第三节 国外现代都市两型农业的实践

一、美国精准型都市两型农业

精准农业是现有都市农业生产措施与高新技术的有机结合。精准农业也称为精确农业、精细农作（precision agriculture or precision farming），其含义是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，最大限度的优化使用各项农业投入（如化肥、农药、水、种子和其他方面的投入量）以获取最高产量和最大经济效益，同时减少化学物质使用，保护农业生态环境，保护土地等自然资源，充分实现“资源节约和环境友好”。美国是世界上实施精准农业最早的国家之一，在20世纪80年代初提出精准农业的概念和设想，20世纪90年代初进入生产应用阶段，如1995年美国有2000台收获机安装有产量监测器，到1996年就有9000台收获机安装有产量监测器。目前还处在研究发展阶段，部分技术和设备已经成熟和成型，但还没有形成系统，美国实施精准农业是根据需要、经济、实用的原则来进行的，很少有把所有的技术全套应用的。美国有200多万个农场，其中8%是年收入25万美元以上的规模经济的大农场，占整个农场耕地面积的37%，精准农业主要应用于大农场，有60%～70%的大农场采用精准农业技术，给农场主带来了明显的效益，充分满足了现代都市两型农业的时代要求。

近年来，我国有关单位在精准农业的研究与应用方面也取得了一些进展。农业部农垦局、黑龙江农垦总局在黑龙江省友谊农场五分场二队建立了精准农业示范试验基地，从美国凯斯（CASE）公司购进一套精准农业机械设备，这套设备包括带有GPS接收器和产量监测系统的谷物联合收割机，变量施肥播种机、大型自走式变量喷药机等。黑龙江八一农垦大学精准农业技术研究中心，于2000年～2004年在友谊农场五分场二队进行了GPS定位产量监测试验，土壤采样分析、施肥决策、变量施肥播种等试验，并在友谊农场五分场二队建立了区域自主型GPS差分站。

友谊农场精准农业示范试验已经取得了阶段性的成果。2003年黑龙江垦区大西江农场引进美国约翰迪尔（JOHN DEERE）公司整套精准农业机械设备。上海农垦（上海农工商总公司）与上海精准信息技术股份公司合作，在上海五四农场进行精准农业研究试验，并与上海交通大学机器人研究所合作，研究开发谷物联合收割机产量监测系统；新疆生产建设兵团在农八师149团开展棉花生产精准农业技术研究，目前已经引进美国凯斯（CASE）公司的棉花收获机，该收获机带有棉花产量监测系统，进行了初步试验；北京农林科学研究院与中国农业大学精准农业研究中心合作，在北京昌平小汤山精准农业试验研究基地已引进美国凯斯（CASE）公司技术与设备，建立了区域自主型GPS差分站，在进行精准农业技术试验研究。宁夏垦区暖泉农场、江苏垦区也在进行精准农业研究工作。精准农业技术已引起广大专家学者的关注，有些大学（如中国农业大学、浙江大学、吉林大学、黑龙江八一农垦大学、吉林农业大学、新疆农业大学等）也开始进行精准农业技术部分项目研究，这将对我国农业现代化发展起到推动作用。

目前我国精准农业技术主要实际应用是在收获机上安装GPS及产量监测系统，可以形成粮食产量分布图、粮食水分含量分布图、田间高程分布图。使用GPS定位土壤取样化验、利用地理信息系统（GIS）生产氮、磷、钾、pH值、有机质层图，并利用农业专家系统和地理信息系统产生变量施肥处方图，控制变量施肥播种机进行变量施肥播种（黑龙江垦区友谊农场试验）。利用遥感技术和田间调查作出变量喷药、喷叶面肥处方图，控制变量喷药机进行变量喷药和喷肥作业（黑龙江垦区友谊农场凯斯公司自走式变量喷药机）。利用喷灌、滴灌系统进行变量控制液体化肥使用和精准灌溉作业。利用GPS进行直线作业导航（黑龙江垦区大西江农场约翰迪尔自走式喷药机）。利用GPS进行直线作业导航自动控制（黑龙江垦区大西江农场约翰迪尔变量施肥播种机）。利用田间高程分布图可以有利于提高排灌设施的效率。GPS在农田面积计算、规划、林业调查、农田水利、草原建设等方面应用技术比较成熟。GPS和地理信息（GIS）与农业专家系统、网络化数据库管理相结合，在农业生产管理、农产品追踪管理、农机运用与管理方面逐步得到应用。其他方面的精准农业技术的应用有待于研究开发，需要不断提高完善。

精准农业在美国还处于起始阶段，但精准农业的理念和技术投入应用，已经显示出很多优越性，可以省种、省工，提高水肥的利用率，增加经济收入，精准农业技术将在现代农业管理和技术上发挥重要的作用。精准农业技术的研究与推广，需要做好精准农业理念的普及与教育，而精准农业技术的应用，不同的地区和不同基础可以采用不同的方法，美国精准农业也都是各地根据自己的实际情况采用不同的模式。我国精准农业经过几年的研究和应用，已经有较好的基础。学习借鉴美国的做法与经验，促进我国精准农业的研究与应用，用精准农业技术理论与原则改造传统农业，发展中国精准农业技术，是未来农业发展的重要趋势。

精准农业是农业信息技术和现代农业机械制造技术的高度融合，我国农业信息技术应用目前与国际水平差距并不很大，精准农业综合技术的研究和美国相比具有自己的独特之处，因此，学习美国精准农业的发展经验和管理理念，开展适合我国精准农业技术体系的研究和应用，目前应该是一个比较好的时机。

一是加强我国精准农业技术研究与发展的统一规划，发挥研究单位、高校、企业、生产单位各方面的积极性，进行适合当地的精准农业技术研究与应用。可以考虑“十二五”规划大力发展垦区精准农业，垦区精准农业规划工作可以考虑由黑龙江八一农垦大学精准农业研究中心、上海精准信息技术有限公司等单位参加。

二是加强精准农业技术交流。建议在黑龙江等垦区举行精准农业技术研讨会，邀请国内精准农业研究单位、精准农业试验示范单位，垦区相关的领导等参加，同时邀请美国精准农业科研、教学和有关企业，如约翰迪尔（JOHN DEERE）公司、凯斯（CASE）公司，天宝（Trimble）公司，美国ESRI公司等参加。

三是加强精准农业人才培养和技术培训工作。可以采取请进来走出去的办法，加强人才培养和技术培训。可以组织国内有关专家或邀请美国ESRI公司（GIS公司）技术人员到黑龙江垦区、新疆生产建设兵团、上海垦区、宁夏垦区等地，为农业管理干部和技术人员举办农业GIS技术讲座和技术培训。可以组织有关垦区领导、精准农业技术人员到欧洲（法国、德国、英国等）考察小型农场如何进行精准农业技术研究和推广工作。

四是加强国内外技术和经贸合作。国内与国外精准农业研究机构和精准农业机械设备厂商，可以加强精准农业技术和经贸合作；国内高校、科研机构、生产企业等单位进行技术合作，优势互补，协同攻关。

五是加强精准农业基础资料数据库建设。做好精准农业资料收集、信息格式标准化工作。充分利用垦区原有的土地普查资料、地块规划资料、地块航拍资料、卫星遥感资料、作物种植资料、病虫害资料、农田水利规划资料、农机田间作业资料、垦区气象资料、垦区林业规划资料等，要充分利用垦区多年来投资建立的数据资料，实现垦区数据资料的共享。建立以农业地理信息为平台的农垦农业生产管理数据库。

六是加强精准农业试验示范工作。加强黑龙江垦区、新疆生产建设兵团、上海垦区、宁夏垦区等精准农业试验示范点的工作，在已经投入农业机械设备的基础上，重点加强对引进技术的消化吸收，研制适合我国国情的变量施肥播种机、变量喷药机、变量灌溉设备等；加强软件系统建设，如农业地理信息系统、农业生产管理数据库、农业生产信息网站建设等，促进精准农业技术的发展。

二、以色列节水型都市两型农业

节水型农业是在保持区域水环境和生态环境持续稳定的前提下，通过开发利用当地的各类水资源，建设高效的水资源配给系统，以及构建高效的水分转化利用模式，从而最大程度地满足社会所需农产品生产的农业技术体系，服务两型农业和两型社会。以色列的节水型都市两型农业主要采取了以下节水措施和技术。

一是加大使用循环水的力度，推进资源节约。把工业与城市生活产生的污水，集中进行净化处理后二次用于农业生产灌溉。为鼓励农业经营者多使用二次净化水，净化水价格低廉。这不仅节约了水资源，同时也在很大程度上避免了各种废水的大量排入对有限的土地资源与环境所造成的污染与侵蚀，因而大大有利于土地和生态环境的保护。

二是推广普及使用压力灌溉技术和方法，助推两型农业发展。所谓压力灌溉包括喷灌和滴灌两种方式。以色列的农业灌溉技术经历了大水漫灌、沟灌、喷灌和滴灌的几次革命，每次革命都是农业节水技术的一次大飞跃。以色列每年都推出新的滴灌技术与设备。从滴灌技术中又派生出埋藏式灌溉，以及喷洒式灌溉、散布式灌溉等其他的灌溉方式。

三是调整农业种植结构，降低农业对水资源的依赖程度。在市场经济条件下，以色列减少对土地资源要求较高的粮食作物的种植，改种和增种对土地资源要求低、技术含量较高、经济效益较高的经济作物，如棉花、番茄、柑橘、花卉等，小麦等谷物的生产逐渐集中到西北部地中海沿岸的旱作农业区，而高耗水的养殖业，饲料主要依赖进口，让宝贵的土地资源和有限的水资源发挥最大的经济效益。

中国的西北地区（指甘、青、新、宁、陕、内蒙古6省和自治区）属干旱、半干旱地区，降雨少，季节分布不均，年平均水资源量仅占全国总量的5.84%。目前西北地区耕地总面积0.237亿公顷，其中有效灌溉面积0.07亿公顷，灌溉面积约占耕地面积的29.5%。农业用水中的浪费现象相当严重，农田灌溉水的利用率平均仅为45%左右；农田对自然降水的利用率仅达到56%；农业用水的效率不高，农田水分的利用效率为每平方米0.60～0.75千克；农业灌溉水利用系数平均为0.43，农田平均灌溉定额每公顷为44.73立方米，比全国平均水平高14.27立方米。对这些灌区进行以节水为中心的技术改造，是解决西北水资源短缺问题，推动农业现代化发展的重要措施。

1．大力应用人工降雨技术 根据对中国内地水循环的大气运动过程的研究，年平均进入中国西北上空的水汽量约有45000亿立方米，其中95%输出区外。而在区内年蒸发水量中，平均只有7%重新降水返回地面。因此可以通过人工降雨增加西北地区的水资源量。

2．采取工程节水措施 从长江上游的大渡河、雅砻江、金沙江的源头河段向黄河上游调水，补充西北地区的水量；引黄灌区要重点建设渠道防渗、管道输水和田间节水工程，推广水稻浅湿灌。黄土高原区要以雨养农，大力推广陡坡退耕还林、缓坡修筑梯田、沟道打坝，以及在村边、坡头建设池塘、水窖等蓄水保土设施，并与农林水保技术相结合，提高降水的利用率。内河流域区（包括新疆、青海、内蒙古）发展节水灌溉要与保护生态相结合，大力推广喷灌、滴灌、渗灌、微喷灌和结合覆盖技术的膜上灌、膜下灌等灌溉技术。

3．推进农艺节水技术 此技术以蓄水保墒的耕作技术为主体，主要有适雨种植、作物合理布局、提高作物抗旱能力的栽培技术，沙砾、秸秆和地膜覆盖技术、限额灌溉和抗旱作物品种选育等措施。秸秆覆盖简单、实用、易操作，利于农民掌握。抗旱作物品种的选育节水潜力巨大，要充分利用各种抗旱作物品种的特性，寻找荒漠植物的抗旱基因，加快育种进程。

4．注重节水管理技术的应用 主要包括组织管理、工程管理、经济管理和用水管理。要制定节水法规，完善节水技术推广服务体系，落实节水管理责任制，提高人们的节水意识。

三、日本环保型都市两型农业

环保型都市两型农业的基本内容是：农业不仅要稳定地提供食品，还应与环境相协调，为创造和保护国土作贡献。主要类型有：①减化肥、减农药栽培型。即利用已有技术在保证单产、产品品质不下降的前提下，确定环境容量和环境标准，控制环境容量内农业生产对生产技术环境、农业环境的影响，合理减少化肥、农药的使用量。②再生利用型。通过充分地利用当地的有机资源，对农业产生的副产品进行再生利用，减轻环境负荷。③有机农业型。要求在生产中不采用通过基因工程获得的生物及其产物，不使用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质，遵循自然规律和生态学原理，协调种植业和养殖业的平衡，采用一系列可持续发展的农业技术，维持农业生产过程的持续稳定。日本于1992年在《新的食品、农业、农村政策的方向》中提出“环境保全型农业”作为农政新目标，促进都市两型农业发展，并一直沿用至今。日本将环境保全型农业定义为灵活运用农业所具有的物质循环功能，注意与生产率相协调，通过精心耕作，合理使用化肥、农药等减轻环境负荷的可持续农业。

农业的可持续发展应将自然环境系统纳入农业增长因素来考虑。选择一种新的与环境、社会相协调的发展模式，是我国农业发展的必然选择。日本在农业经济发展过程中有着与我国相似的历程，其成功经验值得借鉴。我国今后在发展可持续性农业方面应该重视以下问题。

1．建立健全农业可持续发展环境政策的法规体系 经过多年的努力，我国在农业环境保护法制建设方面取得了很大进展。国家制定了一系列环境保护法律、资源管理法律以及有关的行政法规。但我国还没有专门的农业环境资源保护法规或条例，尽管现有的《环境保护法》包含了农业环境问题，但未能将农业环境与农业自然资源保护协调起来，特别是不合理的农业生产方式对环境造成的污染和破坏还缺乏相应的认识和政策措施。今后应加速相关法规的制定，同时应加大执法力度。根据日本的经验，解决农业环境问题必须通过加强农业可持续发展的立法。我国虽然已经出台了《农业基本农田保护条例》、《土地管理法》等，但对农业环境保护还缺乏完善的立法保障。

2．制定环境友好型农业生产方式的优惠政策 环境政策的制定应与经济的发展相适应，我国现行的农业环境政策仅注重对环境效果的提高，忽视环境政策对农业发展的经济效应。应建立通过税收、补贴等经济手段引导农业生产者主动采用环境友好型生产方式和技术的政策。此外，现行的农业环境政策存在补偿标准低、补偿量不足的现象，而采用环境友好技术本身存在一定风险，如果激励程度不足就会导致主体缺乏积极性。有机农业、生态农业等新型农业生产方式可以较好地解决环境问题和食物安全问题，是目前国际上采用的最有效的生产方式，可以在保护环境的同时提高产品的质量，达到生产的可持续性和安全性。政府应对有机农业、生态农业等环境友好型生产技术的研发和实施给予政策支持，采取直接补贴的方式鼓励环保型农业的发展。

3．建立综合性的农业环保管理机构 农业环境政策的制定需要农业部门、环境部门及其他相关部门之间的共同合作，为了推动农业环境保护事业的发展，建议设立综合性的管理机构来全面负责农业环境保护政策的制定和推行。各级政府也要建立相应的负责机构，将农业环境保护问题与地方经济的发展等同对待。农业环境管理机构应通过制定指导性的技术路线，指导和鼓励农业经营者采用科学的农业生产技术。制定和颁布统一的技术标准和规范，并设立认证机构，实施农产品认证标记，提高环境友好型农产品的附加值，激励我国可持续性农业的发展。

4．加强环保教育和科学研究 通过对公众的环境保护意识教育以及食品安全教育，引起人们对环境保护的重视，引导消费者对环境保护的理解和支持，为有机农产品、无公害农产品的推广开拓广阔的消费市场。政府相关部门以及教育科研部门应充分利用各种平台大力宣传环境保护的重要性和必要性，加强农业生产技术、生产标准的研发和培训，提高公众的环保意识和科学水平，为农业环境保护、可持续农业生产政策的制定和科学实施奠定良好的基础。

四、新加坡高科技型都市两型农业

高科技型现代都市两型农业强调采用现代科技手段和方法，发展现代都市农业。

新加坡高科技型都市两型农业主要体现在以下几方面。

1．发展现代化集约的农业科技园，努力提高食品自给率新加坡都市农业主要是现代集约的农业科技园，其发展以追求高科技和高产值为目标。农业科技园计划的提出始于20世纪80年代中期，目的是为了推动高新技术农业的发展，推广农业科技成果，并开展国际农业技术咨询服务。农业科技园的基本建设由国家投资，然后通过招标方式租给商人或公司经营，租期为10年。

目前，新加坡建有6个农业科技园。这些科技园共占地15万平方米，每个园内都有不同性质的作业，如养鸡场、胡姬花园（出口多品种胡姬花）、鱼场（出口观赏鱼）、牛羊场、磨菇园、豆芽农场和菜园等，每个小农场平均占地2000平方米左右。这些农场应用了最新、最适用的技术，以取得比常规农业系统更高的产量。这些新技术包括自动化、工厂化，通过集约选育达到遗传性状改良、饲料的基本分析及选择和水处理再循环系统等。现在，新加坡资助创建的这些具观赏休闲和出口创汇功能的高科技农业园区，已经形成完整的都市农业体系，并取得了良好的经济和社会效益，为提高食物供给的自给程度作出了重要贡献。如新加坡著名的热带花卉——胡姬花（兰花）、新加坡的国花——卓锦万代兰、观赏用的热带鱼等，年出口值达6000万～7000万美元；又如成春农场引进的意大利设备——自动化高科技环境控制鸡舍，由电脑操纵控制，既节省人力，又提高了对土地的利用和产量，还能解决农场释放异味、鸡粪污染环境的问题，可不影响周围居民的生活环境。目前该农场的鸡蛋供应量占本地鸡蛋市场的10%。

2．兴建科学技术公园，促进生产力发展 在现代化集约的农业科技园的基础上，新加坡大力兴建科学技术公园。目前，新加坡科学技术公园兴办十几年，已成为工业研究和开发活动及推广普及的中心，是世界十大科技公园之一。公园内兴建大型集约农场，采用最新的适用技术，已取得比常规农业更高的产量和收益，动物学家、微生物专家、遗传专家、昆虫专家、农业专家和蚕桑学家在内的科技专业人员都参与了公园的组建和管理。目前，肯特岗科技园已经成为新加坡基础科学和高新技术发展的重要孵化器，在园区内陆续建立起食品技术中心、技术示范中心、分子生物细胞研究所等一大批从事基础科学研究和高新技术开发的专业研发机构，有力地促进了科技生产力的发展。

新加坡利用科学技术公园的研究成果，大力发展高科技农业。①发展无菌鸡蛋产业。计划在10年内使鸡蛋自给率从目前的30%提高到80%，并提高该行业的科技含量。②发展水耕农业新技术。积极引进台湾的水耕法农业新技术。蔬菜水根栽培有两大好处：一是不用打农药，没有污染，可降低人患癌病的概率；二是经济效益高，每年可生产蔬菜10多季，每平方米畦板一年所生产的蔬莱可收75新元。③发展高科技水产场。目前新加坡使用浅水养殖法的樟宜鱼养殖研究处成立于1968年，每年生产鲜鱼3000吨。后耗资3000万新元在圣约翰岛的西南部新建一个水产养殖中心，内设有孵化室、室内养鱼池、营养与喂养料配制研究室、鱼儿健康研究室、海水环境测验室及一些辅助设施等。④细胞移植法培育花卉。新加坡将生物技术应用于花卉生产，如成怀宝花场将细胞移植法应用于胡姬花的生产，新加坡已成为世界第二大剪枝胡姬出口国。⑤食用菌生产工厂化。如万年春生物技术有限公司，利用当地资源采用空调调节温差，工厂化大批量生产香菇，常年供应市场。

3．建设都市型科技观光农业，推动经济社会发展 由于新加坡基本没有农业，所以主要是在城内小区和郊区建立小型的农、林、牧生产基地。这些基地既为城市提供了部分时鲜农产品，又取得了非常可观的观光收入。在新加坡兴建的6个农业科技园，不但可观赏到一些农作物种植场景，而且还可观赏到一些观赏鱼、珍稀动物、名优花卉和果树。所有这些，正吸引着大量的来自世界各地的游客。

新加坡虽然是在几乎没有农业的背景下发展现代都市两型农业，但其在利用都市农业来保障食物供应、增加农民收入、改善城市生态、提供观光旅游等方面，具有较大的借鉴意义。为此，必须重点做好以下工作。

（1）加强综合研究，因地制宜，制定都市农业发展规划，将其纳入城市社会经济发展规划和城市总体规划中，实现统筹发展。

（2）结合实际，适应城市发展水平，采取不同的都市农业模式。如对于城市化水平高、经济发展快速的地区可以发展如观光农业、生态农业、休闲农业、体验农业等；对于一般地区则可以以生物农业、创汇农业、设施农业、精品农业为主，提升都市农业的经济功能；而在一些传统的产粮区，则可以通过现代农业技术和新物种的应用，大幅提高农业生产的产量和质量。

（3）为都市农业发展提供良好的外部环境。一是政策支持。政府要加快推进各项制度改革，建立和完善一套适合都市农业发展的政策体制，为都市农业的发展提供良好的政策环境。二是金融支持。政府一方面要加大对支农资金的支持力度，另一方面还要积极引导社会、企业、个人对都市农业进行投资，扩大资金的来源。三是法律支持。政府应尽快制定和完善与都市农业发展相联系的法律法规，为都市农业的健康发展撑起一顶有力的保护伞。

（4）以市场为导向，大力发展都市农业。要正确定位市场，坚持生产本地资源优势的特色产品；找准目标市场，生产提供科技含量高的产品和服务；注重包装宣传，不断拓展休闲、观光农业的市场。