發(fā)布時間：2023-04-03 09:50:42
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
（一）解放生產(chǎn)力的內(nèi)在要求
適度規(guī)模與職業(yè)農(nóng)民理論與政策層面的宏觀思路與決策，在具體落地的時候往往演變成學(xué)術(shù)研究上的實證命題。生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。張思光從張家口生態(tài)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀入手，認為當前張家口生態(tài)農(nóng)業(yè)應(yīng)當依托現(xiàn)有的區(qū)位優(yōu)勢，在維持和提高農(nóng)業(yè)生態(tài)功能的前提下實現(xiàn)收益最大化。其中可能的思路包括：一是減少工商資本注入，控制適度經(jīng)營規(guī)模；二是促進農(nóng)民職業(yè)轉(zhuǎn)化，從農(nóng)業(yè)的相關(guān)生態(tài)收益中增加收入。對于適度經(jīng)營問題，王珊珊基于農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)的排序因變量模型得出，較大規(guī)模農(nóng)戶化肥碳排放程度較高，而中等規(guī)模農(nóng)戶施有機肥可能性較高。由此可知，不同規(guī)模的農(nóng)戶由于行為方式的不同而帶來不同的生態(tài)結(jié)果，所以農(nóng)業(yè)適度經(jīng)營具有生態(tài)經(jīng)濟的經(jīng)驗基礎(chǔ)。王建華基于山東、江蘇、黑龍江100個行政村中的986個農(nóng)戶樣本，通過因子分析法得出農(nóng)戶知覺行為控制對農(nóng)戶規(guī)范施用農(nóng)藥行為意愿的影響最大，即務(wù)農(nóng)經(jīng)驗與受教育水平可以有效降低化肥的使用量。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模與農(nóng)民職業(yè)化是實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)乃至農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要抓手。對于農(nóng)民職業(yè)及轉(zhuǎn)化問題，張藕香運用安徽省農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)，采用多分類Logistic模型得出，農(nóng)民職業(yè)與收入“雙重”分化存在代際差異，而導(dǎo)致這一差異的原因在于非農(nóng)就業(yè)比、從業(yè)資質(zhì)、文化程度與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平。根據(jù)這一結(jié)論，政策的著力點應(yīng)當重視促進農(nóng)民在農(nóng)業(yè)內(nèi)部的分化，使之從業(yè)更加專業(yè)化；同時應(yīng)大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，增加服務(wù)業(yè)對農(nóng)民分化的拉力，并從體制機制層面進一步消除諸如戶籍、土地等制度，在放活農(nóng)地經(jīng)營權(quán)的同時，賦予經(jīng)營權(quán)的合法地位，為農(nóng)民穩(wěn)定從事規(guī)模經(jīng)營，發(fā)展家庭農(nóng)場、專業(yè)大戶等現(xiàn)代新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體提供支持。
（二）進一步改革生產(chǎn)關(guān)系
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的市場機制如果說生態(tài)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的外在表征，那么市場機制則是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在機理。李建琴通過構(gòu)建轉(zhuǎn)型時期農(nóng)產(chǎn)品價格管制的理論博弈模型，并通過蠶繭、煙葉、糧食、豬肉四種產(chǎn)品價格管制的案例研究，指出農(nóng)產(chǎn)品價格管制凸顯了公平與效率目標的兩難選擇。農(nóng)產(chǎn)品價格管制不僅導(dǎo)致經(jīng)濟效率損失，而且導(dǎo)致利益分配不公。同時，打破區(qū)域壟斷和行業(yè)壟斷，進一步放松或取消計劃經(jīng)濟時期沿襲的舊的價格管制，同時在尊重市場機制的前提下建立科學(xué)調(diào)控的長效機制，是農(nóng)產(chǎn)品市場化進程中轉(zhuǎn)型國家必然面對和必須解決的重大問題。2014年12月17日，國家煙草專賣局放開烤煙、白肋煙、香料煙等各品種、各等級煙葉收購價格；除此之外，2014年政府啟動了大豆與棉花目標價格的試點，都是積極推進農(nóng)產(chǎn)品價格形成機制的積極舉措。農(nóng)產(chǎn)品市場機制實際上是一個復(fù)雜系統(tǒng)，其中包括諸如市場出清機制、信息傳遞機制等若干有機構(gòu)成，這實際上也對相應(yīng)的政策措施提出更高要求，如政策的系統(tǒng)性與完備性。例如，張永強提出的農(nóng)產(chǎn)品交易的標準化問題，這也是農(nóng)產(chǎn)品期貨市場合約交易的前提條件，不僅如此，農(nóng)產(chǎn)品標準化問題還是一系列市場交易的前提條件，諸如農(nóng)超對接、農(nóng)產(chǎn)品拍賣、生鮮農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)等。再如，佘朝霞等提出的信息機制問題，通過對北京、兩地1744個觀測樣本的回歸分析，發(fā)現(xiàn)不完全信息導(dǎo)致了更多的食物消費過程中的浪費行為，即對就餐餐廳越不熟悉的人浪費越多，與他人一起就餐比一人聚餐的浪費量多。因此，在推進農(nóng)產(chǎn)品價格形成機制的改革過程中，相應(yīng)的政策配套必須要考慮更多的細節(jié)問題。
（三）小結(jié)
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展強調(diào)維持代間均衡與代際均衡的重要性。從生產(chǎn)力層面，勢必要求勞動者、生產(chǎn)工具、勞動對象之間的和諧統(tǒng)一，這也促使在我國加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的過程中，要充分考慮生產(chǎn)規(guī)模的適度性與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的協(xié)調(diào)性，例如王顏齊提到的土地規(guī)模與農(nóng)業(yè)雇傭生產(chǎn)之間的協(xié)調(diào)一致；從生產(chǎn)關(guān)系層面，“使市場機制在資源配置中起決定性作用”作為一個政策的主導(dǎo)型框架，相關(guān)的配套政策及細節(jié)問題應(yīng)當是進一步改革的著力點，此外包括相應(yīng)的組織關(guān)系變革，如胡勝德對黑龍江綜合性合作社的案例考察，也需要引起重視。
二、開放條件下的糧食安全新戰(zhàn)略
（一）國際經(jīng)驗的借鑒
2014年，美國參議院通過新農(nóng)業(yè)法案《食物、農(nóng)場及就業(yè)法案》。對于該法案，彭超認為，美國新農(nóng)業(yè)法案的重點內(nèi)容在于改革收入補貼和強化農(nóng)業(yè)風(fēng)險保障，實際上，收入補貼與農(nóng)業(yè)保險共同構(gòu)成了保障美國農(nóng)民收入的“安全網(wǎng)”。該法案對我國具有重要的啟示意義：一是必須繼續(xù)堅持強農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)政策；二是科學(xué)調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)；三是完善糧食市場調(diào)控政策；四是健全農(nóng)業(yè)保險制度；五是合理利用國際國內(nèi)兩個市場、兩種資源。齊皓天從美國農(nóng)作物收入保險的具體操作入手，提出我國農(nóng)業(yè)政策的調(diào)整思路應(yīng)從直接補貼和價格支持向收入支持方向轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)保險應(yīng)逐步成為農(nóng)業(yè)支持的主要手段。農(nóng)業(yè)保險的方式既可以把政府管理和市場化手段結(jié)合，又可以讓農(nóng)業(yè)保護和WTO規(guī)則相容，可能是未來農(nóng)業(yè)支持政策改革的主導(dǎo)方向；而我國現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)保險存在的問題是我國農(nóng)業(yè)信息化的滯后，還沒有建立起開展農(nóng)業(yè)保險所必備的面積、產(chǎn)量、價格等數(shù)據(jù)的動態(tài)化、可視化、信息化管理條件。隨著新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算等的飛速發(fā)展，我國的農(nóng)業(yè)保險應(yīng)當作為一項重要的政策措施。除政策層面的經(jīng)驗借鑒之外，操作層面的實踐經(jīng)驗同樣有所裨益。例如，王剛毅對比了美國日本生豬產(chǎn)業(yè)鏈的情況，認為我國生豬行業(yè)集中度提升的主要障礙在于土地約束、政策風(fēng)險與人才瓶頸。陳風(fēng)波則通過梳理美國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學(xué)科中Agribusiness的教學(xué)內(nèi)容演進，結(jié)合我國的實際情況提出，隨著我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程的加快，包括現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的建立，農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈Agribusiness研究必將推進，具體包括農(nóng)產(chǎn)管理、農(nóng)產(chǎn)品營銷、農(nóng)業(yè)企業(yè)管理、供應(yīng)鏈管理、質(zhì)量安全管理、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)組織等。
（二）中國實踐的嘗試
在廣泛借鑒國際經(jīng)驗的同時，更應(yīng)當積極探索適合我國國情的具體道路。大豆作為我國進口量最多的農(nóng)產(chǎn)品，其國際價格決定備受關(guān)注，林大燕考察了1995~2012年我國大豆進口價格波動與來源之間的關(guān)系，通過穩(wěn)健標準差回歸得出，多元化的進口來源，特別是因為南北美洲大豆收獲時間的差異，顯著降低了我國大豆進口價格的波動幅度，作為一個農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易凈進口國，需要慎重選擇進口來源及農(nóng)業(yè)走出去的對象，重點關(guān)注和培育與現(xiàn)有進口來源國具有較大季節(jié)互補性且尚未充分開發(fā)的具有生產(chǎn)潛力的國家和地區(qū)。從引進來的角度，農(nóng)業(yè)開放既包括農(nóng)產(chǎn)品市場的開放，又包括農(nóng)業(yè)投資的開放。加入世界貿(mào)易組織以來，我國農(nóng)產(chǎn)品市場已是全球最開放的農(nóng)產(chǎn)品市場之一，與此同時，除種業(yè)之外，我國農(nóng)業(yè)投資幾乎完全放開。陳龍江根據(jù)種業(yè)相對競爭力的測算結(jié)果，提出整體種子市場開放不足，在當前情況下，可適度提高種業(yè)對外開放水平，堅持分類推進，區(qū)別對待，有保有放。應(yīng)繼續(xù)嚴格控制大田作物中三大主糧作物種子的市場準入，掌握轉(zhuǎn)基因種子開發(fā)經(jīng)營的控制權(quán)，收緊種子科研的政策。從走出去的角度，農(nóng)業(yè)開放既包括農(nóng)產(chǎn)品出口，又包括農(nóng)業(yè)對外投資?，F(xiàn)階段，國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相對稟賦優(yōu)勢逐步削弱，農(nóng)產(chǎn)品出口相對弱化，而農(nóng)業(yè)對外投資方興未艾，呈現(xiàn)出快速增長的勢頭。鄒文濤以我國熱帶作物橡膠“走出去”為例，指出在當前農(nóng)業(yè)走出去的過程中，由于缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃與相互協(xié)調(diào)，企業(yè)間沒有形成組團參與國際競爭的合力，導(dǎo)致競爭激烈，內(nèi)耗嚴重，尤其在東南亞地區(qū)。為此，在海外投資戰(zhàn)略中，如何實現(xiàn)投資整合，提升投資效率成為一個重要問題。
（三）小結(jié)
開放經(jīng)濟條件下的國家糧食安全戰(zhàn)略需要堅持“以我為主，立足國內(nèi)，確保產(chǎn)能，適度進口，科技支撐”的方針，但是這一新戰(zhàn)略并不排斥對國際經(jīng)驗的借鑒及中國實踐的嘗試。盡管國情差異甚巨，稟賦條件不同，但現(xiàn)有的發(fā)達國家農(nóng)業(yè)經(jīng)驗及開放歷程可以給我國以諸多啟示，而問題的關(guān)鍵在于通過我國的實踐，探索出一條符合我國實際、解決我國問題的開放道路。
三、總結(jié)與討論
近年來，很多國內(nèi)經(jīng)濟學(xué)者依據(jù)新古典經(jīng)濟增長理論將全要素生產(chǎn)率的增長看做是經(jīng)濟可持續(xù)增長的唯一方式，他們認為中國經(jīng)濟增長仍舊是靠投入獲得的，是不可持續(xù)的。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2013年我國第一產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了增加值56957億元，同比增幅達到4%，而增幅的回落則是在0.5%，而與2011年同期相比，下滑0.3%。雖然增長勢頭有所放緩，但總體增幅還是喜人。
2制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展方式的因素
1)體制性約。首先是家庭聯(lián)產(chǎn)承包經(jīng)營的體制性缺陷。其次是經(jīng)濟體制對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變的約束。
2)資本約束。首先是推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長的資金短缺。其次人力資源是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的另一個重要因素。其一人力資源的素質(zhì)低下大學(xué)生畢業(yè)后不愿回到農(nóng)村。其二是人數(shù)上的短缺在現(xiàn)實情況下，農(nóng)民更愿意去打工而不是務(wù)農(nóng)。
3)技術(shù)約束。科技是第一生產(chǎn)力，必須轉(zhuǎn)變到依靠提高生產(chǎn)效率和技術(shù)進步的發(fā)展方式上來。
3實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的三條路徑
3.1農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。沒有產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；霓r(nóng)業(yè)，技術(shù)與新農(nóng)業(yè)工具的應(yīng)用將受到種種限制。只有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模化農(nóng)業(yè)才能實現(xiàn)現(xiàn)代化。除此之外產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營可以突破市場對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟約束。目前，我國在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展上應(yīng)從以下幾點來做：第一，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。重點是將主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)做大做強、特色做專做精；第二，抓好市場主體建設(shè)。培育帶頭企業(yè)、農(nóng)村合作經(jīng)濟組織、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)三大市場主體；第三，全面推進農(nóng)業(yè)標準化生產(chǎn)，統(tǒng)一農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標準。加強農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量控制，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品標準化，提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力；第四，健全農(nóng)業(yè)服務(wù)體系。
3.2實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化信息化是當今全球經(jīng)濟發(fā)展的主要動力，農(nóng)業(yè)信息化也應(yīng)成為促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，農(nóng)業(yè)技術(shù)進步，社會主義新農(nóng)村建設(shè)的有效途徑。隨著市場經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展進入了新的發(fā)展階段，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化是德天應(yīng)人之舉。要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化就必須經(jīng)由以下幾個步驟。首先，充分發(fā)揮政府在推進農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)的組織與領(lǐng)導(dǎo)作用。農(nóng)業(yè)信息化的服務(wù)是一個涉及多部門、多學(xué)科的綜合性系統(tǒng)工程。政府必須高度重視并相應(yīng)的構(gòu)建起強有力的組織體系并明確職責(zé)分工，加強農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)管理。其次通過制度建設(shè)加決農(nóng)業(yè)信息化復(fù)合型人才的培養(yǎng)步伐，要建立“政府花錢買培訓(xùn)、學(xué)校負責(zé)實施培訓(xùn)、農(nóng)民自主選擇培訓(xùn)”的機制，大力提高農(nóng)民的信息素質(zhì)，使他們具有信息收集、應(yīng)用和反饋能力，培養(yǎng)起農(nóng)業(yè)科技意識，市場意識和信息意識，使他們成為有技能的人。最后加大財政資金對農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科技信息資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)的投入力度。我國農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)處于較低發(fā)展階段，以文獻、數(shù)值、事實為主，大多屬于單媒體產(chǎn)品，信息化發(fā)展所需軟硬件設(shè)施都缺乏甚至沒有。這就必須投入大量資金以建設(shè)農(nóng)業(yè)科技資源數(shù)據(jù)庫。
3.3實現(xiàn)創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)主要有以下三點途徑：首先是科技創(chuàng)新，創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)可以提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量與附加值。比如北京豐臺的南果北種。就是利用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，使北方人們能夠在當?shù)爻缘侥戏剿，F(xiàn)在在許多地方都可以看到無土栽培、人工繁育、氣候調(diào)控等科技農(nóng)業(yè)。除此之外有科技創(chuàng)意也可以提高農(nóng)產(chǎn)品附。其次是文化創(chuàng)新，文化生產(chǎn)力這一重要引擎．可以極大地提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值。創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)完全可以通過運用文化創(chuàng)意，讓文化在產(chǎn)品生產(chǎn)中充分發(fā)揮，滿足人們多樣的需求。浙江省天臺通過文化創(chuàng)新，大力發(fā)展創(chuàng)意意葫蘆，將葫蘆種成彌勒佛、濟公、圣誕老人等形態(tài)的藝術(shù)品，并建立“天臺山藝術(shù)葫蘆網(wǎng)”實現(xiàn)了葫蘆的升華。最后服務(wù)創(chuàng)新，服務(wù)創(chuàng)意農(nóng)業(yè)是通過提供創(chuàng)意性的服務(wù)體現(xiàn)以人為本的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。服務(wù)創(chuàng)意農(nóng)業(yè)可以將生產(chǎn)、運輸和銷售結(jié)合起來，使農(nóng)業(yè)同時具有一、二、三產(chǎn)業(yè)的服務(wù)特征，依據(jù)市場導(dǎo)向，提供多樣的服務(wù)。
4結(jié)語
論文關(guān)鍵詞：WTO，農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易現(xiàn)狀，中國農(nóng)業(yè)
引言 我國是世界上最大的發(fā)展中國家，資源貧乏、人口眾多的國情決定了農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要性。入世以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平不斷提高，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷優(yōu)化,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者素質(zhì)的提高等優(yōu)勢使我國在農(nóng)業(yè)方面走在了世界的前列。為避免入世后世界經(jīng)濟發(fā)展對中國農(nóng)業(yè)造成不利影響，要求我國必須走中國特色的農(nóng)業(yè)發(fā)展道路，發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)業(yè)的整體進步。
1 中國農(nóng)業(yè)發(fā)展及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易現(xiàn)狀
1.1農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過三十幾年的改革與發(fā)展, 中國農(nóng)業(yè)發(fā)生了深刻變化, 綜合生產(chǎn)能力顯著提高, 主要農(nóng)產(chǎn)品市場供求穩(wěn)定。農(nóng)產(chǎn)品總量成倍的增加，從1979年全國糧食總產(chǎn)量3321億公斤到2009年全國糧食總產(chǎn)量10616億斤農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易現(xiàn)狀，我國糧食總產(chǎn)量居世界第一位，其中糧、棉、油、肉、水產(chǎn)品、水果等已躍居世界首位, 肉、蛋、水產(chǎn)品已超過或接近世界平均水平，人均糧食占有量已達到世界平均水平。中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在不斷的發(fā)展壯大（見圖1）。
圖1 2002-2009年中國糧食總產(chǎn)量及增長速度
但是農(nóng)業(yè)的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，由于人口、資源等原因，我國的農(nóng)業(yè)還存在很多困難和問題:（1）農(nóng)民人均收入水平較低中國。中國農(nóng)民一年收人均在6000-7000元，在種植上除去種子、化肥、灌溉等方面，在養(yǎng)殖上，除去幼苗、飼料以及家禽的醫(yī)藥費等，農(nóng)民一年凈收入也能有4000-5000元。而諸如美國等發(fā)達國家農(nóng)民一年人均收入為12000美元左右，因此中國雖然農(nóng)民占全國總數(shù)的70%，但人均收入水平卻遠遠落后于發(fā)達國家水平；（2）資源快速減少，生態(tài)環(huán)境惡化。農(nóng)業(yè)資源方面，由于水資源的過渡開采和被污染，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水嚴重失調(diào)，由于城市外圍建設(shè)以及土地的不合理利用導(dǎo)致人口與土地資源的矛盾十分突出。生態(tài)環(huán)境方面，全國約有1/3的耕地受到水土流失的危害，草原退化面積達0.87億公頃農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易現(xiàn)狀，并仍以每年133萬多公頃的退化速率在及擴展；森林覆蓋率僅為20.36%左右，人均林地面積不足0.12公頃，只有世界平均水平的12.6%；（3）政策對農(nóng)業(yè)傾斜的扶持不夠，國家在農(nóng)業(yè)上的投入相對不足；（4）生產(chǎn)方式不適宜生產(chǎn)力的提高。目前的小農(nóng)生產(chǎn)方式，已經(jīng)阻礙了農(nóng)業(yè)機械化和農(nóng)業(yè)科技的推廣應(yīng)用和發(fā)展，也阻礙了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提高以后對社會化分工的要求，難以走上規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化的發(fā)展道路；（5）隨著農(nóng)村外出務(wù)農(nóng)人數(shù)的增多，農(nóng)村勞動力大部分轉(zhuǎn)移到城市中對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟運行帶來一定的負面影響。
1.2農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易現(xiàn)狀
加入世貿(mào)組織為中國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的發(fā)展帶來了難得的機遇，開辟了更加廣闊的空間。8年來，廣大農(nóng)產(chǎn)品加工出口企業(yè)不失時機地抓住了“入世”帶來的機遇，積極應(yīng)對“入世”帶來的挑戰(zhàn)，農(nóng)產(chǎn)品出口與入世前相比發(fā)生了“質(zhì)”的改變，保持了持續(xù)增長的可喜局面，出口的增長在帶動農(nóng)村就業(yè)、增加農(nóng)民收入、優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面也發(fā)揮了重要作用。農(nóng)產(chǎn)品進口更是呈現(xiàn)高速增長的局面?，F(xiàn)階段農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易呈現(xiàn)以下主要特點是：（1）農(nóng)產(chǎn)品出口結(jié)構(gòu)不合理，即飼料、糧食、棉花，絲類等初級產(chǎn)品多，而高檔次、高技術(shù)含量、高附加值的加工制成品較少；傳統(tǒng)產(chǎn)品多農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易現(xiàn)狀，創(chuàng)新產(chǎn)品少；（2）農(nóng)產(chǎn)品出口市場結(jié)構(gòu)不合理，我國農(nóng)產(chǎn)品大部分主要向美國、歐盟、日本等發(fā)達國家出口，而南美、拉美、非洲等發(fā)展國家及欠發(fā)展國家地區(qū)出口量較少，但從貿(mào)易保護上來看美國等發(fā)達國家卻更容易采取貿(mào)易保護主義。2001年12月11日中國成為WTO的第143個正式成員。中國自加入世貿(mào)組織以來每年的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易總額逐年增加，但2009年由于受全球經(jīng)濟危機影響，我國的農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易總額較2008年有所下降(見下表1)。
表1 2002-2009年中國農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易總額（億美元）
年份
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易總額
306
403.6
514.2
562.9
634.8
781
[關(guān)鍵詞] 植物保護 問題 對策
[中圖分類號] S4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）03-0079-01
一、前言
隨著人們生活水平的不斷提高，對園林實施植物保護是非常必要的。同時，隨著社會的發(fā)展，我國乃至世界的自然環(huán)境也受到嚴重破壞，威脅到了人類生存，綠色植物的大范圍推廣能夠不僅能夠減緩環(huán)境的惡化，還能從根本上治理環(huán)境污染。
二、植物保護的必要性
植物具有保持水土的作用，樹冠的截流、地被植物的截流以及死地被植物的吸收和土壤的滲透作用，減少或減緩了地表徑流量和流速。還有防風(fēng)固沙的作用，樹林的迎風(fēng)面和背風(fēng)面均可降低風(fēng)速，以背風(fēng)面降低的效果最為顯著。隨著社會的不斷發(fā)展，人們對生活環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高。植物以其美化、綠化、凈化環(huán)境等功能受到人們的重視，植物在具有遮陽、降熱、防塵、凈化空氣等功能，而植物常因病蟲害、日灼、凍害等損傷致使其無法發(fā)揮其功能，如果沒有得到適當?shù)谋Ｗo，不僅會喪失植物應(yīng)有的功能，還會給人們的正常生產(chǎn)和生活帶來一定的影響。因此，我們應(yīng)深入調(diào)查植物保護現(xiàn)狀，并根據(jù)具體問題制定相應(yīng)的策略，確保植物充分發(fā)揮其功能。
三、目前我國植物保護工作的面臨的新問題
1. 耕地資源減少給糧食增產(chǎn)帶來了壓力
隨著我國人口的不斷增長，為了解決住房問題，加之我國城市化進程不斷加快，從而使得我國房地產(chǎn)行業(yè)得到快速發(fā)展，這導(dǎo)致我國耕地面積大量減少。盡管大量推廣選用優(yōu)質(zhì)品種、先進的種植技術(shù)等，確保糧食產(chǎn)量，但是，卻增加了農(nóng)作物發(fā)生病蟲害的頻率，加大農(nóng)作物的防控難度。
2. 植物保護專業(yè)人才培養(yǎng)中存在問題
目前，植物保護專業(yè)的實習(xí)有三種，分別是生產(chǎn)實習(xí)、課程實習(xí)和畢業(yè)論文。這些都是學(xué)生理論聯(lián)系實際的橋梁，創(chuàng)新性和創(chuàng)造性能力培養(yǎng)的平臺?？墒乾F(xiàn)在內(nèi)容越來越過于形式化和任務(wù)化，包括：形式單一，看和聽是主流，缺少動手的機會；二是教師實踐技能缺乏，不能全方面對學(xué)生進行實踐指導(dǎo)；三是學(xué)生實習(xí)時間不能與整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)相匹配；四是經(jīng)費過少，學(xué)生往往只能在生產(chǎn)一線參觀而不能長時間去參與生產(chǎn)實踐；五是畢業(yè)論文的指導(dǎo)教師常把自己的科研項目與學(xué)生畢業(yè)論文結(jié)合起來，造成理論研究內(nèi)容過多，與實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)脫節(jié)。
3. 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患
隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，我國人民的生活水有了大幅度提高，特別是對食品質(zhì)量安全問題引起高度重視。在“豇豆問題”出現(xiàn)之后，得到社會各界的高度關(guān)注，與此同時，也為人類敲響了食品安全警鐘。除此之外，世界各個國家提高對進口農(nóng)產(chǎn)品指標的要求，所以，當前世界農(nóng)產(chǎn)品進出口市場競爭十分激烈。由此看來，我們必須要大大提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，才可以在國際市場中站穩(wěn)腳步。
4. 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)民就業(yè)形式要求徹底改變植保服務(wù)的方式
近年來，我國加大了對農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，從而使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了巨大的變化，由最初的分散方式變?yōu)橐?guī)?；?jīng)營方式，這樣一來，使得我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨于規(guī)范化生產(chǎn)?，F(xiàn)如今，我國農(nóng)村存在一個非常普遍的現(xiàn)象，大多數(shù)年輕人都進城打工，然而，剩下的主要為生產(chǎn)能力非常弱的成員來管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是，這些人接受新事物能力偏差，再加上對植保防控技術(shù)認識存在不足，從而嚴重阻礙了植物保護工作的有效實施。
四、植物保護的對策
1. 培養(yǎng)植物保護專業(yè)人才的必要性
隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，新型農(nóng)業(yè)體系的形成對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式特別是植物保護提出了更新更高的要求；可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要：植物保護的目的在于通過有效地控制病蟲草鼠等有害生物的危害以保證農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收，幾十年的實踐證明我國傳統(tǒng)的植物保護體系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的確起到了非常重要的作用。但是同時也受到化學(xué)用品的毒害，現(xiàn)象嚴重。解決以上問題，就必須提出培養(yǎng)人才的方案來培養(yǎng)人才解決問題；我國基層農(nóng)技隊伍發(fā)展的需要：目前，我國基層植物保護人才嚴重匱乏，知識老化，斷層嚴重。在我國的廣大農(nóng)村存在植物保護人才需求與供給的巨大矛盾，只有從根本上解決這一矛盾，才能增加為農(nóng)民提供科學(xué)技術(shù)服務(wù)的機會，以提高他們的整體素質(zhì)。
2. 綠色植保技術(shù)
綠色植保技術(shù)指的是對生態(tài)環(huán)境一作物沒有任何副作用，并且滿足綠色食品生產(chǎn)需求的一種防治病蟲害的新技術(shù)。但是，在實踐過程，必須要做到以下兩點：第一，禁止使用那些含有高劇毒的農(nóng)藥，而是要積極推廣使用不破壞環(huán)境、高效、低毒的農(nóng)藥；第二，應(yīng)該回歸到大自然中，建設(shè)多樣性的農(nóng)田，換言之要建造一個品種、種植與景觀多樣性的農(nóng)田。
3. 有害生物的生態(tài)治理
在病蟲害防控過程中，我國傳統(tǒng)防治對策主要以化學(xué)農(nóng)藥為核心，這樣一來，能夠有效控制某個單一有害生物，但是，此種防治對策，又會殺死有害生物體的天敵，污染環(huán)境，此外，還會使病蟲害抗藥性增強，進而招引更多有害生物的繁殖，這直接會影響到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、質(zhì)量安全、環(huán)境安全等工作。
4. 強植物保護方面的科研工作
首先，進行測報防治。在植物保護工作中，應(yīng)該結(jié)合病蟲害發(fā)作的規(guī)律，另外，還要結(jié)合天氣、土壤、植物生長情況等來預(yù)測病蟲害的發(fā)生，只有結(jié)合具體的實際情況，才可以更好的掌握植物保護趨勢，進而對其進行科學(xué)的預(yù)測；第二，實行檔案管理。構(gòu)建植物保護方面的技術(shù)以及信息檔案，總結(jié)歸納常見病蟲害病例，以便在后續(xù)工作中節(jié)約時間，提高工作效率；第三，加強實驗室建設(shè)。對常見病害蟲進行實驗研究，以便提出更加科學(xué)有效的治理方法；第四，實行市縣鄉(xiāng)病蟲草害的預(yù)測預(yù)報的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。
五、結(jié)束語
植物保護工作是一個相對復(fù)雜并且長期性的工作，我們要著實做好這一項基礎(chǔ)而艱巨的工作。提高植保成果的利用率，并樹立起公共植保、綠色植保的理念，加大力度發(fā)展綠色植保技術(shù)，切實加快由粗放型農(nóng)業(yè)向精細化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
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論文摘要 ：精確農(nóng)業(yè)技術(shù)研究發(fā)展的驅(qū)動力是對農(nóng)業(yè)耕作中發(fā)現(xiàn)的作物生長環(huán)境和實際收獲產(chǎn)量分布的空間差異性的認識，其核心是GPS、GIS、RS等技術(shù)支持下的精確定位與變量作業(yè)。化肥是農(nóng)業(yè)高產(chǎn)和增產(chǎn)的主要投入要素，化肥成本在農(nóng)業(yè)總成本中占了較大的比重，而且化肥的投入量與利用率直接影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、農(nóng)民收入和環(huán)境質(zhì)量。變量施肥適應(yīng)不同地區(qū)、不同作物、不同土壤和不同作物生長環(huán)境的需要進行全面平衡施肥，提高肥料利用率，具有明顯的經(jīng)濟和環(huán)境效益。
我國的化肥投入存在結(jié)構(gòu)不合理、肥料平均利用率低、肥料的增產(chǎn)效益沒能充分發(fā)揮等問題。在變量施肥技術(shù)研究方面，我國基本是引進國外先進技術(shù)設(shè)備，進行消化、吸收的跟蹤研究。因此，研究和開發(fā)自動變量施肥技術(shù)，對發(fā)展符合我國國情的變量施肥技術(shù)和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和實用價值。
本文研究的是基于地圖的自動變量施肥控制系統(tǒng)，可自動接收DGPS信號，獲得施肥機位置和速度信息，根據(jù)施肥決策數(shù)據(jù)實現(xiàn)變量施肥控制。通過手動和自動兩種控制模式，施肥量均可以實現(xiàn)80～500kg/ha范圍之內(nèi)的調(diào)整，電機轉(zhuǎn)速范圍為10～200rpm。系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便易學(xué)、施肥量變化范圍大、控制性能比較穩(wěn)定可靠、控制精度理想等特點。此外，本系統(tǒng)借鑒國內(nèi)外研究經(jīng)驗，以自主開發(fā)為主，成本較低，而且可適用于不同型號的變量施肥機控制，適合我國國情，有利于促進變量施肥技術(shù)的實施及在中國的推廣應(yīng)用。
第一章 緒 論
1.1研究的目的和意義
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展日益成熟，一味地依賴高能源投入提高單產(chǎn)的潛力越來越小。同時，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式所秉承的高資源投入、高能耗及其造成的環(huán)境危害，使人類體驗到強烈的生存危機。人類必須合理地與大自然相處，充分發(fā)揮人類的智慧，尋找大自然自身的規(guī)律，利用高科技的手段服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，走可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展道路。高效低害的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式成為人類追尋的目標。
中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展狀況直接影響到整個國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和社會穩(wěn)定。
中國人多地少，人均資源相對緊缺。同時，土地資源、水資源都面臨著嚴峻的形勢。由于人口仍在繼續(xù)增長，人口與資源的矛盾將日益突出。中國農(nóng)業(yè)發(fā)展普遍面臨農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)成本高、品質(zhì)差、化肥利用率低、環(huán)境污染嚴重、勞動效率低等問題。過去的半個世紀，中國的化肥投入和糧食單產(chǎn)已經(jīng)達到了一個較高的水平，其進一步上升的空間有限。參考發(fā)達國家因農(nóng)業(yè)工程技術(shù)所帶來的勞動效率和糧食單產(chǎn)增長的經(jīng)驗，中國有必要加大農(nóng)業(yè)工程技術(shù)裝備的投入，以提高土地利用率、勞動生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出率。
因此，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的途徑和方式，既要充分有效地利用資源，又要節(jié)約、保護和合理利用資源，大力發(fā)展中國式的可持續(xù)農(nóng)業(yè)則可望有力地解決人口與資源這一矛盾。
精確農(nóng)業(yè)（Precision Agriculture）作為可持續(xù)農(nóng)業(yè)的有效發(fā)展模式，近年來成為國際上農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的熱點領(lǐng)域。其含義是指利用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等信息技術(shù)，在定位采集地塊信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)地塊土壤肥力、作物病蟲害、雜草、產(chǎn)量等在時間與空間上的差異，按農(nóng)藝要求進行精確定位、變量耕種、變量施肥、變量灌水、變量用藥等農(nóng)業(yè)技術(shù)的調(diào)整和管理，最大限度地優(yōu)化使用各項農(nóng)業(yè)投入，以獲得最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益。精確農(nóng)業(yè)有利于提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，高效利用資源，同時保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，保護土地等農(nóng)業(yè)自然資源，減少對環(huán)境的污染，代表著農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。
由于化肥成本在農(nóng)業(yè)投入中占有比較大的比重，而且化肥的投入量與利用率直接影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)出、農(nóng)民收入和環(huán)境質(zhì)量，因此，變量施肥技術(shù)是精確農(nóng)業(yè)作業(yè)體系中重要的組成部分之一。
1.2變量施肥及其必要性
精確農(nóng)業(yè)的核心是GPS、GIS、RS支持下的精確定位與變量作業(yè)。變量投入技術(shù)VRT(Variable Rate Technologies)如圖1.1所示。
變量施肥，是指根據(jù)地塊的不同要求，有針對性地撒施不同配方及不同量的混合肥。變量施肥的田間操作，主要由變量施肥機來完成，這種機器是一臺裝配有GPS系統(tǒng)和計算機的拖拉機。具體過程如下：田間各小區(qū)所需肥料的比率及單位面積施用量，都經(jīng)過專家系統(tǒng)決策事先存入計算機；當拖拉機在田間行駛時通過GPS的準確定位獲取機具當前位置信息；經(jīng)計算機的提示控制撒播施肥量，然后將N、P、K等肥料按比例施入田里【6。8】。這樣就防止了化肥的過量使用以及由此而產(chǎn)生的環(huán)境污染，提高了作物產(chǎn)量和品質(zhì)，同時帶動農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)及田管商業(yè)化的發(fā)展【9、10】。
化肥是農(nóng)業(yè)高產(chǎn)和增產(chǎn)的主要投入要素，化肥成本在農(nóng)業(yè)總成本中占了較大的比重。如1993~1994年，美國在阿華達州的兩個農(nóng)場開展了精確農(nóng)業(yè)試驗，利用GPS的變量施肥技術(shù)表明，產(chǎn)量結(jié)果比傳統(tǒng)均衡施肥提高了30%【12】。明尼蘇達大學(xué)在明尼蘇達州漢斯卡農(nóng)場實驗研究表明：傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)每公頃施肥為119.8kg，而變量施肥平均為82kg。扎卡比森甜菜農(nóng)場采用變量施肥技術(shù)減少了氮肥用量，肥料投入每公頃平均減少15.52美元，收益平均每公頃增加358.32美元【9、11、12】。我國的化肥投入突出問題是結(jié)構(gòu)不合理，肥料平均利用率較發(fā)達國家低10%以上，氮肥為30～35%，磷肥為10～20%，鉀肥為35～50%，低于美國和日本的氮肥利用率（可達60～70%）?；释度胗绕涫橇追实耐度肫毡槠撸斐绅B(yǎng)分投入比例失調(diào)【13、14】。而地域和養(yǎng)分不平衡有進一步減少了肥效。施肥量的多少和利用率高低直接決定著農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和農(nóng)民收入。
傳統(tǒng)的施肥方式是在一個地塊內(nèi)使用一個施肥量。而在同一地塊內(nèi)，土壤養(yǎng)分含量存在著差異，如果采用平均施肥，會造成在肥力低而其它生產(chǎn)性狀好的區(qū)域施肥不足；而在肥力高但其它生產(chǎn)性狀不好的區(qū)域則施肥過量，其結(jié)果必然造成肥料浪費、成本提高和環(huán)境污染。
變量施肥適應(yīng)不同地區(qū)、不同作物、不同土壤和不同作物生長環(huán)境的需要進行全面平衡施肥，提高肥料利用率，具有明顯的經(jīng)濟和環(huán)境效益，有望成為未來施肥的發(fā)展方向【15、16】。
1.3施肥主要支撐技術(shù)
（1） 全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）
精確農(nóng)業(yè)中的定位信息采集與變量實施，需要應(yīng)用GPS。已經(jīng)建成投入運行的有美國GPS系統(tǒng)和俄羅斯的全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)。目前歐洲為了滿足本地區(qū)導(dǎo)航定位的需求，計劃開發(fā)針對GPS和GLONASS的廣域星基增強系統(tǒng)（EGNOS），包括地面設(shè)施和空間衛(wèi)星，以提高GPS和GLONASS系統(tǒng)的精度、完備性和可用性。同時，為了打破目前世界美、俄全球定位系統(tǒng)在這一領(lǐng)域的壟斷，歐洲決定啟伽利略計劃，建立自主的民用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GALILEO）。
應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的GPS產(chǎn)品，如美國Trimble公司Ag132 12通道GPS接收機，可接收信標臺的地區(qū)性差分校正信號免費服務(wù)或獲得由近地衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的廣域差分收費校正信號服務(wù)，提供可靠的分米級定位和0.16km/h的速度測量精度?？捎糜谵r(nóng)田面積和周邊測量、引導(dǎo)田間變量信息定位采集、作物產(chǎn)量小區(qū)定位計量、變量作業(yè)農(nóng)業(yè)機械實施定位處方施肥、播種、噴藥、灌溉和提供農(nóng)業(yè)機械田間導(dǎo)航信息等。
（2）地理信息系統(tǒng) (Geographical Information System，GIS)
GIS是以采集、存儲、管理、描述、分析地球表面及空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，即它是以計算機為工具，具有地理圖形和空間定位功能的空間型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，在技術(shù)上已經(jīng)成熟【1]。它在精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中主要用于建立農(nóng)田土地管理，土壤數(shù)據(jù)、自然條件、作物苗情、病蟲草害發(fā)生發(fā)展趨勢、作物產(chǎn)量的空間分布等的空間信息數(shù)據(jù)庫和進行空間信息的地理統(tǒng)計處理、圖形轉(zhuǎn)換與表達等，為分析差異性和實施調(diào)控提供處方信息【2】。
（3）傳感、監(jiān)測系統(tǒng)及遙感（Romote Sensing，RS）
精確農(nóng)業(yè)技術(shù)實際上是一種以信息為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)。它利用傳感器及監(jiān)測技術(shù)可以方便、準確、完整地獲得當時當?shù)氐谋匾獢?shù)據(jù)，再根據(jù)各因素在控制作物生長中的作用規(guī)律或其相互關(guān)系，迅速作出恰當?shù)墓芾頉Q策，進而控制對作物的投入或調(diào)整作業(yè)操作。廣義的說，遙感是在不接觸的情況下，對目標物進行遠距離感知的一種探測技術(shù)；俠義上說是指通過航空或航天遙感平臺（飛機或衛(wèi)星），利用傳感器（如掃描儀、雷達等）獲取目標物反射或輻射的電磁波信息，通過信息的傳輸和處理，實現(xiàn)目標物遠距離探測研究的科學(xué)技術(shù)。
RS技術(shù)是未來精確農(nóng)業(yè)物技術(shù)體系中獲得田間數(shù)據(jù)的重要來源，它可以提供大量的田間時空變化信息。近30多年來，RS技術(shù)在大面積作物產(chǎn)量預(yù)測，農(nóng)情宏觀預(yù)報等方面作出了重要貢獻。（4）計算機控制器(Computer Controller)及變量執(zhí)行設(shè)備(Variable Application Equipment)
控制器接收DGPS中的位置信號，從GIS中的電子地圖提取變量決策信息，接收實時傳感器的信息，并將它們經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換為控制信號，然后輸出給變量執(zhí)行設(shè)備，通過液動、氣動或電動系統(tǒng)實現(xiàn)對作物的變量投入?？刂破鬟€可以接收執(zhí)行設(shè)備傳來的反饋信號，對作物投入量進行調(diào)整并存檔備查。【2】
1.4變量施肥技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.4.1國外研究現(xiàn)狀
美國的精確農(nóng)業(yè)在70年代起步，開始注意土壤和農(nóng)作物條件的變化與改善管理的關(guān)系，八十年代初提出精確農(nóng)業(yè)的概念和設(shè)想，已有精確農(nóng)業(yè)概念的商業(yè)化應(yīng)用，九十年代初進入生產(chǎn)實際應(yīng)用。在美國，以土地平坦、經(jīng)營規(guī)模大的中西部大平原地區(qū)發(fā)展最快。美國已經(jīng)將土壤類型、土壤質(zhì)地、土壤養(yǎng)分含量、歷年施肥和產(chǎn)量情況等有關(guān)信息輸入計算機，形成了資料齊全的土壤養(yǎng)分和肥料信息系統(tǒng)。那里的許多地區(qū)和農(nóng)場，已將此類信息制成GIS土壤養(yǎng)分或肥料使用的GIS圖層，形成了信息農(nóng)業(yè)和精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)支持體系，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展形成了精確農(nóng)業(yè)變量施肥技術(shù)。在田間任何一個操作單元上均可實現(xiàn)各種營養(yǎng)元素的全面平衡供應(yīng)，肥料投入更為合理，使肥料利用率和施肥增產(chǎn)效益提高到較理想的水平。在這種管理水平下，氮肥當季利用率可達60％以上【24，25】。
此外，在英國、德國、荷蘭、法國、加拿大、澳大利亞、巴西等國家都有開展精確農(nóng)業(yè)研究和應(yīng)用的報道。日本、韓國等國家近年來已加快開展精確農(nóng)業(yè)的研究工作，并得到政府部門和相關(guān)企業(yè)的大力支持。
變量施肥技術(shù)作為精確農(nóng)業(yè)技術(shù)的重要組成部分，經(jīng)過近二十年的研究與開發(fā)，在歐美發(fā)達國家發(fā)展很快，已初具規(guī)模，其相關(guān)技術(shù)已日臻完善和商品化【26，27】。近年來，美國在播種、施肥、噴藥、灌溉技術(shù)等方面已實現(xiàn)變量控制【6】。
目前變量施肥大多數(shù)是基于電子地圖的自動變量施肥，其中根據(jù)GPS信號和施肥量信號向驅(qū)動模塊發(fā)出控制指令的控制臺是整個變量施肥系統(tǒng)的核心。歐洲的RDS公司、Hrdro Agri公司等，美洲的Agtron公司、Agleader公司、Micro－Trak公司、Mid－Tech公司、Trimble公司等已經(jīng)有具有通用性的產(chǎn)品上市，其接口可以適應(yīng)液肥、粒肥等多種作業(yè)機械的控制。
例如，1995年美國明尼蘇達州、華盛頓州開發(fā)了商品性變量投入技術(shù)(VRT～Variable Rate Technology)應(yīng)用設(shè)備【11，28】。Mid－Tech公司生產(chǎn)的新型控制器TASC6200具有較大的適應(yīng)范圍，可控制液體、顆粒狀固體、液態(tài)氨、排種、化學(xué)農(nóng)藥注射系統(tǒng)等，具有很大的通用性。Rawson控制系統(tǒng)公司生產(chǎn)的ACCU-RATE變量控制器【29】是一種多功能的處理器，可以進行編程獨立控制兩種種子變量播種，或者在同一時間控制種子和化肥兩個量。有兩個RS-232口用來輸入兩種GIS決策信息，其處理器可以顯示速度信息、面積計算、距離以及每畝種子數(shù)量和化肥的重量。該處理器有一個GPS工作模式和一個人工作業(yè)模式，在人工作業(yè)模式下，通過撥號來控制施肥量或播種量的變化?？梢杂糜诰_播種、條播、飛播任意類型的種子，也可以用于液態(tài)化肥或固態(tài)化肥的變量實施。另外，Ag Leader公司生產(chǎn)的PFA田間計算機【29】使精確農(nóng)業(yè)播種和施肥的精確和簡單達到一個更高的水平。它帶內(nèi)置GPS，可直接控制Rawson變量液壓驅(qū)動系統(tǒng)，不需變量控制器中間環(huán)節(jié)。通過手動設(shè)置或自動讀取處方圖，控制播種、固體化肥或液態(tài)產(chǎn)品的施用。作業(yè)過程中可記錄實際施肥量或播種量，同時利用導(dǎo)航光靶進行導(dǎo)航。
日本對氮肥變量實施進行了研究。由Hatsuta工業(yè)公司制造的稻田變量施肥機是基于地圖的，可施用固體肥料、噴藥等。系統(tǒng)由電子馬達、容量為120L的肥箱、六個測連裝置和十二只噴管組成，由地輪傳感器測得機具前進速度，機載GPS測得位置信息，查詢地圖中相應(yīng)的施肥量，從而控制排肥口的施肥量。實驗表明變量施肥比傳統(tǒng)均一施肥節(jié)肥12.8%，而且使水稻種植獲得高產(chǎn)成為可能【30】。
俄羅斯全俄農(nóng)機化研究所【31】自行研制了自動變量施肥機，并進行了田間試驗。該機自動變量控制原理是：在排肥口裝一個電磁鐵和共振片，通過控制電磁頻率，使共振片震動，達到開啟和閉合的目的，從而自動控制施肥量變化。
德國AMAZONE公司【10，32】開發(fā)了一種主要用于麥類作物春季追肥的實時自動變量施肥機。在該機器的中央控制單元里，存儲變量施肥處方圖，同時通過拖拉機前部安裝的基于機器視覺的作物長勢傳感器，監(jiān)測作物冠層的葉綠素含量，判斷作物的營養(yǎng)狀態(tài)，計算出氮的追肥需要量對原來的處方圖作出修正，然后通過液壓馬達控制變量施肥。
精確農(nóng)業(yè)在美國等發(fā)達國家已經(jīng)形成一種高新技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)，已被廣泛承認是可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的重要途徑，并無疑是21世紀領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。
1.4.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀及存在問題
早在80年代，上海就開展過計算機指導(dǎo)下的測土施肥研究，并在生產(chǎn)上取得了良好的效果。現(xiàn)在正在已有工作的基礎(chǔ)之上進一步研究應(yīng)用適于上海地區(qū)的精確施肥系統(tǒng)。1996年5月在中國化工學(xué)會和中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會聯(lián)合召開的“提高肥料養(yǎng)分利用率學(xué)術(shù)研究會”上指出，我國化肥當季利用率低。由于化肥消費量的大部分是氮肥且易淋溶和揮發(fā)損失，所以，提高化肥利用率和肥效的重點是氮肥。與會專家預(yù)測，到2010年化肥利用率的目標是：氮肥當季利用率提高10個百分點，即由30%～35%，提高到40%～45%【33，34】。但是，測土推薦平衡施肥這一初級技術(shù)尚未真正落實，在土壤養(yǎng)分狀況、養(yǎng)分管理和施肥技術(shù)等方面研究基礎(chǔ)更是薄弱。現(xiàn)有的有限資料也分散，未能真正用于生產(chǎn)發(fā)揮作用，以至于農(nóng)民在施肥上存在很大盲目性；氮、磷、鉀肥施用比例不合理；中、微量元素缺乏；肥料利用率低，肥料的增產(chǎn)效益沒能充分發(fā)揮。
美國液態(tài)復(fù)合肥使用率高，復(fù)合肥中大量元素供給量也明顯高于我國。據(jù)研究報道，美國氮肥中液N使用量占23.6%，復(fù)合肥中供N和P的百分率分別為20.1%和93.4%。而中國目前液態(tài)N肥的生產(chǎn)和使用量非常少，P、K及其它液肥幾乎沒有；復(fù)合肥中提供N的百分率為7.2%(比美國低13%)，提供P的比例為40.4%(比美國低53%)。在液態(tài)復(fù)合肥應(yīng)用上，我國落后美國20~30年【35】。因此，在普及應(yīng)用顆粒復(fù)合肥的同時，逐步推廣液態(tài)復(fù)合肥，研究和引進美國液肥生產(chǎn)和施用技術(shù)，對發(fā)展我國農(nóng)業(yè)具有很大促進作用。
目前精確農(nóng)業(yè)的技術(shù)思想已開始在我國傳播和引起科技和產(chǎn)業(yè)界的重視。國家在863計劃中已列入了精確農(nóng)業(yè)的內(nèi)容【11，36】，也有多家科研單位開展了變量施肥的研究工作。
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)人工智能研究中心研究了用于變量施肥的決策支持系統(tǒng)VRF－ISDSS【37】。系統(tǒng)包括農(nóng)業(yè)區(qū)的基礎(chǔ)地理信息、作物生產(chǎn)知識、作物生長養(yǎng)分需求的數(shù)學(xué)模型和分析方法，利用知識庫的知識對決策方案進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化，能夠進行精確農(nóng)業(yè)變量施肥的智能決策與空間決策。
2000年，清華大學(xué)與北京市農(nóng)業(yè)局合作，通過GPS田間管理系統(tǒng)對田間土地進行精確采樣和精確施肥的研究【38】。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心【39】追蹤國際上精確農(nóng)業(yè)的最新成果，進行技術(shù)與設(shè)備的引進、消化和吸收。他們依靠引進和自主研發(fā)相結(jié)合，研制的自動變量施肥機、農(nóng)藥噴灑機可實現(xiàn)動態(tài)變量投入，獲得了國家專利。其自動變量控制也是基于地圖的，由地輪雷達測速儀測得機具前進速度，機載GPS得到機具精確的位置信息，利用田間計算機(AgGPS170)讀取處方圖對應(yīng)的施肥量，通過控制變量控制器驅(qū)動液壓系統(tǒng)，從而實現(xiàn)控制施肥量的目的。
此外，農(nóng)作物生長性狀遙感監(jiān)測、土壤養(yǎng)分和水分快速監(jiān)測、作物生長模型、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、施肥、噴藥、灌溉的智能化技術(shù)等研究已在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院、吉林大學(xué)、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、等單位展開【2，40，41】。
我國當今農(nóng)業(yè)機械技術(shù)水平從總體上看落后發(fā)達國家不止20年【20、66】，在變量施肥技術(shù)研究方面，基本是引進國外先進技術(shù)設(shè)備，進行消化、吸收的跟蹤研究。需要在變量施肥技術(shù)及相關(guān)技術(shù)方面，如采樣技術(shù)、采樣導(dǎo)航技術(shù)、土壤速測技術(shù)、施肥決策技術(shù)和產(chǎn)量記錄技術(shù)等領(lǐng)域推動高新技術(shù)的應(yīng)用研究與實踐，開發(fā)適于我國國情先進的變量施肥技術(shù)，使之成為一個有機的技術(shù)體系。精確農(nóng)業(yè)的示范試驗研究有可能成為農(nóng)業(yè)機械裝備領(lǐng)域應(yīng)用信息高新技術(shù)實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的切入點。研究和開發(fā)自動變量施肥技術(shù)，具有重要的社會意義，而自動變量施肥控制系統(tǒng)作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，為自動變量施肥的實現(xiàn)提供了技術(shù)支持。
1.5本文技術(shù)路線及研究內(nèi)容
SHAPE \* MERGEFORMAT 自動變量施肥技術(shù)分為基于傳感器和基于地圖兩種。在基于傳感器的方式中，通過傳感器實時得到田間土壤養(yǎng)分、水分、種子等方面的數(shù)據(jù)后，實時自動控制變量投入；在基于地圖的工作方式中，數(shù)據(jù)被收集和存儲后，經(jīng)過分析處理做出變量決策，然后進行控制變量投入操作。目前大多數(shù)變量施肥是基于地圖的，但是隨著實時傳感器技術(shù)的日益成熟，基于傳感器的變量施肥控制系統(tǒng)將得到越來越廣泛的應(yīng)用。
本文自動變量施肥控制系統(tǒng)是基于地圖的，整個控制系統(tǒng)分為手動和全自動兩種工作模式?？刂葡到y(tǒng)技術(shù)路線如圖1.2所示。
SHAPE \* MERGEFORMAT
首先通過施肥機排肥標定確定標定參數(shù)，寫入控制程序中。在自動模式下，系統(tǒng)通過RS232串口將DGPS信號讀入單片機，提取機具前進速度v和經(jīng)、緯度位置數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)格識別程序計算出當前機具所在的地塊網(wǎng)格名稱，然后查詢對應(yīng)于該地塊的決策施肥量Q，并顯示當前位置和施肥量。手動模式下，通過鍵盤輸入各個網(wǎng)格的施肥量，并讀取地輪接近開關(guān)傳感器的脈沖信號得到機具前進的速度值。最后，通過施肥公式計算所需的步進電機轉(zhuǎn)速n，將該轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為變頻脈沖驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)過變速控制排肥軸從而實現(xiàn)變量施肥。
轉(zhuǎn)貼于
基于控制系統(tǒng)的技術(shù)路線，需要研究的主要內(nèi)容如下：
(1)
在分析影響施肥的各種因素和施肥控制原理的基礎(chǔ)上，確定變量施肥控制系統(tǒng)實施方案；
(2)
分析控制系統(tǒng)的輸入和輸出條件，設(shè)計采用單片機為核心的控制系統(tǒng)作為自動變量施肥執(zhí)行機構(gòu)的控制器；
(3)
編寫單片機控制程序，實現(xiàn)對DGPS位置和速度信息的提取及對地輪傳感器脈沖值的提取，并要求能夠正確識別地塊網(wǎng)格和查詢對應(yīng)施肥量；
(
4)
確定施肥控制曲線和實際排肥量、排肥軸的轉(zhuǎn)速及施肥機具前進速度三者的關(guān)系，建立自動變量施肥的控制模型。
第二章自動變量施肥控制系統(tǒng)設(shè)計
2.1系統(tǒng)要求
2.1.1系統(tǒng)輸入輸出信號
自動變量施肥機所要達到的目的是在不同地塊網(wǎng)格達到按需施肥，控制系統(tǒng)的任務(wù)就是根據(jù)輸入信號計算得到步進電機工作所需的控制脈沖，然后輸出。
輸入信號有：DGPS經(jīng)緯度位置信號和速度信號、接近開關(guān)傳感器或角度－數(shù)字編碼器得到的地輪轉(zhuǎn)速脈沖信號、鍵盤輸入施肥量、存儲施肥決策數(shù)據(jù)的IC卡接口。
輸出信號有：控制步進電機轉(zhuǎn)速的變頻脈沖信號、顯示施肥網(wǎng)格編號和施肥量/速度值、顯示DGPS信號正常接收的指示信號等。
2.1.2系統(tǒng)通信
控制系統(tǒng)實際變量施肥作業(yè)時需要接收DGPS信號。在施肥網(wǎng)格識別模擬中則需要接收由計算機串行口輸出的模擬DGPS數(shù)據(jù)。同時作為精確農(nóng)業(yè)變量的實施執(zhí)行機構(gòu)，要求控制系統(tǒng)能與計算機進行通信，可以直接提取GIS作出的決策數(shù)據(jù)，用于變量控制的實施。
2.2系統(tǒng)設(shè)計
2.2.1影響排肥量的主要因素
（1）肥料自身的物理特性
顆粒狀肥料自身的物理特性主要包括松散性、架空性、成塊性和流動性等，松散性好、不易架空、不易成塊、流動性好的肥料，利于實現(xiàn)順利排肥。
（2）排肥器類型和工作參數(shù)影響【3】
排肥器類型有圓盤式、攪龍式、槽輪式等，本文自動變量施肥機采用普通的外槽輪式排肥器。此種排肥器每轉(zhuǎn)的排肥量為：
（2－1）
式中：q1、q2－排肥器每轉(zhuǎn)強制層和帶動層的排肥量（g）；
d－外槽輪的直徑（cm）；
L－外槽輪工作長度（cm）；
γ－肥料容重（g/cm3）；
n－排肥軸轉(zhuǎn)速（rpm）；
α(n)－肥料對凹槽的充滿系數(shù)，與轉(zhuǎn)速有關(guān)；
f－每個凹槽的端面積（cm2）；
t－槽的節(jié)距(cm)；
cn(n)－帶動層的特性系數(shù)或計算厚度(cm)，與轉(zhuǎn)速有關(guān)。
則排肥器每分鐘的排肥量為：
（2－2）
對于固定的排肥器來說，影響排肥量的參數(shù)是排肥器的軸向長度L和排肥軸的轉(zhuǎn)速n，二者均與排肥量成正比。
（3）機具前進速度的影響
計算出施肥機每公頃施肥量為：
（2－3）
式中：q－排肥器每分鐘的排肥量（g/min）；
B－施肥機行距（m）；
v－機具前進速度（km/h）。
可以看出，機具前進速度v與施肥量成反比。
2.2.2施肥原理
（1）施肥控制公式
當排肥軸轉(zhuǎn)速一定時，機具前進速度增加，單位面積施肥量減少。如果考慮到機具前進速度的影響，則不同地塊網(wǎng)格施肥量為：
（2－4）
其中q(n)表示排肥器排肥量，是排肥軸轉(zhuǎn)速n的函數(shù)。如果對排肥器排肥量和排肥軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系進行標定，則有標定擬合方程：
（2－5）
其中，k－標定直線斜率；b－標定直線截距。
把標定擬合方程代入施肥量公式（2－4）中，得到步進電機轉(zhuǎn)速控制公式：
（2－6）
其中，i－排肥軸與電機傳動比。
本文中，六行自動變量施肥機的步進電機需要通過鏈條與排肥軸連接，而兩行自動變量施肥機的步進電機通過連軸器直接與排肥軸連接，所以傳動比i針對不同情況可以選用不同值。
對于確定的施肥機和肥料，參數(shù)B、b、k、i是確定值，可以作為常量寫入單片機或存儲在IC卡中。對于不同的施肥機或肥料，只需要改變這些參數(shù)，而不必改變程序，從而使軟件具有通用性。對于一定的施肥量Q來說，電機轉(zhuǎn)速n隨不同機具前進速度v而改變，可以通過控制電機轉(zhuǎn)速n達到適應(yīng)不同機具前進速度v下的變量施肥要求。
（2）網(wǎng)格識別計算
在自動變量施肥中，根據(jù)各網(wǎng)格土壤養(yǎng)分分布情況，要求同一地塊中的不同網(wǎng)格有不同的理論施肥量。為此需要接收DGPS信號，從中實時提取施肥機當前位置的經(jīng)、緯度和速度信息，判斷施肥機所處的地塊網(wǎng)格，才能針對該網(wǎng)格的施肥要求進行變量施肥。
網(wǎng)格識別計算公式如下【4】：
其中：
式中：X0、Y0－地塊基點經(jīng)緯度坐標值（0）；
X、Y－當前位置經(jīng)、緯度坐標值（0）；
M－網(wǎng)格經(jīng)度方向數(shù)字編號（列）；
N－網(wǎng)格緯度方向數(shù)字編號（行）；
α－地塊縱向邊與高度線偏角（0）；
β－地塊橫向邊與經(jīng)度線夾角（0）；
mA－網(wǎng)格寬度(m)；
mB－網(wǎng)格高度(m)；
Rlat－1米對應(yīng)的緯度值（0）；
Rlon－1米對應(yīng)的經(jīng)度值（0）；
Lint－表示向左取整函數(shù)。
對于不同的實驗地塊，α、β、mA、mB、Rlat、Rlon定義為網(wǎng)格參數(shù)，表示網(wǎng)格大小、形狀等。公式中對應(yīng)同一地塊的所有網(wǎng)格參數(shù)都是常量。
地塊參數(shù)是對農(nóng)田位置、形狀和施肥網(wǎng)格的說明，是自動變量施肥機實現(xiàn)地塊網(wǎng)格識別的必要參數(shù)。在網(wǎng)格識別公式中，把p、q、s、t定義為地塊參數(shù)，為方便編程，可以事先算出它們的值，然后與基點經(jīng)、緯度值X0、Y0一起作為網(wǎng)格識別公式的常量。
施肥參數(shù)由變量施肥決策系統(tǒng)軟件生成，是與施肥網(wǎng)格名一一對應(yīng)的理論施肥量，也是控制自動變量施肥機實現(xiàn)變量施肥的必要參數(shù)。地塊參數(shù)和施肥參數(shù)可以作為常量寫入單片機或存儲在IC卡中，對不同的地塊改變這些參數(shù)即可。
施肥過程中，控制系統(tǒng)接收到DGPS信號，進行網(wǎng)格識別，判斷出機具所處的網(wǎng)格名稱，查詢對應(yīng)的決策施肥量。同時把速度信號v和施肥量Q代入施肥控制公式（2－6）中，計算出當前所需電機轉(zhuǎn)速，以單路脈沖的形式輸出，從而實時控制排肥軸轉(zhuǎn)動。
2.2.3控制方案
由于自動變量施肥技術(shù)的初期設(shè)備投入比較高，而且對使用人員素質(zhì)也有比較高的要求，需要進行技術(shù)培訓(xùn)。目前我國大多數(shù)地區(qū)實行家庭承包的土地經(jīng)營方式，農(nóng)民沒有能力單獨購買GPS等設(shè)備，所以針對我國農(nóng)村現(xiàn)有的生產(chǎn)條件提出采取手動和自動兩種控制方案。手動控制方式比較簡單，在沒有GPS設(shè)備的情況下，可以根據(jù)地塊的施肥決策情況或農(nóng)民自主施肥決策進行手動變量控制。同時充分考慮到農(nóng)業(yè)機械所需的可靠性，在田間出現(xiàn)丟失GPS信號或電子系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，可以通過手動控制方式，及時完成作業(yè)季節(jié)的變量施肥作業(yè)。