现代农业高新技术成果丛书：现代精细农业理论与实践 [Study and Practice on Modern Precision Agriculture] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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汪懋华，李民赞 编

图书标签:

• 现代农业
• 精细农业
• 农业技术
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• 精准农业
• 农业生产
• 现代农业技术
• 农业发展
• 科技创新
• 农业现代化

出版社： 中国农业大学出版社

ISBN：9787565505720

版次：1

商品编码：11159572

包装：精装

外文名称：Study and Practice on Modern Precision Agriculture

开本：16开

出版时间：2012-10-01

用纸：胶版纸

页数：578

字数：910000

正文语种：

内容简介

《现代农业高新技术成果丛书：现代精细农业理论与实践》共分为两篇，第一篇为“农田信息获取及先进传感技术”，第二篇为“变量作业机械及智能农机装备”。在第一篇中，土壤信息获取技术包含了近红外光谱法、电特性方法、选择性电极法等新的研究进展，作物生长检测涵盖了从近地遥感到卫星遥感、从多光谱成像技术到高光谱成像技术、从细胞检测到冠层检测、从营养监测到病虫害监测预警等多个研究领域，从不同侧面展示了作物生长检测的新成果。第一篇中还包含了目前广受关注的无线传感器网络技术和物联网技术以及食品追溯和安全技术。第二篇以农用车辆自动导航技术、农业机器人、精细喷药技术与装备、激光控制平地技术与装备为主，代表了我国在本领域的前沿研究成果。《现代农业高新技术成果丛书：现代精细农业理论与实践》的内容不仅对目前从事精细农业关键技术与系统集成相关研究的教学和科研工作者具有重要的参考价值，对于了解本领域研究的动向和发展趋势也大有裨益。

作者简介

　　汪懋华，1932年出生。中国农业大学教授，中国工程院院士，国际欧亚科学院院士，“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室学术委员会主任。历任原北京农业工程大学副校长，国务院学位委员会“农经、农业机械化”、“农业工程”学科评议组成员兼召集人，中国农业工程学会、中国农业机械学会名誉理事长。农业工程和信息与电气工程技术专家，我国精细农业科学理念最早的倡导者与实践推动者之一。曾获北京市科学技术奖一等奖和国家科学技术进步奖二等奖。
　　
　　李民赞，1963年出生。中国农业大学教授，“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室主任，近年致力于精细农业关键技术及系统集成研究。在相关领域申请发明专利14项，其中授权7项，公示期7项；获得授权实用新型专利4项。出版相关专著、教材7部。在国内外学术期刊上发表论文百余篇，其中SCl、EI收录论文超过70篇。

内页插图

目录

第一篇 农田信息获取及先进传感技术
第1章 土壤信息获取及先进传感技术
1.1 基于光谱学原理的土壤检测技术研究
1.2 基于选择性电极的土壤肥力指标检测技术研究
1.3 土壤电导率检测技术研究
参考文献
第2章 基于光谱学原理的作物营养状态检测与诊断技术
2.1 作物营养状态的光谱学诊断方法
2.2 冬小麦叶绿素含量检测
2.3 玉米氮素含量检测
2.4 温室番茄叶绿素含量预测
2.5 基于光导纤维的作物长势监测仪开发
2.6 便携式双通道冠层分析仪开发
2.7 车载式四通道冠层监测系统开发
参考文献
第3章 基于图像分析和植物电信号的作物营养状态检测与诊断技术
3.1 基于图像分析的黄瓜叶片营养状态检测
3.2 基于多光谱图像分析的番茄营养素含量预测
3.3 基于双目视觉系统的叶倾角提取
3.4 植物电信号检测与生物学诊断
参考文献
第4章 农业干旱的遥感监测与预测技术
4.1 农业干旱的遥感监测方法
4.2 基于条件植被温度指数的干旱监测
4.3 基于条件植被温度指数的干旱预测
4.4 本章小结
参考文献
第5章 作物病害监测与预警技术
5.1 概述
5.2 大豆锈病监测
5.3 葡萄卷叶病监测
5.4 基于航空遥感的柑橘黄龙病监测
5.5 苹果病害监控预警系统
参考文献
第6章 精细农业中的其他检测与传感技术
6.1 谷物自动测产技术
6.2 农产品品质检测技术
6.3 农产品冷链物流中的监测与传感技术
参考文献
第7章 农业现场信息获取无线传感器网络技术
7.1 农田信息获取无线传感器网络技术
7.2 温室信息获取无线传感器网络技术
7.3 农田信息获取移动通信与传感技术
参考文献

第二篇 变量作业机械及智能农机装备
第8章 农用车辆自动导航技术
8.1 基于GPS的农用车辆定位检测技术
8.2 基于机器视觉的农用车辆导航技术
8.3 农业车辆转向操纵控制方法和导航控制决策
8.4 自动导航农用车辆平台
参考文献
第9章 农业机器人
9.1 苹果采摘机器人关键技术
9.2 菠萝采摘机器人关键技术
9.3 蔬菜嫁接机器人
9.4 面向自主行走收获机器人的果园导航关键技术
参考文献
第10章 精细喷药技术与装备
10.1 自动对靶喷雾技术与机具
10.2 循环喷雾技术与机具
10.3 防飘喷雾技术与机具
参考文献
第11章 激光控制平地技术与装备
11.1 激光控制平地技术概述
11.2 激光控制平地系统
11.3 三维地形测量技术与装备
参考文献

精彩书摘

　　（3）企业形成专业化生产，产品更具国际竞争优势：冷链物流促进生鲜农产品生产企业在生产、加工、运输、贮藏和批发零售环节更加专业，产品更具有竞争优势，企业的平稳发展和连锁的专业化服务保证了我国农业经济的健康发展，也大力提升了生鲜农产品出口的国际竞争力。
　　冷链运输过程中影响农产品品质的主要因素有化学变化和微生物滋生等，但温度是影响整个冷链服务优劣的核心因素，无论是由化学变化还是微生物引起的农产品品质变化，温度的降低都可以起到延缓、减弱它们的作用，所以对于温度的控制和监测是保证农产品冷链物流的安全和质量的关键所在。
　　通过对冷链物流实施数字化监控，实现温度的实时监测，既是冷链物流食品安全监管的要求，也是冷链物流技术发展的要求。
　　食品安全监管要求：实时监控和记录产品温度是食品安全的重要环节，根据HACCP的要求泌须对食品运输过程中的温度变化进行严格检查。冷链过程中对温度变化进行实时监控和预警，可以减少食品变质损耗。有了明确的温度记录，可以确定食品环境温度是否超标，减少不必要损失。
　　物流技术发展的要求：传统的温度管理方式是在冷藏运输工具和仓库安装温度计，当一次运输过程结束后，人工将温度计与电脑进行物理连接，把温度数据导入电脑中以备查询。随着物流技术的进步，对温度监控技术提出了更高的要求，传统的温度采集方式已不能满足快速物流的需要，应用灵活采集手段、经由无线传输的数字冷链温度监控方式成为发展趋势。
　　6.3.2 冷链物流信息采集技术与设备
　　6.3.2.1 数字冷链信息采集设备的选择
　　温度传感器是实现温度采集与检测的重要器件。由于冷链环节信息的需要，在对冷链的环境信息进行采集时，不仅要对环境温度数据进行采集，为了更好地分析冷链环节的其他信息，还需要对采集温度所对应的时间信息进行记录。在农产品冷链的管理中，需要对冷链的各个环节的环境温度进行采集。全程时间一温度数据传感器对农产品冷链的环境温度进行采集需要多个传感器进行配合，根据不同的环境特性，还需要不同种类的传感器协同工作。
　　……

前言/序言

　　精细农业（Precision Agriculture或Precision Farming）技术体系的早期研究与实践始于20世纪80年代，当时发达国家从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害防治的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥和植保专家系统的应用研究与实践中，发现农田内小区作物产量和生长环境条件存在明显的时空差异性。无视这种时空差异，采用传统的农业资源（肥料、灌溉、田间管理）均一化投入模式，既造成资源的巨大浪费，又对环境造成严重的破坏，使得农业综合效益大幅度降低。从而提出了对作物栽培管理实施定位、按需变量投入或称“处方农作”的新一代农业生产与经营管理理念。随着现代科学技术的进步，以3S技术（即GPS——全球卫星定位技术、GIS——地理信息系统和RS——遥感技术）为支撑，到20世纪90年代，“处方农作”逐渐发展成为基于信息和知识的现代农业生产与经营管理技术体系，即精细农业。精细农业已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量和品质、降低生产成本、改善生态环境的一种重要的现代农业生产形式。
　　精细农业技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技等多种学科知识的集成，其应用研究与发展涉及直接面向农业生产者应用服务的电子信息高新技术，农田信息快速采集与可视化表达技术，农田耕作、土肥管理、农药利用、污染控制等适用技术和农业工程装备及其产业化技术。精细农业按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入，以获取最高的产量和效益，同时保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。
　　我国农业工程领域的一批领航科学家，通过国际交流与合作，敏锐地捕捉到这一现代农业前沿技术。从20世纪90年代后期开始将精细农业技术体系介绍、引进到我国，同时开始了我国的精细农业研究与实践。1998年中国农业大学在国内率先成立了精细农业的专门研究机构“中国农业大学精细农业研究中心”，随后在全国一大批高等院校和研究机构也相继成立了精细农业（精准农业）研究团队。1999年，国家发展计划委员会批准在北京市实施我国第一个政府支持的“北京精准农业示范工程”项目，依托该项目的科研成果“精准农业关键技术研究与示范”分别获得了2006年度北京市科学技术奖一等奖和2007年度国家科学技术进步奖二等奖。2002年教育部批准建设“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室，成为第一个专门从事精细农业关键技术和系统集成研究的部级科研基地。

现代精细农业理论与实践 作者： [作者姓名] 出版社： [出版社名称] 出版日期： [出版日期] 书号： [书号] 内容简介 本书深入探讨了现代精细农业的核心理念、关键技术及其在实践中的应用。随着全球人口的持续增长和对高质量农产品需求的不断提升，传统农业模式面临着资源短缺、环境压力增大以及生产效率瓶颈等多重挑战。精细农业，作为一种集信息技术、生物技术、工程技术于一体的系统化农业生产模式，为应对这些挑战提供了前瞻性的解决方案。本书旨在系统梳理精细农业的发展脉络，剖析其理论基础，并详细阐述各项关键技术在实际农业生产中的落地应用，为从业者、研究人员及政策制定者提供一份全面而深入的参考。 第一部分：精细农业的理论基石 本部分将为读者构建对精细农业的宏观认知。我们将从精细农业的定义、目标与意义出发，阐述其区别于传统农业的根本特征。精细农业的核心在于“精准”，即对农业生产过程中的各个环节进行精细化管理和调控，以期最大化资源利用效率，最小化环境影响，并实现农产品产量和品质的双重提升。 精细农业的定义与发展历程： 追溯精细农业的起源，分析其在全球范围内的发展趋势，以及不同地区在发展精细农业过程中所采取的策略与遇到的挑战。我们将重点关注技术进步如何推动精细农业的演进，从最初的机械化精准播种，到如今的智能化精准管理。 精细农业的核心理念： 深入解析“精准”二字在精细农业中的多重含义，包括但不限于精准的养分管理、精准的灌溉、精准的病虫害防治、精准的采收等。我们将阐释这些理念如何通过科学的监测、分析和决策来实现。 精细农业的目标与意义： 详细阐述精细农业在保障国家粮食安全、促进农业可持续发展、提高农民收入、保护生态环境等方面的积极作用。我们将分析精细农业如何通过提高生产力、节约资源、减少污染来构建一个更加绿色、高效、可持续的农业体系。 精细农业与信息技术的融合： 重点介绍信息技术在精细农业中的核心地位，包括地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）、物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）等。我们将探讨这些技术如何赋能农业生产，实现对农田环境、作物生长状态的实时监测与精准决策。 第二部分：精细农业的关键技术 本部分将聚焦于精细农业在实际应用中的核心技术，从技术原理到应用场景进行细致的讲解。 精准施肥技术： 土壤养分监测技术： 介绍各种土壤养分检测方法，包括便携式快速检测仪、实验室分析以及基于遥感和传感器数据的反演模型。 作物养分诊断技术： 讲解如何通过作物叶片光谱分析、生长状况监测等方法，判断作物的营养需求。 变配方施肥技术： 阐述如何根据土壤和作物养分监测结果，利用变量施肥设备，实现对不同地块、甚至同一地块内不同区域的精准施肥，减少肥料浪费，提高肥料利用率。 测土配方施肥与水肥一体化： 结合具体案例，展示测土配方施肥如何在实践中与灌溉系统相结合，实现水肥的高效利用。 精准灌溉技术： 作物需水诊断： 介绍基于气象数据、土壤湿度传感器、作物生理指标（如蒸腾速率）等多种方式评估作物对水的需求。 灌溉方式的选择与优化： 详细介绍滴灌、喷灌、微喷灌等节水灌溉技术的原理、优缺点及适用范围，以及如何根据作物类型、土壤性质和气候条件选择最适合的灌溉方式。 智能灌溉系统： 讲解如何利用物联网传感器、控制器和自动化设备，构建集监测、决策、执行于一体的智能灌溉系统，实现按需灌溉，节约水资源。 水肥一体化技术： 结合精准施肥，深入探讨如何将肥料溶解在灌溉水中，通过管道输送，实现水肥同步精准供给。 精准病虫害监测与防治技术： 病虫害监测预警系统： 介绍利用诱捕器、传感器、图像识别等技术，实时监测病虫害的发生情况，并结合气象模型进行预警。 基于GIS的病虫害分布预测： 讲解如何利用地理信息系统，分析病虫害发生的空间分布规律，为精准防治提供依据。 精准施药技术： 介绍变量喷雾、靶向喷药等技术，减少农药使用量，降低对环境和农产品安全的影响。 生物防治与综合管理： 探讨如何将生物防治、物理防治与化学防治相结合，构建绿色、可持续的病虫害管理体系。 精准收获技术： 作物成熟度监测： 介绍基于遥感、图像识别、光谱分析等技术，准确判断作物的最佳收获期。 精准收获设备： 讲解自动化、智能化收获机械如何根据作物生长状况和分布，实现精准的收获作业，减少损失。 收获后管理： 介绍如何根据收获的作物质量信息，进行分级、储存和加工，最大化产品价值。 农田信息采集与处理技术： 传感器技术： 详细介绍各种农业传感器（如土壤传感器、气象传感器、作物传感器）的工作原理、应用场景及发展趋势。 遥感技术： 讲解卫星遥感、无人机遥感在作物长势监测、产量估算、土地利用调查等方面的应用。 地理信息系统（GIS）： 阐述GIS如何整合各类空间数据，进行农田空间分析、农事管理规划和决策支持。 全球定位系统（GPS）： 讲解GPS在农机导航、精准定位、农事记录等方面的作用。 物联网（IoT）与大数据分析： 探讨如何构建物联网平台，实现海量农业数据的采集、传输、存储和分析，为农业生产提供智能化决策支持。 人工智能（AI）在农业中的应用： 介绍AI在图像识别（病虫害、杂草识别）、预测模型（产量预测、灾害预测）、机器人辅助作业等方面的应用。 第三部分：精细农业的实践案例与发展前景 本部分将通过具体的实践案例，展示精细农业的实际应用效果，并展望其未来的发展方向。 国内外精细农业典型案例分析： 选取在不同作物类型（如粮食作物、经济作物、蔬菜、水果）、不同地区、不同规模的农业生产中成功应用精细农业的案例，深入剖析其成功经验、技术模式和经济效益。 精细农业在农业生产中的效益评估： 通过量化分析，展示精细农业在提高产量、提升品质、节约资源（水、肥、药）、降低生产成本、增加农民收入等方面的实际效益。 精细农业面临的挑战与对策： 分析精细农业在技术推广、成本投入、农民培训、政策支持、数据安全等方面面临的挑战，并提出相应的对策建议。 精细农业的未来发展趋势： 展望精细农业未来的发展方向，包括智能化、无人化、生态化、定制化等趋势，以及与生物育种、智慧农业、休闲农业等相关产业的融合发展。 政策支持与产业协同： 探讨政府在推动精细农业发展中应发挥的作用，包括科技研发支持、示范推广、人才培养、金融信贷等方面，以及产业链上下游企业之间的协同合作。 本书力求理论联系实际，语言通俗易懂，图文并茂，既适合高等院校相关专业师生作为教材或参考书，也能够为广大农业技术推广人员、农场管理者、新型农业经营主体以及对精细农业感兴趣的读者提供有益的指导。通过学习本书，读者将能够更清晰地认识精细农业的价值，掌握其核心技术，并积极投身于现代农业的创新发展实践，共同迎接农业现代化和可持续发展的未来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量也值得称赞。在涉及复杂数据结构和系统架构时，清晰的流程图和结构示意图是理解难点的关键。这套丛书在这方面做得尤为出色，大量的流程图将抽象的算法逻辑可视化，大大降低了非计算机背景读者的理解门槛。我记得有一处关于水肥一体化智能调度的系统架构图，层次分明，每一个模块的功能都标注得一清二楚，使得我能迅速把握整个控制系统的核心逻辑。而且，作者在论述中非常注意平衡理论与实践的脱节问题，每当引入一个复杂的数学公式或模型时，都会紧接着用一个实际的应用场景来解释其在田间的作用，这种“理论点亮实践，实践印证理论”的写法，让阅读过程充满了启发性。它不仅仅是一本知识的传递者，更像是一个耐心的导师，引导你一步步构建起自己的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本厚重的书时，我就知道它不是一本轻松的读物，它更像是一本技术手册与深度研究报告的结合体。我最看重的是它在方法论上的严谨性。对于精细农业，数据是核心，而这本书恰恰在数据获取、清洗、建模和可视化方面，给出了非常详尽的步骤和建议。尤其是关于不同环境因子（如光照、温度、水分胁迫）对作物生理指标影响的量化模型，书中引用了大量的实验数据进行验证，这使得它的论述具有极强的说服力，而不是凭空臆测。我尝试用书中的某些决策模型来对比我目前的工作流程，发现过去很多靠经验判断的环节，现在都可以被更客观、更量化的指标所替代。这种对流程的优化和标准化描述，极大地提高了我们团队在项目实施阶段的效率和结果的可重复性。对于想建立自己精细化管理SOP（标准操作程序）的团队来说，这本书提供了丰富的模板和思路，远超一般行业报告的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本关于现代精细农业的书，从理论深度和实践可操作性上来看，绝对是为那些真正想在农业领域实现技术飞跃的专业人士量身打造的。我尤其欣赏它在宏观理论框架下，对具体技术细节的庖丁解牛般的拆解。它不是那种空泛地谈论“未来农业”的畅销书，而是实打实地探讨了如何利用现有或前沿技术，优化资源配置，提高作物单产和品质的系统指南。书中的案例分析非常扎实，涉及了土壤传感器网络、无人机遥感数据处理以及基于GIS的空间决策支持系统等多个前沿交叉领域。读完前几章，我感觉自己对“精准”二字的理解被提升到了一个新的维度，不再是简单的“少施肥、少打药”，而是深入到田块、甚至植株尺度的动态管理。对于农艺师、农业工程师，乃至研究机构的学者来说，这本书提供了一个极佳的参考蓝图，帮助我们理解从数据采集到最终决策执行的完整链条，对于推动我国农业向更高质量、更可持续的方向发展，无疑具有重要的理论指导价值和实际推动意义。它成功地架起了学术研究与田间管理之间的桥梁，让高新技术真正落地生根。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，初看目录时，我对它涵盖的广度有些疑虑，担心会像很多同类书籍一样，什么都讲一点但都不深入。然而，阅读体验完全打消了我的顾虑。它在不同章节间的切换非常流畅自然，仿佛一个经验丰富的老专家，先宏观地引导你理解精细农业的必要性，然后逐步深入到具体的作物模型构建、农机自动化控制的集成挑战。特别是关于病虫害的预测模型那一节，它不仅仅停留在传统的气象指标关联上，还引入了先进的机器学习算法来处理复杂的多变量非线性关系，这显示出编撰者紧跟国际科研前沿的步伐。对我个人而言，我更侧重于可持续性发展这一块，书中关于投入产出比的分析以及对生态风险的评估，提供了非常中肯的建议，让人能更负责任地推行新技术，避免为了追求产量而牺牲环境。这本书的价值在于，它教会你如何“聪明地”耕作，而不是“更努力地”耕作。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书的独特之处在于，它没有将精细农业视为一个孤立的技术分支，而是将其置于整个智慧农业生态系统的背景下进行探讨。它清晰地阐述了不同技术模块——从物联网传感器到云计算平台、再到最终的决策支持系统——是如何协同工作的。这对于正在规划或升级信息化农场的管理者来说，提供了至关重要的系统集成视角。很多农业技术书籍往往只关注某一个点，比如无人机应用或土壤健康监测，但这本书的优势在于对系统工程的整体把握，讨论了数据标准、互操作性、以及如何确保不同设备间通信的顺畅。这种全局观，让我能够跳出具体技术的细节，从更战略的层面思考如何构建一个高效、可扩展的现代农业管理平台。总而言之，这是一部集合了前沿技术集成能力和深刻农艺理解的重量级著作，是现代农业从业者案头不可或缺的参考书。