引言

早在20世紀50年代，美國就已經開始對農業實施了規?；墓芾?。直到20世紀80年代，美國才提出了精準農業的想法和概念。20世紀90年代，由于農業的現代化帶來了很大的環境污染，很多發達國家對精準化農業展開了研究和實踐。進人21世紀，精準農業也日趨完善，根據自身情況在不同的國家也形成了不同的發展模式。

所謂的精準農業是一種基于對農田進行實時的觀察和反饋的農業管理思想。它集成了“35”技術，計算機網絡技術和通信技術，以及農業科學農學，生態學，植物生理學和土壤學。它能夠實現有效作物在整個成長階段的管理控制[1].文獻[2]中關于精準農業技術的應用研究，提到了目前精準農業主要用于精準灌溉，變量播種，病蟲害防治，合理施肥幾個領域中。

針對精準農業研究，本文于第二節開始介紹精準農業的系統架構及其核心技術。第三節主要通過分析美國、日本、以色列幾個國家的精準農業的發展現狀和每個國家比較先進的技術，其中美國以“綠色之星”為案例進行分析，從而針對我國目前的農業現狀和基本國情提出相應的改善意見。最后一節，主要對于精準農業的未來發展做一個展望。

1精準農業的技術概況

精準農業系統主要由信息獲取、信息處理分析、田間實施3個部分組成。其中信息獲取是由3S技術（GPS、GIS和RS的簡稱）傳感技術構成；信息處理分析技術包括決策支持系統、專家系統和模擬系統；田間實施是指VRT農機。從整個精準農業體系的框架來看田間實施是核心，信息處理分析是關鍵，而信息獲取是前臺和基礎。目前，基于3S技術的精準農業使用相對普遍，因為埋在田間用于實時監測和采集數據的傳感器代價較高，精確度也不太高。除此之外，結合GPS和GIS技術實施土壤采樣，產量監測以及繪制土壤圖既方便又精確，再加上地統計學、作物模擬等方法的發展，從而使得基于3S技術的精準農業應用更為普遍[3].

精準農業的技術系統主要包括：全球定位技術（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息技術（GIS）、變量控制技術（VRT）、決策支持系統（DSS）和專家系統（ES），通過這些技術系統對田間作物的信息及自然環境進行實時的監測和管理，從而達到提高材料利用率、降低生產成本、提高經濟效益并在一定程度上減小了對環境的傷害，實現了農業的可持續發展。

2國內外的精準農業發展分析

2.1美國精準農業的發展分析

在20世紀90年代初，美國就開始實施精細農業技術，從此取得了農業的飛速發展和巨大進步。如今，美國的精準農業技術已遙遙領先，各項技術發展都很成熟也有了比較健全的農業管理系統。目前，美國精準農業技術最具有代表性的系統是2012年約翰迪爾公司推出的“綠色之星”精準農業系統和2013年初凱斯公司推出的新一代“先進農業”精準農業系統[4].

由文獻[5]可知，美國的精準農業主要應用于大農場，有60%一70%的大農場采用精準農業技術，也給農場主帶來明顯的效益。精準農業應用的主要地區在美國中西部，應用的主要作物是大豆、小麥、玉米和部分經濟作物。

2.2日本精準農業的發展分析

與美國農業不同，日本精準農業的體系相對較小，它是由小農經濟轉變為集約化、適度規?；默F代農業。日本發展農業的原則是在信息技術的基礎上要保障高經濟效益和低環境污染，與其他國家不同的是，日本強調實用和微觀。

由于日本的土地規模相對較小、作物種類比較多、農戶比較分散、農戶各自經營的方式有所差異，因此日本提出了農業經營共同體，從而能夠更好地對農田的信息進行管理達到收益最大化。

目前，日本精準農業硬件開發日趨成熟，有比較先進的油壓式土壤采樣裝置、農田作物測繪系統、撒播水稻的出苗數檢測系統、水稻植被率連續檢測系統、作物葉色檢測系統和實時土壤光學檢測儀[6].日本的先進技術有：農田測繪技術、按需定量作業技術和決策保障技術。

2.3以色列精準農業的發展分析

由于以色列位于沙漠地帶，人口密度大，耕地面積小，一系列惡劣的自然和社會環境都貌似會成為這個國家發展農業的巨大障礙，然而以色列卻根據本國資源配置情況，確立了高科技、精準化的發展模式，走出了一條極具以色列特色的可持續發展的農業道路，創造了“沙漠里的奇跡”.

目前，以色列的節水灌溉技術、溫室栽培技術以及高效施肥技術都比較成熟，其技術先進性在全球也是遙遙領先[7].

2.3.1節水灌溉技術

以色列一般都采用用水量少但效率高的噴灌或者微灌等節水灌溉技術，針對不同的地勢、地形、環境、面積會相應地從噴灌、滴灌和微噴中進行選擇。以色列除了研制節水技術提高灌溉利用率還不斷地開辟新的灌溉水源。他們的灌溉遵循利用一切可以使用的水源和污水凈化循環利用的原則。