浅析农业生产中存在的问题及发展精细农业的必要性

张海艳

张海艳

（哈尔滨市阿城区双丰街道办事处农业技术综合服务中心，黑龙江哈尔滨150313）

摘要：提出我国农业生产中存在的问题，并讨论发展精细农业的必要性。

关键词：农业生产；问题；精细农业；必要性

1我国农业生产现状及面临的问题

1.1我国农业生产现状。

农业的高速发展，除了依靠生物遗传育种技术的进步，耕地和灌溉面积的扩大以外，基本上是在化肥、农药等化学品的大量增加和机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此引起的农业水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、生态环境恶化等问题，已经引起广泛关注，并成为实践农业可持续发展的重要驱动力。所谓农业可持续发展是指在农业资源和环境持续支撑下农业经济的持续增长，即有效利用农业资源，提高农业利润，减少农业污染。中国是一个农业大国，用占世界7%的耕地解决了世界22%人口的温饱问题，取得了举世瞩目的成就。但是，我国面对的“人多地少，资源短缺、环境恶化、人增地减”的趋势不可逆转。保证21世纪我国13亿人口的食品安全，关键在于推动农业科技的进步。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展，必然要进行一次新的农业科技革命。目前，我国化肥和农药的利用率都在30%左右，农业灌溉水利用率不足35%，仅及发达国家的一半。以施用化肥为例，1978年到1995年，全国化肥用量增长了97%，而粮食仅增长了36%，粮食产量每增长1%，化肥施用量差不多要增长3%。这种化肥施用量递增和过低的利用率，对土壤、地下水、谷物造成严重污染。如果化肥利用率提高10个百分点，每年即可节约1000多万吨化肥，相当于节约近100亿元人民币。据有关国外报道，“精细农业”技术将会使目前化肥和农药的施用量减少50%甚至更多。

1.2农业生产中存在的主要问题。

1.2.1科技应用水平和对农业增长贡献率低。

1.2.2农业内部产业结构不完善，农产品深加工能力不足。

1.2.3农业投入不足，融资渠道狭窄。

1.2.4农业生态环境日益恶化，黑土层退化严重。

有“世界三大黑土区之一”称号的黑龙江省黑土地由于不合理的耕作方式，黑土层退化严重、有机质含量下降、养分流失、退化面积不断扩大。20世纪60~70年代开垦的坡耕地，黑土层厚度一般都由开垦初期的80厘米到100厘米，减少到现在的20厘米至30厘米，土壤有机质含量由12%下降到1%至2%，地力明显减退。黑土地正面临消失的危险，这对我国的粮食安全构成威胁。

1.2.5农业基础设施不完善，抵御旱涝灾害能力较弱。

黑龙江省河流纵横，水资源比较丰富，但分布极不均匀，汛期水多，非汛期水少；东部水多，西部水少。全省水资源总量为810亿立方米，人均占有水资源量为2118立方米，低于全国平均水平；耕地亩均占有水资源量460立方米，仅相当于全国平均水平的23%。松嫩平原是黑龙江省重要产粮区，耕地面积占全省的45.6%，而水量仅占全省的5.7%。黑龙江省现有大、中、小型水库679座，总库容量95.9亿立方米，但是其中病险水库有552座，占现有水库总数的81%。现有的农业基础设施也无法满足实际需要，2006年底，全省共打钻机电井22.3万眼，农田有效灌溉面积264.8万公顷，占全部耕地面积的26%；节水灌溉面积为158.7万公顷，仅占全部耕地面积的15.6%。2007年全省遭受了历史罕见的旱灾，造成粮食作物接近绝产面积871万亩，受灾面积达5011万亩，给黑龙江省农业生产造成了极大的损失。

2发展精细农业的必要性

2.1精细农业含义。

精细农业是一种现代化农业理念。所谓精细农业是指基于变异的一种田间管理手段。农田里田间土壤、作物的特性都不是均一的，是随着时间、空间变化的。而在传统的、目前仍在采用的农田管理中都认为是均一的，采用统一的施肥时间、施肥量。实际存在的差别、空间变异使得目前这种按均一进行田间作业的方式有两种弊害：

第一，浪费资源，为了使贫瘠缺肥的地也能获得高收成，就把施肥量设定得比较高，那么本来就比较肥沃的地就浪费了；

第二，这些过量施用的农药、肥料会流入地表水和地下水，引起环境污染。

在这种情况下提出精细农业，根据田间变异来确定最合适的管理决策，目标是在降低消耗、保护环境的前提下，获得最佳的收成。精细农业本身是一种可持续发展的理念，是一种管理方式。但是为了达到这个目标，需要三方面的工作。首先，获得田间数据；其次，根据收集的数据做出决策，决定实施肥量、时间、地点；最后，需要机器来完成。这三个方面的工作仅凭人力是无法很好完成的，因此需要现代技术来支撑，也就是所谓的3S技术——RS（遥感，用于收集数据）、GIS（地理信息系统，用于处理数据）、GPS（定位系统），并且最终需要利用机器人等先进机械来完成决策。这两点结合即平时所说的农业信息化和农业机械化。

2.2发展精细农业的必要性。

千百年来的作物生产都是以地区或田块为基础，在区域或田块的尺度上，把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理，如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施，满足于获得区域、农场或田块平均产量的认识水平，很少顾及对农田的盲目投人及过量施肥、施药造成的生产成本增加和环境污染的后果。传统的农业技术推广模式，也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测，通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。

21世纪人类已进入知识经济时代，迅速发展与普及的信息技术将推动人们在科学利用资源潜力，发展节本增效生产方式，改善和保护生态环境，实现基于信息和知识的生产过程管理决策方面，突破许多传统的模式和观念，开拓出一批具有创新意义的技术体系，以支持社会经济的可持续发展。在实践当今新的农业科技革命中，现代农业技术与电子信息技术的发展，为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异信息，实现基于知识和现代科技的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。

纵观世界现代农业发展动态，一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用，为世界各国的农业发展提供了前所未有的机遇。“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生，成为农业信息技术应用的一个重要分支。其核心是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统、定位系统、决策支持系统、传感技术进行集成，使作物生产更加科学，实现高效利用各种农业资源，保护生态环境的农业可持续发展的目标。

全国目前推行的测土配方施肥工程就是精细农业的一例。测土配方施肥技术是指通过土壤测试及时掌握土壤肥力状况，按不同作物的施肥特征和农业生产要求，实行肥料的适量配比，提高肥料养分利用率。农业部测土本方施肥办公室发布消息表示，在测土配方施肥行动中，全国开展测土配方肥工作的示范县达1020个，投入财政资金近1亿元，培训农民3000多万人，落实测土配方施肥面积1.3亿亩，减少不合理化肥施用70多万吨，节本增效65亿元。目前测土配方施肥的设备还比较复杂，需要每个县建一个测试站，农民自己做不了，以后发展精细农业的目标是便携式仪器。