【茶業資訊】精準農業發展的三大問題及其對未來茶園的影響-變寶網

茶園生態化建設模式,涵蓋茶葉品種、栽培、土壤、生物、植保、肥料等領域。秉承以人類為中心的理性生態倫理學思想,為復興茶產業而努力。

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精準農業並沒有像預測的那樣發展快,存在著多方面的問題政策問題、研究問題和訓練問題。

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政策問題

從全世界範圍考慮精準農業,就不能否認或忽視政策因素。有多方面的因素,一些是消極的因素,另一些是積極因素,而且含有廣泛的對潛在使用者部分理想的期望。例如,部分人把精準農業看成是跨國農業企業增強其霸權的手段,因此他們認為發展中地區採用精準農業是危險的。另一部分人認為由於農業技術的需要,精準農業技術在發展中地區是有必要採用的。一些人看到了精準農業帶給大眾共同的好處,比如,環境監督和管理的實際過程,給予消費者質量保證的產品跟蹤。

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客觀的說,精準農業只有在引起政客、非官方機構及潛在使用者的注意時,表達清楚了,才能取得成功。科學家們通常認為他們的研究的好產品將會被潛在的使用者極感興趣地接受,這種想法己被證明是幼稚的。任何技術在實際中的應用都需要支援、解釋和培育。因此,將來在研究精準農業時,為其設定一個保護性的環境,從而克服前面提及的陳舊的觀念的影響,是應優先考慮的。沒有這種保護,精準農業將仍舊是一個想法。

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在此提出的一個方法是以保持住農戶的期望為中心的。作為歐洲大農場或非洲小農場的管理者,精準農業將比他們自己以前做的做得更好。這是一種期望。要使精準農業引起政客、農戶及有興趣的公民的興趣,這種起始於農戶已有知識的期望是有幫助的。以氮肥為例,在雨季有多少硝酸鉀流失到地下水中,農戶所必須掌握的知識是不可能回答這一問題的。至今,世界上許多地方的農戶,法律要求他們在不汙染地下水的前提下管理其土地,精準農業有助於他們調整現有的管理模式已有多年的經驗來減少氮的流失。因此即使現在的精準農業不是“萬靈藥”,也能夠填平農戶現有知識的重大缺口。

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研究問題

迄今為止,精準農業研究方面,大量的工作都是關於產量監測的,一些工作是量化土壤變化,從而實現變數投入的應用如今,大多數工作重點是放在某種形式的地帶管理上。但卻沒有多少正式的決策支援系統(DSS),也沒有足夠靈活地將這些實踐和觀念融入到現實生產中的農業管理過程中的設計好的策略。精準農業現實的應用能力確實保留著與高科技農業的聯絡。車輛牽引(自動駕駛系統)己被廣泛的運用,因為在使用者看來,無需任何決策支援或系統元件的一體化技術,更容易獲得經濟收益。

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適當的決策支援系統缺乏足夠的發展已經阻礙了精準農業的完全應用,或許是時候考慮,一個包括所有管理方面的決策支援系統是否是一個合適的目標。農戶們忙於在高度變化的、不可預知的環境中的合適的管理,因為沒有農田農戶是一樣的。或許,以為某些具體方面提供策略為目標會更加現實些,這些具體的方面適合於具有高度自動特徵的完整的管理計劃。因此,透過農戶們運用精準農業工具在農場上實踐,定位作物管理的決策或策略將會更好地獲得。

一些關鍵的研究問題。除了這些關鍵的政策問題和決策支援問題外,研究者們在最大限度的發展精準農業理念時,還有六個方面的問題需要重點注意,這六個方面按其重要性排列如下:

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1對精準農業進行經濟評價的適當的標準

或許最大的障礙就是建好一個最最佳化標準的定量公式,這些標準是為了包含有環境影響的作物管理的。一個完整的標準要包含精準農業概念的所有方面時空引起的產量變化、農業企業的收益能力、基礎資源(土壤和水)的持續發展、環境問題以及資訊價值。這些標準將會被不同的管理假設所應用(如統一的、地帶的、連續的管理),並在單一迴圈的有順序的測試中評定。

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環境破壞成本。農業活動帶來的環境破壞的成本是一個關於農業活動中可控制和不可控制投入及其兩者相互作用的函式。由於每塊農業區的定位特點,在目前汙染物的排放函式是很難預測並建立的。一些可利用的計算機模擬模型可以用來近似地模擬農業過程中的汙染物的產生,這些模型用於數量上確定農業活動中投入與汙染物產生之間的關係。農業中環境破壞的經濟價值更難以評價,這一點已被缺乏關於農業汙染帶來的價值損失的經濟文獻所證實。當然還有一個經濟方面與農業環境影響有關,這與現在應用於農業的環境規則有關。在歐洲,氮肥規定及稅率就是一個例子。水的門檻價格及空氣質量是一個強有力的限制,這一點是不可避免的。實際上,它們是替代價值,這些價值表明了汙染水平,而從環境和健康的角度考慮,這些仍然是可以接受的。這一挑戰就是透過創造性地使用革新性的管理技術,包括精準農業,來降低達到這種限制的成本。

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2對時間變化的認識不夠

我們己經很熟悉產量圖,並利用它來分析產量的空間變化。但似乎忘記了產量的時間變化。經驗表明,如果我們看到一塊地上多年的產量變化,就會發現一半以上的變化來自年際變化。時間方面的知識需要大量增加。

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一些人已認識到部分田塊其產量在時間上是非常穩定的,另一部分田塊則年際變化大,這就需要對天氣和氣象災害更好的管理。另一個問題就是季節中的管理。運用作物監測的反饋資訊,對地塊中各部分進行變數操作,是最最佳化投入的可靠方法。這種方法與農戶們基於外延服務更新的施肥建議採用的常規過程相比較,可節肥17-25%。另一個季節中管理的例子是控制土壤溼度。目前土壤含水量的監測裝置仍很昂貴,而且需要進一步的發展,這為精準灌溉及更有效地利用日益稀少且更加昂貴的灌溉水提供了“鑰匙”。我們需要考慮精準管理作為時間和空間上的調控。

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3缺乏對整個農場的關注

許多研究考慮到幾個地塊,但這些地塊幾乎都在不同的農場中。精準農業的挑戰就是將可能成為普通農作程序的一部分。因此我們應該願意看到農場中的所有地塊均以精準方式來管理。以地帶管理為例,我們應該能認識到整個農場的管理分類(土壤分類及農藝特性)和地帶(它們的時空表示)。範·阿爾菲將110公頃的農場分成四個管理單元,包括幾種土壤型別,其劃分依據是土壤學上的而非功能上的差異。這些管理單元是以不同的模式出現在一個農場的10塊地中。我們需要在大尺度上有效地辨明這種管理地帶的成本。這是一個研究上的挑戰。一旦做到這點,農戶們就能決定哪些農田最適於精準管理,併為不同的地塊採用不同的種植方式。

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4作物質量評價的方法

精準農業的一些比較優勢將來自於田間農產品質量的分類。如果質量的收益與其投入成非線性關係,經濟收益將會很快顯現。對於高價值的農產品來說,質量標準尤其重要,比如棉花(纖維長度、厚度、光滑度及色澤)和葡萄(主要是酸度、pH值、糖分和其他幾個因素。一些監測穀物和豆類蛋白質和油分含量的工作已經取得成功,但是在田塊中進行分類仍舊只存在想法中而沒能實現。在評定葡萄、毛利果和香蕉的質量時,己進行了一些有趣的工作。這種方法的另一個好處就是製作質量特徵圖,從而為取得樂觀的數量質量來改進農業管理。大量的工作需要放在發展質量標準和在產業鏈探索中應用的感測系統上,這使得與消費者互相影響成為可能。

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5產品跟蹤及跟蹤能力

消費者越來越需要了解更多其購買的食品的資訊。在歐洲,轉基因食品(GMO)尤其強調這一點。精準農業透過系統為產品跟蹤提供了可能。其最終目的就是製作一個標籤,消費者透過手邊的計算機/電話/組織者來讀出這個標籤上所描述的生產該產品的操作。電子標籤技術正在取得巨大的進步。到目前為止,存在一定數量的產品跟蹤,但並不都是來自於精準農業方面。歐盟的章程中規定為這類發展提供獎勵。因此,產品跟蹤及跟蹤能力應該是精準農業研究的一個新的重要焦點,尤其是為在農場上開展這一過程提供了工具。

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6環境監測

產品跟蹤的必然結果就是,農戶們闡述在整個農場中化肥農藥的使用率及所有操作的能力。這使得自願地進行環境監測做得更有效。在做到這一點之前,有許多制度性阻礙需要被清除。例如,在歐盟中的環境規則,其重點放在達到環境目標的方式上而非目標上。與其直接檢測地下水的質量,不如把重點放在任意的、可容許的、與地下水質量關係不明的施肥率上。這種方法與大量繁瑣的控制機制有關,而這些機制基本上是建立在缺乏農戶信任的基礎上的。透過建立在農戶們實踐經驗上來達到社會上認可的環境目標的方法,可以從根本上改變這一挑戰。精準農業在現代的、有能力的農戶手中時就是一種強大的工具,可以達到不同的目標,只要它是建立在農戶信任的基礎上。

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政府意識到精準農業在環境監測上的潛力仍然很重要,但是仍很難改變現在的習慣。積極的方面是,把精準農業運用在環境監測上,可以為恢復政府、農戶和消費者間的相互信任打下基礎,從而使他們能相互影響。要研究為使用精準農業技術獲取的資料來制訂協議,這需要律師和政府專家加入研究團隊。研究應以特殊的、易於闡述的例項研究為目標,這些對於開始必要的範例轉化是非常必要的。

3

培訓問題

到底有多麼缺乏教育和知識,阻礙了精準農業的成功運用?毫無疑問這是個問題。我們認為缺乏基本的決策支援工具仍是制約採用精準農業最大的因素。然而仍有必要在精準農業領域全球性的發揮人的潛力。發達國家傾向的模式是培養在精準農業中經過高度訓練的顧問,他們能解釋資料、作出農學上的推薦、設計並分析與土壤和天氣監測網相連線的可最佳化生產的將進行的試驗。目前,在世界範圍內精準農業領域缺乏研究者和研究生,農戶們需要在這些概念、可能性及機械性的介面上進行大致的訓練。

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(安根團隊摘自吳進:精準農業研究)

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