不同精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式分析

　　摘要：基于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展背景，分析了美國(guó)、以色列及越南等的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式及方向，這３種不同類(lèi)型的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式體現(xiàn)了不同的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展水準(zhǔn)，各自適合了本國(guó)的國(guó)情及生產(chǎn)條件。對(duì)而言，要認(rèn)識(shí)到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式的多樣性，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要符合國(guó)情，可以分層級(jí)、分階段進(jìn)行，最終形成有特色的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。

　　關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；技術(shù)系統(tǒng)；發(fā)展模式

　　精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生于２０世紀(jì)９０年代，當(dāng)時(shí)歐美發(fā)達(dá)為了緩解農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、集約化生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題以及降低生產(chǎn)成本之需，借助于信息技術(shù)，陸續(xù)展開(kāi)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的研究與實(shí)踐。進(jìn)入２１世紀(jì)之后，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)及生產(chǎn)模式已經(jīng)逐漸成熟，在不同的國(guó)家形成了不同的發(fā)展特色，但整體而言，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所體現(xiàn)的低投入、高產(chǎn)出、污染少等優(yōu)點(diǎn)，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的方向。根據(jù)目前世界各國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式也各不相同，有發(fā)達(dá)國(guó)家的高級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，有新型工業(yè)化特色精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，還有發(fā)展中國(guó)家、欠發(fā)達(dá)國(guó)家的初級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。本文基于美國(guó)、以色列、越南等國(guó)不同發(fā)展模式精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的實(shí)踐，分析精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與各自經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的對(duì)應(yīng)性，從而為中國(guó)分階段、分層級(jí)發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供借鑒。

　　一、美國(guó)的高級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式

　　美國(guó)是世界上最早研究與應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的，在２０世紀(jì)９０年代中期，美國(guó)就進(jìn)行了土壤結(jié)構(gòu)密度傳感技術(shù)、土壤傳導(dǎo)性技術(shù)、電磁感應(yīng)技術(shù)等農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的研究，這些技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)陸續(xù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用，對(duì)土壤元素測(cè)定、農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)、施肥變量反應(yīng)等耕作技術(shù)起到實(shí)質(zhì)性推動(dòng)。美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式其核心是技術(shù)層面，將現(xiàn)代化的信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)技術(shù)與工程技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，體現(xiàn)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)所要求的時(shí)間與空間差異，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)農(nóng)田地理信息系統(tǒng)提供的地理信息確定作物的最佳生產(chǎn)模型，決定依據(jù)不同作物的差異，采用衛(wèi)星定位，智能機(jī)械，智能施肥、灌溉、噴灑農(nóng)藥等，最大限度地優(yōu)化各項(xiàng)農(nóng)業(yè)投入，同時(shí)也保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境及土地資源。美國(guó)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)追求的不是集約化時(shí)代下的高產(chǎn)，而是強(qiáng)調(diào)單位面積的投入與產(chǎn)出的最佳比例，強(qiáng)調(diào)效益，因此，更加注重農(nóng)業(yè)投入、農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、生態(tài)環(huán)境以及精準(zhǔn)技術(shù)等不同要素的互動(dòng)（圖１），互動(dòng)的結(jié)果決定了效益。其效益主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是通過(guò)減少投入來(lái)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，二是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少農(nóng)業(yè)耕種中化學(xué)物質(zhì)濫用造成的環(huán)境污染［１］。

　?。保夹g(shù)系統(tǒng)

　　美國(guó)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)先于世界，技術(shù)非常成熟，已經(jīng)建成了完善的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)。一種高級(jí)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，在其技術(shù)層面上，核心的部分主要是３Ｓ技術(shù)（全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)），另外，決策支持系統(tǒng)、專(zhuān)家系統(tǒng)與智能設(shè)備控制系統(tǒng)也很重要。

　?。玻l(fā)展實(shí)踐

　?。保梗梗衬?，美國(guó)首次進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕種技術(shù)試驗(yàn)，取得了較好的成效。當(dāng)年用全球定位系統(tǒng)指導(dǎo)施肥的農(nóng)場(chǎng)，其產(chǎn)量比傳統(tǒng)施肥提供了１５％，并且在化肥使用總量上減少了。１９９５年，美國(guó)有５．１％的農(nóng)場(chǎng)不同程度應(yīng)用了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，１９９６年美國(guó)農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)顯示，在小麥生產(chǎn)中使用了監(jiān)視器技術(shù)的農(nóng)田增長(zhǎng)率為６％左右。２０００年，在玉米及大豆種植中，使用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)場(chǎng)達(dá)到了１／３。從２００２年開(kāi)始，遙感技術(shù)、智能機(jī)械系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在美國(guó)農(nóng)業(yè)耕作中得到了廣泛的運(yùn)用。２０１０年之后，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，掀起了美國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的新浪潮，２０１３年年底，美國(guó)農(nóng)業(yè)部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)年生產(chǎn)總值１００萬(wàn)美元以上的農(nóng)場(chǎng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的使用率達(dá)到了９３％，５０萬(wàn)～１００萬(wàn)美元的農(nóng)場(chǎng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)使用率８５％左右，一些小型農(nóng)場(chǎng)也開(kāi)始推廣普及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。

　　二、以色列的新興工業(yè)化特色精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式

　　以色列是一個(gè)自然環(huán)境較為惡劣的，國(guó)土面積２．５萬(wàn)ｋｍ２，沙漠就占去了６０％以上，可耕地面積占國(guó)土面積的２０％左右。大部分國(guó)土是沙漠地帶，導(dǎo)致了以色列淡水資源極為匱乏，人均可利用的淡水資源只有世界平均水平的１／３３。但是，面對(duì)如此惡劣的自然環(huán)境，以色列的農(nóng)業(yè)卻很發(fā)達(dá)。１９９６年以來(lái)，其農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值連年增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)率保持在１７％左右，其農(nóng)業(yè)人口只占總?cè)丝诘模常プ笥遥陨械募Z食已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了自給自足。２０００年以后，其農(nóng)產(chǎn)品大量出口到歐洲，以色列的農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了“沙漠奇跡”。其精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)水平足可以與美國(guó)并駕齊驅(qū)，但有著自己的特色。

　?。保l(fā)達(dá)的自動(dòng)化溫室控制技術(shù)

　　在２０世紀(jì)７０年代之前，以色列的農(nóng)產(chǎn)品還是大量依靠進(jìn)口，其后，以色列依據(jù)本國(guó)的自然資源條件，調(diào)整了農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，減少了對(duì)土地資源要求高的糧食作物種植，積極發(fā)展溫室技術(shù)，改種產(chǎn)值高的花卉、蔬菜及水果，大大改善了其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況。以色列的溫室技術(shù)從２０世紀(jì)７０年代至今，完全實(shí)現(xiàn)了智能化與自動(dòng)化，一個(gè)溫室大約４０００ｍ２，從播種開(kāi)始到收獲，全過(guò)程電腦控制，基本上不需要人力，而且將滴灌技術(shù)引入溫室系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了花卉、蔬菜等農(nóng)作物的產(chǎn)量。截至２０１２年年底，以色列的溫室花卉種植面積約２０００ｈｍ２，但其產(chǎn)品９０％以上用來(lái)出口［２］，以較小的產(chǎn)出獲取了較大的收益。

　?。玻冗M(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)

　　以色列大部分地區(qū)干旱少雨，土地貧瘠，提高水資源的利用率是以色列解決農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大問(wèn)題，因此，節(jié)水技術(shù)研究一直是以色列農(nóng)業(yè)科學(xué)中最顯要的課題。從２０世紀(jì)５０年代開(kāi)始，以色列政府大規(guī)模進(jìn)行水利建設(shè)，將北部水源引入到沙漠縱深，將地下水抽取連成全國(guó)網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上積極發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)。滴灌與噴灌是以色列的節(jié)水灌溉技術(shù)的主要形式，發(fā)展到今天，已經(jīng)是第七代技術(shù)，廣泛運(yùn)用于溫室、沙漠地帶、綠化帶等區(qū)域，由于其全國(guó)的地下水已經(jīng)形成了聯(lián)網(wǎng)，建立節(jié)水灌溉設(shè)施相對(duì)比較容易。以色列的污水處理技術(shù)也很發(fā)達(dá)，所有污水經(jīng)過(guò)過(guò)濾、殺菌處理，用于非食用類(lèi)作物的灌溉。目前，以色列節(jié)水灌溉率達(dá)到９０％以上，水資源利用率達(dá)到了９８％，位居世界首位［３］。

　?。常_化的育種開(kāi)發(fā)技術(shù)及水肥一體化技術(shù)

　　以色列十分重視農(nóng)作物育種技術(shù)的開(kāi)發(fā)與改變，依據(jù)市場(chǎng)的需求，不斷開(kāi)發(fā)高效無(wú)公害及抗病蟲(chóng)害農(nóng)作物種子，利用生物工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的新品種能夠降低對(duì)農(nóng)藥和化肥的依賴，保證能在自然狀態(tài)下生長(zhǎng)，其良種開(kāi)發(fā)技術(shù)位居世界前列。以色列在節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，還開(kāi)發(fā)出水肥一體化技術(shù)，灌溉與施肥同時(shí)進(jìn)行，這種精準(zhǔn)技術(shù)是建立在對(duì)土壤品質(zhì)及作物生長(zhǎng)過(guò)程的監(jiān)測(cè)之上，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水、灌溉與平衡施肥的統(tǒng)一化。

　　三、越南等的初級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式

　　越南的水稻種植、毛里求斯的甘蔗種植、非洲東部的茶葉種植以及中東的椰棗、東南亞的油椰子等作物種植具有一些共同的特點(diǎn)，即是由人工勞作代替機(jī)械化作業(yè)，從育種到最后的收獲，全程用人工記錄土壤、作物生長(zhǎng)過(guò)程、施肥量、噴灑農(nóng)藥等，這些勞作過(guò)程憑借的是種植者的豐富經(jīng)驗(yàn)而完成，完全不用機(jī)械與儀器，但最后能生產(chǎn)出高品質(zhì)的綠色農(nóng)產(chǎn)品。通過(guò)勞動(dòng)力的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)其科技的落后，在一定規(guī)模的區(qū)域內(nèi)仍然可以從事小農(nóng)經(jīng)營(yíng)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)種植方式。這種精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)為人力資源型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，也為發(fā)展家和欠發(fā)達(dá)國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了一種可借鑒的模式。

　　四、不同精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的啟示

　　美國(guó)、以色列和越南等國(guó)家所實(shí)施的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方式和技術(shù)不同，但適合了本國(guó)的國(guó)情及經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平，對(duì)農(nóng)業(yè)效益及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)是一致的。是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)業(yè)發(fā)展模式及生產(chǎn)方式相對(duì)來(lái)說(shuō)較為粗放，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料及資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重，走精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展之路是發(fā)展方向。地域遼闊、自然條件差異較大，中國(guó)可以依據(jù)不同地區(qū)不同的自然條件和農(nóng)業(yè)發(fā)展水平而選用。

　?。保珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式多種多樣

　　以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)其精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)及生產(chǎn)方式是在發(fā)達(dá)的信息技術(shù)支撐下，在農(nóng)業(yè)高度現(xiàn)代化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是一種高級(jí)的信息化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；以色列的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式側(cè)重于溫室技術(shù)及節(jié)水灌溉系統(tǒng)的支撐，是一種特色化的高級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；以越南等國(guó)家為代表的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)則是基于人力資源的豐富而發(fā)展起來(lái)的手工勞作式初級(jí)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。這３種模式代表了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的３個(gè)層級(jí)，反映了不同類(lèi)型的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的高低，也反映了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的差異。隨著科技的發(fā)展與普及，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)會(huì)從初級(jí)向高級(jí)階段發(fā)展。

　?。玻珳?zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式應(yīng)該結(jié)合本國(guó)國(guó)情

　　美國(guó)等發(fā)達(dá)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是建立在大農(nóng)場(chǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體制，是農(nóng)業(yè)高度集約化的結(jié)果；以色列位于沙漠地帶，嚴(yán)重缺水，自然條件惡劣，其精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式體現(xiàn)了其自然條件，憑借著發(fā)達(dá)的技術(shù)，創(chuàng)造了現(xiàn)代化設(shè)施型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)；越南等發(fā)展中國(guó)家的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)受制于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平及科技水平的落后，但憑借其良好的自然條件及人力資源優(yōu)勢(shì)，發(fā)展出初級(jí)的人力資源型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。各國(guó)國(guó)情的不同，制約了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向及方式，但一樣可以創(chuàng)造出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的效益價(jià)值。

　?。常畱?yīng)該分層級(jí)、分階段發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)

　　中國(guó)自然條件、地區(qū)發(fā)展差異等情況比較明顯，上述３種精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方式在中國(guó)都可以應(yīng)用。在東部、東北部等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)、機(jī)械化程度較高的地區(qū)，可以發(fā)展美國(guó)式的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，黑龍江及新疆地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始試驗(yàn)高度信息化的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)模式。在中國(guó)西北地區(qū)缺水干旱地帶，可以使用以色列的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，從節(jié)水、治污及水資源循環(huán)利用等角度，發(fā)展可持續(xù)的特色精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，目前寧夏、甘肅、新疆等多地已經(jīng)引入了以色列的漫灌、滴灌及微灌技術(shù)［４］，取得了較好的效果。在西南及東南山區(qū)，受制于自然條件的限制，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度較低，可以發(fā)展初級(jí)的綠色精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

　　發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)要循序漸進(jìn)，分階段進(jìn)行。首先，可以試驗(yàn)、引進(jìn)、示范一些區(qū)域，引進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展理念，制定精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃。在進(jìn)一步引起精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)與設(shè)備，建立相應(yīng)的示范區(qū)，摸索精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。第二步可以將試驗(yàn)示范的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)向全國(guó)有條件的地區(qū)推廣，重點(diǎn)區(qū)域是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)及黑龍江農(nóng)墾區(qū)，這些地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，可以普及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。第三步是建立特色的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式，注重智能化節(jié)水、節(jié)肥、除草及防治病蟲(chóng)害等技術(shù)，積累經(jīng)驗(yàn)，為全國(guó)全面實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供科學(xué)依據(jù)，有條件的地區(qū)可以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。同時(shí)，積極建立全國(guó)性的農(nóng)田監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，加快農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)及咨詢決策系統(tǒng)建設(shè)，加強(qiáng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)人才培育以及相應(yīng)的法律法規(guī)建設(shè)等。

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　　楊盛琴

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