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關鍵詞:精準農業,應用現狀,北斗導航,農業機械,自動駕駛系統
1引言
精準農業是以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式和技術體系,是以信息技術為支撐,根據空間變異,定點、定時、定量的實施一整套現代化農事操作與管理的系統。新疆精準農業始于20世紀末,初期發展緩慢,隨著北斗導航技術、移動通信網絡的發展,精準農業技術發展迅速。新疆以棉花為主要經濟作物,根據國家統計局2018年棉花產量的公告數據,新疆棉花總產量占全國總產量的83.84%,新疆生產的棉花約三分之一產自新疆生產建設兵團。近年來,新疆生產建設兵團正式開啟團場改革,兵團職工自主組建農工合作社,新疆兵團土地流轉活躍,據新疆農業農村部門統計,到2018年全新疆家庭承包耕地流轉面積已達745.8萬畝。合作社規模不斷增大,田塊不斷整合集中,對于成套精準農業技術應用模式在新疆的深入推廣打下了基礎。當前,精準選種、精準播種、精準施肥、精準噴藥、精準灌溉、精準田間監測、精準收獲等所涉及的精準農業技術,已有部分在新疆兵團規模化應用。本文基于北斗導航融合精準農業賦能新疆創新試驗區建設項目,通過對新疆兵團石河子市石總場大田種植數字農業建設試點、石河子市北泉鎮鴻興翔種植專業合作社等多家大型農業合作社進行了實地調研,對新疆兵團精準農業技術應用現狀及發展需求進行總結分析。
2新疆兵團精準農業技術應用現狀
精準農業技術已應用于新疆兵團農業的耕、種、管、收四大環節,根據農戶對各種精準農業技術的接受度和該技術的推廣應用程度,本文主要從農機自動駕駛系統、水肥一體化系統、農業信息化管理系統三方面,對新疆兵團精準農業技術應用現狀進行分析。
2.1農機自動駕駛系統
如圖1,電機式農機自動駕駛系統主要由電機、角度傳感器、GNSS天線、高精度GNSS接收機、平板電腦、電臺及天線等部分組成。該技術可實現1000m播行水平誤差不超過3cm,播幅連接行誤差不超過3cm,能有效解決農機播種作業中出現的“播不直、接不上茬”的老大難問題,可以減少用工成本,延長作業時間,提高作業質量和土地利用率。2012年,新疆兵團農機推廣部門開展了衛星導航自動駕駛技術試驗示范工作,將該技術產品應用在棉花播種作業中。2013年,財政部、農業農村部在國家農機購置補貼目錄中,增加“農業用北斗終端(含漁船用)”的財政補貼,當年補貼額達到3.12萬元/臺套。2014年,國家發改委支持新疆兵團第八師開展區域精準農業示范,對首批800臺套的北斗農機自動駕駛導航系統雙重補貼,包括國家購機補貼和1萬元的項目補貼。截至2019年4月,兵團農八師已安裝3000余臺套農機自動駕駛系統,基本實現了全覆蓋。農機自動駕駛系統逐步從小面積試驗向大面積試驗示范邁進,且國產化品牌實現了從零到主導的突破。
2.2水肥一體化系統
水肥一體化系統是通過配置田間信息精準監測系統,全程監測農田墑情、氣象、設備工況等信息,為水肥決策和作業管理提供信息支撐。目前,使用者可通過PC或手機APP來發送指令,通過GPRS通訊模式實現閥門和自動施肥機的遠程控制,實現田間的無人作業功能,全年無需下地手動開關閥門。該技術既能滿足作物生長過程中對灌水時間、灌水量、灌水位置和灌水成分的精確要求,又能按照田間的每個操作單元的具體條件,精細準確地調整農業用水管理措施,最大限度地提高水的利用率。水肥一體化系統局部設備示意圖如圖2。20世紀后期,新疆兵團開始引進噴灌、滴灌技術。2008年以來,膜下滴灌水肥一體化技術得到當地政府的大力扶持,隨著配套基礎設施技術的發展,逐步將滴灌節水技術向智能化、水肥一體化、遠程操作控制方向發展。水肥一體化系統已形成了對應的服務體系,可大面積應用于大田作物。新疆自行研發的系列自動反沖洗網式過濾機組及自動施肥機,單套控制面積100-166.67hm2。當前,兵團高新節水灌溉面積1129.07千公頃,是全國最大的節水農業灌溉區。
2.3農業信息化管理系統
農業信息化管理系統可提供綜合服務,如利用北斗導航定位終端、農機工況采集終端,通過蜂窩網絡將農機位置信息、工況信息傳輸至農業信息化管理系統,可實現農機運行軌跡的回放、作業面積的統計、農機健康情況的監管和預測。另外,還可通過各種傳感器采集的信息,形成水、肥、藥的變量噴施處方圖,基于農業信息化管理平臺進行監管和下發作業任務。基于該類系統,可提高管理、調度、維護效率。圖3為新疆兵團八師石總場信息化管理平臺界面。農業信息化管理系統是隨各類采集終端發展而來,當前,眾多企業及政府分別建立了對應的農業信息化管理系統。
3新疆兵團精準農業技術發展需求
新疆兵團精準農業在北斗農機自動駕駛方面已取得了矚目的成就,但仍然存在差分信號服務受限、基準不統一等問題。當前農村實際情況是勞動力驟減,滿足農業生產需求的勞動力嚴重不足,因此,北斗農機自動駕駛技術應向農業全產業鏈方向發展,來彌補勞動力減少的現況。2015年,農業農村部《到2020年農藥使用量零增長行動方案》和《到2020年化肥使用量零增長行動方案》,但新疆在節肥、節藥等技術的應用方面發展緩慢,且新疆是缺水地區,因此,水、肥、藥變量噴施技術的發展迫在眉睫。因棉花等作物的覆膜造成嚴重的環境污染,為了環境可持續發展,必須提高殘膜回收技術和發展可復用膜。下面主要從三方面來分析新疆兵團對精準農業技術的需求。(1)簡約式農機自動駕駛技術農機自動駕駛系統主要應用在精準播種環節,同樣也可應用在不同作物的耕地、施肥、施藥、收獲等環節。當前的農機自動駕駛系統還需由專業人員安裝、調試和教學,嚴重限制其推廣。因此,農機自動駕駛系統應該向安裝簡便、“傻瓜式”操作方向發展。(2)水、肥、藥變量噴施技術中國是全球農藥、化肥用量第一大國,但噴施流程和利用率遠遠低于先進國家水平。基于農作物的實際需要,將水、肥、藥定時、定點、定量的噴施是節約資源、提高農作物產量的發展趨勢,但投入產出比是當前最大的限制。如底肥的施用,需基于土壤采樣、上季作物的產量分布圖等共同決定。通過信息技術手段,感知作物的實際需水、需藥、需肥量,采用變量投入技術,實現按需精準灌溉施肥施藥,將是發展新方向。因此,應高度重視研究開發智能感知技術、深度學習算法、變量投入技術、機器人等。(3)殘膜回收技術地膜使用量不斷增加,但回收率偏低,土壤中的殘膜量逐步增加,土壤結構遭到嚴重破壞、耕地質量逐步下降。現今,新疆已成為殘膜污染嚴重的地區之一。因此,應向新型可復用農膜和提高殘膜回收技術方向發展。
4新疆兵團精準農業技術應用發展建議
關鍵詞:現代信息技術;精準農I;數據化;智能化
中圖分類號:F320.1 文獻標識碼:B 文章編號:1008-4428(2017)03-11 -03
一、引言
精準農業是一種以大數據科學為核心的信息化的現代農業理念,其發展顛覆了我國日出而作日落而息的手工勞作方式,打破了粗放的傳統生產模式轉而邁向集約化、精準化、智能化、數據化,促使我國農產品由線上零銷售改成私人訂制。20世紀80年代,我國開始對精準農業進行研究,建立了小湯山國家精準農業研究示范基地和黑龍江友誼農場的“精準農業示范項目”試驗基地;2012-2013年在黑龍江墾區農機推廣產品中,GPS自動導航和駕駛系統全部由國外進口,這表明我國亟需自主研制開發精準農業設施裝備。總體上看,我國對精準農業的研究大多局限于對概念的補充和延伸,沒有形成系統成熟的學術思想。在實踐中,并未建立較大規模的試驗示范基地,基礎設施、經營規模和經濟效益等都不及發達國家。因此,需對精準農業的發展作進一步研究,以加快我國農業現代化進程。
二、精準農業內涵及主要技術組成
(一)精準農業內涵
精準農業(precision agriculture,PA)又稱精細農業,精確農業或處方農業,是以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式。它的全部概念建筑在“空間差異”的數據采集和數據處理上,在定位、導航的基礎上,根據管理單元的土壤特性和作物生長的需要,管理作物的每個生長過程及各種農資投放量,最大限度地發揮土壤和農作物的潛力,做到既滿足作物生長發育的需要,又減少農資的投入,從而降低物質消耗、增加產量、保護生態環境,實現農業的可持續發展。
(二)精準農業的核心技術組成
精準農業技術體系是支撐精準農業發展的關鍵部件,精準農業技術通常不以單項技術的形式出現,在組裝集成單項技術應用于農業生產的同時,形成了精準農業所獨有的技術體系,如產量圖、配備有“3S”技術的播種機、聯合收割機等。精準農業技術體系如圖1所示:
1.現代信息技術
現代信息技術主要由全球衛星定位系統、地理信息系統、遙感系統和計算機自動控制技術組成,其基本含義是把農技措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平的一套綜合農業管理技術。這項技術依賴全球定位系統和計算機控制定位,精確定量實施,極大地提高了種子、化肥、農藥的利用率,同時在管理決策環節上,可根據具體情況選擇“單純獲取高產”“以適量投入獲取較高經濟利潤”或“減少資源消耗、保護生態環境”等多種不同優化目標。
2.生物技術
生物技術是現代生物學與其相關學科交差融合的產物,其中核心是基因工程技術。隨著人們對動植物基因學和蛋白質學的認識,生物技術在農業生產中的應用越來越廣。通過對動植物基因重組,可增強農作物對生長環境的適應能力,增加農作物單產,減少農藥化肥的施用量,改善食物的營養結構和口感。例如,在棉花中引入抗蟲基因,可減少病蟲害對棉花的侵蝕,減少農藥的使用;在水稻中導入能產生維生素A的基因,可以提高稻米的營養價值。
3.工程裝備技術
農業工程裝備技術是精準農業發展的物質基礎,也是衡量精準農業發展水平的重要指標。用于我國精準農業生產的農機裝備主要有新型高效拖拉機、播種施肥灌溉機、精量植保機、節水灌溉與水肥一體化設備、高效能收獲機械等,可實現精準平整土地、建立模塊信息,為農作物生產管理收割做好準備。我國于2009年建立農業智能裝備工程技術研究中心,以自主研制適合我國農業發展的農業機械,近幾年,我國農機科技創新能力提升較快,2016年全國農作物耕種收綜合機械化率高達63%。
三、我國精準農業發展存在的問題
(一)發展精準農業的成本較高
精準農業技術在新疆兵團棉花的大面積種植應用中取得了客觀的經濟、社會及生態效益:平均單產增加17%,每畝播種量減少2千克,氮磷肥的利用率提高3%-8%。對農作物生長環境的檢測,節約檢測成本高達90%,檢測效率提高500%以上。但這些農業機械價格昂貴,適合大面積作業,主要面向大型農場。而我國地形復雜,以小農經濟為主,農戶多分散且產能較低,導致發展精準農業的成本較高,不適合我國目前的農業經濟發展水平和生產作業規模。
(二)農業從業人員素質偏低
我國農業勞動力文化程度較低,近年來,市場的各種優質資源也逐漸由農村轉移到城市,在農村形成了“38、61、99”部隊、“空心村”“末代農民”等現象,進一步降低了農業勞動力的素質。文化知識的缺乏,降低了農業從業人員接受新事物、學習新技術的能力,導致一些高新技術成果難以推廣運用,阻礙了農業生產發展向高端升級的進程。雖然我國政府大力提倡精準農業的發展,但由于我國基礎薄弱,農民吸納新技術的能力差,精準農業在我國的推廣實踐困難重重。
(三)精準農業基礎設施不健全
我國精準農業技術裝備遠遠落后于世界先進水平,僅相當于發達國家20世紀60-70年代的水平。目前我國精準農業的生產機具多從國外進口,尤其是在技術含量較高的新型行業,這種差距還在不斷加大。精準農業裝備研發和創新的技術儲備嚴重缺乏,適用農業機具設備品種少、水平低,而且可靠性極差,遠不能適應精準農業發展的需要。另外,精準農業機械設備價格高昂,我國零散的農戶和小型農場無法承擔高額的費用,導致精準農業基礎設施嚴重缺乏。
(四)現代信息技術在精準農業生產中的應用有限
我國已利用現代信息技術建立了農業數據庫及農業信息系統,將3S等各項高科技應用到精準農業的生產發展中,并在北京、黑龍江、新疆等各地建立了大規模的精準農業實驗基地,在一定程度上解決了我國農業發展中存在的化肥農藥利用率低、勞動效率較低、環境污染嚴重等問題。總體來看,現代信息技術在我國精準農I中的應用仍處于初級階段,很多技術在精準農業中的應用都是空白。如:基礎設施建設、智能控制、機器人技術、VRA播種等現代信息技術在精準農業中的應用基本上都處于空白狀態。
四、我國精準農業發展的對策建議
(一)降低精準農業生產成本
加快精準農業核心技術研究,開發具有自主知識產權的、適合國情的低成本精準農業機械設備,促使農業科研成果轉化為現實的生產力;降低精準農業技術的應用成本,降低我國廣大農村地區邁向精準農業的門檻,改變我國精準農業“只有理論,不能實施”的尷尬局面;建立大型農場,發展多種形式的適度規模經營。培育新型經營主體,帶動適度規模經營發展,如農業專業大戶和家庭農場等,同時簡化精準農業技術,提高精準農業技術在生產實踐中的實用性和易用性,有效降低精準農業生產成本。
(二)提高農業從業人員的素質
精準農業是科技含量較高的新型農業發展方式,精準農業機械設備的操作需要豐富的專業知識,而“空心村”等現象導致我國農村人才匱乏,尤其是精通精準農業生產過程專業人才的匱乏。因此,必須從以下幾個方面提高精準農業從業人員素質:一,完善中小學課程,把精準農業添加到教科書中,保證下一代全面徹底地了解精準農業;二,加強對現有勞動者的專業化培訓,加快農業科技隊伍建設和農技推廣;三,培育新型職業農民,促使其在精準農業的發展中起到“領頭雁”的作用,為我國精準農業的發展提供人才保證。
(三)大力加強精準農業基礎設施建設
精準農業基礎設施主要指智能化精準農業裝備,其研究與開發是精準農業能否得到推廣實踐的關鍵。目前我國精準農業基礎設施較差,技術含量低,特別是大型的農機設備,幾乎是從國外進口的,因此應從不同層面加強精準農業基礎設施建設,改善精準農業生產條件。一是政府要加大對精準農業基礎設施建設的投資,加強智能化精準農業裝備技術的開發和實踐應用。二是增加精準農業主要農機裝備的生產數量,如多功能谷物精密播種機,可自動調控配比的自動定位施肥機和噴藥機,可控制噴水量的定位噴灌機等。
(四)拓寬現代信息技術在精準農業生產中的應用面
加快精準農業核心技術研究,簡化精準農業基礎設施建設步驟,降低精準農業基礎設施建設成本,促使盡可能多的農民將精準農業技術體系應用到農業生產中;建立一個完整的植物信息數據庫,在農作物生長的不同階段及時給出合理的操作建議;結合全國各地農業發展特點和現狀,加快自主研制開發適合不同模式精準農業發展的“3S”技術及高科技產品,并將“3S”技術及高科技產品全面運用于精準農業生產過程中,進一步拓寬現代信息技術在精準農業領域中的應用。
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作者簡介:
關鍵詞 精準農業;推廣;關鍵技術應用;中國
中圖分類號 F320 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)07-0274-01
我國是農業大國,農業發展對于促進我國經濟和社會的發展具有至關重要的作用。近年來,我國農業得到了快速的發展,但是我國的人口數量眾多,且依然面臨著環境惡化和資源緊缺的問題,只有促進農業的現代化發展才能滿足社會發展的需求。在這種背景下,為了實現我國現代化農業的發展,就一定要大力發展精準農業。本文就精準農業的發展現狀進行闡述。
隨著我國科學技術的不斷發展,精準農業成為了人們研究的熱門課題。精準農業是一種在信息基礎以及地學空間的基礎上發展起來的信息化和集約化的農業技術,主要是將生物技術、信息技術和工程技術等高新技術和土壤學、生態學以及農學等有效融合在一起,充分利用現代化的科學技術指導農業生產,以促進農業發展。
1 精準農業概述
精準農業是指在農作物的生產過程中充分利用現代高新技術對其進行精耕細作,以現代農業的生產形式取代傳統農業的生產形式,更加注重對農業生產的管理。精準農業通過建立生態學、地學以及農學等模型,采用地理信息系統、全球定位系統以及遙感技術等對農業生產過程中各項活動進行精準的定位,并進行精細管理,以實現農業生產的集約化和信息化。通過這項技術,可以對農作物的產量和投入進行細致分析,在實際生產過程中,對農作物的生長、土壤以及機械設備等進行實時監測,使各種農業資源得到優化配置,發揮農業資源的優勢,以獲得最大的產量,減少資源浪費,從而不斷提高農作物的質量,提高農業生產的效益,促進我國農業進一步發展[1-3]。
2 精準農業發展現狀
2.1 我國精準農業推廣現狀
現階段,我國精準農業的發展已經取得了一定的成效,農業生產發生了巨大的改變。科技含量大大提升,很多高新技術都嘗試著逐漸應用到農業生產中,但是我國農業的總體科技水平還有待提高;魍撐┮翟謚鸞ハ螄執化農業轉變,但仍處于初始階段;由之前粗放經營的管理方式向精準農業的方向發展,但也仍處于初級階段。在農業發展過程中,很多常規技術以及高新技術在不斷推廣,傳統的粗放經營模式也已經得到了一定的改變。但是從整體上來說,我國農業總值的增長主要依靠投入生產要素,而科學技術的貢獻率還比較低。國外發達國家科學技術在農業生產總值增長中的貢獻率達到80%以上,但是我國只有35%左右,每年的農業科技成果推廣率不到30%,處于一個比較低的水平。總體來看,精準農業的推廣率比較低。
2.2 我國精準農業關鍵技術應用現狀
精準農業的發展需要依賴很多高新技術,因而高新技術應用得越普遍,說明我國精準農業的發展情況越好[4-7]。精準農業發展過程中經常使用的技術主要包括地理信息系統、遙感技術以及全球定位系統。
2.2.1 地理信息系統。地理信息系統是一門將統計學、環境科學、信息學、管理學以及計算機科學等學科融合在一起的新興學科,其通過使用各種先進的手段和技術來對特定的地區地理空間數據進行采集,并對地理信息進行分析和處理。地理信息系統在我國精準農業發展中的應用已經非常成熟,在實際運用過程中,針對特定地區的地理信息建立農田土地管理模型,然后對地區的自然條件、氣候、土壤元素、農作物苗情以及病蟲害的發生等進行準確的評估和分析,并針對這些因素的發展趨勢制定精準的調控措施,為精準農業的管理提供可靠的數據依據。在實際使用過程中,還可以將其與農業管理輔助決策系統配合使用。
2.2.2 遙感技術。遙感技術是一種獲取各種實地信息來源的技術,在精準農業技術體系中具有至關重要的作用,主要核心技術包括影像技術、農田多光譜圖像信息分析系統等。遙感技術的一個重要優勢就是其成本比較低,比航空攝影的成本減少1/2以上。在精準農業發展中,可以充分利用遙感技術獲取田間時空變化信息,在規模化的農作物生產過程中,可以預測農作物的產量,同時預警宏觀農情,以農作物和土壤為研究對象,可以建立農作物的條件模型和長勢模型。遙感技術的應用也非常廣泛,為農業精細管理提供重要的參考[8]。
2.2.3 全球定位系統。全球定位系統是精準農業空間管理的重要設施,其具有采集定位信息以及進行農田測量的作用。目前,在小區式農作物產量的定位計算、農田變量信息的采集中均得到了廣泛的應用,將其應用到精準農業管理中,還可以實現機械自動化播種、灌溉和噴藥,實現農業機械化變量作業定位。不僅如此,其在環境監測和土地測量等方面也具有良好的作用,是一項發展前景廣闊的技術[9-10]。
3 結語
精準農業是農業發展的必然趨勢,與傳統農業的生產方式相比,精準農業借助于各種高新技術和現代化的管理手段對農業生產實施精細化管理,從而不斷提高農業生產的產量和質量。
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農業信息化就是農業全過程的信息化,即在農業領域全面地發展和應用現代信息技術,使之滲透到農業生產、市場、消費以及農村社會、經濟、技術等各個具體環節,加速傳統農業改造,大幅度地提高農業生產效率和農業生產力水平,促進農業持續、穩定、高效發展的過程。主要包括農業資源和環境信息化、農業生產和農業管理信息化、農業生產資料及農產品市場信息化、農業科技教育信息化、農業政策法規信息化、農村社會、經濟信息化。從實際表現看,農業信息化的內涵特征可以概括為:農業基礎設施裝備信息化;農業技術操作全面自動化;農業經營管理信息網絡化。它的主要依據是國內外現代信息技術的研究、開發和應用的豐富實踐。
農業信息基礎設施信息化
農業信息網絡基礎設施建設是農業信息化的基礎。在逐步形成的農業信息基礎設施的基礎上開發農業信息資源,是農業信息基礎設施建設的另外一個重要內容。各種監測農業資源的儀器,是準確獲取與利用各種農業信息的重要設施。我國需要加大資金研究、開發、應用各種農業信息獲取基礎設施,以增加農業生產過程中的信息含量,提高信息的準確性,準確而及時地跟蹤、掌握農業資源。環境的變化,以便制定正確、科學的政策與對策。
農業技術操作全面自動化
農業技術操作全面自動化包括農作物栽培管理的自動化;農作物病蟲防治信息化和自控;畜禽飼養管理的信息化和自動化三個方面。
從信息化角度,農業技術操作全面自動化首先要求建立在農業信息技術集成系統的開發與應用上。一方面要注意農業系統模型的建設。把農業生產經營過程作為一個主體對象,支持農業生產經營過程作為客體對象,從信息農業角度出發,研究主體內部、主體與客體之間的信息流、知識流、工作流、控制流,并建立起系統模型。另一方面,注重集成信息系統的開發。在農業系統模型的基礎上開發應用性較強的信息系統、知識系統、工作流管理系統、控制系統等。目前,農業信息系統開發都是農業領域中局部范圍的工作,如氣象信息系統、土地管理信息系統、生產計劃系統、病蟲害防治系統、種子選育系統、田間管理系統等。將單項農業信息技術集成應用與現代工程技術、生物技術、機械制造技術相結合,制造出基于信息、與通訊技術的農業設施、設備,進入高效集約型農業生產時期。
農業經營管理信息網絡化
農業經營管理信息網絡化是基于農業信息技術的計算機軟件、硬件和通訊、控制產品直接為農業生產經營過程服務。信息農業的一個重要特征是信息與知識成為比土地、農業生產資料等更為重要的第一生產要素,農業生產的產值與農產品中應用農業知識、信息多少密切相關。農業生產過程采用信息控制的農業設施進行,農業生產經營以電子商務形式進行管理信息網絡化。
我國農業信息化的現狀及發展重點
農業信息化作為新的理念,在我國農業信息化建設過程中,碰到的難題是不少的。諸如,建設資金短缺,機構設置困難,信息人才匱乏等等。盡管全國各地情況不一,東西部存在較大差異,但網絡已到達部分基層鄉鎮并且隨“金農工程”啟動其建設步伐會很快遍布到全國各地的鄉鎮。然而,網絡進村入戶率則低得可憐。受廣大農民對網絡信息的認識水平以及對微機設備的購買力與操作水平的限制,我國農業信息化將任重道遠。
首先,網絡信息的適應問題不強。就農村的信息客戶群體而言,他們需要的網絡信息以市場信息和專家信息為主,并且這些信息必須具有針對性、時效性和真實性;他們所需要的網絡信息服務主要包括:信息傳播、信息查詢和網上招商。達到上述兩方面的要求,就必須對紛繁復雜的網上信息進行“精挑細揀,加工制作”,才適合農民的口味,也才能引導農民通過使用網絡信息來發家致富。
其次,網絡信息進村入戶途徑不一。從實際情況來看,網絡信息客戶群體大致上可以分為兩類:一類是經濟發達村和種養大戶、農業企業、行業協會、農貿市場、經紀人等信息重點用戶;另一類是經濟水平一般或欠發達的村以及大量地普通農戶。網絡信息進村入戶途徑,必須綜合運用了數字電視、電話、互聯網等資源,把電視、電話與互聯網聯系起來,切合目前我市農村電視、電話普及率高而計算機普及率低的現實,這點還很不夠。因此,農業信息化發展必須著眼一下方面:
加快建設農村信息網絡基礎設施
信息網絡是實現農業信息化的前提和基礎,特別是在我國農村通信普及還不完全、整體信息網絡還未建成的情況下,當務之急就是加大投資力度,進一步完善農村信息網絡基礎設施的建設。鑒于此,信息產業部提出繼續加強農村通信網絡基礎設施建設,按照"村村通工程實施方案"的目標,促使各大通信運營企業做好農村通信普遍服務工作,為農業信息技術應用提供網絡通信支持和信息服務。
加強農業信息資源的開發和應用
隨著我國農業向現代化邁進,整個農業體系也將卷入全球化、信息化的浪潮,信息資源的豐富程度成為左右現代農業發展的關鍵。農業信息資源的建設包括信息的開發、采集、整合以及系統化的過程。在信息資源開發整合的過程中,農業信息服務、應用系統的建立也應同步進行,從而形成兩者相互促進、共同發展的良性局面。
抓好應用試點,發揮示范效用
在實現農業信息化過程中,需要一批具有鮮明特色的、勇于開拓創新的"火車頭"起先鋒示范作用。因此,要把有條件、有基礎的地區作為農業信息技術應用試點,結合地方特色,抓好示范性應用,通過認真總結和大力推廣先進經驗和做法,以點帶面,加快農業信息技術應用的普及與推廣。
面向"精準農業"推進農業信息化
農業發達國家正在大力發展"精準農業"這一基于信息科技的高效農業模式,并且在技術革新、應用中取得了很大的成效,顯現出越來越大的市場優勢。"精準農業"以精準選種播種、精準灌溉、精準施肥、精準植保、精準田管、精準收割等六大精準技術為代表的精準農業技術集農業工程技術和生物技術為一體,已經滲透到農業生產的各個環節,成為農業現代化發展的重要推動力。
建立農業信息技術人才培養體系.
信息化的關鍵在于應用,而應用的關鍵在于人才。特別在農村地區,人們的文化水平普遍不高,對現代通信信息技術的了解還很少,這使農村信息技術的推廣和應用急需大量人才來完成。農業信息化和信息農業要求勞動者具有更高的知識和技術水平,必須具備在大專專業水平才能取得經營管理農場的資格證書,才能掌握新興的信息化和自動化技術,才能成為信息農業的經營管理者,才能是信息時代的合格勞動者。要通過建立健全的農業信息技術人才培養體系,開展農業信息化隊伍建設。
加快我國農業信息化的對策
提高農業資源利用率
農業資源包括土地;土壤、水、農用物資等。在農業生產過程中,必須合理利用農業資源,才能提高農業資源利用率。雖然應用傳統現代化的技術和方法,同樣可以達到這個目的,但是總成本高,時間效率低。而應用信息技術管理農業資源時,就可以大幅度和高效率地開發利用各種農業資源。例如,中國農科院土壤肥料研究所研制和推廣的"中國土壤肥料信息系統",該系統應用于養分資源管理,成功地指導了區域性的營養要素的合理配置,促進了肥料要素的合理流動,明顯地減少了化肥特別是氮肥的使用量,提高了氮肥利用率,有效地減少了氮肥的損失,及由此帶來的對環境的污染。
加強農業生產管理水平
農業生產管理包括農田基本建設、農作物栽培管理、農作物病蟲害防治、畜禽飼養管理、養殖管理等各個方面。通過上述領域的信息化和自控化,實現信息的自動傳輸和計算機自動控制,由計算機分析數據并進行模擬運算,確定最佳的管理方法,從而大大提高農業生產效率和管理水平。譬如在農作物栽培管理領域,現在國內研制的多媒體小麥管理系統(MWM)和玉米栽培模擬優化決策系統都可以應用于生產。如要給農作物施肥,可以在田間設置自動養分測試儀或設置各種探針定時獲取數據在室內自動測定,通過計算機分析數據,確定施肥時間、施肥量、施肥方法,使用田間遙控自動施肥機具或與灌溉水結合實現自動施肥。
提升農業經營管理水平
應用現代信息技術創造的智能工具改造和裝備農業各部門,建立農業信息網絡體系,可為農業經營管理決策者提供強大的技術手段和豐富、高效、暢通的信息渠道,將農業生產經營管理提高到一個新水平,解決管理效率低、調控不及時等問題,促進管理科學化、合理化和最優化,從而加快農業的全面發展。
加快農業市場流通效率
市場經濟是信息引導的經濟,農業市場化要求必須按照市場經濟規律去認識、指導農業的自然再生產和經濟再生產過程,運用市場機制實現農業產前、產中與產后的有效銜接,處理好農業生產、分配與消費的動態關系,從而使農業順利進入市場,使農業供求關系在市場中不斷獲得新的平衡。農業信息化正是為實現上述各方面的有機銜接、運轉提供了強大的物質技術手段。農業信息將成為農業市場經濟的"劑",發揮引導農產品市場運行和農業生產安排的作用,大大提高農業市場流通效率。
[關鍵詞] 農業技術;發展;推廣
農業技術,是指應用于種植業、林業、畜牧業、漁業的科研成果和實用技術,包括良種繁育、施用肥料、病蟲害防治、栽培和養殖技術,農副產品加工、保鮮、貯運技術,農業機械技術和農用航空技術,農田水利、土壤改良與水土保持技術,農村供水、農村能源利用和農業環境保護技術,農業氣象技術以及農業經營管理技術等。
傳統農業的發展在很大程度上依賴于生物遺傳育種技術,以及化肥、農藥、礦物能源、機械動力等投入的大量增加而實現。由于化學物質的過量投入引起生態環境和農產品質量下降,高能耗的管理方式導致農業生產效益低下,資源日顯短缺,在農產品國際市場競爭日趨激烈的時代,這種管理模式顯然不能適應農業持續發展的需要。
信息技術和人工智能技術的高速發展促使一種新穎農業生產管理思想的誕生,從而產生了對農作物實施定位管理、根據實際需要進行變量投入等農業生產的精準管理思想,進而提出了精準農業的概念。精準農業是一種基于空間信息管理和變異分析的現代農業管理策略和農業操作技術體系。它根據土壤肥力和作物生長狀況的空間差異,調節對作物的投入,在對耕地和作物長勢進行定量的實時診斷,充分了解大田生產力的空間變異的基礎上,以平衡地力、提高產量為目標,實施定位、定量的精準田間管理,實現高效利用各類農業資源和改善環境這一可持續發展目標。顯然,實施精準農業不但可以最大限度提高農業現實生產力,而且是實現優質、高產、低耗和環保的可持續發展農業的有效途徑。因而精準農業技術被認為是21世紀農業科技發展的前沿,是科技含量最高、集成綜合性最強的現代農業生產管理技術之一。可以預言,它的應用實踐和快速發展;將使人類充分挖掘農田最大的生產潛力、合理利用水肥資源、減少環境污染、大幅度提高農產品產量和品質成為可能。實施精準農業也是解決我國農業由傳統農業向現代農業發展過程中所面臨的確保農產品總量、調整農業產業結構、改善農產品品質和質量、資源嚴重不足且利用率低、環境污染等問題的有效方式,將在世紀之交成為我國農業科技革命的重要內容。一般而言,基于知識和先進技術的現代農田“精耕細作”技術體系至少包括以下方面:地理信息技術(GIS、RS、GPS)、生物技術、農業專家系統ES、決策支持系統(DSS)、工程裝備技術、計算機及網絡通訊技術等。
我國當前面臨農業資源匱乏、農田環境污染嚴重,另外加入WTO農業市場競爭激烈,因此在我國實施精準農業示范和研究工作具有重要的戰略意義。在由國家計委和北京市政府立項實施的小湯山(位于北京市昌平區小湯山現代科技示范園內)精準農業示范工程項目中,項目承當單位北京農業信息技術研究中心及合作單位率先開展了大規模、高水平的試驗和探索。
我縣“雨潤的大蒜、高廟的椒(辣椒),洪水的韭菜、大櫻桃(樹苗)”。曾經是國家級貧困縣、也是農業大縣的樂都縣,現在依靠“一村一品”特色農業走上了致富路。“十一五”期間,樂都縣重點發展“一村一品”特色農業,引進先進的農業種植技術,并在農村加以推廣。目前形成了川水、溝岔地區以設施農業為重點的蔬菜生產區,淺山地區以避災農業為重點的馬鈴薯生產區,腦山地區以雜交油菜為重點的油籽生產區。同時,建成了以雨潤、高店、共和、峰堆等村鎮為主的大蒜生產基地,以高廟、碾伯等村鎮為主的辣椒、黃瓜生產基地,以洪水的韭菜、地膜洋芋為主的生產基地。現在全縣已有134個“一村一品”基地,每個村都有自己獨特的品牌農產品。樂都已成為我省蔬菜種植基地,蔬菜供應量占全省45%,生產的無公害農產品遠銷甘肅、山東、寧夏、上海等多個省市。
我縣依托當地縣域農產品優勢和自然資源,加大對農業產業化龍頭企業的扶持力度,大力推進農業產業化進程。近年來,我縣著力培育了蔬菜保鮮加工、脫水蔬菜生產、馬鈴薯淀粉加工、乳品及肉制品加工等一批農畜產品加工龍頭企業,不斷提高農畜產品轉化加工能力,延伸產業鏈,提高附加值,形成市場牽龍頭、龍頭帶基地、基地連農戶的產業化發展格局。
在不斷培育和壯大農村專業經濟合作組織方面,我堅持政府引導、社會參與、多元協辦、市場運作的方式,支持供銷合作社、龍頭企業、農業科技人員、經紀人和各類社會化服務組織,創辦或領辦農民專業合作社和各類協會,開展生產合作、市場營銷、信息服務、科技服務和農畜產品加工合作,提高農民專業化、規范化生產和參與市場競爭的組織化程度。同時,加快農村信息化建設,盡快形成縣、鄉、村三級信息平臺,為農民提供及時有效的科技、市場信息服務。
現階段農業推廣體制和發展趨勢
農業發展靠科技,科技轉化靠推廣。在過去的一個多世紀里,農業推廣為農業增產、農民增收、農村繁榮作出了巨大貢獻。另外一方面,合理的農業推廣的體制(模式)對于發揮其作用具有十分重要的意義。
農業推廣體制是國家為開展農業推廣工作所采取的組織制度,其內容包括農業推廣機構的組織形式與管理方式。它反映了國家開展農業推廣工作的指導思想和政策目標,對農業推廣工作進行管理的方式、方法,以及采取的具體措施。隨著社會的不斷進步,農業推廣體制也不斷發展和完善。到今天,農業推廣模式在每個國家都不相同,即使在同一個國家的不同地區,也可能不完全相同。
農業技術推廣應當遵循下列原則:(1)有利于農業的發展;(2)尊重農業勞動者的意愿:(3)因地制宜,經過試驗、示范;(4)國家、農村集體經濟組織扶持;(5)實行科研單位、有關學校、推廣機構與群眾性科技組織、科技人員、農業勞動者相結合;(6)講求農業生產的經濟效益、社會效益和生態效益。
下面就不同農業推廣模式做簡單介紹:
現階段農業推廣的主要模式
關鍵詞:精準農業 管理技術 應用研究
傳統農業發展過程中采用了高耗能的管理方式,投入了過多的農藥、化肥、等化學物質,也投入了大量的機械動力。但是,這種高耗能的發展模式是不適合現代農業發展的,導致了生態環境的惡化,土壤酸堿度失衡,致使農產品質量日益下降。在農產品市場競爭日益增強的現代社會,這種不符合可持續發展農業戰略的管理模式必將被先進的精準農業管理模式所取代。
一、農業精準化生產管理技術的現狀分析
精準農業是一種新型的農業生產管理思想,是在人工智能技術高速發展和信息技術快速發展的基礎上誕生的。精準農業是實現農業可持續發展的重要途徑,指明了未來農業發展的方向。精準農業管理模式是利用GIS地理信息系統、GPS衛星定位系統以及RS遙感系統等技術,及時了解農作物的生產環境、生長變化狀況、病蟲災害情況等。為分析、模擬農作物災害的發展趨勢提供具體的作物信息、數據,作為進一步解決作物災害問題提供參考標準。在此基礎上,精準農業發展模式,利用各種智能系統,準確、細致地計算出精準治理措施。包括:噴灑農藥、施肥灌溉、播種收獲等生產管理方式。
精準農業的目的是為了通過先進管理模式對農作物進行管理,以最小的投入獲得經濟和環境的最大利潤。目前,精準管理模式的主要技術支撐即以3S技術為基礎的多種數據系統為技術支撐的管理模式。包括:變量控制技術、生物信息技術、專家系統、決策支持系統、產量分布圖生成系統等。隨著數據處理技術的提高,可視化技術和計算機科學的發展,還有網絡數據庫系統的開發,精準農業獲得了快速發展,成為了國際上農業領域的發展熱點之一,大大促進了農業產業的升級。
二、發展精準農業的必要性
發展精準農業是我國的社會發展的需要。目前,我國耕地面積大量減少,自然災害發生頻繁,再加上病蟲災害,旱澇災害等,農業生產的發展也面臨著更大的挑戰。為了在世界農作物市場上占據優勢,只有提高農業生產領域的管理模式,才能更大限度的提高農產品的利潤,擴大市場占有率。精準的農業生產模式可以實現對農作物的精準化管理,解決上述各種問題。
發展精準農業是世界農業產業發展的需要。精準農業在世界范圍內已經得到了很大的推廣,成為了國際農業學、農業技術等高領域的研究對象,世界各國都在采用新型的精準農業管理模式。這符合國際農業發展的趨勢。
發展精準農業管理模式是由可持續發展的需要決定的。傳統的農業生產模式對生態環境的各方面造成了巨大的破壞,在能源資源供不應求的現代社會,發展精準農業更有利于建設可持續發展的農業體系,緩解建設現代農業過程中遇到的緊張局面。
三、精準農業發展過程中遇到的問題及解決對策
在發展精準農業的過程中,出現了一些水資源利用不當、施肥結構不合理、信息體制不健全的問題。發展精準農業就要著重發展灌溉精準農業、節肥精準農業、精準設施農業。發展精準灌溉農業就要根據信息系統反饋的數據因地制宜地選擇灌溉設施,開源節流,節約水源,解決好水資源的時空分布不均的問題。發展節肥精準農業需要系統分析、預算出恰當的施肥時間,施肥數量,以及肥料品種。發展精準設施農業就是利用機械設施改變或者提供農作物生長的小氣候,從而為農作物生長提供更為適宜的生長環境,提高作物產量。
更重要的是,要加大3S技術的應用范圍,建立全面的農作物管理系統,在GPS和RS技術的基礎上運用GIS技術準確分析數據信息,可以先建立實驗基地對比分析。另外,建立肥料信息系統和土壤肥力系統,收集不同的土壤類型、作物類型、肥料的使用情況等做好統計分析,隨時了解不同地區的土地肥力變化狀況,以便進一步進行管理。
精準農業發展模式需要協調好人力與機械的關系,提高農業機械化水平,減少生產成本投入,目的是為了增加我國的農業市場競爭力。
此外,政府要加強基礎設施建設,推進管理模式的創新,利用政府的力量大力支持信息技術的提高,建立完整的信息管理系統。建設全方位的農業信息管理中心,及時引進新型農業發展技術,形成農業精準化的發展規模。
結束語:
信息采集技術、網絡技術和專家決策系統共同構成了農業精準化生產管理模式。精準化生產模式可以彌補傳統生產模式的不足,在此基礎上又可以降低生產成本,節約人力。在這種生產模式下可以對農作物信息進行智能采集、計算、判斷、分析、預測與預警等,以達到提高農作物質量和產量的目的。由于精準化生產方式涉及到更多信息網絡智能領域,因此要加強信息技術的推廣。發展農業產業也要考慮地區差異,要根據不同地區的土地狀況和實際情況因地制宜地選擇不同的發展方式。
精準化農業生產模式符合國際農業發展的趨勢,我們作為發展中國家,在發展精準化農業的過程中要遵循可持續發展的原則,學習先進管理模式,引進先進技術,爭取在精準化農業發展過程中走出有中國特色的農業發展模式。
參考文獻:
在當下全球經濟一體化的世界環境中,各國對農業技術的交流與合作越發緊密,我國作為農業大國,農業技術發展迅速,是多國想要交流了解的對象,且我國不斷追求對農業的進一步發展,因此,我國對農業英語專業人才的需求越來越大,也對此類人才的要求越來越高。農業英語作為高等院校專業學科,卻并未受到廣大專家學者與學生的重視,但隨著農業在國際上交流日益頻繁,我國開始關注農業英語教育。《農業英語》一書是由王靜萱主編,并于2015年在重慶大學出版社出版的農業類專業英語教材。該書雖由英文書寫,但其內容主要與農業生產、農業技術、對外貿易等有關,專業性強,且該書內含有專業參考譯文,附錄部分收錄大量農業英語術語,可用于豐富農業新聞英語語料庫,結合該書所配備的視聽材料,學生可通過不斷訓練提高自身農業英語聽力能力,提升自己在本專業的競爭力。《農業英語》一書結構清晰,邏輯性強。
在結構上,該書可分為農業生產、農業技術與農業英語應用三大主要版塊,其中,農業生產包括對自然環境、農業文明與植物特性的科普介紹,融入植物生物學,探究植物的奧秘;農業技術包含農作物管理技術、現代農業技術、食品加工技術、種植技術以及植物保護技術,該部分內容對我國農業技術進行總結概括,在了解農業生產的基礎上幫助學生建立對農業技術的基本認識,構成知識網絡,對農業發展形成更為全面的認識,進一步了解我國農業現狀;最后,農業英語應用部分既涉及到對農業國際貿易交際英語的講解,又為學生就業與深造做準備,對該專業個人簡歷與出國申請表書寫模式進行總結,為學生今后發展做考慮。縱覽全書,該書共12章,每一章節包含5至7篇文章,行文簡明易懂,文章詳略得當,并結合實際案例進行講解,既不會使讀者因篇幅過長而感到拖沓無趣,也不會因篇幅短小而使知識點大量濃縮,導致讀者難以理解其中含義。此外,該書在每章節最后以及附錄部分總結了重要英語詞匯,節省讀者查閱單詞的時間,使該書在結構上更加完整。此書在結構上對農業知識進行專業性劃分,如此布局方便讀者就自身需求對農業生產、農業技術或農業英語應用展開深入學習;視聽材料及詞匯總結部分有利于學生充實農業英語語料庫,對提升學生農業英語能力有很大幫助。
內容上,該書內容翔實,所涉知識范圍廣。從自然資源、農業概念、植物生長到農業技術、現代農業、食品加工、生態農業,最后到外貿英語以及應用寫作,該書幾乎涵蓋農業英語學習者應掌握的主要知識內容,專業的注釋、譯文及詞匯總結使該書附帶查詢功能,對培養學生專業英語綜合應用能力有重要作用。具體而言,該書不僅包含專業農業知識,還包含一些生活實用技巧,學生在學習農業英語知識的同時掌握一些生活小技能,例如西芹作為古老療傷食物的用法與功效、西蘭花與花椰菜的吃法等,將農業知識運用到生活中,使該書具有實用性,且專業知識與生活技巧相結合作為此書內容難易結合的方式之一,有利于緩解學生學習農業英語的壓力,提高學生學習效率。《農業英語》一書內還包含大量練習題,有利于學生及時鞏固所學知識,提高農業英語翻譯能力與語言轉換能力。書中選用大量與農業相關的真實圖片,對圖片所在內容進行補充說明,有助于學生調動閱讀想象力,加深對該知識點的理解與記憶。該書內容豐富,節奏緊湊,圖文并茂,具有較高的閱讀價值,可作為專業人員參考資料,抑或農業英語愛好者的興趣讀物。
該書還具有專業性強、科學嚴謹的特點。《農業英語》作為高校教材用書,其專業性與嚴謹性表現在對農業知識與技術的呈現以及譯文的準確性方面。農業機械化作為現代農業技術,其對所適用的產業規模、農產品種類都有一定要求,書中對農業機械化概念及運用的具體描述有助于推動農業機械化發展,進而促進我國農業進步;滴灌技術作為節水灌溉技術,將此技術在我國水資源缺乏的農業地區進行大范圍推廣,有利于緩解水資源缺乏對農業的限制作用,并有效節約農業用水,推動該地未來農業發展。《農業英語》對農業知識的概述為學生打下堅實的專業基礎,使學生在聽到相關農業英語時能調動自身知識儲備對該語言進行準確理解與翻譯,減少翻譯失誤,而非局限于簡單直譯所聽到的內容。
《農業英語》一書中涉及到對大量外國文獻的翻譯,編者在翻譯過程中極力遵循言簡意賅、規范嚴謹、用詞精準的翻譯原則,并對該書中的專業術語采用直譯方式,晦澀難懂部分采用意譯形式,在保證內容科學嚴謹的前提下,注重該書閱讀難易程度,兼顧讀者閱讀體驗。總之,該書作為高校農業英語專業的教學用書,不僅專業性強、內容廣泛,其豐富的農業技術英語詞匯有利于提高學生農業英語聽力水平,對培養此類人才、促進我國農業在國際上的交流有重要意義。