精准农业的概念
功能农业相关知识点总结
功能农业相关知识点总结1. 精准农业：精准农业是功能农业中的一个重要概念，是通过现代信息技术、地理信息系统（GIS）、遥感技术、GPS、传感器、互联网等先进技术手段进行精确施肥、精确灌溉、精确植保、精确种植等精细化管理，以达到提高农作物产量、品质和经济效益的农业模式。
精准农业的核心是“精准”，也就是根据不同地块的土壤肥力、地形、水利条件等因素，通过科学分析和技术手段，实现对农作物生长发育各阶段的精确监测和管理，从而实现农作物的高产高效。
2. 有机农业：有机农业是功能农业的重要组成部分，是一种以生物循环原理为基础、组织和管理土壤、动植物、人和农业生产设施等内部相互协调、有机耦合，以实现农业生产系统的可持续发展的一种农业模式。
有机农业注重土壤和生态系统的保护，采用天然方法来保护作物，避免使用化肥、农药和转基因技术，保持农产品的原生态品质，符合人体健康和生态环境的需要。
3. 农业科技创新：功能农业依赖于农业科技的进步和创新，农业科技创新包括新品种的选育、新技术的研发、新工具的应用等方面。
农业科技创新能够提高农产品的产量和质量，降低生产成本，提高农业生产的效益，改善生态环境等。
在功能农业中，农业科技创新是推动功能农业发展的动力，只有不断进行农业科技创新，功能农业才能不断地向前发展。
4. 农业机械化：农业机械化是功能农业的重要手段之一，是通过农业机械设备来提高农业生产效率和质量的一种生产方式。
随着科技的发展和机械设备的不断更新，现代农业已经离不开农业机械化，例如拖拉机、收割机、播种机、灌溉设备等农业机械设备，都对农业生产起到了重要的支撑作用。
5. 农业信息化：农业信息化是功能农业发展的重要途径，是通过信息技术、互联网、无线通信技术等手段，对农业生产进行信息采集、处理、传输和应用，提高农业管理的科学化、规范化和信息化水平。
农业信息化可以实现种子选育、作物生长监测、病虫害防治、地块管理等方面的智能化和精准化，提高农业生产效率和质量。
【概念区分】精准农业、立体农业、垂直农业
【概念区分】精准农业、立体农业、垂直农业农业发展到今天，已经不是简单循环从播种到收获的过程。
伴随着技术的腾飞和农业资源的日益紧缺，更符合时代需要的新型农业形式不断涌现，如精准农业、立体农业、生态农业、垂直农业、白色农业等等。
这些听上去有点高级的名词看似专业，但并不难理解，其中有很多在已经被运用在了实际的生产中。
精准农业【专业解释】“精确农业”指的是利用全球定位系统(G P S)、地理信息系统(G I S)、连续数据采集传感器(C D S)、遥感(R S)、变率处理设备(V R T)和决策支持系统(D S S)等现代高新技术，获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区域对待，按需实施定位调控的“处方农业”。
【大白话】利用先进的科学技术对农业进行定位、定时、定量的耕作。
针对不同区域、不同环境下的农作物有针对性地采用最合理的耕种方式，以提高产量、节约成本、降低风险。
现在常见的现代化农具，包括自动驾驶控制设备、卫星导航定位、小型植保无人机、农业机器人等都是精准农业的应用工具。
立体农业【专业解释】立体农业又称层状农业，是利用光、热、水、肥、气等资源，同时利用各种农作物在生育过程中的时间差和空间差，在地面地下、水面水下、空中以及前方后方同时或较互进行生产，通过合理组装，粗细配套，组成各种类型的多功能、多层次、多途径的高产优质生产系统，来获得最大经济效益。
早在20世纪初美国哥伦比亚大学的J.R.s m i t h教授曾概括为：立体农业是“种植业、畜牧业与加工业有机联系的综合经营方式。
”【大白话】其实从20世纪初期提出的立体农业时至今日也不过如是，无非就是要求对农业生产因地制宜、合理配置资源。
如林地的株间、行间混交和带状、块状混交;水体的混养、层养、套养、兼养等均属之。
精准农业
对精细农业理解都包含以下几个共同点。 ①精细探察差异，采取针对性调控措施，随时随 地挖掘潜力，达到全局优化； ②以GPS、GIS、RS、DSS、先进传感技术、智 能控制技术、计算机软硬件技术、网络技术、通 讯技术等作为高新技术手段； ③通过合理调控，提高效率来提升正面效果，抑 制负面效应，全面提高经济效益、社会效益和环 境效益。
1.2 精细农业的技术思想
精细农业与传统农业相比，主要有以下特点：
（ 1 ）合理施用化肥，降低生产成本，减少环 境污染 精细农业采用因土、因作物、因时全面平衡 施肥，彻底扭转传统农业中因经验施肥而造成 的三多三少（化肥多，有机肥少；N肥多，P、 K肥少；三要素肥多，微量元素少），N、P、K 肥比例失调的状况，因此有明显的经济和环境 效益。 （2）减少和节约水资源 目前传统农业因大水漫灌和沟渠渗漏对灌溉 水的利用率只有 40 ％左右，精细农业可由作物 动态监控技术定时定量供给水分，可通过滴灌 微灌等一系列新型灌溉技术，使水的消耗量减
第一章 概述
1概述 1.1 精准农业的基本概念 （1）“精准农业（精细农业）是使用信息技术，收集 多种资源的数据，产生相关的作物生产决策的经营管 理策略。”（美国国家研究委员会，1997） （2）“精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位 系统、计算机技术、通讯和网络技术，自动化技术等 高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、土壤学 等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产全过程 中对农作物、土地、土壤从宏观到微观的实时监测， 以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况 以及相应的环境状况进行定期信息获取和动态分析，
智 能 化 变 量 农 作 机 械 （ Intelligent Farm Machinery）
精确农业与GISGPS学习
行处理分析，为制定农业生产管理措施提供定量决策建议并赋 予定位实施。
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精确农作技术思想:
基于田区差异的变量投入和最大收益
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（三）精确农业技术的应用 1．精确施肥 2．精确灌溉 3．精确植保
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二、GPS－全球卫星定位系统
顾名思义：即在地球上的任一点儿，在任何时间通过 系统可以确定这一点的位置。
1、GPS的组成
GPS卫星
1）空间星座（24颗卫星）
2）地面控制系统 1个主控站 3个注入站 5个监测站
包括可变量耕作设备、可变量施肥设备、可变量播种设备、可变 量喷雾设备、可变量灌溉设备等
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4、智能机械装备技术
必须具备定位导航、实时监测、自动变量调节等功能。 （1）在联合收割机上安装传感器
在联合收割机上安装谷物产量、水分、温度、机器行走速度、工作幅宽等 传感器，再与全球卫星定位导航技术设备配合，实现谷物收割过程的空间位 置监测和数据采集、储存、计算、输出的结合。 （2）在拖拉机上安装传感器
成 传感技术 人工采集
成 DSS
指令生成 农田对策图 作业指令集
处方图
精准农业的技术路线图
决策实施 ICS 农机
常规操作
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（一）数据采集
1．产量数据采集
2．土壤数据采集
土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、土壤有机质、 土壤PH值、土壤压实、耕作层深度等，详细的土壤信息是开 展精确农业工作的重要基础。
精准农业产品和技术介绍
变量控制系统——变化量数据
变量控制作业的基础之一，就是作物、土壤、虫害的空间分布数据。 比如土壤氮磷钾的分布图、作物长势分布图、病虫害的分布图等。
变量控制系统——变化量数据采集
这种空间分布的变化量的采集和分析通过两各方式实现： 事先采集：
通过结合定位系统土壤取样、通过遥感技术等。
实时采集：
变量控制系统——数据分析和变量控制
平地平整前后
原来的地面
平整后的地面
土地平整效果
激光平地示意图
激光平地原理
天辰激光平地系统特点
使用美国Topcon主要激光技术和部件 激光发射器发射距离是400m（半径） 激光精度1.5mm/30m 发射器自动整平，补偿范围±5° 可以设置水平面，也可以轻松设置坡度平面 平地铲采用高锰钢，坚固耐用，不同种长度规格
图片来源： 黑龙江宝泉岭农场
150自动驾驶系统特点
不改动原车液压，不破坏油路，方便保修。
150自动驾驶系统特点
自主电台式基站，不受网络信号限制，工作距离可达15公里以上。
150自动驾驶系统应用——起垄
150自动驾驶系统应用——开沟
图片来源： 江苏黄海农场
图片来源： 江苏黄海农场
150自动驾驶系统应用——播种覆膜
斗系统正式提供区域服务，覆盖亚太地区。
卫星导航系统家族
卫星导航系统在农业中的应用
土地测量
• 耕地调查 • 耕地边界测量（土地勘界） • 农田面积测量(区域）
农机导航与调度
• 农机（飞机）导航 • 农机调度与管理
农机自动驾驶 变量控制 产量监测
地理信息系统
地理信息系统是信息农业的基础；充分运用3S 技术、网络通讯技术及计算机技术等先进技术，建 立一个完善的、动态的、准确的信息库。 信息库主要包含信息： 农田基础信息 ●地块编号、位置、面积、形状、类型等 动态信息 ●土壤肥力 ●使用种子、化肥 ●作物长势等 统计信息 ●投入产出统计等
生态农业与精准农业的区别与联系
生态农业与精准农业的区别与联系在当今社会，农业的发展受到了广泛的关注，随着生态环境的改变和科技的进步，农业也不断地发展和更新。
其中，生态农业和精准农业成为两个备受关注的概念。
本文将探讨生态农业和精准农业的区别与联系。
一、生态农业的定义和特点生态农业是指以保持生态平衡为前提，以生态环境保护为根本目标，以农作物的有机生产和生态食品的生产为重点的一种农业生产体系。
生态农业倡导有机耕种方式，强调农业与自然的协调发展，提倡用生物技术和生态技术来解决农业生产中的问题，力求实现生态经营、环保增产、可持续发展的目标。
生态农业强调生态环境保护，在农作物生产过程中使用天然的肥料、无化学添加剂和农药，保障了农产品的品质和安全。
另外，生态农业的耕作方式注重保护土地资源，强调循环利用和资源共享，减少对环境的破坏。
二、精准农业的定义和特点精准农业是指利用高科技手段和农业数据技术，通过对农业生产系统精细管理，实现农产品的高效生产和优质生产的一种智能化农业技术。
精准农业通过无人机、遥感、GPS定位等技术手段，实现在不同条件下对农田土壤、气象、水质等环境变量的精密监测和控制。
精准农业技术具有高效、经济、生态的特点。
通过精准技术手段，可以实现农作物的有机生产、定向抗虫、定向施肥等精细化管理，提高农作物的收益和品质，降低生产成本，减少对土地和环境资源的占用和污染。
三、生态农业和精准农业的联系生态农业和精准农业有很多相互联系的地方。
首先，两者都倡导绿色、有机、健康的农业生产方式，强调环境保护和资源共享，力求实现可持续农业生产。
其次，两者都依托于先进的信息技术和生态技术，实现农业生产精细化管理和资源利用。
生态农业和精准农业可以通过结合运用来实现更好的农业生产效益。
例如，可以在生态农业中运用精准技术监测土壤质量，调整施肥方案，实现对生态系统的科学管理。
同时，精准农业也可以在生产中注重环境保护和资源共享，实现可持续农业生产的目标。
四、生态农业和精准农业的区别生态农业和精准农业也存在一些区别。
农业行业的精准农业技术
农业行业的精准农业技术近年来，随着科技的不断发展，农业行业也迎来了一场革命。
精准农业技术的出现，使得传统农业得以转型升级，为农民带来了巨大的经济效益和生产效率的提升。
本文将为大家介绍农业行业的精准农业技术，探讨其对农业生产的影响。
一、精准农业技术的概念精准农业技术是指应用现代科技手段，通过对农田、作物、气象、水利等相关信息进行实时监测、分析和预测，在农业生产的各个环节上进行精准施策的一种农业生产方式。
其核心理念是“精确、高效、环保、可持续”。
二、精准农业技术的主要应用1. 土壤养分管理通过利用无线传感器技术，对土壤中的养分含量进行实时监测，并将数据传输至农户的智能手机或电脑上，农户可以根据养分含量进行精准施肥，避免过量或不足的情况发生，提高养分利用效率，降低了对环境的污染。
2. 作物病虫害监测与预警利用遥感技术、无人机等手段对农田中作物的生长情况和病虫害的发生进行实时监测，通过对数据的分析和比对，可以及时发现异常情况并提前预警，农户可以有针对性地进行防治措施，减少农药的使用，并最大限度地保护作物的健康和增产。
3. 水资源管理通过利用物联网和云计算等技术手段，监测农田的土壤含水量、降雨情况和作物对水的需求，实现对农田水资源的精准管理。
农户可以根据这些数据进行科学的灌溉管理，避免水资源的浪费，提高灌溉的效率。
4. 农产品质量追溯通过使用电子标签、二维码等技术手段，对农产品的生产、运输、加工等环节进行全程监控和追溯，确保产品的质量安全和可追溯性，提高消费者对农产品的信任度。
三、精准农业技术的优势1. 提高生产效率精准农业技术可以根据农田的实际情况，精确地调控施肥、灌溉、植保等农业生产过程，避免了传统农业中的“一刀切”现象，提高了生产效率和产量。
2. 减少资源浪费通过合理利用土壤养分、水资源以及植保农药的精确投放，可以减少资源的浪费，达到节能减排的目的，进而实现可持续发展。
3. 保护生态环境精准施肥、植保等措施的精细化操作，可以减少农药、化肥的使用，减轻了对环境的污染，并减少农业面源污染的产生，保护了生态环境的健康。
3S技术在精准农业中的应用研究
3S技术在精准农业中的应用研究3S技术，即遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information Systems）和全球定位系统（Global Positioning System），是一种综合利用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统进行空间数据采集、处理、分析和管理的技术。
在当今的精准农业中，3S技术发挥着越来越重要的作用，为农业生产提供了全新的思路和方法。
本文将围绕3S技术在精准农业中的应用展开研究，探讨其在农业生产中的价值和作用。
一、3S技术在精准农业中的基本概念1.1 精准农业的概念精准农业是一种以数据驱动的现代农业生产模式，通过有效的数据采集、分析和管理，实现对农业生产过程的精准控制和管理，最大程度地提高生产效率和资源利用率。
精准农业最核心的理念就是精准施肥、精准灌溉和精准农药使用，通过对土壤、作物、气象等数据的准确监测和分析，实现农业生产的精准化。
二、3S技术在精准农业中的应用案例2.1 农田地块划分案例利用遥感技术获取高分辨率的农田地块影像，结合地理信息系统的空间分析功能，可以实现对农田地块的精准划分和管理。
通过对农田地块的影像分析，可以实现对农田的面积、作物种类、生长情况等信息的获取，为农业生产提供精准化的管理依据。
2.2 病虫害监测案例利用遥感技术获取农田植被的高光谱影像，结合地理信息系统的数据分析功能，可以实现对病虫害的精准监测和预警。
通过对植被光谱特征的分析，可以实现对农田病虫害的早期发现和精准防控，为农业生产提供有效的保障。
三、3S技术在精准农业中的应用优势3.1 数据获取全面通过遥感技术获取的影像数据具有高分辨率、高精度、多维度的特点，可以提供农田、植被、土地利用等方面的全面信息，为精准农业的实施提供了数据基础。
3.2 精准分析决策地理信息系统可以对遥感获取的影像数据进行集成和分析，可以实现对农田、作物、气象等信息的精准分析和决策，为农业生产提供科学的管理依据。
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精准农业的概念精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。
精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。
其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（GIS），可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。
精准农业并不过分强调高产，而主要强调效益。
它将农业带入数字和信息时代，是21世纪农业的重要发展方向。
精准农业的发展历史海湾战争后GPS技术的民用化，使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展，使得精准农业的技术体系广泛运用于生产实践成为可能。
1993-1994年，精准农业技术思想首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验。
结果用GPS指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30%左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。
精准农业的试验成功，使得其技术思想得到了广泛发展。
近五年来，世界上每年都举办相当规模的“国际精细农作学术研讨会”和有关装备技术产品展览会，已有上千篇关于精细农作的专题学术报告和研究成果见诸于重要国际学术会议或专业刊物。
在万维网上设有多个专题网址，可及时检索到有关精细农作研究的最新信息。
美、英、澳、加、德等国的一些著名大学相继设立了精细农作研究中心，开设了有关博士、硕士的培训课程。
在发达国家，精细农作技术体系已实验应用于小麦、玉米、大豆、甜菜和土豆的生产管理上。
1995年美国约有5%的作物面积不同程度的应用了精细农作技术，近年来又有了更为迅速的发展。
在美、加、澳、欧等国，精准农业的实验研究以涉及小麦、玉米、大豆、甜菜、土豆等作物生产。
不仅发达国家对精细农作的技术实践非常重视，巴西、马来西亚等国亦已开始了试验示范应用。
精准农业技术体系的实践与发展，已经引起一些国家科技决策部门的高度重视。
美国国家研究委员会（National Research Council）为此专门立项对有关发展战略进行研究，经过由美国科学院、美国工程院院士组织评估，于1997年发表了一份“Precision Agriculture in the 21st Century---Geospatial and Information Technologies in Crop Management”研究报告，全面分析了美国农业面临的压力、信息技术为改善作物生产管理决策和改善经济效益提供的巨大潜力，阐明了“精准农业”技术研究的发展现状以及为信息产业和支持技术开发研究提供的机遇。
精准农业在美国、英国等发达国家已经形成为一种高新技术与农业生产结合的产业，且已被广泛承认是发展持续农业的重要途径。
目前，适应精准农业技术体系应用的DGPS装置，GIS适用平台及农作物资源空间信息数据库管理软件，作物生产决策支持模拟模型，带DGPS接收机小区产量传感器和产量分布绘图装置的谷物联合收割机，自动调控施药、施肥机、播种机均已有商品化产品；支持农田信息实时采集的田间土壤水份、N、P、K含量、pH值、有机质含量、作物苗情、杂草分布等的传感器技术，已有初步研究开发成果。
可以预言，精准农业技术体系的装备技术发展，到本世纪末将会日新月异，有关新兴产业将得到快速发展。
我国精准农业的思想已经为科技界和社会广为接受，并在实践上有一些应用。
如1992年北京顺义区在1.5万公顷的范围内用GPS导航开展了防治蚜虫的试验示范。
在遥感应用方面，我国已成为遥感大国，在农业监测、作物估产、资源规划等方面已有广泛的应用。
在地理信息系统方面，应用更加广泛，1997年辽宁省用GIS进行下辽河平原农业生态管理的应用研究，吉林省结合其省农业信息网开发“万维网地理信息系统（GIS），北京密云县完成以GIS技术建立的县级农业资源管理信息系统。
在智能技术方面，国家863计划在全国20个省市开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”。
这些技术的广泛应用，为我国今后精准农业的发展奠定了一定的技术基础，但这些研究与应用大部分局限于GIS、GPS、RS、ES、MS单项技术领域与农业领域的结合，没有形成精准农业完整的技术体系。
尽管如此，随着我国农业技术和相关信息产业、工程制造业的发展，智能控制技术的广泛应用，精准农业的技术必将得到不断发展完善，且将扩展到更为广泛的设施农作、养殖业和加工业的精细管理与经营。
国际上精准农业的实践表明，实施精准农业要求信息技术、生物技术、工程装备技术和适应市场经济环境的经营技术的集成组装，综合是其典型特征，技术集成是其核心，因此需要多部门、多学科联合作战。
我国实施精准农业的近期目标，一方面是总结国外发展经验，根据中国的国情找准自己的切入点，另一方面切实做好有关应用技术的研究开发，力求走出适合中国国情的精确农业的发展道路。
精准农业系统体系结构1、全球定位系统。
精准农业广泛采用了GPS系统用于信息获取和实施的准确定位。
为了提高精度广泛采用了 DGPS（Differential Global Positioning System）技术，即所谓“差分校正全球卫星定位技术”。
它的特点是定位精度高，根据不同的目的可自由选择不同精度的GPS系统。
2、地理信息系统GIS。
精准农业离不开 GIS（GeographicalInformation System）的技术支持，它是构成农作物精准管理空间信息数据库的有力工具，田间信息通过GIS系统予以表达和处理，是精准农业实施的重要。
3、遥感系统 RS。
遥感技术（Remote Sensing）是精准农业田间信息获取的关键技术，为精准农业提供农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异信息的技术要求。
4、作物生产管理专家决策系统。
它的核心内容是用于提供作物生长过程模拟、投入产出分析与模拟的模型库；支持作物生产管理的数据资源的数据库；作物生产管理知识、经验的集合知识库；基于数据、模型、知识库的推理程序；人机交互界面程序等。
5、田间肥力、墒情、苗情、杂草及病虫害监测及信息采集处理技术设备。
如田间信息适时采集传感器与数据处理方法。
6、带GPS系统的智能化农业机械装备技术。
如带产量传感器及小区产量生成图的收获机械；自动控制精密播种、施肥、洒药机械等等。
精准农业的技术体系刘爱民、封志明（中国科学院自然资源综合考察委员会）徐丽明（中国农业大学机械工程学院）精准农业是在现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就的基础上发展起来的一种重要的现代农业生产形式，其核心技术是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术和计算机自动控制技术。
精准农业系统是一个综合性很强的复杂系统，是实现农业低耗、高效、优质、安全的重要途径。
1、现代信息技术精准农业从90年代开始在发达国家兴起，目前已成为一种普遍趋势，英美法德等国家纷纷采用先进的生物、化工乃至航天技术使精准农业更加“精准”。
美国把曾在海湾战争中运用过的卫星定位系统应用于农业，这项技术被称为“精准种植”，即通过装有卫星定位系统的装置，在农户地里采集土壤样品，取得的资料通过计算机处理，得到不同地块的养分含量，精准度可达1～3平方米。
技术人员据此制定配方，并输入施肥播种机械的电脑中。
这种机械同样装有定位系统，操作人员进行施肥和播种可以完全做到定位、定量。
还可将卫星定位系统安装在联合收割机上，并配置相连的电子传感器和计算机，收割机工作时可自动记录每平方米农作物产量、土壤湿度和养分等的精准数据。
现代信息技术的特点是应用地理信息系统将土壤和作物信息资料整理分析，制成具有时效性和可操作性的田间管理信息系统，在此基础上，利用全球卫星定位系统、遥感技术以及计算机自动控制技术，根据空间每一操作单元的具体条件，通过调整资源投入量，达到增加产量、减少投入、保护农业资源和环境质量的目的。
同时在农田经营管理决策的环节上，可根据不同情况选择“单纯获取高产”，“以适量投入，获取较好经营利润”或“减少资源消耗、保护生态环境”等多种不同优化目标。
这项技术的构成包括空间定位的农作物产量信息采集技术和土壤信息定时采集技术、农田地理信息系统定时更新技术及空间定位的农业投入控制系统等。
2、生物技术现代生物技术从广义上讲主要包括基因工程、细胞工程和微生物工程等，最富有生命力的核心技术是基因工程。
现代生物技术最显著的特点是打破了远缘物种不能杂交的禁区，即用新的生物技术方法开辟一个世界性的新基因库源泉，用新方法把需要的基因组合起来，培育出抗病性更强、产量更高、品质更好、营养更丰富，且生产成本更低的新作物、新品种；另外还具有节约能源、连续生产、简化生产步骤、缩短生产周期、降低生产成本、减少环境污染等功效。
如美国把血红蛋白转移到玉米中，不仅保持了玉米的高产性能，而且提高了它的蛋白含量。
抗虫害转基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美国、阿根廷、加拿大数百万公顷土地上试种。
微生物农业是以微生物为主体的农业。
微生物在合成蛋白质、氨基酸、维生素、各种酶方面的能力比动物、植物高上百倍；微生物还可利用有机废弃物，变废为宝、保护生态环境。
利用有益微生物，不仅可获得大量生物量，用于制作食用蛋白质以及脂肪、糖类等专门食品，而且在生物防治、土壤改良方面也有突出表现。
日本研制的EM（含80余种微生物的生物制剂），被称为可以挽救地球的有效微生物群。
施用EM可少用或不用化肥、农药和抗生素药物，净化环境。
3、工程装备技术现代工程装备技术是精准农业技术体系的重要组成部分，是“硬件”，其核心技术是“机电一体化技术”；在现代精准农业中，应用于农作物播种、施肥、灌溉和收获等各个环节。
精准播种。
将精准种子工程与精准播种技术有机结合，要求精准播种机播种均匀、精量播种、播深一致。
精准播种技术既可节约大量优质种子，又可使作物在田间获得最佳分布，为作物的生长和发育创造最佳环境，从而大大提高作物对营养和太阳能的利用率。
精准施肥。
要求能根据不同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏情况，作物类别和产量水平，将N，P，K和多种可促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方，从而做到有目的地科学施肥，既可减少因过量施肥造成的环境污染和农产品质量下降，又可降低成本。
要求有科学合理的施肥方式和具有自动控制的精准施肥机械。
精准灌溉。
在自动监测控制条件下的精准灌溉工程技术，如喷灌、滴灌、微灌和渗灌等，根据不同作物不同生育期间土壤墒情和作物需水量，实施实时精量灌溉，可大大节约水资源，提高水资源有效利用率。