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引言
早在20世纪50年代，美国就已经开始对农业实施了规模化的管理。直到20世纪80年代，美国才提出了精准农业的想法和概念。20世纪90年代，由于农业的现代化带来了很大的环境污染，很多发达国家对精准化农业展开了研究和实践。进人21世纪，精准农业也日趋完善，根据自身情况在不同的国家也形成了不同的发展模式。
所谓的精准农业是一种基于对农田进行实时的观察和反馈的农业管理思想。它集成了“35”技术，计算机网络技术和通信技术，以及农业科学农学，生态学，植物生理学和土壤学。它能够实现有效作物在整个成长阶段的管理控制[1].文献[2]中关于精准农业技术的应用研究，提到了目前精准农业主要用于精准灌溉，变量播种，病虫害防治，合理施肥几个领域中。
针对精准农业研究，本文于第二节开始介绍精准农业的系统架构及其核心技术。第三节主要通过分析美国、日本、以色列几个国家的精准农业的发展现状和每个国家比较先进的技术，其中美国以“绿色之星”为案例进行分析，从而针对我国目前的农业现状和基本国情提出相应的改善意见。最后一节，主要对于精准农业的未来发展做一个展望。
1精准农业的技术概况
精准农业系统主要由信息获取、信息处理分析、田间实施3个部分组成。其中信息获取是由3S技术（GPS、GIS和RS的简称）传感技术构成；信息处理分析技术包括决策支持系统、专家系统和模拟系统；田间实施是指VRT农机。从整个精准农业体系的框架来看田间实施是核心，信息处理分析是关键，而信息获取是前台和基础。目前，基于3S技术的精准农业使用相对普遍，因为埋在田间用于实时监测和采集数据的传感器代价较高，精确度也不太高。除此之外，结合GPS和GIS技术实施土壤采样，产量监测以及绘制土壤图既方便又精确，再加上地统计学、作物模拟等方法的发展，从而使得基于3S技术的精准农业应用更为普遍[3].
精准农业的技术系统主要包括：全球定位技术（GPS）、遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）、变量控制技术（VRT）、决策支持系统（DSS）和专家系统（ES），通过这些技术系统对田间作物的信息及自然环境进行实时的监测和管理，从而达到提高材料利用率、降低生产成本、提高经济效益并在一定程度上减小了对环境的伤害，实现了农业的可持续发展。
2国内外的精准农业发展分析
2.1美国精准农业的发展分析
在20世纪90年代初，美国就开始实施精细农业技术，从此取得了农业的飞速发展和巨大进步。如今，美国的精准农业技术已遥遥领先，各项技术发展都很成熟也有了比较健全的农业管理系统。目前，美国精准农业技术最具有代表性的系统是2012年约翰迪尔公司推出的“绿色之星”精准农业系统和2013年初凯斯公司推出的新一代“先进农业”精准农业系统[4].
由文献[5]可知，美国的精准农业主要应用于大农场，有60%一70%的大农场采用精准农业技术，也给农场主带来明显的效益。精准农业应用的主要地区在美国中西部，应用的主要作物是大豆、小麦、玉米和部分经济作物。
2.2日本精准农业的发展分析
与美国农业不同，日本精准农业的体系相对较小，它是由小农经济转变为集约化、适度规模化的现代农业。日本发展农业的原则是在信息技术的基础上要保障高经济效益和低环境污染，与其他国家不同的是，日本强调实用和微观。
由于日本的土地规模相对较小、作物种类比较多、农户比较分散、农户各自经营的方式有所差异，因此日本提出了农业经营共同体，从而能够更好地对农田的信息进行管理达到收益最大化。
目前，日本精准农业硬件开发日趋成熟，有比较先进的油压式土壤采样装置、农田作物测绘系统、撒播水稻的出苗数检测系统、水稻植被率连续检测系统、作物叶色检测系统和实时土壤光学检测仪[6].日本的先进技术有：农田测绘技术、按需定量作业技术和决策保障技术。
2.3以色列精准农业的发展分析
由于以色列位于沙漠地带，人口密度大，耕地面积小，一系列恶劣的自然和社会环境都貌似会成为这个国家发展农业的巨大障碍，然而以色列却根据本国资源配置情况，确立了高科技、精准化的发展模式，走出了一条极具以色列特色的可持续发展的农业道路，创造了“沙漠里的奇迹”.
目前，以色列的节水灌溉技术、温室栽培技术以及高效施肥技术都比较成熟，其技术先进性在全球也是遥遥领先[7].
2.3.1节水灌溉技术
以色列一般都采用用水量少但效率高的喷灌或者微灌等节水灌溉技术，针对不同的地势、地形、环境、面积会相应地从喷灌、滴灌和微喷中进行选择。以色列除了研制节水技术提高灌溉利用率还不断地开辟新的灌溉水源。他们的灌溉遵循利用一切可以使用的水源和污水净化循环利用的原则。2.3.2温室栽培技术
温室按照功能可以划分为计算机化温室、自助型温室和简易拱型塑料薄膜大棚。其中计算机温室中施肥、灌水系统可以自动控制，除此之外，先进温室的挡板和帘子可以根据阳光的强弱自行调节，从而保证了良好的通风性。
2.3.3高效施肥技术
目前，以色列最常使用的施肥技术是水肥一体化技术。所谓的水肥一体技术就是将灌溉与施肥结合起来，将兑好的肥料和灌溉水通过压力灌溉系统准确、均匀地洒在植物根部，避免浪费在周围土壤上，也减少了水肥的蒸发，从而提高了水和肥料的利用率。
2.4国内精准农业的发展分析
目前，我国的配方施肥技术已发展成熟，作物的生产模型和生产决策支持系统也比较先进。为了寻找适合我国国情的精准农业的发展模式，很多地区也开始了尝试引进和吸收国外的先进技术和设备。
虽然精准农业在个别区域取得了一定成就，但从我国整体发展来看，国内的技术水平、经营管理和经济效益等方面还是远远落后于其他发达国家。除了技术支持水平不足，专家系统不够完善，信息数据收集不全等因素之外，对国外的精准系统和设备过分依赖也都严重制约了我国精细农业的发展。
当然，精准农业没有在我国普遍实施归根究底还是在于我国的土地面积分布不均匀、小型农户较多、劳动力过剩、农民素质普遍较低，缺乏技术知识、农户经济实力有限等等因素。
2.5各国的发展模式给我国带来的启示
综合考虑我国目前大力发展精准农业所存在的困难和国家的实际情况，再借鉴以上提到的几个发达国家的成功经验，为提高我国精准农业的发展，提出以下几点改善措施：
由于地形存在差异，根据相似性，小规模生产的南方可以效仿日本实行农业经营共同体并相应地设计适合用于地块小且不规则的地形的农业机械设备。大规模生产的北方可以借鉴美国的发展模式，减少人工劳动，提高技术水平，实行结合3S技术的机械化自动生产从而提高肥料利用率、降低环境污染、节约水资源。
政府要提高对农业生产的重视度，加大资金投人，努力形成高集约化的精细农业系统，鼓励农民实施精细化耕作，大力宣传精准农业技术知识，提高农民素质水平。
借鉴以色列的节水技术，提高资源配置，使用喷灌和微灌技术代替原有的灌溉方式。
对于温室栽培，可以借鉴以色列，在温室中采用自动化调节光照的薄膜材料，在材料里添加不同的物质，针对作物的生长起到不同的功能。利用本国的信息技术再结合生物技术生产生物电子自控综合设施系统，自动控制植物的生长条件，从而提高劳动生产率。
3我国精准农业的发展与展望
如今，美国和英国等一些发达国家形成的高新技术与农业相结合的精准农业模式已经被广泛地认为是农业可持续发展的重要途径。在我国实行精准农业不仅能提高肥料利用率、节约水资源、提高产量、减少环境污染，还能够在一定程度上促进我国的农业机械化发展。虽然就目前情况而言，精准农业适合比较大规模的农场，而我国更多的是分散式的家庭承包制。但只要因地制宜，根据农田的实际情况，精细准确对各项管理措施和各项物资投人的量做出调整，将利益最大化，那么精准农业就适应于任何规模的场地。
目前，我国的精准农业技术也处于发展阶段，所以每个步骤都要循序渐进。在技术上，可以先拓展3S集成技术，同时开发一些新的应用软件，再研制出更加智能高效的自动化农机。在技术的操作过程中，逐渐用半自动化、自动化作业代替人工劳作。在推广上，要适应我国国情，针对南北方不同的地形和生产规模实施不同的操作方案。除此之外，应该在对精准农业技术和原则充分了解的基础上建立现代农业信息服务平台、加强基础资料数据库建设、发展节水精准农业、发展节肥精准农业、发展精准设施农业和加强精准农业试验示范工作。
精准农业是目前农业发展的必然趋势，我们要顺应时代的潮流，充分借鉴其他国家的成功经验，结合我国的实际情况，加强技术创新，实现农业现代化和信息化，发展带有我国特色的精准农业。
参考文献
[1]WangX,QiQ.Desgin and realizstion of precision agriCulture informaiton system based on 5s [c] Geoinpormatics,2011 19th international conforence on.IEEE .2011:I-4.
[2]吕烈武，郭彬。精准农业的研究应用现状及其在我国的发展方向[J].现代农业科伎，2008（21）：338一339,341.
[3]金继运，白由路。精准农业研究的回顾与展望[J].农业网络信息，2004（52）：3一11.
[4]杨盛琴。不同国家精准农业的发展模式分析[J].世界农业，2014（ll）：43-46.
[5]精准农业：未来粮食种植救星[N].新农村商报，2013一04一24B12.
[6]邓在京。日本精准农业研究与开发现状[J].农机化研究，2004（05）：4一6.
[7]张春拥，盛伟东。现代化精准农业-以色列禾卫夫农业[J].农民致富之友，2002（01）：13.
