集作物在特定時期的表現(xiàn)，如作物密度、水份含量和覆蓋范圍以及地區(qū)等。就目前來說，比較成功的實驗是小麥氮素的實時監(jiān)測技術(shù)，通過這種技術(shù)的研究，小麥的最佳氮肥施用可以極大地減少農(nóng)民氮肥的使用，實現(xiàn)小麥的需求與氮肥的同步，實現(xiàn)了氮肥的供應。既提高產(chǎn)量，又提高養(yǎng)分的利用率，保護生態(tài)環(huán)境[39-40]。此外，市場上比較流行的還包括棉花、花生、甜菜等作物產(chǎn)量監(jiān)測儀。馬鑫等[41]人把產(chǎn)量監(jiān)測技術(shù)應用到作物收割機中，借助GPS系統(tǒng)來確定農(nóng)業(yè)機械位置、收割機速度、收割幅度和籽粒流量對田地區(qū)產(chǎn)量進行了精確的評估。產(chǎn)量監(jiān)測設備的設計推動了農(nóng)作物收獲機械產(chǎn)量監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，使作物在收獲期間實現(xiàn)實時的產(chǎn)量監(jiān)測，使作物在收獲期實現(xiàn)自動、智能和信息化，為作物產(chǎn)量進一步監(jiān)測提供理論基礎(chǔ)。

Li X et al[42]表示，目前所有GNSS都使用70顆以上的衛(wèi)星，但是當所有四個系統(tǒng)（GPS、GLONASS、Galileo和北斗）全部部署完畢時，數(shù)目將達到120顆衛(wèi)星，對于農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的采集是一個極大的利好。而且，隨著我國北斗導航系統(tǒng)的全面運行，我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展將迎來新一輪的契機，精準農(nóng)業(yè)的信息化發(fā)展將更加深入。

3.2 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

農(nóng)業(yè)的發(fā)展日趨復雜，精準農(nóng)業(yè)的推廣與實施更是讓農(nóng)民獲得了大量數(shù)據(jù)，對農(nóng)田系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)采集完畢并初步加工后，接下來就是對數(shù)據(jù)分析和評估，這些技術(shù)的應用范圍十分廣泛、變量眾多，從簡單的基于計算機的決策模型到復雜的農(nóng)場管理和信息系統(tǒng)。

通常，初步獲取的數(shù)據(jù)數(shù)量眾多，如果要準確理解其含義，則必須對所有收集的數(shù)據(jù)進行分析和解釋，而這需要現(xiàn)有的技術(shù)或新開發(fā)的方法來完成。統(tǒng)計學基于所謂的“區(qū)域變量理論”，可以對簡單的統(tǒng)計信息形成一個初步的范圍和分布，進一步處理可以構(gòu)建出特定農(nóng)田系統(tǒng)的本地地圖。如果這些數(shù)據(jù)滿足長期的連貫性，那么這些分析所得的數(shù)據(jù)可以為農(nóng)作物的分析和管理開辟新的可能性。數(shù)據(jù)分析的目的是定義可以共同管理的具有相同特征的領(lǐng)域。管理區(qū)的劃界應該滿足地區(qū)的均質(zhì)性，進而對相同的區(qū)域可以以相同的方式管理和實踐，大大省去了農(nóng)業(yè)管控的成本和環(huán)節(jié)。

Burrough et al[43]將地理信息系統(tǒng)（GIS）定義為功能強大的計算機軟件工具平臺，一般包括：以數(shù)字形式存儲空間數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)并將其集成到GIS系統(tǒng)，以所需格式檢索和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為目標信息，信息管理和決策。GIS技術(shù)在過去幾十年得到了飛速發(fā)展，如今已被視為潛在的基于地理信息技術(shù)的空間數(shù)據(jù)分析和管理工具，在自然資源管理、環(huán)境保護、區(qū)域規(guī)劃和城市開發(fā)以及公共事業(yè)管理方面發(fā)揮著重要作用[44-45]。GIS在農(nóng)業(yè)中的主要應用領(lǐng)域包括地圖測繪、農(nóng)林資源管理、土地資源管理、耕地評價、農(nóng)田污染評價[46-47]。對具體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，通過GIS獲得的高光譜和多光譜圖像對于分析作物健康和土壤濕度具有重要作用。此外，GIS支持對化肥使用、農(nóng)藥管理、作物逆境測繪和農(nóng)田灌溉進行高水平的分析與決策，從而高效解決農(nóng)業(yè)問題[48]，并且將農(nóng)業(yè)屬性與GIS、RS等多技術(shù)結(jié)合使用，可從根本上提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力[49]。

3.3 精準決策技術(shù)

精確決策技術(shù)是指在收集到有關(guān)農(nóng)田的全面狀況（使用數(shù)據(jù)采集技術(shù)）后進行適當?shù)奶幚砗图庸ぃ〝?shù)據(jù)分析技術(shù)），這些數(shù)據(jù)必須分析才能得出最佳的作物管理決策方案（精準決策技術(shù)）。成功的關(guān)鍵在于及時獲取信息和精心制定決策。農(nóng)業(yè)上應用比較普遍的有決策支持系統(tǒng)（DSS）和可變量技術(shù)（VRT）等。

決策支持系統(tǒng)（DSS）是基于計算機來支持農(nóng)業(yè)決策的系統(tǒng)。精準農(nóng)業(yè)與農(nóng)民的決策直接相關(guān)。在農(nóng)業(yè)中，它可以替農(nóng)民為農(nóng)場管理做出正確的決定，因此可以將其描述為將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為決策的大腦[50]。ArnóSatorra J et al[51]曾經(jīng)試圖在巴基斯坦大力發(fā)展DDS，但是由于經(jīng)濟和科技的限制一直停滯不前。Kitchen N et al[52]指出在精準農(nóng)業(yè)實施的過程中準確的作物模型有助于DSS的成功研發(fā)。

除了DDS以外，農(nóng)場管理信息系統(tǒng)（FMIS）也具有不錯的應用。FMIS被定義為有目的的系統(tǒng)，用于收集、處理、存儲和分發(fā)以執(zhí)行農(nóng)田操作和功能所需要的特定形式的數(shù)據(jù)[53]。FMIS的基本組件包括面向農(nóng)民的設計、專用的用戶界面、自動數(shù)據(jù)處理功能、專家知識以及標準化的數(shù)據(jù)通信。由于農(nóng)業(yè)是一個復雜的系統(tǒng)，它包含了農(nóng)民、貿(mào)易商、政府機構(gòu)、農(nóng)業(yè)機械、環(huán)境法規(guī)、經(jīng)濟成本等之間的許多相互作用。為了提高系統(tǒng)的功能性，已經(jīng)提出了各種數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和軟件體系結(jié)構(gòu)提高FMIS的適應性和兼容性[54]。FMIS也涵蓋了許多功能，如庫存、記事、營銷、特定時刻和位置的管理功能，并且也在不斷地修改和完善[55]。就當前的發(fā)展而言，F(xiàn)MIS已經(jīng)可以成功用于作物監(jiān)測，農(nóng)田或農(nóng)場的全面管理，如計劃灌溉、噴霧調(diào)整以及準確的天氣預報等。

可變量技術(shù)（VRT）是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械設備中一種能實時改變并自動調(diào)整的高效工具，其核心是“實時問診，對癥下藥，差異對待，精準調(diào)校”[56]。因此，它可以在化肥、農(nóng)藥等田間噴施，大大提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率?？勺兞考夹g(shù)通常包括四個部分，即完成信息處理與加工的控制器、定位坐標與引導田間定位系統(tǒng)、提前探測和及時提供信息的傳感器、精確作業(yè)的可變量施用裝置，其中還包括農(nóng)耕、施肥和農(nóng)業(yè)化等設備[57]。當前比較流行的是使用各種來源收集的數(shù)據(jù)（如GPS數(shù)據(jù)、RS圖像和GIS生成的圖形）基于合理的農(nóng)藝學原理制定特定地點的實施計劃，幫助農(nóng)民減少不必要的投入，從而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。同時還能對預先獲取的地圖信息或通過傳感器“隨時隨地”收集的信息做出調(diào)整，更改反饋速率[58]。Hatfield J L[59]研究發(fā)現(xiàn)，采用變量施藥方法可減少約50%除草劑的施用，陳勇[60]研究發(fā)現(xiàn)，使用自動除草機器人對雜草進行切割，再往野草切口涂除草劑，可節(jié)約農(nóng)藥消耗90%左右。

4 完善精準農(nóng)業(yè)的對策與展望

基于當前我國農(nóng)業(yè)機械化信息化發(fā)展的現(xiàn)狀，以及農(nóng)業(yè)主體經(jīng)營的改變和農(nóng)田用電率較低的問題，從我國精準農(nóng)業(yè)市場的潛力和發(fā)展情況可以看到，精準農(nóng)業(yè)的市場有著巨大的潛力。因此，應根據(jù)中國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的實際問題，走上具有中國特色的精準農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。具體地說，我國精準農(nóng)業(yè)技術(shù)與理論制度需要進一步完善與發(fā)展，在理論指導、人才培養(yǎng)、技術(shù)發(fā)展和實踐應用等方面還有待進一步提升。

1）我國精準農(nóng)業(yè)的研究起步晚，發(fā)展緩慢，尚缺乏系統(tǒng)成熟的理論體系。因此，應充分利用通過GNSS數(shù)據(jù)分析給定區(qū)域的變量的產(chǎn)量監(jiān)測技術(shù)，例如作物產(chǎn)量和水分含量，從而對預期的農(nóng)作物產(chǎn)量進行合理的評估，有利于政府部門積極地對市場進行調(diào)整和應對。

2）制約我國農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的因素眾多，如地形復雜、基礎(chǔ)建設落后、信息化程度不高?？勺兞考夹g(shù)可以控制對農(nóng)作物的成本和能源的投入，但是它容易受到土壤類型，天氣狀況和地形特點等不利因素的影響。因此，未來的研究應該致力于開發(fā)出更加穩(wěn)定、更加實用、可以應對各種情形的變量技術(shù)，使之應用于農(nóng)業(yè)機械中，成為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的強勁的助推劑。

3）信息數(shù)字化是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢，如果農(nóng)業(yè)數(shù)字化實現(xiàn)，那么科學家和農(nóng)民可以更加方便地獲得農(nóng)作物、土壤狀況、氣候條件、植被狀況等信息，模擬實際生產(chǎn)過程進而制定可持續(xù)發(fā)展對策。隨著全球信息化的深化和GPS、GIS、RS技術(shù)日趨成熟，同時也在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展中展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，多種技術(shù)聯(lián)合使用是未來的一個發(fā)展趨勢。

5 結(jié)論

農(nóng)業(yè)發(fā)展目前存在著雙重的矛盾，既要擴大產(chǎn)業(yè)來滿足人口不斷增長的需求，又要同時推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益，實現(xiàn)經(jīng)濟、社會和環(huán)保效益的雙重發(fā)展。精準農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)與發(fā)展，可以很好地化解兩者之間的矛盾，更是中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的一個必然趨勢。將農(nóng)業(yè)建設和多種高科技聯(lián)合運用并貫穿精準農(nóng)業(yè)的各個環(huán)節(jié)，可以有效地提高我國現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，實現(xiàn)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標。