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从精确定位到智能系统:1994年以来全球学者这样定义精准农业

作者:罗建军 2019-07-15 10:35

编者按:“精准农业是一种管理战略,它收集,处理和分析时间、空间和个人数据,并将其与其他信息相结合,以根据估计的可变性来支持管理决策,从而提高资源利用效率、生产力、质量、盈利能力和农业生产的可持续性。 ”这是对精准农业(PA)所谓的官方定义。而在这之前,对PA的理解及其研究其实是一个循序渐进的过程。在这个过程中,全世界的科学家们纷纷撰文表达自己看法,由此丰富了PA内涵和外延。35斗搜集整理后,翻译了自1994年以来农业学者对精准农业的各种定义,并附上了参考文献,以期为大众参阅提供方便。



1994年,Pierce 等人


精准农业的目的是将农业的投入和实践与某一领域的本地化条件相匹配,以正确的方式在正确的地点、正确的时间做正确的事情。


参考文献:Pierce, F. J., Robert, P. C. and Mangold, G. 1994. Site-specific management: The pros, the cons, and the realities. In "Proceedings of the International Crop Management Conference, Iowa State University," pp. 17-21. Iowa State Univ. Press, Ames.

 

1994/1995年,Robert、Rust 和Larson.


SSCM没有一个被广泛接受的定义。我们提出以下建议:

场地作物管理(Site-specific crop management)是一种基于信息和技术的农业管理系统,用于识别、分析和管理场地土壤在田间的时空变异性,以获得最佳的盈利能力、可持续性和环境保护。


参考文献:Robert P, Rust R, Larson W (1994) Site-specific Management for Agricultural Systems, Proceedings of the 2nd International Conference on Precision Agriculture, 1994, Madison, WI. ASA/CSSA/SSSA.

 

1994年,Robert等人


合适的时间,合适的数量,合适的地点。


参考文献:Robert P, Rust R, Larson W (1994) Site-specific Management for Agricultural Systems, Proceedings of the 2nd International Conference on Precision Agriculture, 1994, Madison, WI. ASA/CSSA/SSSA.

 

1996年,Stafford


根据当地的作物需求,确定可耕种作物生产的投入指标。


参考文献:Stafford, J. V. 1996. Essential technology for precision agriculture. In P. C. Robert, R. H. Rust, & W. E. Larson (Eds.), Precision Agriculture. Proceedings of the third International Conference on Precision Agriculture (Vol. Minneapolis, pp. 595–604). USA: American Society of Agronomy, Crop Science Society or America, Soil Science Society of America.

 

1996年,Johansen


精心剪裁(tailoring)土壤和作物管理,以适应每个领域的不同条件。


参考文献:Johansen, CJ (1996) Overview of precision farming, Proceedings of Information Ag Conference, 1996, Champaign, IL.

 

1996年,Kitchen


信息收集、管理规划和田间作业可增进对土壤和景观资源的了解和管理,从而比传统的“一刀切”战略更有效地利用管理措施的种植投入。


参考文献:Kitchen NR, Sudduth KA, Birrel SJ, Borgelt SC (1996) Missourei precision agriculture research and education, Proceedings of the 3rd International Conference of Precision Agriculture, 1996, Madison, WI. ASA/CSSA/SSSA.

 

1997年,国家研究委员会(The National Research Council)


精准农业是一种利用信息技术将来自多个来源的数据带到与作物生产相关的决策上的管理策略。


参考文献:National Research Council. (1997). Precision Agriculture in the 21st Century: Geospatial and Information Technologies in Crop Management. Washington, D.C., USA: National Academy Press.

 

1997年,Pierce 和Sadler


农业定点管理(SSM)是根据田间的局部条件对土壤和作物进行管理。


参考文献:Pierce, F. J., & Sadler, E. J. (1997). The State of Site-Specific Management for Agriculture. (F. J. Pierce & E. J. Sadler, Eds.)The State of Site-Specific Management for Agriculture. American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America.

 

1997年,Lowenberg和Swinton


SSM是应用于农业的信息技术。从技术上讲,SSM类似于美国经济的许多其他领域(如车辆跟踪、测量、导航、林业管理)正在开发的空间信息技术。在本文中,SSM的工作定义是用于数据收集、信息处理和决策支持的电子监测和控制,用于作物生产投入的时间和空间分配。这项技术有很多名称,包括:精确农业、特定地点农业、处方农业和可变效率技术(VRT)。本文的重点是农业作物的应用,但许多相同的论点可以提到园艺作物和牲畜的电子标签。


参考文献:Lowenberg-DeBoer, J., & Swinton, S. M. (1997). Economics of Site-Specific management in agronomic crops. In F. J. Pierce & E. J. Sadler (Eds.), The State of Site Specific Management for Agriculture. American Society of Agronomy; Crop Science Society of America; Soil Science Society of America.

 

1980年,Pierce和Nowak


精准农业是应用技术和原则管理与农业生产各方面相关的时空变化,以提高作物性能和环境质量。


参考文献:Pierce, F. J. & Nowak, P. 1999. Aspects of Precision Agriculture. In D. L. Sparks (Ed.), Advances in Agronomy (Vol. 67, pp. 1–85). Academic Press.

 

2000年,McBratney和Taylor


简而言之,PA(Precision agriculture)就是利用新的信息技术和农艺经验来定位生产,具体来说就是:i)最大化生产效率ii)最大化质量iii)最小化环境影响iv)最小化风险。


参考文献:McBratney, A. B., & Taylor, J. A. 2000. PV or not PV? In 5th International Symposium on Cool Climate Viticulture and Oenology- a workshop on Precision Management (Vol. Melbourne,). Melbourne, Australia.

 

2000年,Robert


它(PA)有很多定义,但基本上是信息技术。PA不仅是新技术的注入,更是一场信息革命,是新技术带来的更高层次、更精确的农场管理系统。


参考文献:Robert, P. C. (2000). Site-specific Management for the Twenty-first Century. HortTechnology, 10(3), 444–447. Retrieved from http://horttech.ashspublications.org/content/10/3/444.abstract?sid=f7672229-57fd-4931-b977-75dcd7433c7c

 

2000年,Whelan和McBratney


精准农业PA应被视为农业产业内可变性管理的哲学转变。它必须以提高盈利能力和or或短期和长期环境影响为目标。就像所有这些在基础学科中进一步学习的努力一样,PA哲学的概念和接受最终将取决于科学实验和评估的成功完成。作为PA的一种形式,站点特定作物管理SSCM可以定义为:“将资源应用和农艺实践与土壤和作物需求匹配起来,因为它们在一个领域内的空间和时间是不同的。”


参考文献:Whelan, B. M., & McBratney, A. B. (2000). The “Null Hypothesis” of Precision Agriculture Management. Precision Agriculture, 2(3), 265–279.

 

2001年,McBratney和Whelan


精准农业可以定义为:

观察、评估影响并及时对农业生产过程中引起细微变化的因素作出战略反应。目前的研究和应用大多集中于将精准农业应用于大田作物生产。特定地点作物管理(SSCM)这个术语描述了精准农业的这一方面。SSCM可以定义为:当土壤属性和作物需求在不同的领域发生变化时,将资源应用和农艺实践与它们相匹配。

参考文献:McBratney, A. B., & Whelan, B. (2001). Precision Ag. - Oz style. In First Australian Geospatial Information and Agriculture Conference (Vol. Sydney, Au, pp. 274–282). NSW Agriculture.

 

2001年,Plant


特定场地管理(SSM,又称精准农业)是指在空间尺度上小于整个农田的农作物管理。


参考文献:Plant, R. E. (2001). Site-specific management: the application of information technology to crop production. Computers and Electronics in Agriculture, 30(1–3), 9–29.

 

2002年,美国众议院、美国代码(US code)


精准农业(§7623)

(一)定义

1
农业投入

“农业投入”一词包括所有农场管理、农业及其生产投入和现场应用,如机械、劳动、时间、燃料、灌溉用水、商业营养、饲养、兽医药物和疫苗、禽畜废物、农作物保护化学品、农业数据和信息、应用程序、管理服务、种子以及在农业中的其它投入。


2
精准农业

“精确农业”一词是指以信息和生产为基础的综合农业系统,旨在提高长期的、特定地点的和整个农场的生产效率、生产力和盈利能力,同时尽量减少对野生动物和环境的意外影响。

(A)结合农业科学、农业投入和实践、农业生产数据库和精确农业技术,有效管理农业、园艺和畜牧业生产系统;

(B)收集关于影响作物和牲畜生产的特定场址时空因素的变化和相互作用的农场资料;

(C)及时将这些资料与实地侦察、遥感和其他精确农业技术所得的适当数据结合起来,以便利在农场作出决定;

(D)利用这些资料规定和提供特定地点的农业投入和管理办法在农业生产系统中的应用;

(E)或利用这些资料使园艺作物的智能机械化收割和分类系统成为可能。


3
精准农业技术

“精确农业技术”一词包括:

(A)仪器和技术,从精密的传感器和软件系统到测量、记录和管理空间和时间数据的手工取样和数据收集工具;

(B)搜寻和收集健全的农业生产决策所需资料的技术;

(C)数据联网和处理的开放系统技术,为农场管理决策提供有价值的系统;

(D)提供以信息为基础的管理办法的机器;

(E)或用于园艺种植的机器人和其他智能机器。


参考文献:U S House of representatives. (2002). US code Title 7-Agriculture. Chapter 103-Agricultural research, extension, and education reform. Subchapter II-New agricultural research, extension, and education initiatives. Section 7623. (a) Definitions. Washington, USA: US.

 

2005年,McBratney、Whelan、Ancev和Bouma


一个通用的定义可以是“这种农业可以在单位时间内增加单位面积土地上(正确的)决策数量,并带来相关的净收益。”


参考文献:McBratney, A. B., Whelan, B., Ancev, T., & Bouma, J. (2005). Future Directions of Precision Agriculture. Precision Agriculture, 6(1), 7–23.

 

2005/2006年,Taylor和Whelan


为了进一步扩展这一概念,可以将SSCM看作是信息科技与生产经验的集合,为了:

i)优化生产效率;

ii)优化质量;

iii)尽量减少对环境的影响;

iiii)最小化风险。


参考文献:Australian Centre for Precision Agriculture

 

2006年,Srinivasan


农民可以改变投入使用和耕作方法,包括种子、化肥、杀虫剂和水、品种选择和使用,以及种植、耕作和收获的方法,以适应不同土地和作物条件的整体和环境友好战略。


参考文献:Various. (2006). Handbook of Precision Agriculture. Principles and Applications. (A. Srinivasan, Ed.). binghamton, NY, USA: Food products press.

 

2007年,Whelan


特定地点作物管理(SSCM)是“一种PA形式,通过改进资源应用和作物管理实践的决策,以更好地匹配不同领域的土壤和作物需求”。


参考文献:Whelan, B. (2007). Current status and future directions of PA in Australia. In 2nd Asian Conference on Precision Agriculture (Vol. Pyeongtaek, pp. 60–71).

 

2008年,Khosla


在适当的时间(right time)、适当的数量(right amount)和适当的地点(right place)应用投入(罗伯特,1994)。后来,国际植物营养研究所在这个名单上增加了另一个“R”,“正确的来源(the right source)”,最近,Khosla(2008)提出了一个额外的“R”,“正确的方式(manner)”。


参考文献:Khosla R (2008) The 9th International Conference on Precision Agriculture opening ceremony presentation. July 20-23rd, 2008.

 

2010年,Adamchuk和Gebbers


精准农业,即农业生产系统的信息化管理。


参考文献:Gebbers, R., & Adamchuk, V. I. (2010). Precision agriculture and food security. Science, 327, 828–831.

 

2012年,悉尼大学精准农业实验室


什么是精准农业?

 

精准农业包括对农业生产过程中原因成分的细微变化进行观察、影响评估和及时的战略反应。

 

因此,精准农业可以涵盖从奶牛群管理到园艺到大田作物生产的一系列农业企业。这一理念也可以应用于农业企业的生产前和生产后方面。基于这一定义,精准农业实验室目前正致力于将精准农业应用于大田作物生产。术语“特定于站点的管理”(SSCM)描述了精准农业的这一方面。

 

什么是特定地点的作物管理?

特定地点作物管理是精确农业的一种形式,通过改进对资源应用和农艺实践的决策,以更好地匹配土壤和作物需求,因为它们在每个领域中各不相同。

 

这些行动统称为对现场变化的“差别”处理,而不是作为传统管理系统基础的“统一”处理。


来源:https://sydney.edu.au/agriculture/pal/about/what_is_precision_agriculture.shtml

 

2012年,维基百科—英语


精耕细作或精准农业是一种基于观察和响应田间变化的农业管理理念。如今,精准农业是关于整个农场的管理,其目标是在保持资源的同时优化投入回报。


来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Precision_agriculture

 

2016年,Fountas、Aggelopoulou和Gemtos


精确农业(PA)可以定义为利用信息和通信技术(ICT)对各领域的时空变化进行管理。


参考文献:Fountas, S., Aggelopoulou, K., & Gemtos, T. A. (2016). Precision Agriculture. In Supply Chain Management for Sustainable Food Networks (pp. 41–65). Chichester, UK: John Wiley & Sons, Ltd.http://doi.org/10.1002/9781118937495.ch2


封面图源:动脉网图库

资料来源:http://www.grap.udl.cat/en/presentation/pa_definitions.html

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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