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中图分类号 F320 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)07-0274-01
我国是农业大国,农业发展对于促进我国经济和社会的发展具有至关重要的作用。近年来,我国农业得到了快速的发展,但是我国的人口数量众多,且依然面临着环境恶化和资源紧缺的问题,只有促进农业的现代化发展才能满足社会发展的需求。在这种背景下,为了实现我国现代化农业的发展,就一定要大力发展精准农业。本文就精准农业的发展现状进行阐述。
随着我国科学技术的不断发展,精准农业成为了人们研究的热门课题。精准农业是一种在信息基础以及地学空间的基础上发展起来的信息化和集约化的农业技术,主要是将生物技术、信息技术和工程技术等高新技术和土壤学、生态学以及农学等有效融合在一起,充分利用现代化的科学技术指导农业生产,以促进农业发展。
1 精准农业概述
精准农业是指在农作物的生产过程中充分利用现代高新技术对其进行精耕细作,以现代农业的生产形式取代传统农业的生产形式,更加注重对农业生产的管理。精准农业通过建立生态学、地学以及农学等模型,采用地理信息系统、全球定位系统以及遥感技术等对农业生产过程中各项活动进行精准的定位,并进行精细管理,以实现农业生产的集约化和信息化。通过这项技术,可以对农作物的产量和投入进行细致分析,在实际生产过程中,对农作物的生长、土壤以及机械设备等进行实时监测,使各种农业资源得到优化配置,发挥农业资源的优势,以获得最大的产量,减少资源浪费,从而不断提高农作物的质量,提高农业生产的效益,促进我国农业进一步发展[1-3]。
2 精准农业发展现状
2.1 我国精准农业推广现状
现阶段,我国精准农业的发展已经取得了一定的成效,农业生产发生了巨大的改变。科技含量大大提升,很多高新技术都尝试着逐渐应用到农业生产中,但是我国农业的总体科技水平还有待提高;魍撑┮翟谥鸾ハ蛳执化农业转变,但仍处于初始阶段;由之前粗放经营的管理方式向精准农业的方向发展,但也仍处于初级阶段。在农业发展过程中,很多常规技术以及高新技术在不断推广,传统的粗放经营模式也已经得到了一定的改变。但是从整体上来说,我国农业总值的增长主要依靠投入生产要素,而科学技术的贡献率还比较低。国外发达国家科学技术在农业生产总值增长中的贡献率达到80%以上,但是我国只有35%左右,每年的农业科技成果推广率不到30%,处于一个比较低的水平。总体来看,精准农业的推广率比较低。
2.2 我国精准农业关键技术应用现状
精准农业的发展需要依赖很多高新技术,因而高新技术应用得越普遍,说明我国精准农业的发展情况越好[4-7]。精准农业发展过程中经常使用的技术主要包括地理信息系统、遥感技术以及全球定位系统。
2.2.1 地理信息系统。地理信息系统是一门将统计学、环境科学、信息学、管理学以及计算机科学等学科融合在一起的新兴学科,其通过使用各种先进的手段和技术来对特定的地区地理空间数据进行采集,并对地理信息进行分析和处理。地理信息系统在我国精准农业发展中的应用已经非常成熟,在实际运用过程中,针对特定地区的地理信息建立农田土地管理模型,然后对地区的自然条件、气候、土壤元素、农作物苗情以及病虫害的发生等进行准确的评估和分析,并针对这些因素的发展趋势制定精准的调控措施,为精准农业的管理提供可靠的数据依据。在实际使用过程中,还可以将其与农业管理辅助决策系统配合使用。
2.2.2 遥感技术。遥感技术是一种获取各种实地信息来源的技术,在精准农业技术体系中具有至关重要的作用,主要核心技术包括影像技术、农田多光谱图像信息分析系统等。遥感技术的一个重要优势就是其成本比较低,比航空摄影的成本减少1/2以上。在精准农业发展中,可以充分利用遥感技术获取田间时空变化信息,在规模化的农作物生产过程中,可以预测农作物的产量,同时预警宏观农情,以农作物和土壤为研究对象,可以建立农作物的条件模型和长势模型。遥感技术的应用也非常广泛,为农业精细管理提供重要的参考[8]。
2.2.3 全球定位系统。全球定位系统是精准农业空间管理的重要设施,其具有采集定位信息以及进行农田测量的作用。目前,在小区式农作物产量的定位计算、农田变量信息的采集中均得到了广泛的应用,将其应用到精准农业管理中,还可以实现机械自动化播种、灌溉和喷药,实现农业机械化变量作业定位。不仅如此,其在环境监测和土地测量等方面也具有良好的作用,是一项发展前景广阔的技术[9-10]。
3 结语
精准农业是农业发展的必然趋势,与传统农业的生产方式相比,精准农业借助于各种高新技术和现代化的管理手段对农业生产实施精细化管理,从而不断提高农业生产的产量和质量。
4 参考文献
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中图分类号:F320.1 文献标识码:B 文章编号:1008-4428(2017)03-11 -03
一、引言
精准农业是一种以大数据科学为核心的信息化的现代农业理念,其发展颠覆了我国日出而作日落而息的手工劳作方式,打破了粗放的传统生产模式转而迈向集约化、精准化、智能化、数据化,促使我国农产品由线上零销售改成私人订制。20世纪80年代,我国开始对精准农业进行研究,建立了小汤山国家精准农业研究示范基地和黑龙江友谊农场的“精准农业示范项目”试验基地;2012-2013年在黑龙江垦区农机推广产品中,GPS自动导航和驾驶系统全部由国外进口,这表明我国亟需自主研制开发精准农业设施装备。总体上看,我国对精准农业的研究大多局限于对概念的补充和延伸,没有形成系统成熟的学术思想。在实践中,并未建立较大规模的试验示范基地,基础设施、经营规模和经济效益等都不及发达国家。因此,需对精准农业的发展作进一步研究,以加快我国农业现代化进程。
二、精准农业内涵及主要技术组成
(一)精准农业内涵
精准农业(precision agriculture,PA)又称精细农业,精确农业或处方农业,是以实现农业高产、优质、高效为目的的现代农业生产模式。它的全部概念建筑在“空间差异”的数据采集和数据处理上,在定位、导航的基础上,根据管理单元的土壤特性和作物生长的需要,管理作物的每个生长过程及各种农资投放量,最大限度地发挥土壤和农作物的潜力,做到既满足作物生长发育的需要,又减少农资的投入,从而降低物质消耗、增加产量、保护生态环境,实现农业的可持续发展。
(二)精准农业的核心技术组成
精准农业技术体系是支撑精准农业发展的关键部件,精准农业技术通常不以单项技术的形式出现,在组装集成单项技术应用于农业生产的同时,形成了精准农业所独有的技术体系,如产量图、配备有“3S”技术的播种机、联合收割机等。精准农业技术体系如图1所示:
1.现代信息技术
现代信息技术主要由全球卫星定位系统、地理信息系统、遥感系统和计算机自动控制技术组成,其基本含义是把农技措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平的一套综合农业管理技术。这项技术依赖全球定位系统和计算机控制定位,精确定量实施,极大地提高了种子、化肥、农药的利用率,同时在管理决策环节上,可根据具体情况选择“单纯获取高产”“以适量投入获取较高经济利润”或“减少资源消耗、保护生态环境”等多种不同优化目标。
2.生物技术
生物技术是现代生物学与其相关学科交差融合的产物,其中核心是基因工程技术。随着人们对动植物基因学和蛋白质学的认识,生物技术在农业生产中的应用越来越广。通过对动植物基因重组,可增强农作物对生长环境的适应能力,增加农作物单产,减少农药化肥的施用量,改善食物的营养结构和口感。例如,在棉花中引入抗虫基因,可减少病虫害对棉花的侵蚀,减少农药的使用;在水稻中导入能产生维生素A的基因,可以提高稻米的营养价值。
3.工程装备技术
农业工程装备技术是精准农业发展的物质基础,也是衡量精准农业发展水平的重要指标。用于我国精准农业生产的农机装备主要有新型高效拖拉机、播种施肥灌溉机、精量植保机、节水灌溉与水肥一体化设备、高效能收获机械等,可实现精准平整土地、建立模块信息,为农作物生产管理收割做好准备。我国于2009年建立农业智能装备工程技术研究中心,以自主研制适合我国农业发展的农业机械,近几年,我国农机科技创新能力提升较快,2016年全国农作物耕种收综合机械化率高达63%。
三、我国精准农业发展存在的问题
(一)发展精准农业的成本较高
精准农业技术在新疆兵团棉花的大面积种植应用中取得了客观的经济、社会及生态效益:平均单产增加17%,每亩播种量减少2千克,氮磷肥的利用率提高3%-8%。对农作物生长环境的检测,节约检测成本高达90%,检测效率提高500%以上。但这些农业机械价格昂贵,适合大面积作业,主要面向大型农场。而我国地形复杂,以小农经济为主,农户多分散且产能较低,导致发展精准农业的成本较高,不适合我国目前的农业经济发展水平和生产作业规模。
(二)农业从业人员素质偏低
我国农业劳动力文化程度较低,近年来,市场的各种优质资源也逐渐由农村转移到城市,在农村形成了“38、61、99”部队、“空心村”“末代农民”等现象,进一步降低了农业劳动力的素质。文化知识的缺乏,降低了农业从业人员接受新事物、学习新技术的能力,导致一些高新技术成果难以推广运用,阻碍了农业生产发展向高端升级的进程。虽然我国政府大力提倡精准农业的发展,但由于我国基础薄弱,农民吸纳新技术的能力差,精准农业在我国的推广实践困难重重。
(三)精准农业基础设施不健全
我国精准农业技术装备远远落后于世界先进水平,仅相当于发达国家20世纪60-70年代的水平。目前我国精准农业的生产机具多从国外进口,尤其是在技术含量较高的新型行业,这种差距还在不断加大。精准农业装备研发和创新的技术储备严重缺乏,适用农业机具设备品种少、水平低,而且可靠性极差,远不能适应精准农业发展的需要。另外,精准农业机械设备价格高昂,我国零散的农户和小型农场无法承担高额的费用,导致精准农业基础设施严重缺乏。
(四)现代信息技术在精准农业生产中的应用有限
我国已利用现代信息技术建立了农业数据库及农业信息系统,将3S等各项高科技应用到精准农业的生产发展中,并在北京、黑龙江、新疆等各地建立了大规模的精准农业实验基地,在一定程度上解决了我国农业发展中存在的化肥农药利用率低、劳动效率较低、环境污染严重等问题。总体来看,现代信息技术在我国精准农I中的应用仍处于初级阶段,很多技术在精准农业中的应用都是空白。如:基础设施建设、智能控制、机器人技术、VRA播种等现代信息技术在精准农业中的应用基本上都处于空白状态。
四、我国精准农业发展的对策建议
(一)降低精准农业生产成本
加快精准农业核心技术研究,开发具有自主知识产权的、适合国情的低成本精准农业机械设备,促使农业科研成果转化为现实的生产力;降低精准农业技术的应用成本,降低我国广大农村地区迈向精准农业的门槛,改变我国精准农业“只有理论,不能实施”的尴尬局面;建立大型农场,发展多种形式的适度规模经营。培育新型经营主体,带动适度规模经营发展,如农业专业大户和家庭农场等,同时简化精准农业技术,提高精准农业技术在生产实践中的实用性和易用性,有效降低精准农业生产成本。
(二)提高农业从业人员的素质
精准农业是科技含量较高的新型农业发展方式,精准农业机械设备的操作需要丰富的专业知识,而“空心村”等现象导致我国农村人才匮乏,尤其是精通精准农业生产过程专业人才的匮乏。因此,必须从以下几个方面提高精准农业从业人员素质:一,完善中小学课程,把精准农业添加到教科书中,保证下一代全面彻底地了解精准农业;二,加强对现有劳动者的专业化培训,加快农业科技队伍建设和农技推广;三,培育新型职业农民,促使其在精准农业的发展中起到“领头雁”的作用,为我国精准农业的发展提供人才保证。
(三)大力加强精准农业基础设施建设
精准农业基础设施主要指智能化精准农业装备,其研究与开发是精准农业能否得到推广实践的关键。目前我国精准农业基础设施较差,技术含量低,特别是大型的农机设备,几乎是从国外进口的,因此应从不同层面加强精准农业基础设施建设,改善精准农业生产条件。一是政府要加大对精准农业基础设施建设的投资,加强智能化精准农业装备技术的开发和实践应用。二是增加精准农业主要农机装备的生产数量,如多功能谷物精密播种机,可自动调控配比的自动定位施肥机和喷药机,可控制喷水量的定位喷灌机等。
(四)拓宽现代信息技术在精准农业生产中的应用面
加快精准农业核心技术研究,简化精准农业基础设施建设步骤,降低精准农业基础设施建设成本,促使尽可能多的农民将精准农业技术体系应用到农业生产中;建立一个完整的植物信息数据库,在农作物生长的不同阶段及时给出合理的操作建议;结合全国各地农业发展特点和现状,加快自主研制开发适合不同模式精准农业发展的“3S”技术及高科技产品,并将“3S”技术及高科技产品全面运用于精准农业生产过程中,进一步拓宽现代信息技术在精准农业领域中的应用。
参考文献:
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精准农业是基于现代农业空间信息管理和变异分析的物联网操作技术。根据土壤肥力和作物生长的空间差异,定量诊断耕地作物,充分认识农作物生产地的生产力空间差异,管控对农作物的投入,提高常量,平衡土地生产力,实现量化管理的准确性,提高农业资源利用率,促进我国环境可持续发展。传统农业的改造的加速依赖于农业物联网技术的进步,农业各种生产方式的生产效率和农业各类资源的利用效率也因此得以提高,农业生产及农业管理水平得以改善,传统粗放型农业向现代智慧型农业的转变也得到了有效的推动[1-2]。在现实中,最大程度地提高农业和农业生产力,为我国农业实现优质、高产和可持续有效的发展。
1目前我国物联网精准农业发展存在的问题
1.1物联网专业技术问题
1)物联网网技术于现在而言是一个相对新兴的名词,物联网精准农业的技术处于发展阶段。2)精准农业物联网建设的管理系统、作物端的传感器等器械的稳定性、准确性等方面质量参差不齐。3)世界上至今都没有完备的标准体系,这是物联网精准农业发展的大阻碍。4)IP地址不足。物联网精准农业要将作物、监控设施、人都连接起来,就要有充足的IP地址,IP不足已经成为物联网精准农业发展的瓶颈。
1.2复杂的地形使适宜的物联网体系难以建立
1)我国国土面积960万km2,地形条件差异大,为精准农业物联网技术的推广带来环境上的困扰。2)东西经、南北纬跨度大,气候差异明显,使我国不同地区的不同自然灾害难以控制与预防,物联网精准农业的体系就不能从一而终。
1.3物联网精准农业的受众问题
1)经济发展滞后制约了农民文化水平、科技素养的提升,延后了精准农业的操作技术接受且能操作的时间。2)贫困往往使农户会对新兴技术持怀疑态度,不敢冒险,使物联网精准农业的新型农业操作技术内在需求降低。
1.4农业经营模式与精准农业的建设条件冲突
1)物联网精准农业推行规模化、智能化,导致我国部分地区农田分散,导致与物联网技术设施的开展条件冲突。2)旧有的农业经营模式制约了农业生产力的提高,受众收入提高与经济发展速度不相适应,造成劳动力外流。
1.5物联网精准农业技术研发与推广成本不足
1)国家对精准农业技术的研发投入与对农民补贴不足,发达国家对这方面投入达到0.6%~1.0%,我国在这方面的投入远远达不到高新技术的发展要求。2)有关部门对新兴农业操作方式采用观望态度,不敢或对该技术的推广持犹豫态度。
2我国物联网精准农业发展问题的对策
2.1因地制宜应用物联网精准农业技术
针对我国地形、气候差异,可以将物联网精准农业其分为三种模式:1)发展3S技术,大力推动走大型机械—模型之路,发展与诊断相结合的精准农业[3]。2)开展以GIS技术为操作的基础、将小地块为生产单元的精准农业。3)针对气候恶劣的干旱地区和污染较为严重地区,可以发展设施种植业。
2.2构建互惠互利的物联网商业模式
1)构建各式各样的互惠互利的物联网商业模式,市场机制是推动该种农业操作方式的最大动力。2)可以通过租赁或出售服务减少物联网精准农业的投入,通过后期提取农民营业利润,前期免费使用技术设施来减轻农民担忧。
2.3强化政府对于精准农业推广的导向作用
1)确保发展精准农业需要的充足资金、人才等硬性保障。2)地方政府要以坚定的态度推广物联网技术,制定各项政策,落实到位,鼓励发展物联网农业,加快实现农业现代化的步伐。
2.4加强对精准农业示范区的建设
1)在保证农业示范区发展质量的同时,增加物联网精准农业示范区数量,加强对示范区建设。2)增强各示范区间的技术交流与合作,促进各个示范区间的共同发展。
2.5提高精准农业的受众的科学文化素养
从专业化角度出发,农业机械自动化主要是指农业装置以及农业机械在工作状态之下或者是在实际操作过程中不需要依赖手工而进行的自动化操作。最早的牵引性控制装置是借助油压升降来实现耕深变化的,进而确保牵引力被维持在一定范围之内。目前,专业化的牵引控制装置被广泛应用到大中型拖拉机农业机械中。此外,随着微处理机和传感器等先进装置的自身较快发展,我国已研制出大量输出或者是输入自动化装置,在一定程度上提升了我国农业机械的自动化水平。
一、农业机械自动化的现状分析
(一)精准化农业发展水平低下
目前,因我国的农业水平较低,相应的先进科学技术在农业机械操作方面没有得到广泛应用。此外,计算机GPS监控系统以及GLS系统等,特别是传感器与动态化控制系统等一些能够适合精准农业快速发展的硬件化设备在实际发展水平方面显著较低,从而使得我国的精准农业发展水平不够成熟。
(二)农机制造业发展不成熟
实质上,与一些发达国家的农业发展水平相比较,我国农业发展速度相对较慢,水平较低,农机制造业的发展水平也不例外,总体来说水平不高。诸多农业机械仅仅是对国外农业机械产品的仿造,而且在一些农业机械自动化装置当中,只是对农业机械的一部分做了改进或者是增添了部分设备零件来有效提升整个农业机械的实际工作效率与整体操作性能,但是这种做法不仅在一定程度上增加了农业机械在构造方面的复杂程度,还将会因生产成本的不断提升而使农业机械的购买价格更昂贵,从根本上促进维护成本的增加,阻碍其广泛应用与推广。所以,大力研发能够符合生产需要,而且价钱合理的自主化品牌农业机械设备属于我国农业机械制造业未来发展方向之一。
二、农业机械自动化推广途径
(一)促进精准化农业发展
目前,我国精准农业在发展方面还不成熟,与部分发达国家农机发展水平相比,仍然存在较大差距,大力推进精准化农业的实际发展进程,不但有助于促进农业机械在自动化技术发展上的日益完善,还是我国有效展示科技发展水平以及提高国际市场竞争力与争取话语权的重要条件。现阶段,国际方面在社会化精准农业上的具体发展重点主要集中到节水技术体系以及节肥技术体系控制管理方面,要求以上技术都实现自动化操作,节水以及节肥都能够借助精准化灌溉以及施肥来完成,从而达到最大限度减少资源浪费以及提升农业化肥利用率的效果,与此同时,这也是有效建立环境友好型以及资源集约型现代化社会的重要体现。所以,在对外国先进经验进行学习借鉴的基础上,我们必须要集中增强科技研发力量,攻关科技难题,突破精准灌溉技术以及精准施肥技术,促进精准化农业的进步发展[1]。除此之外,随着先进智能化技术的快速发展,农业方面的人工智能发展将会成为新时期农机自动化的具体发展重点。部分农业机器人以及智能化系统在发达国家农业方面的大力推广,可以在一定程度上给予我国农业发展诸多借鉴,由于我国在农业智能化上的发展起步相对较晚,与一些发达国家之间的差距是显而易见的,所以,我国农业机械的相关研究人员必须要认识到差距,然后奋起直追,紧抓新时期的发展机遇,始终坚持科技创新以及自主研发,大力促进我国的农业自动化向智能化发展,提升农业机械利用率。
(二)科学选择农业机械自动化模式
为实现农业机械在自动化模式上的科学化,相关人员必须按照我国农业生产的实际条件与技术化水平,以工作效率的高效化、作业精度的精细化、安全性能的合理化以及节约能源等为发展标准,准确评价自动化模式在实际发展过程中所具有的效果,之后再按照顺序对相应的自动化模式进行合理选定,进而阶段式推进农业机械的自动化进程[2]。
(三)推动认识上的转换
针对农业机械自动化装置在操纵性能以及作业性能方面的提升问题,之前大部分都是借助改善机械结构或者是增加装置来实现所要获得的效果,这种操作方式将会在一定程度上引起机械构造复杂化以及价格上升,农业机械的维护修理也会更加困难,不能从根本上解决问题。因此,自动化进程的推进,不能仅仅将眼光放到机械改造上,而应从农业生产角度出发,充分考虑农作物以及土壤等因素,积极开发能够适合生产条件,且价格便宜的机械,例如应充分考虑到小规模生产模式,从普及大型机械逐渐转化为价格相对较低的小型自动化机械。
(四)强化政府引导,落实扶持政策
为加大农业机械的自动化程度,政府可以借助农机购买补贴政策以及其他优惠政策,积极鼓励农民购买响应的自动化农业机械,从而使农机得到广泛应用,扩大农业机械的实际推广范围。此外,政府可以通过减税等政策来扶持相应的农业机械生产企业,设置科技创新奖来鼓励生产企业与科研机构对农业机械设备进行科研创新,切忌一刀切政策的制定,国家政府以及主管部门需综合考虑每个地区的不同情况包括自然条件、作物种类与劳作方式等,出台适宜农业经济进步发展的优惠政策,从根本上推进农业机械技术创新和社会化服务的大力推广,促进科技成果的广泛应用,强化质量管理以及安全监督管理。此外,农业机械的相关生产企业也应加大科研力度,确保行业内部的良性竞争。
结语
总而言之,农业机械的自动化推广工作是一项专业性以及复杂性都相对较强的工作,直接关系到现代化农业的健康发展。因此,在自动化推广过程中,相关人员应针对自动化发展中常见的精细农机水平低下等问题,通过促进精准化农业发展、科学选择农业机械自动化模式以及强化政府引导等手段,促进农业机械具有较高的自动化水平。
参考文献
中图分类号:S-3 文献标识码: A DOI:10.11974/nyyjs.20170229022
我国是一个农业大国,拥有近8亿的农民,用占世界7%的耕地面积养活了世界22%的人口, 国际上近年来把精准农业作为农科学研究的热点领域,是农业生产与高新技术相结合的新型农业发展模式。它的特点是“精确”,它充分体现的是因地制宜,科学管理的思想观念,其核心技术是“3S”技术与计算机控制系统。
1 精准农业
1.1 精准农业(precision Agriculture)的核心思想
精准农业(precision Agriculture,简称PA)是农业实现低耗、高效、优质的重要途径,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[1], 实时获取地块中每个小区内的土壤信息、农作物信息,诊断作物的长势和产量在空间上形成的差异是PA的内涵思想,并对每一个小区做出分析,决策,随后进行灌溉、施肥以及喷药,从而使水、肥以及杀虫剂的利用率被最大限度地利用,增加产量,减少环境污染,进而高效地利用各类农业资源,取得非常可观的经济效益和环境效益。
1.2 精准农业的技术核心
实现PA,它的核心是除了建立一个完善的地理信息系统(GIS),还有全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、传感器以及检测系统等。前3项组成了 “3S”技术,若要对农作物抽样调查,获取作物生长的各种影响因素数据,那就离不开3S技术,同时可以实时采集时间、空间变化信息,绘制电子地图,并对其进行加工处理,还可对精准农业的效果、效益进行评估(图1)。
1.3 S技术在精准农业中的综合应用
1.3.1 GIS技术的应用
地理信息系统(GIS,Geographical Information System)作为农田空间数据库采集、分析、处理和显示地理空间信息的计算机软件平台。其在精准农业中的应用主要包括以下几个方面:
GIS能作为农田空间数据库的管理系统。它即管理农业空间数据库,也能实现对土壤性状、自然条件、农作物长势状况及产量等数据远程查询,也能参与分析,最终显示与输出分析的结果; GIS能绘制农作物产量分布图。在新型联合收割机上安装GPS,每隔几分钟,GPS就记录下它的位置, 而产量计量系统能自动称出农作物的重量,此时计量仪器能测出农作物流入Υ娌值乃俣群筒獬鲆丫流出的总量,所以一旦结果显示,就记录在农田空间数据库中; GIS可以分析农业专题图。GIS有空间叠置功能,能将不同类型农业专题数据叠置在一起,形成新的数据集,从而能分析出土壤中各种限制因子与作物的相互影响。
1.3.2 GPS技术的应用
GPS在精准农业中非常重要,它可以精准定位,精准施肥,精准灌溉,精准喷药以及精准耕作,GPS根据地区不同,土壤类型差别以及土壤中各种养分的盈亏状况,作物的差异和作物的需求状况,将微量元素与有机肥科学配方,做到精准施肥;同时,GPS利用土地参数采样器,采集植物的生态环境等参数,通过GPS中心控制基站,然后让专家系统进行植物分析,可以做到精准调控节水灌溉系统;GPS也能监测病虫草害,它能连接高质量的视频摄像系统,可以收集原始数据,分析图像,实时监测田间作物,从而能得出受灾范围与位置,还可跟踪虫害的迁飞路线、种群数量和受灾程度,病虫害发展方向及流行趋势,随后可选择装有差分GPS的飞机引导飞行员在特定的路线与高度进行喷洒;精确种子与播种工程有机结合,能让播种机均匀播种,深浅一致,这样可以使田间作物获得充足的营养,收获机械不但可以颗粒归仓,而且还能根据一定的标准准确分级,所以GPS能减少肥料和农药的消耗、精确灌溉、精准播种,而且还有助于提高作物产量。
1.3.3 RS在精准农业中的应用
遥感(RS)是不接触物体,对目标或自然现象远距离探测和感知的一种新型技术。RS不仅全面、准确、实时地提供作物生态环境,而且还可以提供作物生长的各种信息。所以RS是获取田间数据的重要来源,因此RS在作物产量预测,农情宏观预报等方面提供重要依据。
2 结语
目前,关于3S技术的运用仍然是精准农业发展的核心,精准农业是一种综合性很强的复杂系统,用GIS将土壤和作物数据进行存储、整理、分析,利用RS可以全面、准确及时的获取多光谱、大范围的田间遥感数据,利用GPS技术,配合RS和GIS,能够对农作物产量分布,土壤成分进行监测,做到合理施肥、精准灌溉、精准喷洒农药和精细耕作,从而实现了农业低耗、高效和优质,精准农业在3S技术支持下具有精准定位、技术性强,定量化的特点,其中,GPS与GIS的结合提供了精准位置;提供了定量的田间作业与管理的技术手段,RS与GIS的结合能提供建立农田基础数据库所需的多种数据源,因此可以优势互补 , 从而促进精准农业的发展。
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1.有助于增加农民收入,创造就业机会由于河南省部分农村地区经济落后,产业空心化,而小规模的农业生产收入微薄,导致这些地区劳动人口流失,农民多选择进城务工,地区经济陷入恶性循环。而特色农业多数生产劳动密集型产品,具有惠农减贫的天然属性,因此发展特色农业本身就是一种精准扶贫措施。特色农业形成一定规模之后,还将产生集聚效应,获取生产要素和科技服务的成本降低,农业生产利润增加,并且创造了大量就业机会,为农户开辟了致富增收的有效通道。因此,鼓励贫困地区因地制宜,充分利用当地资源禀赋,发展果蔬加工、药材种植、畜牧养殖等特色农业,并通过增加政府补贴,减轻贫困人口经济负担,是促进贫困农户精准脱贫的有效途径。河南省各贫困地区存在不同特点,仅靠救济扶贫无法彻底改变贫困人口的现状,而开发特色农业侧重于帮助贫困人口提高“造血”功能,实现脱贫致富。2.有助于提高扶贫资金使用效率长期以来,有些地区扶贫资金投入不少,但实际效果有限,重要原因就在于扶贫资金的使用问题。扶贫资金“大水漫灌”般发放给农户,容易产生非贫困户“搭便车”现象,而真正的贫困户反而无法分享扶贫资金,严重影响了扶贫资金的使用效率。而精准扶贫在于“授人以渔”而非“授人以鱼”,将有限的扶贫资金用到刀刃上,提高了精准度,避免了盲目性。探索和开发特色农业,是以创新思维来发展“新三农”,即“现代化的新农业、城镇化的新农村、职业化的新农民”。通过发展特色农业,因地制宜、因人而异,将资源优势转化为产品优势、产业优势以及区域经济优势,为贫困户提供职业技能培训、劳动素质培养、创业资金支持等,从而提升贫困人口的竞争能力和生产技能,可以更为有效地提高扶贫资金的使用效率。3.有助于发挥地区比较优势河南省土地总面积为16.7万平方公里,其中平原和平地面积为9.3万平方公里,占总面积的55.7%,山地、丘陵7.4万平方公里,占总面积的44.3%;河南省内1500多条河流纵横交错,全省水资源413亿立方米,农业用地有效灌溉面积479万公顷,丰富的土地资源、多样的地质地貌和适宜的气候条件,为河南省发展特色农业奠定了基础。河南省地处中原,京广、京九、陇海、焦枝等铁路干线交汇于此,新郑国际机场是4F级国际机场,便利的交通条件密切了河南和全国各地的联系。河南省现有特色农产品30多种,经过多年发展已形成一定的品牌效应,如新郑大枣、信阳茶叶、西峡香菇、鄢陵花卉、开封西瓜、原阳大米、中牟大蒜等,丰富的特色农业资源是发展特色农业的现实基础。通过发挥区域比较优势,加快发展特色农业,优化农业布局,将产业扶贫作为增加农民收入的重要抓手,是实现河南省贫困地区精准脱贫的新路子。
二、河南省发展特色农业过程中存在的问题分析
1.生产经营规模小,产业链条短虽然在农业产业化的推动下,河南省“公司+农户”、“公司+合作社+农户”、“公司+基地+农户+标准化”等产业化组织形式取得了显著成效,但整体来看,我省农业生产受到传统小农思想的影响,多数农产品生产属于各家各户的分散经营,生产规模较小。落后的分散经营方式,给标准化生产、先进技术的运用和生产过程的管理带来了较大困难。同时我省在农产品的品牌创建和品牌推广方面,观念意识落后,缺乏现代市场营销观念和品牌意识,这将给特色农业的发展带来较大障碍。特色农业的上下游产业和相关产业,从纵向和横向两个方向影响着特色农业产业链的构建,因此发展特色农业要求农业本身同相关产业协调发展。从纵向上看,我省特色农业产业链条短,农产品深加工程度不够,市场竞争力不足,特色农业对农民增收的带动作用不强。尤其在品牌推广、流通、销售环节,河南省特色农业的发展更是十分薄弱,导致大部分农产品都是自产自销,产品附加值较低。从横向上看,河南省特色农业缺乏相关产业的有力支持,技术推广、产品分级、标准化管理等环节职能由农户或政府解决,成本高、效率低。2.特色农业物质技术装备水平较低近年来,河南省高标准粮田“百千万”工程顺利实施,农业机械化水平也得到了显著提高,农业物质技术装备已经达到了一个新水平。随着农业产业化不断推进和农业结构调整,我省特色农业物质技术装备水平较低的问题,从生产环节转向了农业生产前、生产后环节。我省耕地面积12288万亩,但有效灌溉面积只占其中的64%,有36%的耕地仍在“靠天吃饭”。我省农业组织化程度较低,技术服务体系不健全,特色农业科技投入不足,小规模生产和大市场需求的矛盾依然存在。农业生产中农药、化肥的大量使用,导致耕地越来越薄,并且白色污染、面源污染严重,资源的可持续利用和实现绿色发展的任务十分艰巨。我省除了小麦、玉米等粮食作物之外,多数农产品生产的机械化程度较低,大中型农机农具较少,单位生产成本较高。另外农机产品的结构性矛盾十分明显,不同农作物、不同环节的农机农具供给不足,且技术含量低,农民依靠农业生产脱贫致富的难度较大。3.特色农业品牌化程度较低特色农业的品牌化发展体现了农业生产和农民增收的内在统一,体现了农产品高端需求和有效供给的协调统一,也体现了资源禀赋、生产技术和生态环境的有机统一。通过特色农业的品牌化发展,不仅能够给农民带来较高的经济收益,还将推动农民在下一生产周期继续追求高端特色品牌的良性循环。特色农业品牌化降低了农产品产销环节的信息不对称性,解决了消费者逆向选择问题,促使产销环节有效衔接,推动品牌农业的纵深发展。但我省农业生产存在着“特而不多”、“多而不特”的矛盾,区域优势不明显,总体布局有待调整。从我省各县市的特色农业发展规划来看,不同区域缺乏沟通,普遍的做法是简单地追求扩大种植面积、增加养殖规模,在特色农业发展上无序竞争、贪大求全,没有突出区位优势,特色农业难以形成品牌,做大做强。从特色产品的产销环节来看,重生产轻流通、重项目轻效益的现象十分明显,造成特色产品上市时节,农户之间相互压价、无序竞争,产品无差异化阻碍了特色产业的健康发展。
随着我国的信息化技术获得了一定的突破,越来越多的人在生活和工作中需要利用计算机信息化网络来完成任务,网络覆盖率获得了明显的提高,互联网+逐渐成为了一种崭新的发展模式。其中蕴含着极大的天地。互联网的普及,也让农业的发展获得了更多的发展思路以及发展方向。我国在把农业和互联网+的技术相互结合的过程当中,要能够始终坚持改革创新,使我国的农业经济发展获得更多的推动,从而促使我国的经济获得更多发展。
1.“互联网+”的提出和发展,以及基本概念的形成
自从我国科技不断的发展,从个人电脑大幅度普及,以及无纸化办公的进行,一直到如今的网络时代,这些年来,随着智能手机极大程度的改了变了人们的生活,移动互联网已经到达了一个爆发式增长的阶段。根据互联网发展过程当中的历史数据不难发现,在过去的几年当中,电脑和互联网呈现出一种爆发式增长的状态,在未来,随着互联网+技术的提出,信息技术将会获得更大幅度的增长,未来的社会将会出现怎样的变化,是非常难以预测的。国内互联网+的理念最早是马化腾提出的,互联网+是一种比较典型的技能,也是一种外在的资源以及技术环境。这位互联网界的传奇人物比较系统的阐述了自己对互联网和传统产业相互之间关系的一些看法,他认为,互联网+的战略,主要指的就是通过使用互联网,把各行各业能够相互之间融合在一起。甚至可以在新的领域创造出一种新的东西,这是我国对于互联网+概念最原始的表达。从经济角度或者是技术理论角度进行分析,不难发现,每一次出现技术革命,都会相应的出现一种技术到经济的模式。这个过程大多会经历两个不同的阶段,第一个阶段就是新兴产业因此而出现,而很多新开发出来的基础设施会被普遍的应用于人们的生活。第二个阶段指的就是,各行各业可以通过充分的利用这种新兴的产业,获得更多的发展,并且有极大的收获。这两个阶段,每个阶段都会持续20年,甚至30年之久,根据经济学家的相关表述,不难发现,互联网+也是一种比较典型的技术革命,并且目前也逐渐的步入经济的模式,在未来的几年之间,随着大数据时代等相关技术变革蜂拥而至,互联网+的模式,将会形成更新的技术和经济的模式,创造一个新兴的经济行业的模式,给社会带来更多的就业机会。不难发现,互联网+所引导的技术变革,使不同行业都受到了极大的影响。通过对经济角度进行简明扼要的分析,不难发现,互联网+的技术,主要指的就是,将互联网技术作为核心,所发展出来的一整套相互关联的信息技术,在社会当中的各个行业进行广泛的扩散和应用的过程。互联网+不仅仅是局限于一场信息技术,或是产业革命等,也不仅仅是对某一个传统产业,进行颠覆性的变革,而是和各行各业相互之间进行普遍的结合,无论是思想又或者是经济模式等,都会因此而受到极大的冲击,这是比较典型的行业升级现象[1]。
2.利用智能化和信息化的技术推动农业发展
生产方式不同,对产业发展的影响也是不一样的,根据目前我国农业发展的实际情况,不难发现,我国农业生产大多都是依靠比较传统的农业经验所进行的,相对而言,非常缺乏科学技术的支持。而农业在进行发展的过程当中,不但使其产出相对较低,而且会造成资源的浪费行为,或是对周围的环境造成一定的污染,所以,通过使用智能化的技术,或是信息化的技术,可以让农业获得更多的发展,并且使农业的生产,能够更趋于专业化以及集中化的水准,从而形成一种更加广泛的共识。而通过对农业智能化进行考察,以及对农业的信息化进行了解,不难发现,目前最值得我国学习的农业发展模式,是以色列的农业发展模式。在以色列的农业发展的过程当中,对农业数据进行分析以及总结,是非常重要的。在进行农业生产和发展的过程当中,必须要准确的把握农业发展的各个不同的环节,从而让农业整体的生产效益,获得全面提升。通过使用更加具有智能化特点的技术,并且结合信息技术,可以让农业的发展更加精准,同时。也可以在进行农业生产的过程当中。对其进行精准的干预,从而达到技术支撑的要求。目前,是一个互联网+技术大幅度提高的时代,使用更加先进的传感器,来监测农产品生长的环境,以及生长的状况,从而提供更加精准的数据,然后进行科学的分析,可以有效地促使农业获得更加健康,高效的发展,并且提供更加完备的资料[2]。
在我国农业未来发展的过程当中,农业精准化是非常重要的方向。农业的精准可以体现在我国农业发展的各个不同的环节,比如土壤的湿度以及肥力,还有光照的程度和温度的高低,包括杂草和病虫害的状况等各种不同的情况。在分类处理这些不同的数据资料之后,使用互联网大数据的技术,可以精准分析以上几方面的数据信息,给农业的发展,可以提供更加精确的数据方面的支持,从而让农作物的生长需求以及供应,相互之间能够获得精准的对接。在进行农业精准干预的过程当中,要能够促使软件及硬件双方之间可以协调配合,失去任何一个都是不可以的,而在设备方面,要能够尽量使用一些比较先进的智能设备,同时要构建起一个以环境监测,还有控制等各方面为基础的信息化的监控体系,并且以此为基础,精准的定位农业发展的问题,并且及时了解其中的问题,制定一个更加切实可行的策略,对其进行实时跟踪。在进行软件建设的过程当中,要能够建立起一个更加完备的农业发展的数据库系统,让这些数据能够充分的在进行优化和整合的过程当中,发挥其应有的价值。在进行数据库系统的建立的时候,相关工作人员需要特别关注卫星遥感方面的资料。同时,也要重视对病虫害资料的整理,以及对区域气象资料方面的分析。对农作物在发展过程当中的各个不同的阶段,要建立起分类的标志,同时要建立一个非常完善的数据库系统,使农业监测数据分析能力,可以获得全面提高。
通过智能化的信息系统以及信息化的技术,可以让农业获得更加精确的发展。对农业的生产,也可以进行实时跟踪和检测,这也正是可以让食品获得安全的,最为重要的保障之一。目前,我国已经产生了很多食品安全方面的问题,原因也有很多种,但是最为主要的原因之一,就是没有办法对农业生产的整个过程,进行精确的记录。目前是一个比较典型的互联网大数据的时代,通过使用智能化的相关设备,以及信息化的技术,可以更加便捷的让每一个农产品,都可以拥有和自己成长相关的档案。智能化技术的使用,以及信息化技术的普及,可以让农业的生产,获得更加广阔,更加全面的发展空间。在进行农作物生产的过程当中,工作人员通过互联网的方式,可以更加全面的对农业发展整体信息进行跟踪性观察,并且将农业生产的情况记录下来,通过使用信息技术的方法,可以有效的储存农产品的信息并及时进行定位,通过这样的方式,可以让整个农业生产的过程呈现在消费者以及监督部门的面前,给农业产品的质量监督以及追踪提供更加完备的条件。
3.根据电子商务平台创新农产品销售方式
在进行传统农业发展的过程当中,其自身仍然存在一定的缺陷,比如传统农业的局限性,就会让农业难以获得长远的发展。这种局限性大多体现于两个不同的方面,首先,农产品的生长必须要接受阳光雨露。同时也要有符合其生长标准的土壤和肥料等,通过这些综合因素的全面影响,并且要花费大量的时间,才能够使农产品长成熟,这和市场经济的周期特点存在很大的差别。因此,很多农产品并不能够完全适应市场变化极快的情况,甚至很容易导致农产品和市场的變化难以相符,而产生销售起来比较困难的状况。农产品大多都非常容易变质,一旦超出了其保质期,农产品就很有可能会危害到人们的身体健康,并且因此而难以销售。农产品其自身的特点,让农业在竞争的过程当中一直以来都处于一种非常不利的地位。农业长期都处于一个比较难以全面发展的环境下,行业氛围相对较为消沉,而互联网+技术的产生,使互联网和农业模式相互之间结合起来,给农业的发展提供了更多的可能性。依靠电子商务的平台,可以建立一个更加全面的农产品销售的模式,使农产品能够符合现代流通的形态,从而促使农产品更加符合目前市场经济的实际需求,给消费者提供更多的服务,并且促使农产品能够获得高效的流通。
3.1互联网+模式下的农业订单业务
要根据电子商务模式,打造农业订单方面的业务,从而帮助农产品拥有更加可靠的营销模式根据目前试点的情况不难发现,如果想要提升农户和企业,以及超市还有个人等各方面之间的联系,签订农产品订单是非常便捷的方法,不同个体可以有效的通过这样的方式,来进行农产品的交易。在进行订单签订的过程当中,要能够始终坚持市场供求双方的实际需求,并且根据电子商务的平台,进行更加具有针对性的生产,主要是为了能够让生产和销售相互之间无缝链接,防止生产过于盲目[3]。
3.2互联网+模式下的农产品网上销售
关键词:
农业;机械自动化;现状;推进模式
最近几年,我国人口的不断增长,可耕种面积却不断下降,使得我国的人均耕地逐渐接近最低红线,粮食是解决温饱的根本,面对这样的情况,推动农业机械自动化,实现有限耕地面积的最高效应用,成为我国农业发展过程中的重要课题。那么,当前我国农业机械自动化面临着怎样的现状呢?未来又该以怎样的模式推进机械自动化呢?
1农业机械自动化现状
改革开放以后,我国的经济取得了突飞猛进的发展,在这个过程中,国家的农村建设也取得了一定的进步,不管是的推进,还是农业税的免除,都促进了农村经济的飞速进步,特别是近年来新农村建设的逐步推进,使得我国由传统农业向机械化农业不断转变,在这个过程中,农业机械自动化取得了一定的成绩,主要包括农业机械化的投入在逐步增多,农业机械自动化的装备在不断提高等。但是,在看到这些成绩的同时,我们也不能忽视存在的问题,成绩和问题并存是目前农业机械自动化面对的主要现状。目前我国农业机械自动化仍然存在着一定的问题,主要体现在以下几个方面。首先,农业机械自动化精准程度不高。精准的农业机械自动化是目前发达国家农业发展中应用最多的农业技术,通过对美国、德国等农业发达国家的分析我们可以发现,它们在农业机械自动化的过程中,正逐步实现精准自动化。农业机械自动化精准性的实现,需要让计算机的GPS、GLS技术与农业机械自动化技术相结合,在农业生产过程中,保证机械自动化精准定位,对于预防农业生产中可能出现的问题具有重要的作用。特别是动态精准更能以最快最准确的定位找到问题所在,进而将生产损失降到最低。目前我国的农业机械自动化发展过程中,计算机的GPS、GLS技术与农业机械自动化技术的结合能力还很低,这是未来发展中需要提高的部分。其次,农业机械自动化创新不足。除了精准程度不够以外,创新不足也是目前农业机械自动化发展中面临的一个问题。创新是事物发展的源动力,对于农业机械自动化的发展而言,也不例外。计算机技术的发展,使得任何一项技术的更新换代速度都在提高,农业机械自动化在一定程度上依赖于计算机技术,所以说,当计算机技术飞速发展时,农业机械自动化也就有了更多的发展和创新空间,但是目前我国的农业机械自动化在很大程度上仍然只是照搬和完全借鉴,自主创新明显不足。所以,实现农业机械自动化的创新也是农业机械自动化未来发展中需要解决的问题。
2农业机械自动化推进模式
根据当前我国农业机械自动化发展的实际情况,笔者认为,未来农业机械自动化的推进模式选择,主要有以下几种。
2.1农业机械自动化精准模式
正如上面我们提到的,我国农业机械自动化的精准程度还不够,但是我们相信,这只是暂时的情况。近年来,农业机械专业科研人员队伍逐渐壮大,我国的农业机械自动化发展速度有了明显的提升,而关于农业机械自动化精准度的研究也在逐渐增多,所以,农业机械自动化的精准模式,是未来农业机械自动化发展的重要模式。其中,关于节水、节肥等的精准度研发更是取得了较大的成效,在资源集约型和环境友好型的社会理念之下,精准模式下资源节约的理念必然更受社会欢迎,也必然会获得更多的社会支持,这对农业机械自动化精准模式的深入发展也有一定的帮助,所以,这是良性循环的模式。总之,农业机械自动化的精准模式,将是我国农业机械自动化未来发展中的重要模式选择。
2.2农业机械自动化技术创新模式
“大众创业,万众创新”的“双创”理念是最近我国最为重要的发展理念,不管是哪个行业,都已经开始了深入的创新活动,农业机械自动化以技术为支撑,在这样的社会背景下,其创新模式是必然选择。所以,以国外农业机械自动化的先进理念为借鉴,结合我国农业发展的实际情况,同时充分考虑各地区农业发展的特色,完成农业机械自动化的技术创新,是未来农业机械自动化发展中的必经途径。总之,技术创新模式也是我国农业机械自动化推进过程中的重要模式。
作者:叶秋楠 单位:辽宁省农机质量监督管理站
可持续发展,在我国已经不是一个陌生的概念,目前随着我国的低碳经济、绿色经济的提出,我国的农业经济发展也提出了可持续发展的理念。随着科学技术的整体发展,我国农业取得了巨大的发展,但是在农业生活中,存在着一些竭泽而渔的现象,这对农业的持续发展以及农作物的卫生安全都有一定的影响,因此实现农业经济的可持续发展是十分必要的。基于此,文章围绕可持续农业经济为中心,分四个部分展开了细致的分析探讨,旨在提供一些该方面的理论参考。
1农业经济可持续发展的含义
可持续发展的农业经济在其含义上,可以划分为三个方面进行阐述,即可持续的生产、可持续的经济运作以及可持续的生态环境。其中生产可持续指的是在农业生产运作中,满足稳定长期的农产品生产提供,而这一点也是人类能够在地球上生存的基础;经济的可持续性指的是,在满足人类基本生活条件之下,能够不断实现从事农业生产人员的收入增加,而要实现这一目的必须在农业生产的结构上进行调节,并且在生产技术上也不断给以创新;生态的可持续指的是人类在进行农业生产中,不能对原有的生态环境造成过大的影响。要实现农业和环境的和谐发展,这是保障长期可持续农业发展的基础。
2农业经济可持续发展的目的及意义
可持续发展的农业经济其目的是实现现代科学技术和生态环境的结合,进而保障在农业经济发展中,贯彻可持续发展的基本理念,进而不断推动环境保护和经济发展的双赢局面出现。从整体上观察发展可持续农业,其目的更多的是在农业发展中,通过可再生的农业经济体系以及可持续的发展模式,将先进的科学技术融入其中,并且总体提升人们的生态意识,进而达到农业可持续发展化。而实现农业经济的可持续发展其意义集中在三个方面,首先是减少农业生产对环境的破坏,进而保障农产品供应的稳定、安全;其次为通过可持续发展的农业经济实行,逐步提升农业生产者的环保意识,也提升其经济上的收入;最后还有利于人类将自然和人类之间的不可逆关系给以捋顺。
3农业经济可持续发展的总体战略
在我国实行农业经济的可持续发展,必须在总体上制定出一个相关的发展大战略,进而透过这个战略,找出明确的方向。首先必须认知到,目前在世界范围上农业经济的可持续发展都受到极高的重视,而发达国家更多的是着眼于目前不断恶化的环境问题和食品安全问题,进行农业经济可持续发展战略的制定,并且已经逐渐探索出了一条道路。而随着对自然形态和社会形态的不断深化研究,已经证明发达国家所研究和总结出可持续发展的农业经济战略是切实可行的,并且在其本国中也具体实行了。在具体措施上,在农业生产上,将目前十分发达的信息技术投入了其中,并且实现科学化的控管,通过生物技术在农作物调节上也采用生物自身调节的模式,最后实现了农业生产对环境影响的零损害,如图1所示是日本爱东町的农业生产模式,其便实现了农业生产对环境的零损害。较之发达国家在可持续发展的农业经济上的动作,我国在可持续发展的农业经济方面还属于起步阶段,无论是在手段技术还是在资金扶持上,都难以和目前的发达国家进行比较,因此当我国在可持续发展的农业经济大战略制定时,不可以完全复制和套用发达国家的模式,而需要结合我国的实际情况,吸取发达国家可持续发展的农业经济战略中的优秀部分,进而实现针对性的可持续发展的农业经济战略制定。具体而言,我国在可持续发展的农业经济大战略制定上,必须深入细致地对我国的农业发展情况进行细致的分析,进而以我国的农业发展情况作为基础进行战略制定。并且在目标上必须放在农村综合开发、食品安全保障以及生态资源保护之上。进而达到通过可持续发展的农业经济大战略的落实,实现农村落后地区的精准扶贫,农业科技和生态保护建设的同步,促使我国的农业科研部门不断研发出新的农业生产技术,切实实现我国农业经济发展的可持续化。
4实现农业经济可持续发展的具体措施
4.1生态农业
生态农业,指的是充分利用目前发达的农业科学技术以及研究成果,以及农业系统自身所具备的平衡和自我修复能力,遵循整体协调发展、充分开发区域资源的优势,采用现代化的信息管理模式,对农林牧副渔进行合理的调整发展,进而实现农业生产的优产高产和优质高效,保障农业经济和生态的有效循环,最终实现自然生态环境和人类生活之间的和谐化发展。
4.2三色农业
所为三色农业,其指的是白色农业、绿色农业和蓝色农业。三色农业在我国最早是由包建中老先生所提出的,同时也是钱学森老先生所致力推荐的一种农业发展模式。其中绿色农业指的是,在绿色植物的种植业中,以及赖以其生存的畜牧养殖业,在所需的原材上,只需要水、光、土和气几种;蓝色农业所指是水域农业,而且是以海洋生物资源开发作为主要的开放区域,逐渐将陆地上的生物资源转移至海洋生物的资源开发上,进而减少对有限陆地资源的消耗;白色农业是在生物技术高度发达的基础上所提出的一种农业发展模式,其所依靠的是微生物学,以生物工程作为主要的技术载体,实现农业生产的工业化,目前较为成熟的白色农业主要包括酶工程、发酵工程几种。
4.3精准农业
精准农业是上个世纪90年代,美国农业学者所提出的一种农业发展模式,并且目前在发达国家已经得了具体的实施。精准农业其所指的是,摒弃传统牺牲环境、消耗大量资源,但产出较低的农业生产模式,充分利用目前先进的科学技术,将遥感技术、地理信息系统、决策支持系统以及变率处理设备等高新技术融入其中,进而实现农作物生长产量有影响因素的精准采集,并且分析得出最佳的农作物生长环境,从而在农作物生长中尽可能去达到最佳生长环境,实现农业生产的高效化,也可以称作配方农业。
4.4集约型农业
集约型农业是我国著名的国学家刘思华所提出的一种农业经济可持续发展的模式。集约型农业发展模式充分的参考、结合了我国的农业实际国情,特别适用于我国农业资源匮乏,人多地少的基本情况,在其具体内容上主要包括:稳定持续提升农产品自给率和商品率、土地的使用生产力;稳定持续提高农业从业人员的农业生产效率和经济收入;不断改善农业基础设置的建设质量,不断健全和营造生态农业发展必需的环境基础;优化农业生产的管理体系,提高农业从业人员的综合素质和专业能力;最后在国家层面,需要构建一个顺畅的农产品流通体系,不断优化国内的农业政策环境。
5结语
综上所述,我国人口数量位于世界第一位,但是我国的人均耕地面积却只有世界平均水平的四分之一左右,因此实现我国农业经济发展的可持续化是确保我国能够不断发展,解决最为基本吃饭问题的必要措施。具体而言,我国在进行农业经济发展的可持续化大战略制定时必须结合我国的实际的情况,参考目前发达国家成功的农业生产模式,积极发展生态农业、三色农业、精准农业以及集约型的农业,实现我国农业经济发展的可持续化。
[参考文献]
[1]宁强,张萌,崔文艳,等.论新形势下发展农业经济的有效途径[J].山东农业大学学报(自然科学版),2014(05).
[2]杨婧.我国农业经济的发展对进出口贸易的影响[J].中国商论,2016(05).
农业发展过程中的某种形态或农业生产形式由农业生产技术(农业生产力水平)和农业生产组织形式(农业生产关系)所决定。影响农业生产形式的主要外界因素有农业自然资源保障系统、农业及农村劳动力资源、农业自然条件和农村经济条件及社会生产力水平4个方面。
传统农业劳动生产率较低,大量劳动力被束缚在农业上。通过大量高能耗工业产品(机械、化肥、农药、燃油、电力等)的投入来维持系统的产出。机械化农业的主要优势是大幅度地提高了农业生产率,但也遇到了许多问题:如土地压实、水土流失、地下水及地表水污染,农药的使用导致了严重的公共卫生和环境方面的问题,品种基因单一化的危害、农产品品质的下降,水土资源及能源制约等。这种农业资源与环境的压力促使科学家和农民努力寻求一种在继续维持并提高农业产量的同时,又能有效利用有限资源、保护农业生态环境的新的可持续发展农业生产方式,并进行了多种探索,提出了多种解决途径,如自然农业、有机农业、生态农业,等等。90年代以来,随着全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、农业应用电子技术和作物栽培有关模拟模型以及生产管理决策支持系统(DDS)技术研究的发展,"精准农业"已成为合理利用农业资源、提高农业作物产量、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。
2、精准农业的技术体系
精准农业是现代信息技术、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。精准农业技术体系的构成见表1。
2.1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1-3m2。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。
2.2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,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。1998年,全世界利用原生质体培养技术已成功地开发了100多种再生植物,转基因牛、羊、猪和鱼也培育成功。美国是采用转基因技术最多的国家,1998年转基因作物播种面积达2050万hm2,是1997年的2.5倍;目前其转基因种子播种面积已占大豆播种面积的36%,占玉米播种面积的45%。阿根廷是继美国之后大量采用转基因技术的国家,1998年转基因作物播种面积达550万hm2,是1997年的4倍,其中75%的大豆播种面积采用经过改变基因的豆种。加拿大转基因作物播种面积从1997年的130万hm2,增加到1998年的280万hm2;50%的大豆和玉米播种面积采用了经过基因处理的种子。
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,。
2.3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。
精准收获。利用精准收获机械做到颗粒归仓,同时可根据一定标准确分级。
3、我国精准农业的重点发展方向
我国各地的自然条件、社会经济条件差异明显,农业生产水平差距较大,农业集约化总体水平较低。表2示出1994年中印日美4国农业集约化程度及世界的平均水平。可以看出,我国农业具有以下特点:1)农业人口人均耕地面积小,仅为世界平均水平的1/5;低于印度、日本,同美国相差甚远。2)农业机械化水平低。每万公顷拖拉机拥有量,仅约为世界平均水平的34.7%,甚至低于印度的水平。3)化肥投入水平高。每公顷化肥投入量是世界平均水平的3.37倍,高于美国,但低于日本。
同农业发达国家相比,我国农业集约化水平较低,要实现现代化,是继续走农业发达国家已走过的以牺牲土质、环境及使用对人类健康有不良影响的大量依靠农药、化肥的石油农业发展道路,还是利用现代信息技术、生物技术和工程装备技术发展具有中国特色的精准农业,答案是不言而喻的。应根据我国农业发展所面临的资源环境问题,走具有中国特色的精准农业发展之路,实现我国农业的可持续发展。
3.1重点发展节水、节肥精准农业技术体系
1)实现精准灌溉,提高水资源利用率。
水资源短缺是我国许多地区农业生产的主要制约因素。据测算,我国全年降水量约为6.19万亿m3,其中约55%消耗于陆面蒸发,只有45%转径流和地下水,实际利用率不到10%(约5000亿m3)。
当前我国农业灌溉用水面临的主要问题是灌溉农区面积约5000hm2,其中渠灌面积较大,多属粗放型灌溉模式。在华北井灌区特别是华北平原地区,自从将"两年三熟制"改为"一年两熟制"后,水分亏缺部分全靠超采地下水来弥补,地下水位连年下降,给北方灌溉农业造成严重威胁。
同时我国农业节水潜力巨大。我国渠灌面积约3900hm2,井灌面积1100多万hm2,合计约5000万hm2。渠水灌溉的利用率约为0.3,井水灌溉利用率约为0.5,两者加权平均值为0.35左右,与发达国家0.7-0.9的利用率相比,差距巨大。有关部门测算,如将农业用水(按4000亿m3计算)的利用率提高0.2,即达到0.55,则可节水800亿m3。
山东海阳引进以色列技术,建成约33hm2(约500亩)果园自动化控制微喷工程,采用微机控制。根据土壤吸水能力、苹果生产阶段和气候条件等因素,定时、定量、定位给果树供水。据有关专家测算,粮田自动化喷灌可节水30%-40%;省地1.5%-2.0%;果园和菜园的微灌可节水50%-60%;防渗渠道与土渠相比可节水约50%。
有研究认为,北京市耕地面积与以色列耕地面积基本相同,但北京市水资源总量和农业用水量都约为以色列的2.4倍,如采用精准农业战略,以管道灌溉、喷灌、滴灌和渗灌等方式取代大水漫灌,在产量上达到以色列现水平,可节水约2/3,即约18亿m3。
2)实施精准施肥,提高化肥资源利用率
据联合国粮农组织统计,化肥对粮食的贡献率约占40%。我国能以占世界7%的耕地养活占世界22%的人口,应该说化肥在其中起了重要作用;但同时也发现,从1980-1995年的十几年间,化肥施用总量增加了183.1%,年均递增率达7.2%。1995年化肥总施用量约达3600万t,而同期粮食总产只增加了46.6%,年均递增率仅为2.7%。期间化肥投入所生产的粮食由31.5kg.kg-1下降至17.70kg.kg-1。我国化肥施用的突出问题是结构不合理,利用率低。据大量试验资料统计,平均单产6500kg.hm-2的谷物,1季产量从土壤中带走N100.5-169.5kg,P2O549.5-75.0kg,K2O120.0-175.5kg,N,P,K比例为1:0.45:1。我国许多省区都存在过量施用氮磷化肥,钾肥施用不足的问题。1995年我国N,P,K实际施用比例为1:0.43:0.17。由于农田复种指数和作物产量的大幅度提高,有机肥施用量下降,化学钾肥投入不足,我国土壤缺钾面积日益扩大。
国外文献报道,氮肥平均利用率可达50%-60%,当季利用率磷一般为10%-30%,钾为20%-60%。据我国有关学者的研究,我国N,P,K平均利用率分别为35.0%,19.5%和47.5%,可见我国氮素化肥利用率低于世界平均水平,不仅浪费了资源、增加了农业生产成本,而且未被作物吸收利用的氮素向大气挥发、向水体淋溶,形成对环境的污染。
近年来我国农田微量元素缺乏面积不断扩大,而目前施用微量元素肥料的面积仅约1600万hm2,为缺乏微量元素面积的11.3%。
在我国通过实施精准施肥技术,不但可以提高化肥资源利用率,还可以降低成本,提高作物产量。
3.2发展精细设施农业
所谓设施农业是指应用某些特制的设施来改变动植物生产发育的小气候,达到人为控制其生产效果的农业生产形式。设施农业主要有:1)设施种植业,如温室栽培、塑料大棚栽培、无土栽培;2)设施畜牧业,如畜禽舍、养殖场及草场建设等。利用现代信息技术、生物技术和工程装备技术,进行设施农业生产,即为精细设施农业。
设施农业在国外发展较早,目前已达相当高的水平。在欧洲,多数国家以温室生产为主,其中荷兰和英国的温室主要是玻璃温室,用来生产蔬菜和花卉。荷兰生产的蔬菜80%用于出口,花卉出口达世界出口量的71%(1987)。日本温室栽培蔬菜和果树的技术十分发达,几乎所有品种的蔬菜在很大程度上都依赖于温室生产。
我国设施农业起步较晚,但发展较快。目前世界塑料大棚和温室面积约36.576万hm2,其中我国面积最大,达15.67万hm2,占42.8%。设施农业同普通农业相比,产业化程度高,效益好,接受新技术的能力强。
在我国设施农业发展较快的地区推广、应用精准设施农业可以达到增加农产品产出、提高农产品品质,节约水、肥资源,保护农业生态环境的目的。
1)精准农业是在现代、生物技术、工程技术等一系列高新技术最新成就基础上发展起来的一种重要的理代农业生产形式。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。
2)在我国建立现代精准农业系统应从开始就将现代信息技术、农业生物技术、农业工程装备技术等各方面的专家有机组合在一起,协同攻关,逐步建立起具有中国特色的现代精准农业技术体系。
中图分类号:S158.3 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150732017
农业是每个国家发展的支柱产业,它历经千年的演变,从原始农业向现代化农业实现了过度,目前它正进入知识高度密集发展的新阶段。过去的农业生产技术较为落后,产出效率低,劳动者的能力得不到发挥,依靠农药、化肥进行生产还不利于农田产物的健康性。精准农业又被称为环保农业,是一种新的农业生产手段,其研究的动力是田间分布明显的差异性,有助于做好定量分析,突出先进技术的优势特点。然而,精准农业在实施过程中需要高技术配合,对信息资讯具有较高要求,难免产生农田土壤养分空间变异性。本文就结合精准农业在我国的发展现状,对农田土壤养分空间变异性进行研究,从而发挥精确农业的作用。
1 农田土壤养分空间变异性的研究现状
传统的农业生产在研究过程中手段策略相对单一,将一块地看做统一的单位进行处理,没有根据土壤的形成、不同结构和地形特点开展分类似研究,不利于提高农田的生产效率,还会造成浪费。现如今,人们对土壤的特性有了进一步的了解,对农田土壤养分空间变异性也有了研究。90年代后期,我国也在这方面进行了尝试性探索,采用以50米距离为间距的网格法采集土样,分析了牧地条件下土壤表层速效磷、钾等的空间变异性,并探讨了胺态氮、硝态氮、有水溶性钾、水溶性钙等在空间中的变异规律,绘制了具体的等值图标,使我国在该领域得到了突破性进展。
2 精准农业实践中农田土壤养分空间变异性的成因及研究对策
即便在土壤质地相同的区域之中,土壤的物理、化学以及生物特性也不是完全相同的,在平面和深度上不是均质样式,我们通常将这种土壤属性在空间上的非一致性叫做农田土壤养分空间变异性。土壤的变异包括系统变异和随机变异两种模式,引发土壤变异的原因也多样,例如水文、气候、母质、生物等等都会产生作用,而土壤中大量和微量的元素的变异性则取决于土壤母质的性质和地形位置,并与气候、大气沉降、降雨和农业措施等息息相关。其中,对土壤特性变异具有最大影响的是土壤的母质,母质是构成土壤的基础,它的差异小,空间出现变异的情况也小。据目前的研究表明,地形对土壤的肥力和有效水有较大影响,在坡度相似的位置,土壤特性也趋于相似。沙粒含量和ph值等土壤的物理特性,在复杂的丘陵地区具有较高的关联度,在不同的季节、年份,作物的产出数量也不尽相同,产量的时间变异占总量的变异数据高达60%以上。
在研究精确农业实践农田养分空间变异性成因和相关数据探索过程中,要利用经典统计学方法进行探究,采用最传统的估算土壤特性的方式,采用公式n=ta2S2/(x-Ⅱ)2进行采样分析,估算出变量x。一个随机变量Z的变化特征是由其概率密度函数P(z)来表示的,z为随机变量z的可能取值。地统计学方法可用于土壤特性空间变异研究的定量分析,研究区域化变量理论,变异函数是地学统计学方法的基本工具,它通过测定区域化变量分隔等距离样点间的差异来研究变量的空间相关性,并采用理论化模型求出某一区域的变异性特征。
3 精准农业实践中农田土壤养分空间变异性的发展前景
3.1 对农田土 壤进行研究的基础是采样工作,它是约养分研究的关键,在今后的发展中,还要结合最新的技术方式,采用适当的方法进行采样,利用最科学的方式研究农田土壤养分空间变异性是未来研究的重点内容。
3.2 土壤是不 断发展变化的时空四维有机体,将土壤养分空间变异研究与土壤养分补充、迁移、转化、流失等微观机理研究相结合,对于揭示土壤养分在四维尺度上的演变规律将具有重要的作用。
3.3 由于土壤 条件是一项复杂的内容,不能用单一的方法研究所有的现象。根据不同研究方式的特点,将地统计学与其他方法相结合,根据土壤具体情况实施变异性研究就显得极其重要。
3.4 随着社会 科学技术的迅猛发展,坚持采用新技术、新方式,利用现代化手段,采用精准农业实践对土壤养分空间变异性进行研究,并加入遥感影像、光谱信息、GPS定位系统,就成为了研究的新方式。
4 结束语
总而言之,农业是我国基础建设行业,它是国民经济的支柱,是社会发展的基础。精准农业思想是一种新的农业技术运用手段,能够有针对性的探究农田的特点,找到土壤养分空间变异性出现的具体原因。为了促进我国农业的进一步发展,我国一定要找到传统农业研究存在的不足,科学使用精准农业实践方式对土壤进行探究,突出它的优势特点,减少误差现象,从而做出精确的分析。