果园灌溉施肥自动化赴美国学习考察报告

20xx年1月5日至1月25日，受局领导委派我参加了由兵团外专局组织，新疆农垦科学院牵头，农一、二、五、十四师参加的赴美国“果园灌溉施肥自动化技术培训”，此次培训一行12人，为期21天。在美国期间，先后参观考察了玛瑞埃塔大学现代化的智能温室、俄亥俄州立大学农业技术学院及农业研究中心的三个研发中心、玛瑞埃塔大学农业应用生物学院土壤管理与环境保护系及一些农业示范农场。听取了美国共同农业政策及农业发展情况、美国水肥高效利用技术、水肥耦合与作物水肥一体化管理模式、配方施肥技术、土壤养分管理、肥料对环境影响监测、无公害农产品施肥技术、有机农业土壤与肥料管理等技术专题。与美国俄亥俄州立大学、华盛顿社区农业大学和玛瑞埃塔大学的农业专家进行了广泛深入的学习和交流。考察培训时间虽短，但整个培训考察活动紧张有序，所到之处，受到了美国有关方面尤其是玛瑞埃塔大学中国中心的友好接待，我在外培训考察期间，严守外事纪律，团结协作，认真学习交流，圆满地完成了本次培训活动，获得了不少有益经验，达到了预期目的。

培训与考察的主要形式是：在玛瑞埃塔大学、俄亥俄州立大学与华盛顿社区农业大学由相关专家学者集中授课；考察当地农场，与农场主进行交流；与当地农业政府部门有关负责人大学科研人员进行学术研讨等。通过以上手段既学习了美国在现代化条件下的农业（主要是果园）灌溉施肥所采取的技术手段和方法，了解美国果园灌溉施肥自动化技术所采取的最新成果，同时也使美方有关人员进一步了解和认识兵团农业现代化与现代化果园发展的基本情况，有利于双方今后做进一步的接触与交流。在大家的共同努力下，培训、研讨与考察进展顺利，圆满的完成了这次培训任务，并取得良好效果，顺利获得该校颁发的结业证书。现将培训情况报告如下：

一、 美国现代农业及其发展经验

1、美国农业基本现状

全美有50个州，3045个县。人口20010年突破3亿，其中农业就业人口200万。全国国土面积937万平方公里，耕地面积1.87亿公顷，占全国国土总面积的20％，人均耕地0.63公顷。美国农用地大部分位于北纬25°-49°之间的北温带和亚热带，土地平坦，土壤肥沃，气候条件优越。美国是世界上农业生产技术水平最高、劳动力效率最高、农产品出口量最大、城市化程度最高的国家，农业是美国在国际市场上最具竞争力的产业之一。

2、各具特色的产业优势布局

多年的区域发展、优势布局，美国农业已经形成各具特色鲜明的产业带、产业链。自19世纪开始农业商品化进程至今，全美已形成牧草乳酪带、玉米带、棉花带、烟草和综合农业带、小麦带、山区放牧带、太平洋沿岸综合农业带、亚热带作物去等8个专业化农业生产带。处于每一生产带的农场一般只生产一种或几种产品、甚至只从事某种产品的某一生产环节的工作。例如美国西部经过大开发后，加利福尼亚州已经成为美国最大的水果、蔬菜生产基地，其区域优势十分明显。

3、高度发达的机械作业

海拔500m以下的平原占国土面积的55％，有利于农业的机械化耕作和机械化经营。从某种意义上讲，美国农业的发展是农业机械化的发展，农业生产主要依靠家庭农场，家庭

农场经营规模大，又主要依靠机械化作业。在美国，农民就是一个机械手和卡车司机，驾驶卡车在田间巡视，操作农机在地里耕作、整地、深施肥、收获等各种农业作业项目，有的项目还实行复合作业。家庭农场实行公司核算，科学种植，机械化标准作业，生产效率高。

4、科学合理的保护性利用资源

一是进行盐碱地治理，改善土壤物理性能，科学选择适合土壤种植的作物品种； 二是发展旱作农业；

三是开展保护性耕作，注重培养地力，实行免耕作制度，全国免耕面积占总耕作面积1/3，对农作物秸秆进行机械还田；

四是实施休耕法。美国政府规定了土壤保护标准，农户的耕地经过检测后达到了规定标准，就可以得到政府的补贴，否则就得不到政府的补贴，从政策上激励农民保护土壤。

5、政府引导，企业促进的节水举措

政府引导，企推进机制是美国西部农业节水最重要的举措之一。美国西部是干旱地区，雨水少，这里的旱作农业十分发达。如加利福尼亚州降雨多在北部，为解决中部水资源短缺问题，修建848km长的饮水工程，将北部的科罗拉多河水通过胡佛水坝引进中部，满足中西部地区农业灌溉需要。其主要运行机制是政府投资修建主渠道，家庭农场自己投资将水引进农田，充分发挥政府和家庭农场双方的积极作用。

6、连接紧密的产业链条

美国农产品生产、加工、营销各环节紧密相连，产业化水平很高，实现了“从田间到餐桌”的产加销一体化。一方面，超市，连锁店等大型企业建立了自己的配送供货机构，直接到产地组织采购、加工。另一方面，农产品加工企业发达，规模大，加工水平高，成为家庭农场与市场销售的中间力量。

7、效率极高的现代农业

20xx年美国农业总产值占GDP的1％左右。虽然份额不大，但是产业效率很高。美国平均每个农业经济活动人口耕地面积57.4公顷，据美国农业专家估计，美国一个农民可以养活98个本国人和34个外国人。美国是世界第一大农产品出口国，20xx年农产品出口额在770亿美元左右，他们的产品在世界农产品贸易中占较大份额。其中小麦出口占世界市场的45％，大豆占34％，玉米占22％。同时，尽管美国农业很发达，但农业人口却很少。20xx年美国农业就业人口仅仅200万人，占总就业人口的不足0.7％。农业生产完全实现了机械化，生物工程发展迅速，农产品的商品化程度高达90％以上。

8.政府补贴政策 农业补贴是一个国家对本国农业支持与保护体系中最主要、最常用的工具。政府对农业生产、流通和贸易进行转移支付，亦即政府通过行政手段，干预资源转移到农业领域，以支持本国农业的发展。美国为了增强本国的农业在国际上的市场竞争力，以达到操纵与控制世界农产品市场的目的，不断加大对其农业的补贴。其种类主要有以下几种：生产灵活性合同补贴、农业灾害补贴、土地休耕保护计划补贴等。美国的农业补贴政策开始于20世纪30年代。美国的农业补贴，直接降低了美国农产品的出口价格，增强了其在国际市场上的竞争力，为进一步操纵和控制世界农产品市场做了很好的铺垫。此外，美国农业补贴使美国农业有效支持国民经济持续、稳定、协调发展，保障农产品有效供给和农民收入的稳定提高，保障社会安定和生态环境良性循环。增加农业投入，加强和完善农业基础设施建

设，对农业生产和农产品价格以及市场贸易，科技研发与推广、加强农业基础地位、实现可持续性发展、提高农业的综合生产能力，增加农产品有效供给、保护农民利益等都发挥了巨大作用。

9、专业化、规模化、现代化的经营模式

美国农产品在世界市场上持久的竞争力和其较低的市场价格与政府补贴有密切的联系，而价格的优势又与它的专业化、规模化、现代化的经营是分不开的。美国政府的补贴政策直接推动了美国农业经营的专业化、规模化和现代化。美国农业资源结构的特征是人少地多，劳动力供给短缺。因此，在要素市场上，劳动力价格相对较高。这种市场价格信号，诱导农民偏向劳动替代型技术的选择，所以美国农业的技术革命是从机械技术开始的。农业现代化经历了农业机械革命、化学革命和生物革命以及管理革命。20世纪60年代以后，由于土地价格高涨和土地利用率的提高成为农业现代化的突出矛盾，美国就把农业机械化的焦点集中到采用生物、化学技术，以提高土地产出率上。与此同时，农业机械自身的改革和应用仍旧伴随这农业现代化进程。不仅重视农业生产技术现代化，也十分重视农业组织管理的现代化。大力推行农业专业化、一体化、社会化。同时，美国加速进行农业管理革命，一方面把工业部门的管理技术应用于农产管理；另一方面，在建立高度发达的农业基础设施的基础上，把农业产前、产中、产后各个环节组成为一个统一的农业综合体，实现了产业化经营。在现代化方面，美国农业在全球范围内具有相当广泛的先进性，其具有代表性的特征主要有两个：一是以生物工程为主的现代化农业，这些生物工程在驱虫防病、保护生态、提高效益上充分显示了传统农业增产增收方法与之无法相比的威力。二是以卫星遥感技术为主的信息化。在美国，从农场到市场、从农村到国家机关信息处理中心已经普遍使用了卫星定位技术。

10、农业合作社制度

美国农业合作社在其整个农业经济发展中有着举足轻重的作用，它对内为其社员提供物资与资金，组织经营管理等，对外输出劳务和销售农副产品等。这样，农业合作社就不仅直接成为土地和市场联系的纽带，而且成为一种能够避免市场风险、保护农民利益的有效合作经济组织，同时也大大促进了美国农业经济的发展。在美国，由合作社加工的农产品占农产品总量的80％，合作社提供的化肥、石油占44％、贷款占40％。

二、美国农业灌溉施肥自动化技术发展现状

自动化技术对美国农业生产和经营产生深刻影响。美国颁布了一系列关于灌溉施肥技术方面的法律法规，为美国灌溉施肥自动化技术发展提供了制度框架。美国农业部行政主导、业务协同提供了组织保障。农场经济规模是制约灌溉施肥自动化技术应用的重要因素。美国灌溉施肥自动化水平居于世界前列。研究其做法及特点并加以借鉴，对发展中国家进一步发展农业经济有重要现实意义。 以灌溉施肥自动化技术为支撑的现代农业20世纪60年代初在美国开始出现。精准农业的产生，标志着信息化对农业产生了深刻影响，精准农业是建立在信息技术与农业生产模拟技术基础上的，旨在提高特定地点的整个农场的长远生产效率、产出率和利润率的复合操作系统。精准农业信息技术是根据作物的需要或生产潜力，因地制宜确定种子、化肥、农药、灌溉水等生产投入品的数量成为可能。产量显示器、产量地图、地理土壤地图、遥感地图及全球定位系统，是支撑精准农业发展的重要物化信息技术。

美国农业灌溉技术在国际上处于规程先进低位，农业节水能力很强。例如，由于使用了压力灌溉方法，美国单位面积土地的耗水量已下降了50%-70%。现在，美国西部的灌溉土地都使用了这种灌溉方法。此外，许多田间作物都使用处理后的废水灌溉，通过使用循环水，不仅节约了水资源，同时有利于生态环境。

1、压力灌溉技术 美国在灌溉领域具有广泛的经验，并以此为基础开发出了一系列新的灌溉技术，这些技术现在已成功地进入国际市场。美国的农场主只要向其提供土壤和农作物类型的田间数据，就可以获得水质要求、适于此种用水的过滤器的选择、能防止残余物堆积和堵塞的合适的化肥推荐、最佳的灌溉方法以及其它客户需要的信息等一系列的专业咨询。

2、滴灌技术

美国的滴灌技术处于国际先进低位。其滴灌设备每小时可供水1升-20升不等，最高水利用率可达95%，非常适用于精细种植。例如，无土栽培使用的低流量滴灌喷头，在温室中进行精细种植往往需要消耗大量的水，而为温室应用而设计的滴灌系统，则使用了低流量喷头，每小时供水仅200毫升。这种方法灌溉的一个独特之处在于水分可以在培养基中均匀扩散，减少了水分的散失。

美国加州80%的灌溉土地都使用了水肥灌溉的方法，使灌溉与施肥同时进行，一次完成。美国开发了针对废水灌溉的滴灌头，它能控制水的流量，并且能防止堵塞。美国生产的滴灌管线中安装了过滤筒，它是一种塑料的多齿元件，当水流经过滤筒时，会产生涡流，可以抛掉其中的尘粒，以防止狭窄的滴头出口受堵。

3、埋藏式灌溉技术

美国从滴灌技术中又派生出一个新的灌溉方法，就是把管线埋藏在地下50厘米深处的埋藏式灌溉，这种灌溉方式可以保持地表干燥，即使是灌溉时也不影响田间作业。在这种埋藏式滴灌系统中使用了一种新型材料，它可以阻止滴头附近的根须的生长，从而使滴灌系统免于被细小的根须穿透。当水阀关掉，停止灌溉时，滴灌系统的气门会打开，使管线内充入空气，防止外来的尘土被吸入滴灌头。

4、喷洒式灌溉技术

采用这种方法，可以让每果棵树都拥有一个独自的喷洒器为其灌溉。美国还开发了一系列主要用于果园和温室灌溉的喷洒器附属产品。使用喷洒式灌溉的耗水量大约在每小时30-300升之间，这种灌溉方式可以使水的有效利用率达80%。

5、散布式灌溉技术

散布器主要是为田间作物的灌溉所设计的，因为这种灌溉方式适合于大区域灌溉的要求。使用散布器可以使水的利用率达到60%-70%（传统的开放式灌溉，水的利用率只有约40%）。

6、灌溉系统的操作

美国西部果园的灌溉方式都大多采用计算机控制。计算机化操作可完成实时控制，也可执行一系列操作程序，完成监视工作，且能长时间工作，精密、可靠、节省人力。在灌溉过程中，如果系统记录下水肥施用量与要求相比有一定偏差，系统会自动地关闭灌溉装置，计算机系统还允许操作者预先设定程序，有间隔地进行灌溉。这些系统中有可以帮助收集灌

溉信息的传感器，如埋在地下的湿度传感器，负责收集土壤湿度信息。还有一种传感器，它能通过检测植物的茎和果实的直径变化，来决定对果树的灌溉。

三、主要培训考察工作内容

此次集中学习7天，实地考察11天。

1. 学习培训

（1）在美国俄亥俄州玛瑞埃塔大学，制定教学计划与大纲；

（2）学习美国《年轻人与农业》和《美国文化》。《美国年轻人与农业》培训中教授主要从二个方面讲述了美国如何进行年轻人农业教育。第一是4-H教育，在美国4-H教育分四个级别，一级别USDA,二级别NIFA,三级别109所大学，四级别3000所郡。4H教育是Hand（手）、Head（脑）、Health（身）、Heart（心）的简写。这是一种强调“手，脑，身，心”和谐发展、从大自然和日常生活中汲取知识、发展潜能，进而在生活中创建积极的人生观的教育哲学。训练具有：健全的头脑，以运用思想；健全的心胸以发展品性；健全的双手，以改善生活；健全的身体，以服务社会”。徽章是一个绿色的四瓣苜蓿草，每片叶子上均有一个白色的字母“H”，它象征着4H如苜蓿草一样具有旺盛的生命力，无处不在，无时不在；均匀的四片叶子还表示同步协调发展而不厚此薄彼。发展到今天，4H教育机构遍布全美，提供个性化课题是4H教育最吸引人的地方，激励年轻人学习和发挥想象力的主题。第二是农业教育，由FFA机构落实，主要集中在22个大城市，与4-H教育不同，农业教育专注于具体农业教育，主要教授农业内容、技能、管理理论等。在《美国文化》中讲述了二个方面，第一美国的生活方式：个性必须得到充分体现，谈个人的优点和成就是很正常的；与美国人交流要保持适当的距离，美国人不关心他人的家庭生活；要拜访美国人事先进行预约，没有预约不能拜访别人；交通规则必须遵守；很强的时间观念；经常性更换工作。第二美国人最重要的事情：关注食品安全和流行的东西；运动在美国是大事，大多美国人知道篮球、美式足球；什么东西要大的（汽车、房子、家具）；在教育上关注孩子的运动，不太关注孩子的教室学习；

（3）学习《美国的农业》。一是美国农业机构及扶持领域：农业开拓处（联邦、州、郡），水土保持处（州、郡），农业商务处（州、学校），中小学农业教育处（州、学校），农业服务处（联邦），自然资源保持处（联邦）；美国农业扶持领域有提高作物产量（单产），怎样增加农业的产值，怎样创建新的农村企业，如何研发，农村科技教育，审订农业技术标准，资源保护和利用。政府补贴主要用于水土保持和农产品价格补贴。二是食品安全（联邦政府管理），主要工作有水果、蔬菜、草药检查及制定相关技术标准，农业生产场地标准及检查，不属于农业行业的抽查。具体要做的是在农民肥料、牲畜粪便管理上要有详细记录，选择农作物是否抗病及无病虫害，水质量检查及安全，从事具体农业工作个人健康卫生安全，包装运输环节是否干净卫生，上述环节必须记录以便检查。第三美国农业今后发展的方向：生物燃料生产研究，生物工程技术农作物，生物工程技术新材料，生产就地消费作物及材料。第四作物病虫害防治：经常教育农民观察有无病虫害，做到及时发现及时处理及时治疗；作物病虫害的防治方法有机械防治(防虫网、灭虫胶)，生物技术防治（生物农药及天敌），化学防治（在化学防治中严格允许使用的杀菌剂、杀虫剂）；

（4）学习美国《果园新法栽培与经营》。一是果园的基本情况：19xx年私人投资建设果园，果园面积3公顷，主要种植苹果（5000株，15个品种），桃（200株，2个品种），樱桃（3个品种），果园最初从商业模式经营开始。二是苹果园的种植系统：高密度矮化种植，矮化种植需要支撑杆，600-700株/亩，株距5英尺，行距12英尺，架杆呈“V”；每隔10株野苹果作为授粉树，每颗树配2个杆；种植苹果品种选择，选择时考虑成熟期和品种可逆性，不同种类间的兼容性，主要种植品种嘎拉、密脆、黄香蕉、乔纳金；病虫害防治上重点防治病害和虫害，使用防虫网；灌溉系统两部分，地下灌溉系统和地上喷灌系统，喷灌系统主要起的4月份即将开花时进行喷雾；

（5）在俄亥俄州立大学农业研究发展中心与专家教授交流、研讨食品安全、新能源研发和循环经济的技术发展模式。

（6）学习美国《农业与环境》。一是美国农产品生产的布局，燕麦南北都种，南方多一些，最大种植在加州，美国东北部种植不少蔬菜，加州为美国最大的葡萄种植区，东部牛在草场进行放养，西部圈养，猪养殖在玉米生产带上，避免饲料长途运输，鸡的养殖在南部。二是俄亥俄州农产品在美国的排名，玉米第7位，燕麦第9位，大豆第5位，烟草第8位，灯笼椒第4位，卷心菜第10位，甜玉米第5位，鲜食番茄第6位，加工番茄第3位，苹果第9位，葡萄第7位，草莓第10位，鸡第2位。三是美国农业面临的三大难题：水里硝酸盐污染，富营养化（N、P过高）促使藻类繁殖；土壤腐蚀，河流污染很大一部分是农业造成的，还有一部分是工业和生活污水正常的，硝酸盐对灌水系统造成很大影响，最大影响是农业，免耕法用除草剂进行除草，造成除草剂污染土壤，造成P流失严重，大量运用尿素及其他肥料，硝酸盐极易流失，因此翻耕造成硝酸盐等腐蚀，免耕造成P流失，使农业面临两难问题。在俄亥俄州冬季施肥因降雨量大雨冲造成污染，春夏施肥易解决，表皮1-5CM，将P撒在上面下雨易流失，杀虫剂也会造成环境污染；

（7）学习美国果园水肥自动化技术及果树栽培管理技术及果实采后储运技术、加工配套技术和工艺设备等

水肥自动化技术是将施肥与灌溉结合在一起的农业新技术。它是通过低压管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将含可溶性化肥的水以较小流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中的灌水施肥方法，可以把水和养分按照作物生长需求，定量、定时直接供给作物。其特点是能够精确地控制灌水量和施肥量，显著提高水肥利用率。该技术与传统技术相比，果园节水40%，节肥30%，水果增产9％～15%。

A、根据地块面积、形状等规划设计和配置微灌和施肥系统设备。微灌施肥系统由水源、首部枢纽（水泵、动力机、施肥系统、过滤设备、控制阀等）、输配水管网（包括干管、支管、毛管三级管道）、灌水器（分为滴头、滴灌管、微喷头、小管灌水器、渗灌管、喷水带等）以及流量、压力控制部件和测量仪等组成。

B、灌溉施肥方案确定。根据果树树种及其生长条件确定灌溉制度（包括灌水定额、一次灌水时间、灌水周期、灌水次数和灌水总量）和施肥制度（加肥时间、数量、比例、加肥次数和总量）。 C、选择适用的化肥品种。一是养分含量适宜的液体肥料，二是微灌施肥专用固体肥料，三是溶解性好的普通固体肥料。根据与灌溉水的反应，配置肥料比例和数量。

D、根据气候、作物长势等，参照施肥方案，适时实施灌溉施肥，加强田间管理。

2、实地考察

参观考察了俄亥俄木材加工厂，参观了俄亥俄州立大学农业研发中心、俄亥俄州立大学消化技术研发中心、俄亥俄州立大学生物能源技术研发中心；参观了俄亥俄州格里姆绿色果园、加州巴斯托果园、旧金山帕斯托里诺农场。并与这些单位的专家学者管理人员进行了互动交流，了解了相关的背景资料，对于我们双方增进了解，互利共赢打下了良好的基础。 参观俄亥俄州立大学农业研究发展中心时，先听取了相关介绍，然后就他们近期重点研发的三个主要研究方向既三个研发中心进行了深度走访参观，分别参观了相关实验室和中试车间。农业是俄亥俄州的支柱产业，涉及百万人的就业，农业研究发展中心是州立大学的一部分，有一些研究站，做相关专业的研究，研究有三个主要领域，食品安全，涉及俄亥俄州的主要产业番茄、禽类养殖、环境保护和可持续发展；新能源的研究，为解决1100万人的能源问题，政府投入越来越多资金研究替代能源，是从农业上研究出替代能源，如黄豆生产替代能源；循环经济的发展，如生物消化研究。听完介绍后参观了农业发展中心的生物消化加工厂（沼气生产发电），该加工厂将食品厂生产过程中的废弃物经分类后收购，废弃物分液体和固体两类，通常多用液体废物，固体废料进入固体处理通道中，先进行粉碎处理，然后进入小发酵池中，发酵3天，再进入大罐中恒温发酵，液体废料直接抽入大罐中，消化系统需恒温，通过热交换器保证温度在100华氏度，发酵27天生产出的气体目前主要用于发电，即将投入建设生产液化气及其他燃料生产线。又参观了生物产品 生物能源研究实验室（生物研究中心），利用绿藻生产柴油，产量是秸秆生产酒精的100倍，利用沼液中的N、P进行绿藻生产达到生产生物柴油，做到循环经济发展。

四、启示与借鉴

通过此次培训、考察，一是更加深入的了解了美国现代农业发展的基本情况以及果园水肥自动化技术对美国农业发展所起到的重大作用。仅占全美人口0.67％的美国农民，不仅养活了3亿多美国人，而且还使美国成为全球最大的农产品输出国。如果离开了高科技、离开了农业信息现代化，这样的奇迹根本不可能发生。大家纷纷表示开阔了视野，增长了见识，吸收和学习到了农业及其信息化的新方法。考察的目的并不是简单的照搬外国模式，尤其是像我们兵团这样的特殊体制。因此从兵团实际情况出发，吸收和借鉴外国的先进经验，调整产业结构，合理规划与发展现代农业，逐步形成适合兵团实际的农业现代化发展模式就显得尤为重要；二是拓宽了思路，借鉴美国先进技术经验，对今后发展果园灌溉施肥技术研究与技术推广都有很大的帮助。我们与美国有关农业专家进行了进一步合作洽谈，为后续深度合作交流奠定了基础。作为科技管理部门针对兵团林果业生产中存在的实际问题，加大“林果需肥特性、施肥有效性、土壤及植株养分快捷分析等技术研究，为加快产业结构调整提供技术支撑；加强生态农业技术、生态食品生产技术的国际交流合作，以提高兵团生态农业技术研究的整体水平。

另，兵团的现代农业在取得巨大进步的同时还存在一些问题，比如农业产业化水平还不高，农产品深加工发展相对滞后，高端加工产品数量少，农产品加工产值比重不足，应对市场潜在风险和多端变化的能力较弱；区域经济发展不平衡的状况还没有根本扭转，一些团场负担较重条件艰苦，职工增收难度大，团场发展新的经济增长点不多等。为了进一步加强

兵团现代农业的发展，还需要从以下几个方面加以重视：一是加大对农业科研的投入，进一步提高农业科技创新能力；二是适度加大农业补贴力度；三是积极开展农业产业化经营农业产业化经营；四是加快发展生态农业，实施可持续性发展战略；五是进一步加快农业产业调整步伐。