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關(guān)鍵詞:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);研究進展;發(fā)展方向
中圖分類號:S-0文獻標(biāo)識號:A文章編號:1001-4942(2013)09-0118-04
我國農(nóng)業(yè)資源約束日益突出,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境退化加劇,化肥占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本25%以上,但利用率僅為30%~35%,遠低于發(fā)達國家的50%~60%,不僅造成了經(jīng)濟上的巨大損失,更帶來了嚴重的地下水污染和生態(tài)環(huán)境破壞。國內(nèi)外研究表明,精準(zhǔn)變量施肥可使多種作物平均增產(chǎn)8.2%~19.8%,降低總成本約15%,化肥施用量減少約20%~40%,土壤理化性質(zhì)得到改善。因此,解決上述問題的最佳途徑是大范圍地推廣應(yīng)用按需變量施肥的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和測土配方施肥技術(shù)。
1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)及其在我國的實踐與發(fā)展
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)[1~5]又稱精細農(nóng)業(yè),它以信息技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)田間每一操作單元的具體條件,定位、定時、定量地調(diào)整土壤和作物的各項管理措施,最大限度地優(yōu)化各項農(nóng)業(yè)投入的量、質(zhì)和時機,以期獲得最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟效益,同時兼顧農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,保護土地等農(nóng)業(yè)自然資源。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)是基于信息技術(shù)、生物技術(shù)和工程裝備技術(shù)等一系列科學(xué)技術(shù)成果上發(fā)展起來的一種新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),由全球定位系統(tǒng)、農(nóng)田信息采集系統(tǒng)、農(nóng)田遙感監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、智能化農(nóng)機具系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)和培訓(xùn)系統(tǒng)等組成。其核心技術(shù)是“3S”(即RS、GIS、GPS)技術(shù)[6,7]及計算機自動控制技術(shù)。
遙感(RS)技術(shù)[8]的主要作用是農(nóng)作物種植面積檢測及產(chǎn)量估算、作物生長環(huán)境信息檢測(包括土壤水分分布檢測、水分虧缺檢測、作物養(yǎng)分檢測和病蟲害檢測)、災(zāi)害損失評估。地理信息系統(tǒng)(GIS)[9]是精細農(nóng)業(yè)技術(shù)的核心。應(yīng)用該系統(tǒng)可以將土地邊界、土壤類型、地形地貌、灌溉系統(tǒng)、歷年土壤測試結(jié)果、化肥和農(nóng)藥使用情況、歷年產(chǎn)量等各種專題要素地圖組合在一起,為農(nóng)田管理提供數(shù)據(jù)查詢和分析,繪制產(chǎn)量分布圖,指導(dǎo)生產(chǎn)。應(yīng)用全球定位系統(tǒng)(GPS)可以精確定位水、肥、土等作物生長環(huán)境和病、蟲、草害的空間分布,輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的播種、灌溉、施肥、病蟲害防治工作。另外,農(nóng)機具上安裝GPS系統(tǒng)還可以進行田間導(dǎo)航,實現(xiàn)變量作業(yè)。
我國在1994年就有學(xué)者進行精細農(nóng)業(yè)的研究。國家“十五”科技戰(zhàn)略重點將發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平作為重中之重,并首次在“863”計劃中支持研究機構(gòu)進行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)自主創(chuàng)新。目前一些地區(qū)已經(jīng)將精細農(nóng)業(yè)引入生產(chǎn)實踐中,在北京、上海、黑龍江以及新疆一些地區(qū)建立起一批精細農(nóng)業(yè)示范基地,并取得了可觀的經(jīng)濟效益。
2 國內(nèi)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
從技術(shù)角度來看,完整的精細農(nóng)業(yè)技術(shù)由土壤及作物信息獲取、決策支持、處方生成、精準(zhǔn)變量投入四個環(huán)節(jié)組成(圖1)。信息獲取技術(shù)、信息處理與分析技術(shù)、田間實施技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)不可或缺的組成部分,三者有機集成才能實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。
圖1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PA/PF)技術(shù)組成
2.1 土壤及作物信息獲取[10,11]
由全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)獲得的定位信息、遙感系統(tǒng)(RS)獲得的遙感信息和基礎(chǔ)、動態(tài)信息構(gòu)成了農(nóng)業(yè)生物環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。
2.1.1 土壤環(huán)境信息的獲取 (1)土壤養(yǎng)分信息的獲取:土壤養(yǎng)分的快速測量一直是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息采集的難題。目前主要的測量儀器一是基于光電分色等傳統(tǒng)養(yǎng)分速測技術(shù)的土壤養(yǎng)分速測儀,其穩(wěn)定性、操作性和測量精度雖然尚待改進,但對農(nóng)田主要肥力因素的快速測量具有實用價值。如河南農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的YN型便攜式土壤養(yǎng)分速測儀[12],相對誤差為5%~10%,盡管每個項目測試所需時間仍在40~50 min,但較傳統(tǒng)的實驗室化學(xué)儀器分析在速度上提高了20倍。二是基于近紅外(NIR)多光分析技術(shù)、極化偏振激光技術(shù)、離子選擇場效應(yīng)晶體管(ISFET)集成元件[13,14]的土壤營養(yǎng)元素快速測量儀器,相關(guān)研究己取得初步進展,有的已裝置在移動作業(yè)機上支持快速信息采集。
(2)土壤水分信息的獲取:土壤水分的測量是精細農(nóng)業(yè)實施節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)。目前常用的水分測量方法有基于時域反射儀(TDR)原理的測量方法、基于中子法技術(shù)的測量方法、基于土壤水分張力的測量方法和基于電磁波原理的測量方法[15]。
(3)土壤電導(dǎo)率信息的獲取:土壤電導(dǎo)率能不同程度地反映土壤中的鹽分、水分、有機質(zhì)含量、土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)和孔隙率等參數(shù)的大小[16,17]。有效獲取土壤電導(dǎo)率值對于確定各種田間參數(shù)時空分布的差異具有重要意義。快速測量土壤電導(dǎo)率的方法有電流-電壓四端法和基于電磁感應(yīng)原理的測量方法。
(4)土壤pH值的獲取:目前適合精細農(nóng)業(yè)要求的pH值檢測儀器主要有光纖pH值傳感器和pH-ISFET電極[18~21]。光纖pH值傳感器雖然易受環(huán)境干擾,但在精度和響應(yīng)時間上基本能滿足田間實時快速采集的需要。基于pH-ISFET電極的測量方法具有良好的精度和較短的響應(yīng)時間,但易受溫度影響,需要溫度補償,且電極的壽命較短。
(5)土壤耕作層深度和耕作阻力:圓錐指數(shù)CI(Cone Index)可以綜合反映土壤機械物理性質(zhì),表征土壤耕作層深度和耕作阻力[22]。圓錐指數(shù)CI是用圓錐貫入儀(簡稱圓錐儀)來測定的。圓錐儀的研制工作不斷發(fā)展,從手動貫入到機動貫入,從目測讀數(shù)到電測記錄,出現(xiàn)了多種多樣的圓錐儀。
2.1.2 作物生長信息的獲取 作物生長信息包括作物冠層生化參數(shù)(葉綠素含量、作物水分脅迫和營養(yǎng)缺素脅迫)、植物物理參數(shù)(如根莖原位形態(tài)、葉片面積指數(shù))等。作物長勢信息是調(diào)控作物生長、進行作物營養(yǎng)缺素診斷、分析和預(yù)測作物產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)和根據(jù)。主要方法有三種:一是從宏觀角度利用RS遙感的多時相影像信息研究植被生長發(fā)育的節(jié)律特征[23]。二是在區(qū)域或田塊的尺度上,近距離直接觀測分析作物的長勢信息。三是基于地物光譜特征間接測定作物養(yǎng)分和生化參數(shù)。
2.1.3 病蟲草害信息的采集 病蟲害和雜草是限制農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提高的重要因素,及時、準(zhǔn)確、有效檢測病蟲害的發(fā)生時間、發(fā)生程度是采取治理措施的基礎(chǔ)。目前,病蟲草害信息的自動快速采集主要是基于計算機圖像處理和模式識別技術(shù),以研究植株的根、莖、冠層(葉、花、果實)等的形態(tài)特征作為診斷判讀的目標(biāo)。主要分析方法有光譜特征分析法、紋理特征分析法、形狀特征分析法等[24~29]。
2.1.4 作物產(chǎn)量信息的獲取 獲取作物產(chǎn)量信息是實現(xiàn)作物生產(chǎn)過程中變量管理的重要依據(jù)。國際上已商品化的谷物聯(lián)合收割機產(chǎn)量監(jiān)視系統(tǒng)主要有美國CASE IH公司的AFS(advanced farming system )系統(tǒng)、英國AGCO公司的FieldStar系統(tǒng)、美國John-Deree公司的Greenstar系統(tǒng)、美國AgLeader公司PF(precision farming)系統(tǒng)及英國RDS公司的產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)等[30]。這些系統(tǒng)具有功能較強的GIS綜合功能,能自動完成產(chǎn)量監(jiān)測和生成產(chǎn)量分布圖。我國谷物產(chǎn)量測產(chǎn)系統(tǒng)的研究起步較晚,目前尚在研制中。
2.2 決策支持與處方生成
分析決策系統(tǒng)[31]主要包括地理信息系統(tǒng)(GIS)、作物生產(chǎn)函數(shù)或生長模型和決策系統(tǒng)三部分,決定變量施肥效果[14]。
地理信息系統(tǒng)(GIS)用于描述農(nóng)田屬性的空間差異和建立土壤數(shù)據(jù)、自然條件、作物苗情等空間信息數(shù)據(jù)庫,進行空間屬性數(shù)據(jù)的地理統(tǒng)計。它主要應(yīng)用于離線的處方控制方式中,而在實時控制模式中沒有使用的必要。
作物生產(chǎn)函數(shù)或生長模型是生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。它將作物、氣象和土壤等作為一個整體進行考慮,應(yīng)用系統(tǒng)分析的原理和方法,綜合農(nóng)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)多個學(xué)科的理論和研究成果,對作物的生長發(fā)育與土壤環(huán)境的關(guān)系加以理論概括和數(shù)量分析,并建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。該模型描述了作物的生長過程及養(yǎng)分需求,是變量施肥決策的根本依據(jù)。
決策系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)業(yè)專家長期積累的經(jīng)驗和知識或GIS與作物生長模型的組合分析計算[11],這些存儲在GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息經(jīng)由作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng),最終生成具有針對性的優(yōu)化了的投入決策及對策圖,即進行時、空、量、質(zhì)全方位的田間管理實施處方圖,得到施肥的處方圖(離線形式)或具體的施肥量(在線形式),并將其存入存儲卡或者數(shù)據(jù)庫中,供施肥作業(yè)使用。
2.3 變量投入技術(shù)
由配套農(nóng)業(yè)設(shè)施設(shè)備(ICS農(nóng)機裝備和VRT變量投入設(shè)備)組成調(diào)控實施系統(tǒng),經(jīng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS定位,在田間管理處方圖的指導(dǎo)下實施精細控制,田間實施的關(guān)鍵技術(shù)是現(xiàn)代工程裝備技術(shù),是“硬件”,其核心技術(shù)是“機電一體化”。田間實施技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)作物播種、施肥、化學(xué)農(nóng)藥噴灑、精準(zhǔn)灌溉和聯(lián)合收割機計產(chǎn)收獲等各個環(huán)節(jié)中。
3 國內(nèi)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展對策
3.1 宣傳普及,提升對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的認識
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)本身能帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會生態(tài)效益,同時對提高農(nóng)民收入、減少農(nóng)民勞動強度、改善環(huán)境質(zhì)量等有非常重要的作用。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用涉及精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)本身的發(fā)展、農(nóng)業(yè)機械化水平、農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、農(nóng)民承擔(dān)生產(chǎn)風(fēng)險的能力等,其中農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)是推廣應(yīng)用過程中的關(guān)鍵。由于農(nóng)民獲得信息的渠道有限,只有通過農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn),農(nóng)民才能認識到精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的優(yōu)點并在技術(shù)培訓(xùn)過程中掌握這項技術(shù),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)才能在生產(chǎn)實踐中大范圍地推廣應(yīng)用。
3.2 完善精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的配套技術(shù)
通過測土配方和相應(yīng)的變量施肥技術(shù),改變農(nóng)民傳統(tǒng)施肥觀念,根據(jù)土地的肥力現(xiàn)狀按需變量配合施用肥料,提高肥料利用率,減少面源污染,增產(chǎn)增收。
做好精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)資料收集和信息標(biāo)準(zhǔn)化工作,應(yīng)用3S技術(shù)建立農(nóng)作物品種、栽培技術(shù)、病蟲害防治等技術(shù)信息網(wǎng)絡(luò)以及農(nóng)業(yè)科研成果、新材料等科研信息網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的社會化、產(chǎn)業(yè)化。
3.3 選準(zhǔn)適合國情的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)項目
我國大部分地區(qū)尤其是較落后地區(qū)的農(nóng)村承包地普遍處于碎片化狀態(tài),難以支撐起發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的要求,必須通過土地流轉(zhuǎn)達到規(guī)模經(jīng)營的效果。
另一方面,隨著農(nóng)村市場化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,在墾區(qū)農(nóng)場(如黑龍江大型農(nóng)場、新疆建設(shè)兵團)和大面積作物生產(chǎn)平原區(qū)建立“精確施肥”技術(shù)示范工程,或聯(lián)合一些高效益企業(yè)(煙草企業(yè)、中藥材企業(yè)等)帶動“精確施肥”的發(fā)展是結(jié)合中國國情發(fā)展精確施肥的有效途徑。
4 結(jié)束語
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展在我國尚處于起步階段,面臨諸多問題與困難。而且我國土地相對分散,技術(shù)落后,環(huán)保意識不強,在相當(dāng)長的時期內(nèi)仍然是小農(nóng)經(jīng)濟占主導(dǎo)成分。因此建立一個集資源化、信息化、知識化、生態(tài)化于一體的全方位生態(tài)系統(tǒng),走具有中國特色的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展之路,是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然。
《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》中明確把農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)作業(yè)與信息化作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域科技發(fā)展的優(yōu)先主題,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對提高我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代科技水平具有重要作用,具有廣闊的發(fā)展前景。
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近年來,電子商務(wù)在我國發(fā)展地是突飛猛進,而互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及以及電商平臺呈井噴式的擴充市場,毫無疑問地為我國經(jīng)濟社會發(fā)展帶來了新的活力和動力。所謂的電子商務(wù)精準(zhǔn)扶貧,就是指的農(nóng)村地區(qū)特色農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品依托電子商務(wù)平臺進行銷售和推廣,促進農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)業(yè),拉動網(wǎng)購消費。在全面實現(xiàn)小康社會,幫助農(nóng)村農(nóng)民脫貧致富的社會共同目標(biāo)下,電商扶貧無疑是為我們提供一條新的路徑。
一、 甘肅省農(nóng)村電子商務(wù)發(fā)展?fàn)顩r
(一) 網(wǎng)絡(luò)覆蓋,農(nóng)村地區(qū)有了傳送帶
目前,甘肅省70%以上的農(nóng)村地區(qū)已基本實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋,40%以上的貧困鄉(xiāng)能利用電子商務(wù)銷售當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)產(chǎn)品,交易額的年均增長率達10%以上。在如今的大數(shù)據(jù)時代,寬帶就像是一條傳送帶,將信息、人才、資金源源不斷地輸送到西北農(nóng)村地區(qū)。
(二) 三大電商助力,電商交易平臺遍地開花
2015年,三大電商京東集團、蘇寧易購和阿里巴巴集團農(nóng)村淘寶的農(nóng)村電商計劃相繼落地甘肅,數(shù)千個的縣級運營中心和數(shù)十萬個村級服務(wù)站的建立,將電子商務(wù)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋到甘肅省70%強的縣以及50%的農(nóng)村地區(qū),電子商務(wù)已在甘肅遍地開花。
(三) 快遞也下鄉(xiāng),農(nóng)村物流網(wǎng)逐漸建立
“要致富先修路”,同樣的,要發(fā)展農(nóng)村電商對貧困地區(qū)而言,首先就需要克服物流問題的困難。在加快“快遞下鄉(xiāng)”的政策性指導(dǎo)下,甘肅省80%的農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)建立起物流網(wǎng),但多數(shù)偏遠貧困農(nóng)村地區(qū)的物流網(wǎng)仍在建立當(dāng)中。
二、 甘肅省農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
(一)甘肅省農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀概括
以草食畜、蔬菜、林果等產(chǎn)業(yè)為主要農(nóng)業(yè)發(fā)展方向的甘肅省目前形成了糧、經(jīng)、飼“三元”一體的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),另全面發(fā)展農(nóng)林牧漁,加快發(fā)展農(nóng)業(yè)區(qū)域化布局。
目前,該省六大特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平得到提升。草食畜牧業(yè)、優(yōu)質(zhì)林果、蔬菜產(chǎn)品、中藥材人工種植、馬鈴薯六大特色農(nóng)業(yè)在全國范圍具有重要地位。
(二)農(nóng)業(yè)發(fā)展瓶頸
1.自然災(zāi)害頻發(fā)
甘肅省地貌復(fù)雜氣候變化多樣,農(nóng)業(yè)受到天氣等因素的影響很大。近幾年,甘肅省極端天氣增多的趨勢,如持續(xù)性的干旱就嚴重影響到農(nóng)村地區(qū)的群眾生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
2. 農(nóng)業(yè)抗風(fēng)險能力較弱
甘肅省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低,生態(tài)環(huán)境十分脆弱,市場競爭力在全國來說相對較弱。現(xiàn)如今農(nóng)產(chǎn)品市場價格波動很大,該省農(nóng)業(yè)抵抗風(fēng)險能力較弱,易受到其影響。
3. 農(nóng)村勞動力不足
因缺乏資金、技術(shù),甘肅省農(nóng)村地區(qū)青壯勞動力大量外流,進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動力嚴重不足,農(nóng)村地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展緩慢。
三、 電商精準(zhǔn)扶貧對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的影響
(一) 電商精準(zhǔn)扶貧政策的成果
1.信息先行,提供網(wǎng)絡(luò)信息平臺服務(wù)
目前,甘肅省已經(jīng)建成1個省級信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺、80多個縣級信息服務(wù)平臺和4000多個村級信息服務(wù)點。政府在工程總投資出資3100萬元,各村級信息服務(wù)點日常運行費用也由地方政府財政預(yù)算列支,不增加農(nóng)民負擔(dān)。
2.以點帶面,建立電商扶貧示范點
2016年,甘肅省以點帶面在全省建立了一批兼具典型特點和示范帶動作用的農(nóng)村電商示范縣和示范村,數(shù)個電子商務(wù)服務(wù)中心也在貧困縣建立起來。
(二) 政策推行過程中面臨的問題
目前,甘肅省電商精準(zhǔn)扶貧政策的推行取得一定的成功,但在推行過程中仍然存在一些問題。如偏遠貧困地區(qū)農(nóng)村農(nóng)民的互聯(lián)網(wǎng)和電商扶貧意識仍有待加強;貧困農(nóng)村地區(qū)的資金及融通方面活力不夠;電商專業(yè)人才比較緊缺;農(nóng)村地區(qū)的電商平臺雖然基本建立,但是技術(shù)層面仍有待提高。
(三)電商精準(zhǔn)扶貧為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟提供新思路
1.電商+農(nóng)業(yè)+人才
電商精準(zhǔn)扶貧模式引進大學(xué)生人才邊學(xué)邊干成為技術(shù)骨干,手把手教農(nóng)民如何掌握現(xiàn)代技術(shù),使農(nóng)民真正成為“能手”。用技術(shù)留下青壯勞力,推動新型職業(yè)化農(nóng)民成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的生力軍,解決農(nóng)村勞動力不足、人才缺乏的瓶頸。
2. 電商+農(nóng)業(yè)+資金
近兩年電子商務(wù)逐漸向金融領(lǐng)域發(fā)展,電商精準(zhǔn)扶貧“電商+農(nóng)業(yè)+資金”模式為解決農(nóng)村融資難、資金缺乏等困難提供了新路徑,在農(nóng)村融資問題方面提供了巨大的支持和幫助。為便于農(nóng)村地區(qū)資金的融通,在國內(nèi)知名三大電商平臺的支持下,甘肅省積極培育兼具地方特色和民族特色的本土農(nóng)村電商平臺。
3. 電商+特色農(nóng)業(yè)
甘肅省電商扶貧始終堅持因地制宜、實事求是的原則,不斷創(chuàng)新,敢于嘗試,開辟了“電商+農(nóng)業(yè)+旅游業(yè)”、“電商+綠色農(nóng)業(yè)”等新的模式,為該省特色農(nóng)業(yè)真正地、長遠地、可持續(xù)地發(fā)展提供新思路。
4.電商+物流網(wǎng)+品牌建立
在電商精準(zhǔn)扶貧政策下,互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上達到了高度融合。電子商務(wù)平臺和物聯(lián)網(wǎng)的建立增強了區(qū)域間聯(lián)系,以縣帶村,聯(lián)合發(fā)展,按照“一縣一業(yè)”“一村一品”的原則,培育農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品等特色品牌。
關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè);農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化;推動作用;瓶頸;對策;湖北隨州
中圖分類號 F322 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2015)15-0310-01
農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)社會發(fā)展的產(chǎn)物,也是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)市場化和產(chǎn)業(yè)化的必經(jīng)途徑。標(biāo)準(zhǔn)化的農(nóng)業(yè)作為一種新型的科技模式,集現(xiàn)代技術(shù)和管理技術(shù)于一體,對于發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟與形成產(chǎn)業(yè)鏈具有重要的意義。農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要標(biāo)志,與我國農(nóng)業(yè)市場化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化的發(fā)展進程有著最直接關(guān)系[1]。筆者就隨州市實施農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的情況,對其推進地方農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用進行探討。
1 農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)對地方農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的推動作用
建立農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系并通過示范加以推廣,是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整的一項基礎(chǔ)工作,有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)市場化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化、集約化。隨州市在農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)過程中已經(jīng)取得了初步的成績。
1.1 基本建立農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系
圍繞隨州市優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),制訂了優(yōu)質(zhì)干鮮果、食用菌、特色蔬菜優(yōu)良品種和新品種等農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量等級標(biāo)準(zhǔn);結(jié)合技術(shù)更新和無公害農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),制訂無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)種植與管理技術(shù)規(guī)范、畜禽養(yǎng)殖與防疫技術(shù)規(guī)范,發(fā)展綠色無公害農(nóng)業(yè)。
1.2 初步建立農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測體系
建立質(zhì)量監(jiān)督、檢測體系與主要病蟲害及疫病檢測系統(tǒng),形成了市、區(qū)(縣)、鎮(zhèn)(鄉(xiāng))三級檢測網(wǎng)絡(luò),對環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量進行監(jiān)控[2],定期預(yù)測報告,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)防疫用藥,預(yù)防重大疫病泛濫。
1.3 大力建設(shè)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)
重點建設(shè)名優(yōu)特產(chǎn)品、無公害蔬菜、畜禽優(yōu)良品種培育示范區(qū)。目前,隨州市已建有“萬噸食用菌”“肉雞養(yǎng)殖”等國家級農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)8個,“隨州銀杏”等省級農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)6個,“吉陽大蒜”等多項國家地理標(biāo)志產(chǎn)品,在建設(shè)期間累計制定農(nóng)業(yè)地方標(biāo)準(zhǔn)29項,龍頭企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)68個。實踐證明,通過示范區(qū)建設(shè),隨州市食用菌種植由2003年示范前的16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴展到目前的44個鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處,18.6萬戶40余萬人從事食用菌生產(chǎn),總產(chǎn)量達4.6萬t,實現(xiàn)產(chǎn)值17.56億元;肉雞養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化示范前產(chǎn)值17.7億元,示范后產(chǎn)值23.37億元;香菇栽培標(biāo)準(zhǔn)化示范前產(chǎn)值1.8億元,示范后產(chǎn)值3.6億元。實踐證明,大力建設(shè)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)已成為隨州市推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的重要抓手[1-3]。
2 農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的瓶頸
在我國,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是處于單體運作,機械化程度不高,在面對結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整、全球性競爭更加激烈的新形勢下,在短時間內(nèi),推行地方農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的工作還存在若干問題。
2.1 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平有待提高
農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營的主體是龍頭農(nóng)業(yè)企業(yè)。但目前隨州市龍頭農(nóng)業(yè)企業(yè)數(shù)量不多[3],以家庭為單位的分散型單體生產(chǎn)經(jīng)營為主要生產(chǎn)經(jīng)營方式。分散型經(jīng)營者即廣大農(nóng)戶數(shù)量范圍廣泛、綜合素質(zhì)偏低、經(jīng)營品種繁多、生產(chǎn)方式落后、市場選擇單一,這種規(guī)模化小、集約化程度偏低的狀況是隨州市推進農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作深入開展須解決的首要問題。
2.2 農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的貫標(biāo)技術(shù)推廣網(wǎng)絡(luò)輻射面不廣
建好各類標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)的首要前提,就是需要大量專業(yè)技術(shù)人員。目前,隨州市農(nóng)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員較匱乏,農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、推廣及咨詢服務(wù)與農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化脫節(jié),農(nóng)業(yè)經(jīng)營隨意性大,農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)貫徹實施力度輕的現(xiàn)象較普遍,未能實現(xiàn)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系整體貫徹實施。
2.3 農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作經(jīng)費不到位,缺少相應(yīng)的配套支持政策和措施
分散型經(jīng)營的單體經(jīng)營農(nóng)戶在市場經(jīng)濟中處于弱勢地位。其抗風(fēng)險能力較差,在具體生產(chǎn)經(jīng)營中,短期趨利性傾向較強,對新技術(shù)的推廣以及農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實施持謹慎態(tài)度。要打開這種局面,就需要利用一定政策引導(dǎo)性的啟動經(jīng)費,去制定先進、可行的農(nóng)業(yè)地方標(biāo)準(zhǔn),進行相關(guān)貫標(biāo)技術(shù)培訓(xùn),“多數(shù)量”“廣范圍”地辦好各級各類農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū),進而扶植、培育一批具備市場競爭力的名優(yōu)品牌,以實際成效加強宣傳示范,再配合以相應(yīng)的支持政策和措施,推動農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作全面、深入開展[4-7]。
3 實施農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的對策
針對隨州市目前農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的現(xiàn)狀,要提高地方農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,切實增加農(nóng)民收入,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,有必要從以下幾個方面加強農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。
3.1 加大農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)宣傳和推廣力度
農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是新時期農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,全面建設(shè)小康社會,縱深推進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程,多途徑促進農(nóng)民增收,有效解決“三農(nóng)”問題的一項重要工作。一方面是給予高度重視,大力宣傳農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義,擴大農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的影響力,有效推動農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展。另一方面是要加強引導(dǎo)。組建高效的領(lǐng)導(dǎo)與技術(shù)指導(dǎo)隊伍,開展好技術(shù)推廣應(yīng)用,及時解決推廣應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題,并制定農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化實施計劃,從而推動地區(qū)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作更上新臺階。
3.2 大力推廣農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),努力提高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量
組織制定和完善本地區(qū)農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),實行分類指導(dǎo),分級負責(zé)。根據(jù)隨州市農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化實際情況,采取適宜的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),同時借鑒國外先進標(biāo)準(zhǔn)化的成功經(jīng)驗,引進先進農(nóng)業(yè)技術(shù),并應(yīng)用符合國際貿(mào)易需要的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)具體自然條件與種植要求制定標(biāo)準(zhǔn),充分論證和審查,切實提高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量,增強隨州市農(nóng)產(chǎn)品在國際市場的競爭力。
3.3 完善農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系與農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測體系
首先,應(yīng)盡快建立標(biāo)準(zhǔn)信息資料庫,根據(jù)產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)過程標(biāo)準(zhǔn)、包裝標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)其他標(biāo)準(zhǔn),建立涵蓋產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的農(nóng)業(yè)綜合標(biāo)準(zhǔn)體系。與此同時,充分利用質(zhì)監(jiān)、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、商務(wù)等系統(tǒng)的檢測力量,進一步完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測體系。
3.4 充分發(fā)揮高標(biāo)準(zhǔn)示范區(qū)的輻射帶動作用,加快農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化實施進程
選擇一批有基礎(chǔ)、有條件的農(nóng)業(yè)項目,定期組織現(xiàn)場講解觀摩會,讓更多群眾更深刻地體會到標(biāo)準(zhǔn)化的作用,真正起到“搞好一個點,帶動一大片”的典型示范輻射作用,推動準(zhǔn)化工作進步,帶動農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的全面實施,這比僅僅依靠行政手段推行標(biāo)準(zhǔn)化見效快、效果好。
3.5 多渠道投入經(jīng)費,確保農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作順利開展
增加農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作經(jīng)費投入,充分吸納多方資金投入,逐步建立起監(jiān)測多元化農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化投入機制,形成國家、地方、部門的企業(yè)多渠道投入格局。并由政府主導(dǎo)積極解決農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中出現(xiàn)的困難。在金融信貸支持方面,對實施農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)種養(yǎng)的農(nóng)戶,給予政策傾斜,創(chuàng)造寬松的融資環(huán)境,促進農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化高效發(fā)展。
3.6 實施農(nóng)產(chǎn)品品牌帶動戰(zhàn)略,促進農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展
農(nóng)業(yè)品牌數(shù)量體現(xiàn)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平。積極引導(dǎo)農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者樹立品牌意識,培育出一批農(nóng)業(yè)名牌產(chǎn)品,增強品牌的市場競爭力,從而提高產(chǎn)品定位,并通過加強宣傳力度,推廣名優(yōu)產(chǎn)品的影響力,引導(dǎo)農(nóng)民走標(biāo)準(zhǔn)化的道路,促進地方農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè) 管理技術(shù) 應(yīng)用研究
傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中采用了高耗能的管理方式,投入了過多的農(nóng)藥、化肥、等化學(xué)物質(zhì),也投入了大量的機械動力。但是,這種高耗能的發(fā)展模式是不適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的,導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境的惡化,土壤酸堿度失衡,致使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量日益下降。在農(nóng)產(chǎn)品市場競爭日益增強的現(xiàn)代社會,這種不符合可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略的管理模式必將被先進的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理模式所取代。
一、農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化生產(chǎn)管理技術(shù)的現(xiàn)狀分析
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理思想,是在人工智能技術(shù)高速發(fā)展和信息技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上誕生的。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑,指明了未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理模式是利用GIS地理信息系統(tǒng)、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及RS遙感系統(tǒng)等技術(shù),及時了解農(nóng)作物的生產(chǎn)環(huán)境、生長變化狀況、病蟲災(zāi)害情況等。為分析、模擬農(nóng)作物災(zāi)害的發(fā)展趨勢提供具體的作物信息、數(shù)據(jù),作為進一步解決作物災(zāi)害問題提供參考標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,利用各種智能系統(tǒng),準(zhǔn)確、細致地計算出精準(zhǔn)治理措施。包括:噴灑農(nóng)藥、施肥灌溉、播種收獲等生產(chǎn)管理方式。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的目的是為了通過先進管理模式對農(nóng)作物進行管理,以最小的投入獲得經(jīng)濟和環(huán)境的最大利潤。目前,精準(zhǔn)管理模式的主要技術(shù)支撐即以3S技術(shù)為基礎(chǔ)的多種數(shù)據(jù)系統(tǒng)為技術(shù)支撐的管理模式。包括:變量控制技術(shù)、生物信息技術(shù)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、產(chǎn)量分布圖生成系統(tǒng)等。隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的提高,可視化技術(shù)和計算機科學(xué)的發(fā)展,還有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)獲得了快速發(fā)展,成為了國際上農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展熱點之一,大大促進了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的升級。
二、發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的必要性
發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是我國的社會發(fā)展的需要。目前,我國耕地面積大量減少,自然災(zāi)害發(fā)生頻繁,再加上病蟲災(zāi)害,旱澇災(zāi)害等,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展也面臨著更大的挑戰(zhàn)。為了在世界農(nóng)作物市場上占據(jù)優(yōu)勢,只有提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的管理模式,才能更大限度的提高農(nóng)產(chǎn)品的利潤,擴大市場占有率。精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式可以實現(xiàn)對農(nóng)作物的精準(zhǔn)化管理,解決上述各種問題。
發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是世界農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到了很大的推廣,成為了國際農(nóng)業(yè)學(xué)、農(nóng)業(yè)技術(shù)等高領(lǐng)域的研究對象,世界各國都在采用新型的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理模式。這符合國際農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。
發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理模式是由可持續(xù)發(fā)展的需要決定的。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式對生態(tài)環(huán)境的各方面造成了巨大的破壞,在能源資源供不應(yīng)求的現(xiàn)代社會,發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)更有利于建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)體系,緩解建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過程中遇到的緊張局面。
三、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中遇到的問題及解決對策
在發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的過程中,出現(xiàn)了一些水資源利用不當(dāng)、施肥結(jié)構(gòu)不合理、信息體制不健全的問題。發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就要著重發(fā)展灌溉精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、節(jié)肥精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)設(shè)施農(nóng)業(yè)。發(fā)展精準(zhǔn)灌溉農(nóng)業(yè)就要根據(jù)信息系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)因地制宜地選擇灌溉設(shè)施,開源節(jié)流,節(jié)約水源,解決好水資源的時空分布不均的問題。發(fā)展節(jié)肥精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要系統(tǒng)分析、預(yù)算出恰當(dāng)?shù)氖┓蕰r間,施肥數(shù)量,以及肥料品種。發(fā)展精準(zhǔn)設(shè)施農(nóng)業(yè)就是利用機械設(shè)施改變或者提供農(nóng)作物生長的小氣候,從而為農(nóng)作物生長提供更為適宜的生長環(huán)境,提高作物產(chǎn)量。
更重要的是,要加大3S技術(shù)的應(yīng)用范圍,建立全面的農(nóng)作物管理系統(tǒng),在GPS和RS技術(shù)的基礎(chǔ)上運用GIS技術(shù)準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)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(tǒng)和土壤肥力系統(tǒng),收集不同的土壤類型、作物類型、肥料的使用情況等做好統(tǒng)計分析,隨時了解不同地區(qū)的土地肥力變化狀況,以便進一步進行管理。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式需要協(xié)調(diào)好人力與機械的關(guān)系,提高農(nóng)業(yè)機械化水平,減少生產(chǎn)成本投入,目的是為了增加我國的農(nóng)業(yè)市場競爭力。
此外,政府要加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推進管理模式的創(chuàng)新,利用政府的力量大力支持信息技術(shù)的提高,建立完整的信息管理系統(tǒng)。建設(shè)全方位的農(nóng)業(yè)信息管理中心,及時引進新型農(nóng)業(yè)發(fā)展技術(shù),形成農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的發(fā)展規(guī)模。
結(jié)束語:
信息采集技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和專家決策系統(tǒng)共同構(gòu)成了農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化生產(chǎn)管理模式。精準(zhǔn)化生產(chǎn)模式可以彌補傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的不足,在此基礎(chǔ)上又可以降低生產(chǎn)成本,節(jié)約人力。在這種生產(chǎn)模式下可以對農(nóng)作物信息進行智能采集、計算、判斷、分析、預(yù)測與預(yù)警等,以達到提高農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。由于精準(zhǔn)化生產(chǎn)方式涉及到更多信息網(wǎng)絡(luò)智能領(lǐng)域,因此要加強信息技術(shù)的推廣。發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)也要考慮地區(qū)差異,要根據(jù)不同地區(qū)的土地狀況和實際情況因地制宜地選擇不同的發(fā)展方式。
精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式符合國際農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢,我們作為發(fā)展中國家,在發(fā)展精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)的過程中要遵循可持續(xù)發(fā)展的原則,學(xué)習(xí)先進管理模式,引進先進技術(shù),爭取在精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中走出有中國特色的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化;生產(chǎn)管理;技術(shù)研究
農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化又被稱為農(nóng)業(yè)精確化、農(nóng)業(yè)精細化、農(nóng)業(yè)數(shù)字化或農(nóng)業(yè)信息化,是依靠現(xiàn)代信息化技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式。農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化需要依靠衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)獲取土地每平方米的農(nóng)作物生長情況,以便及時發(fā)現(xiàn)病蟲害等不利于農(nóng)作物生長的情況,從而及時對農(nóng)業(yè)相關(guān)情況進行管理。同時還可以實現(xiàn)相關(guān)農(nóng)業(yè)資源的高效利用和節(jié)約,從而減少農(nóng)業(yè)污染,保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,保護生態(tài)環(huán)境不受污染,進而最大程度地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能。
1國內(nèi)外農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化發(fā)展?fàn)顩r
美國早在20世紀80年代便提出了農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的相關(guān)概念及構(gòu)想,隨后便召開了農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化學(xué)術(shù)研討會,并將相關(guān)理論成果運用于實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,但是相關(guān)體系并未得到完善。然而,在以美國為代表的發(fā)達國家在規(guī)模化經(jīng)營,機械化操作的情況下,農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化逐漸發(fā)展起來,并成功獲得了良好的經(jīng)濟收益。隨后,日本,荷蘭等國家也根據(jù)本國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點,開始了對農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的相關(guān)研究與應(yīng)用。如今,發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化相關(guān)技術(shù)設(shè)備逐漸成熟,相關(guān)控制設(shè)備,電子裝備已經(jīng)被運用于農(nóng)業(yè)機械上,變量播種機、變量施藥機、聯(lián)合收割機等一系列智能農(nóng)業(yè)機械已逐漸占據(jù)國際市場。由此,發(fā)達國家農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化技術(shù)的成熟并被實際應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn),促進了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提高,加快了其現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高技術(shù)的發(fā)展。如今,在發(fā)達國家,農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化已成為高科技與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)合的產(chǎn)業(yè),逐漸被認為是農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的有效方法。在我國,20世紀90年代便有專家提出了對農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的研究想法,隨后,專家們對農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化在國外的實際運用狀況進行了分析研究并探討了農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化在國內(nèi)的發(fā)展前景,根據(jù)研究結(jié)果,我國開始了農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的相關(guān)研究。經(jīng)過一系列研究試驗,我國建立了北京小湯山精細農(nóng)業(yè)示范園。
2農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)
農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化主要依靠全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、監(jiān)測及信息采集處理技術(shù)、專家決策系統(tǒng)以及智能化農(nóng)業(yè)機械裝備技術(shù)等。
2.1全球定位系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化生產(chǎn)管理中,廣泛運用了GPS以獲取相關(guān)農(nóng)業(yè)信息以及精確定位。通常情況下,一般運用DGPS技術(shù)以提高精確度。這項技術(shù)最主要的特點是定位的精確度極高,并且能夠基于不同使用目的選擇不同精確度的GPS系統(tǒng)。
2.2地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化絕對不能缺少的技術(shù)之一,它能夠幫助我們準(zhǔn)確有效地管理農(nóng)作物生長的相關(guān)信息與數(shù)據(jù),并且,通過該系統(tǒng)傳遞處理田間實際信息是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化不可缺少的。
2.3遙感技術(shù)
遙感技術(shù)對農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化來說,是獲得農(nóng)作物相關(guān)生長信息的關(guān)鍵技術(shù),農(nóng)作物生長環(huán)境,生長狀況以及空間相關(guān)變異信息都由它準(zhǔn)確收集提供。
3農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用
3.1精確灌溉技術(shù)在我國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際應(yīng)用
20世紀80年代,我國設(shè)施農(nóng)業(yè)開始發(fā)展。并在90年展迅速,進入21世紀,更是勢如破竹。在我國設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展之初,之中,相關(guān)灌溉設(shè)備比較落后,存在著一系列的問題。比如,灌溉水浪費,現(xiàn)代化管理水平比較低,源頭取水管理水平落后,節(jié)水設(shè)施研發(fā)水平不夠等。粗放型的灌溉模式與落后的灌溉技術(shù)達不到農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化的相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。進入21世紀,為了實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的靈活管理,使灌溉過程更加準(zhǔn)確,迅速,為了實現(xiàn)灌溉用水的自動化現(xiàn)代管理,精準(zhǔn)灌溉技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛地運用,逐漸研發(fā)出了滴灌,微噴灌等高效的灌溉設(shè)施。同時,全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)以及信息采集與處理技術(shù)都被運用于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉過程中,提高了灌溉用水的利用效率。
3.2精確施肥技術(shù)在我國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際運用
我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)絕大部分運用于需肥量比較大的蔬菜的生產(chǎn)中,然而,通常情況下,我國的蔬菜種植過程中常常出現(xiàn)各種養(yǎng)分配合比例失調(diào),肥料使用方法不當(dāng),肥料使用過量等一系列情況,使我國蔬菜種植質(zhì)量下降。精確施肥技術(shù)能夠利用空間與時間的變化量來進行作物的管理,改變傳統(tǒng)的肥料使用方法,不僅避免了肥料使用過量造成生產(chǎn)成本增加以及農(nóng)業(yè)環(huán)境污染情況的出現(xiàn),而且確保了作物的生長潛力得到最大限度地發(fā)揮。相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)得到了保證的同時還能夠取得很好地經(jīng)濟效益。
3.3精確施藥技術(shù)在我國設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際運用
設(shè)施農(nóng)業(yè)使農(nóng)藥使用的品種比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)多,使用農(nóng)藥的次數(shù)也比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)多。同時,農(nóng)業(yè)設(shè)施常常使農(nóng)作物處于封閉狀態(tài),空氣流動比較慢,風(fēng)力比較小,這些因素使農(nóng)藥溶解比較慢,可能使產(chǎn)出的農(nóng)作物農(nóng)藥殘余量超標(biāo)。而使用精確施藥技術(shù)則可以有效避免這些問題地出現(xiàn),從而降低農(nóng)藥殘余量超標(biāo)的可能。
4結(jié)語
我國設(shè)施農(nóng)業(yè)自20世界80年代以來發(fā)展迅速,發(fā)展后勁足,而不斷研發(fā)精確農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù),提高農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化生產(chǎn)能夠不斷促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向自動化,現(xiàn)代化方向發(fā)展,從而促進農(nóng)業(yè)資源的高效利用,促進農(nóng)產(chǎn)品作物質(zhì)量的提高,確保農(nóng)業(yè)環(huán)境不受到較大的污染。因而,我國應(yīng)該在農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化生產(chǎn)的道路上繼續(xù)努力。
作者:管仁華 單位:日照市五蓮縣洪凝街道辦事處
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)信息化;精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);實施策略
多年來,經(jīng)過國家和各級政府的積極推進,現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)各環(huán)節(jié)中的應(yīng)用逐步深入,特別是在大田種植、設(shè)施園藝、畜禽養(yǎng)殖以及水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用越來越廣泛,種養(yǎng)大戶采用現(xiàn)代信息技術(shù)裝備的意識越來越強,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化水平不斷提高,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)也得到了迅速發(fā)展。
一、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的涵義
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種基于空間信息管理和變異分析的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理策略和農(nóng)業(yè)操作技術(shù)體系。根據(jù)作物生長的土壤性狀,調(diào)節(jié)對作物的投入,即一方面查清田塊內(nèi)部的土壤性狀與生產(chǎn)力空間變異,另一方面確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo),進行定位的“系統(tǒng)診斷、優(yōu)化配方、技術(shù)組裝、科學(xué)管理”,調(diào)動土壤生產(chǎn)力,以最少的或最節(jié)省的投入達到同等收入或更高的收入,并改善環(huán)境,高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)能真正讓農(nóng)民群眾受益,農(nóng)產(chǎn)品持續(xù)提質(zhì)增產(chǎn),農(nóng)業(yè)持續(xù)增效,農(nóng)民持續(xù)增收,農(nóng)業(yè)抗御自然災(zāi)害的能力顯著增強。
二、我國基于農(nóng)業(yè)信息化的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用正從單項應(yīng)用向綜合集成應(yīng)用過渡。
基于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的要求,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式正向集約化生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營、社會化服務(wù)、市場化運作以及信息化管理轉(zhuǎn)變。從生產(chǎn)、經(jīng)營、管理到服務(wù)涉及到諸多環(huán)節(jié),依靠單一的信息技術(shù)很難實現(xiàn),農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用正從現(xiàn)代信息技術(shù)的單項應(yīng)用向現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合集成應(yīng)用過渡。自動灌溉系統(tǒng)、精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)的推送、病蟲害診斷系統(tǒng),種植養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等,都會產(chǎn)生大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn),提供了良好的解決方案。
2. 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在一些地方已經(jīng)開始試點性應(yīng)用。
農(nóng)業(yè)本身所具有的特點使得農(nóng)業(yè)在信息化智能化過程中,產(chǎn)生了大量的復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的處理和挖掘,需要大數(shù)據(jù)技術(shù)。目前,基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的滴灌自動控制系統(tǒng)在北京、上海、黑龍江、河南、山東、新疆等地開始試點性應(yīng)用。
3. 解決農(nóng)業(yè)信息化海量數(shù)據(jù)處理和精準(zhǔn)服務(wù)的問題亟須創(chuàng)建精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)。
農(nóng)村是我國信息化建設(shè)最薄弱的區(qū)域。海量數(shù)據(jù)處理和精準(zhǔn)服務(wù)一直是農(nóng)業(yè)信息中的一大難題。如何整合相關(guān)部門的農(nóng)業(yè)信息資源構(gòu)建大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)工程,是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化亟待解決的大問題。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)把有線與無線網(wǎng)絡(luò)、通信服務(wù)與信息服務(wù),終端產(chǎn)品的高中低檔科學(xué)、合理、有效地組織整合在一起,真正解決了農(nóng)業(yè)信息化海量數(shù)據(jù)處理和精準(zhǔn)服務(wù)的問題。
三、農(nóng)業(yè)信息化下,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展實施策略
1. 突破精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。
目前精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)信息獲取、決策和實施三個環(huán)節(jié)均有技術(shù)瓶頸的制約,如:在農(nóng)業(yè)信息快速獲取方面,要加強生物物理學(xué)、生物數(shù)學(xué)、生物力學(xué)和光學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,重點突破農(nóng)作物形態(tài)、營養(yǎng)、水分和土壤氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素?zé)o損快速測試傳感技術(shù),病蟲草害信息的定性定量識別技術(shù);在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)決策方面,要研究農(nóng)作物不同生長發(fā)育階段與土壤、氣象、管理措施的定量關(guān)系,為不同尺度的變量處方生成提供理論依據(jù);在精準(zhǔn)作業(yè)環(huán)節(jié),重點解決適合小規(guī)模田塊和復(fù)雜地形的光機電一體化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)智能機械。
2.降低精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的門檻。
國外精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)經(jīng)過近20多年的研究,形成了很多商品化的技術(shù)產(chǎn)品,但主要是面向大規(guī)模農(nóng)場作業(yè)需要,且產(chǎn)品價格昂貴,不適合中國目前的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟水平和生產(chǎn)作業(yè)規(guī)模,要實現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)廣泛應(yīng)用,必須降低精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的門檻。
3. 與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合。
當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)是發(fā)展的重點和熱點,是當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的支柱,也是當(dāng)?shù)卣块T、企業(yè)、農(nóng)民關(guān)心的焦點,能夠解決當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中問題的技術(shù),必將成為其優(yōu)先考慮的技術(shù)選擇。因此,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)必須與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展緊密結(jié)合,突出解決主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題,只有這樣才能使精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)得到社會的關(guān)注和大規(guī)模應(yīng)用,彰顯其在發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的地位和作用。
4.采取高效靈活的技術(shù)推廣模式。
根據(jù)用戶需求,可采取不同的技術(shù)推廣模式,提供專業(yè)化、社會化的技術(shù)服務(wù),通過駐地工程設(shè)計實施,實現(xiàn)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn),形成“交鑰匙工程的技術(shù)推廣模式”。
5.制定統(tǒng)一的行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)。
目前國內(nèi)外市場上精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品很多,但不同企業(yè)軟硬件產(chǎn)品自成體系。在開展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究應(yīng)用過程中,難于構(gòu)建可運行的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。在這樣情況下,我國必須建立精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),與國際主流產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)接軌的同時,也是爭奪精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)制高點的重要切入點。
參考文獻
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[2]黃慧德 應(yīng)用信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)研究水平 熱帶農(nóng)業(yè)工程2011年03期
關(guān)鍵詞:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),應(yīng)用現(xiàn)狀,北斗導(dǎo)航,農(nóng)業(yè)機械,自動駕駛系統(tǒng)
1引言
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效為目的的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系,是以信息技術(shù)為支撐,根據(jù)空間變異,定點、定時、定量的實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作與管理的系統(tǒng)。新疆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)始于20世紀末,初期發(fā)展緩慢,隨著北斗導(dǎo)航技術(shù)、移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速。新疆以棉花為主要經(jīng)濟作物,根據(jù)國家統(tǒng)計局2018年棉花產(chǎn)量的公告數(shù)據(jù),新疆棉花總產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的83.84%,新疆生產(chǎn)的棉花約三分之一產(chǎn)自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團。近年來,新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團正式開啟團場改革,兵團職工自主組建農(nóng)工合作社,新疆兵團土地流轉(zhuǎn)活躍,據(jù)新疆農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門統(tǒng)計,到2018年全新疆家庭承包耕地流轉(zhuǎn)面積已達745.8萬畝。合作社規(guī)模不斷增大,田塊不斷整合集中,對于成套精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用模式在新疆的深入推廣打下了基礎(chǔ)。當(dāng)前,精準(zhǔn)選種、精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥、精準(zhǔn)噴藥、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)田間監(jiān)測、精準(zhǔn)收獲等所涉及的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù),已有部分在新疆兵團規(guī)模化應(yīng)用。本文基于北斗導(dǎo)航融合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)賦能新疆創(chuàng)新試驗區(qū)建設(shè)項目,通過對新疆兵團石河子市石總場大田種植數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)試點、石河子市北泉鎮(zhèn)鴻興翔種植專業(yè)合作社等多家大型農(nóng)業(yè)合作社進行了實地調(diào)研,對新疆兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展需求進行總結(jié)分析。
2新疆兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)已應(yīng)用于新疆兵團農(nóng)業(yè)的耕、種、管、收四大環(huán)節(jié),根據(jù)農(nóng)戶對各種精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的接受度和該技術(shù)的推廣應(yīng)用程度,本文主要從農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)、水肥一體化系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)三方面,對新疆兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析。
2.1農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)
如圖1,電機式農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)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(shù)可實現(xiàn)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(nóng)機播種作業(yè)中出現(xiàn)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(yè)時間,提高作業(yè)質(zhì)量和土地利用率。2012年,新疆兵團農(nóng)機推廣部門開展了衛(wèi)星導(dǎo)航自動駕駛技術(shù)試驗示范工作,將該技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用在棉花播種作業(yè)中。2013年,財政部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在國家農(nóng)機購置補貼目錄中,增加“農(nóng)業(yè)用北斗終端(含漁船用)”的財政補貼,當(dāng)年補貼額達到3.12萬元/臺套。2014年,國家發(fā)改委支持新疆兵團第八師開展區(qū)域精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范,對首批800臺套的北斗農(nóng)機自動駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)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(nóng)八師已安裝3000余臺套農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng),基本實現(xiàn)了全覆蓋。農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)逐步從小面積試驗向大面積試驗示范邁進,且國產(chǎn)化品牌實現(xiàn)了從零到主導(dǎo)的突破。
2.2水肥一體化系統(tǒng)
水肥一體化系統(tǒng)是通過配置田間信息精準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng),全程監(jiān)測農(nóng)田墑情、氣象、設(shè)備工況等信息,為水肥決策和作業(yè)管理提供信息支撐。目前,使用者可通過PC或手機APP來發(fā)送指令,通過GPRS通訊模式實現(xiàn)閥門和自動施肥機的遠程控制,實現(xiàn)田間的無人作業(yè)功能,全年無需下地手動開關(guān)閥門。該技術(shù)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(zhǔn)確地調(diào)整農(nóng)業(yè)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(tǒng)局部設(shè)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(shù)。2008年以來,膜下滴灌水肥一體化技術(shù)得到當(dāng)?shù)卣拇罅Ψ龀郑S著配套基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)的發(fā)展,逐步將滴灌節(jié)水技術(shù)向智能化、水肥一體化、遠程操作控制方向發(fā)展。水肥一體化系統(tǒng)已形成了對應(yīng)的服務(wù)體系,可大面積應(yīng)用于大田作物。新疆自行研發(fā)的系列自動反沖洗網(wǎng)式過濾機組及自動施肥機,單套控制面積100-166.67hm2。當(dāng)前,兵團高新節(jié)水灌溉面積1129.07千公頃,是全國最大的節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)。
2.3農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)可提供綜合服務(wù),如利用北斗導(dǎo)航定位終端、農(nóng)機工況采集終端,通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)將農(nóng)機位置信息、工況信息傳輸至農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng),可實現(xiàn)農(nóng)機運行軌跡的回放、作業(yè)面積的統(tǒng)計、農(nóng)機健康情況的監(jiān)管和預(yù)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(nóng)業(yè)信息化管理平臺進行監(jiān)管和下發(fā)作業(yè)任務(wù)。基于該類系統(tǒng),可提高管理、調(diào)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(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)是隨各類采集終端發(fā)展而來,當(dāng)前,眾多企業(yè)及政府分別建立了對應(yīng)的農(nóng)業(yè)信息化管理系統(tǒng)。
3新疆兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展需求
新疆兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在北斗農(nóng)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(wù)受限、基準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題。當(dāng)前農(nóng)村實際情況是勞動力驟減,滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的勞動力嚴重不足,因此,北斗農(nóng)機自動駕駛技術(shù)應(yīng)向農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈方向發(fā)展,來彌補勞動力減少的現(xiàn)況。2015年,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《到2020年農(nóng)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(jié)肥、節(jié)藥等技術(shù)的應(yīng)用方面發(fā)展緩慢,且新疆是缺水地區(qū),因此,水、肥、藥變量噴施技術(shù)的發(fā)展迫在眉睫。因棉花等作物的覆膜造成嚴重的環(huán)境污染,為了環(huán)境可持續(xù)發(fā)展,必須提高殘膜回收技術(shù)和發(fā)展可復(fù)用膜。下面主要從三方面來分析新疆兵團對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的需求。(1)簡約式農(nóng)機自動駕駛技術(shù)農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)主要應(yīng)用在精準(zhǔn)播種環(huán)節(jié),同樣也可應(yīng)用在不同作物的耕地、施肥、施藥、收獲等環(huán)節(jié)。當(dāng)前的農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)還需由專業(yè)人員安裝、調(diào)試和教學(xué),嚴重限制其推廣。因此,農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)應(yīng)該向安裝簡便、“傻瓜式”操作方向發(fā)展。(2)水、肥、藥變量噴施技術(shù)中國是全球農(nóng)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(nóng)作物的實際需要,將水、肥、藥定時、定點、定量的噴施是節(jié)約資源、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的發(fā)展趨勢,但投入產(chǎn)出比是當(dāng)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(chǎn)量分布圖等共同決定。通過信息技術(shù)手段,感知作物的實際需水、需藥、需肥量,采用變量投入技術(shù),實現(xiàn)按需精準(zhǔn)灌溉施肥施藥,將是發(fā)展新方向。因此,應(yīng)高度重視研究開發(fā)智能感知技術(shù)、深度學(xué)習(xí)算法、變量投入技術(shù)、機器人等。(3)殘膜回收技術(shù)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(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞、耕地質(zhì)量逐步下降。現(xiàn)今,新疆已成為殘膜污染嚴重的地區(qū)之一。因此,應(yīng)向新型可復(fù)用農(nóng)膜和提高殘膜回收技術(shù)方向發(fā)展。
4新疆兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展建議
一、什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系?
兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系是由農(nóng)業(yè)適用科學(xué)技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)等先進科學(xué)技術(shù)組合而成,以精準(zhǔn)灌溉技術(shù)、精準(zhǔn)施肥技術(shù)、精準(zhǔn)播種技術(shù)、精準(zhǔn)收獲技術(shù)、田間作物生產(chǎn)及環(huán)境動態(tài)監(jiān)測等6項技術(shù)為核心的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。從1999年4月提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)6項核心技術(shù)開始,經(jīng)過3年的發(fā)展,到2003年,把精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)6項核心技術(shù)在實踐中運用的經(jīng)驗加以總結(jié),形成具有精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)核心技術(shù)體系、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)指標(biāo)體系、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)程(規(guī)范)體系和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備體系4個子系統(tǒng)構(gòu)筑的比較完善的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系中6項核心技術(shù)內(nèi)容豐富。
――精準(zhǔn)灌溉技術(shù)。兵團棉花生產(chǎn)上應(yīng)用的精準(zhǔn)灌溉技術(shù)主要包括膜下滴灌技術(shù)、自壓微水頭軟管灌技術(shù)、地下滴灌技術(shù)和滴灌自動控制灌溉技術(shù)。要實施這四項技術(shù),一是要對棉花膜下滴灌、膜下微水頭軟管灌、地下滴灌、滴灌自動控制灌需水規(guī)律進行研究,并根據(jù)需水規(guī)律制定灌溉制度;二是要有能達到精準(zhǔn)灌溉要求的、低成本的、質(zhì)量上乘的節(jié)水設(shè)備及器材;三是要合理地進行田間管線設(shè)計和合理安裝;四是要有灌溉運行中的正確管理;五是要在灌溉期結(jié)束后將管線回收并妥善保管。
――精準(zhǔn)施肥技術(shù)。實施精準(zhǔn)施肥技術(shù)包括五個環(huán)節(jié):第一,對作物需肥規(guī)律的研究;第二,測土,搞清土壤中所含肥料成分及有機質(zhì)含量;第三,用微機決策獲得施肥的方案;第四,施專用肥、復(fù)合肥、滴灌肥;第五,施肥的方式,采用全層施肥、根外追肥和滴灌肥、自壓微水頭軟管、地下滴灌施肥。
――精準(zhǔn)種子工程。實施精準(zhǔn)種子工程技術(shù)有四個環(huán)節(jié):第一,引進或自己培育優(yōu)良品種;第二,對引進或培育的優(yōu)良品種進行擴繁;第三,對擴繁的種子進行加工(棉種的加工包括脫絨、清選、包衣等),加工后的種子要達到精準(zhǔn)播種的要求;第四,對合格的種子進行銷售。
――精準(zhǔn)播種技術(shù)。實施精準(zhǔn)播種技術(shù)有兩個環(huán)節(jié)第一,要有符合精準(zhǔn)播種要求的種子;第二,要生產(chǎn)出在膜上實施穴播,每穴播一粒棉種,且整形、鋪膜、點種、鋪毛管、膜上打孔、膜邊覆土、膜孔覆土并鎮(zhèn)壓八道工序一次完成的播種機。
――精準(zhǔn)收獲。棉花實施精準(zhǔn)收獲技術(shù)包括六個環(huán)節(jié):第一,選擇適合機采棉又能豐產(chǎn)、提高質(zhì)量的品種;第二,制定既能適用機采棉,又能豐產(chǎn)、提高質(zhì)量的棉花株行距配置方案;第三,制定科學(xué)的脫葉劑配方,并選擇最佳的噴藥方式、噴藥時間和適宜的氣候條件進行棉花脫葉;第四,使用好采棉機,使所采籽棉達到規(guī)定的質(zhì)量要求和達到一定工效;第五,機采籽棉的田間打垛及拉運;第六,機采籽棉的加工清理。
――田間作物的生產(chǎn)及環(huán)境動態(tài)的檢測技術(shù)。實施這項技術(shù)包括兩個環(huán)節(jié):第一,制定棉花田間生長及環(huán)境動態(tài)監(jiān)測的要求;第二,設(shè)計出能準(zhǔn)確而及時反映棉花生長及環(huán)境動態(tài)的視頻系統(tǒng),把中子測水儀、田間智能化病蟲測報、遙控自動化滴灌系統(tǒng)一并納入其中。田間的棉花生長如何、缺不缺水、缺不缺肥、有無病蟲危害都可以從監(jiān)測系統(tǒng)終端的屏幕中看到。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)6項技術(shù)每項技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié):精準(zhǔn)灌溉技術(shù)推廣節(jié)水和增產(chǎn)效果顯著、成本低、安裝簡便、易于管理的節(jié)水灌溉系統(tǒng)是關(guān)鍵;精準(zhǔn)施肥技術(shù)搞清棉花需肥規(guī)律,建立微機決策施肥系統(tǒng)是關(guān)鍵;精準(zhǔn)種子工程技術(shù)引進或選育豐產(chǎn)、早熟、優(yōu)質(zhì)、抗病優(yōu)良品種,進行科學(xué)加工,使種子的發(fā)芽率、純度、凈度達到精量播種要求是關(guān)鍵;精準(zhǔn)播種技術(shù)研制氣吸式精量排種、穴播精量點播機是關(guān)鍵;棉花精準(zhǔn)收獲技術(shù)合理的株行配置、脫葉、機采和籽棉加工是關(guān)鍵;田間作物生產(chǎn)及環(huán)境監(jiān)測技術(shù)研制清晰度高、造價低、經(jīng)久耐用的視頻系統(tǒng)是關(guān)鍵。
兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系來源于三個方面。第一個方面是繼承和發(fā)展兵團已經(jīng)實施的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù);第二個方面是引進、吸收、消化國內(nèi)外的農(nóng)業(yè)先進科學(xué)技術(shù)和裝備;第三個方面是兵團科技人員和干部職工自己創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)和裝備。這三個方面的關(guān)系是,沒有繼承就沒有產(chǎn)生精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的基礎(chǔ);而引進、吸收、消化國內(nèi)外的農(nóng)業(yè)先進科學(xué)技術(shù)和裝備,不僅奉富了兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的內(nèi)容,提高了兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的檔次,而且加快了兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系產(chǎn)生的步伐,降低了兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系產(chǎn)生的成本;但是如果沒有發(fā)展和創(chuàng)新,兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系就不可能成為新的先進的農(nóng)業(yè)科技體系。
二、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系發(fā)展和創(chuàng)新了哪些農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)?
(一)發(fā)展和創(chuàng)新的具體農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)。
1、精準(zhǔn)灌溉技術(shù)。第一,吸收國內(nèi)外技術(shù),結(jié)合新疆和兵團的實際創(chuàng)造了膜下滴灌技術(shù)和自壓微水頭軟管灌技術(shù);第二,對滴灌系統(tǒng)首部設(shè)備進行了7次改進,實現(xiàn)了自動反沖洗;第三,對滴灌系統(tǒng)的設(shè)計、管道和連接都進行了改進,在保證滴灌質(zhì)量的前提下,大大降低了滴灌成本;第四,在一三團、一二七團、九團、一四五團、一三六團建成了一批滴灌自動化、半自動化示范工程;第五,把滴灌肥運用于滴灌中,形成了完美配套的水肥耦合應(yīng)用技術(shù)。
2、精準(zhǔn)施肥技術(shù)。自主研制了多個棉花微機決策平衡施肥專家系統(tǒng),建立了以土壤數(shù)據(jù)和作物營養(yǎng)實時數(shù)據(jù)的采集、棉田地理信息系統(tǒng)、施肥模型、決策分析系統(tǒng)、綜合評價、滴灌肥為主要環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)施肥技術(shù)體系。
3、精準(zhǔn)收獲技術(shù)。第一,創(chuàng)造了適合采棉機作業(yè),而又能提高棉花質(zhì)量、增加棉花單產(chǎn)的66+10CM帶狀高密度播種和栽培技術(shù);第二,通過多次反復(fù)試驗和大面積生產(chǎn),創(chuàng)造了在新疆不同棉區(qū)、不同氣候條件下、不同棉花品種的脫葉技術(shù)。
4、田間作物生長及環(huán)境動態(tài)監(jiān)測技術(shù)。第一,在46平方公里的面積上,實現(xiàn)了利用遙感和視頻技術(shù)應(yīng)用于田間作物生長及環(huán)境動態(tài)監(jiān)測;第二,自主開發(fā)了自動化滴灌系統(tǒng)。
(二)產(chǎn)品創(chuàng)新。
1、在消化國外氣吸式播種機的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性地研制出將膜床整形、鋪設(shè)滴灌帶、鋪地膜、地膜上打孔、精
準(zhǔn)投種、地膜邊覆土、膜孔覆土并鎮(zhèn)壓等8道工序合為一體的氣吸式鋪膜精量穴播棉花播種機。
2、在引進、消化、吸收國內(nèi)外技術(shù)的基礎(chǔ)上,大膽進行自主創(chuàng)新,實現(xiàn)了滴灌節(jié)水設(shè)備全部國產(chǎn)化。開發(fā)生產(chǎn)出大流量壓力補償式滴灌帶、內(nèi)鑲式滴灌帶、單翼迷宮式滴灌帶;開發(fā)生產(chǎn)出全自動反沖砂石過濾器。
3、開發(fā)生產(chǎn)出自壓微水頭軟管灌溉系統(tǒng)的干管、支管、毛管、施肥罐及配套系列管件產(chǎn)品,其中常壓節(jié)水灌溉系統(tǒng)、步進式雙邊錯位打孔機、軟管帶、步進式?jīng)_孔機和流量調(diào)節(jié)管路連接件等新產(chǎn)品獲國家發(fā)明和實用新型專利。
4、開發(fā)生產(chǎn)出適用大田作物隨水施肥的全營養(yǎng)速溶高效滴灌固態(tài)復(fù)合肥和棉花滴灌酸性液體肥料,基本實現(xiàn)了“試與測、測與配;配與供”的一條龍肥料供應(yīng)和配方生產(chǎn)線。
5、5年來培育成20多個豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的棉花品種。
(三)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)程、規(guī)范創(chuàng)新。
在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的應(yīng)用中,為了保證各項精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)能達到精準(zhǔn)指標(biāo),創(chuàng)造性地制定了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)程和規(guī)范。1、棉種精加工技術(shù)操作規(guī)程(過量稀硫酸脫溶工藝);2、棉花高密度栽培畝產(chǎn)150公斤皮棉膜下滴灌技術(shù)規(guī)程;3、棉花自壓軟管灌畝產(chǎn)150公斤皮棉技術(shù)規(guī)程;4、自壓微水頭軟管灌溉技術(shù)應(yīng)用的若干意見(試行);5、機采棉農(nóng)藝栽培技術(shù)規(guī)程;6、采棉機作業(yè)技術(shù)規(guī)程;7、機采籽棉的驗收與貯運規(guī)程(試行);8、兵團棉田害蟲預(yù)測預(yù)報調(diào)查技術(shù)規(guī)程。
(四)技術(shù)體系創(chuàng)新。
建立了密切結(jié)合國情和兵團農(nóng)業(yè)發(fā)展實際,具有中國特色,包含精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)核心技術(shù)體系、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)指標(biāo)體系、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)規(guī)程體系和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備體系4個子系統(tǒng)構(gòu)筑的兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。
三、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系在兵團棉花大面積應(yīng)用情況及所獲得的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。
(一)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系推廣的方法。
1、不采取命令式或分配指標(biāo)硬壓式方法,而采取試驗――示范――引導(dǎo)――服務(wù)――推廣應(yīng)用的方法;
2、在節(jié)水技術(shù)推廣初期采取了費用補助方法;
3、組織專家進行技術(shù)服務(wù)和技術(shù)承包;
4、廣泛開展職工全員培訓(xùn),提高職工科技素質(zhì);
5、加大行政指導(dǎo)的力度。
(二)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系在棉花種植上的應(yīng)用情況。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系在棉花上的應(yīng)用,總的情況是:從試驗到示范,從小面積示范到大面積推廣;補助費用示范到職工自己出錢應(yīng)用推廣;由只制定出示范辦法到制定技術(shù)規(guī)程、規(guī)范;由技術(shù)到位率低到技術(shù)到位率高;由個別單位、單項技術(shù)應(yīng)用到13個師110多個團、6項技術(shù)一起應(yīng)用。
1、各項精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)大面積應(yīng)用獲得好的效果。到2003年,推廣測土施肥面積558.58萬畝,其中測土微機決策平衡施肥189.23萬畝,施用專用肥、復(fù)合肥269.89萬畝;優(yōu)良種子推廣面積達棉花種植面積的90%,種子包衣面積594.99萬畝;膜上精量半精量播種面積658.54萬畝,其中精量播種7.88萬畝;節(jié)水灌溉面積438.66萬畝,其中膜下滴灌面積247.72萬畝,軟管灌面積182.92萬畝,深埋滴灌8.02萬畝;機采棉種植面積98.12萬畝,機收面積25.26萬畝;自動測水面積1.02萬畝,視頻技術(shù)面積0.5萬畝。
2、2004年各項精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用獲得新突破。
測土微機決策平衡施肥面積達到281.5萬畝;棉種包衣推廣651.43萬畝,引進美國和丹麥的種子精選設(shè)備的四十五團、紅星二場等單位的種子加工達到精量播種的要求;精量半精量播種面積達到664.39萬畝,其中精量播種面積達到18,5萬畝,由新疆農(nóng)墾科學(xué)院、一二五團等單位生產(chǎn)的棉花膜上精量點播機空穴率在3%以下,實際出苗率達到82%至92%,從而實現(xiàn)了棉花膜上精量點播的大突破;棉花節(jié)水灌溉面積推廣到607萬畝,其中膜下滴灌面積391.4萬畝,軟管灌面積177.21萬畝,節(jié)水技術(shù)不斷進步,由“一管四行”改為“一管兩行”,為了防風(fēng),部分單位實施膜下滴灌毛管淺埋5em至8cm;深埋式滴灌面積增加到9.48萬畝,首部裝備自動反沖洗成功,北疆大部分棉田實施滴水出苗,一二三團實現(xiàn)滴灌毛管回收第二年使用;按機采棉配置種植棉花179.06萬畝,計劃機采面積40萬畝;國產(chǎn)機采籽棉加工設(shè)備投入生產(chǎn),加工質(zhì)量達到要求,機采棉加濕試驗取得階段性成果;田間作物自動測水、滴灌系統(tǒng)自動化控制、棉鈴蟲自動化監(jiān)測系統(tǒng)、GI$、GPS技術(shù)已開始示范、“視頻農(nóng)業(yè)技術(shù)”推廣到7萬畝。
(三)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系在棉花生產(chǎn)大面積應(yīng)用獲得的經(jīng)濟、社會及生態(tài)效益。
1、經(jīng)濟效益。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的建立及在棉花生產(chǎn)的大面積應(yīng)用,使兵團棉花生產(chǎn)水平上了一個新的臺階,同時獲得了顯著的經(jīng)濟效益。
第一,提高了棉花的單產(chǎn),增加了棉花的總產(chǎn)。據(jù)農(nóng)業(yè)局統(tǒng)計,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系推廣應(yīng)用的5年間,累計推廣面積937.34萬畝,棉花平均單產(chǎn)122公斤,增產(chǎn)17%;新增棉花總產(chǎn) 16590.92萬公斤,新增產(chǎn)值171881.91萬元。
第二、降低棉花生產(chǎn)成本。一是減少每畝播種量。實施半精量播種的棉田,播種量由原來的6公斤降為4公斤,實施精量播種的棉田又降為2公斤。二是提高了化肥的利用率。實施滴灌施肥的棉田,氮肥的利用率可以提高7至8個百分點,磷肥的利用率可以提高3至5個百分點。三是節(jié)約用水。實施滴灌的棉田每畝用水降至240至260立方米,比溝灌可節(jié)水140至160立方米。四是可降低每一畝的活勞動成本。實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系前,一個職工只能管理20至25畝棉花,若該職工年收人7000元,則每畝棉花活勞動成本為240至350元。實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系后,一個職工能管理100畝棉花,若該職工年收入10000元,則每畝棉花活勞動成本只有100元,比原來每畝降低活勞動成本140至250元。
第三,可以提高職工的勞動生產(chǎn)率。棉花生產(chǎn)實施膜上精量點播、膜下滴灌、機采棉等精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)后,一個職工管理棉花的面積可以達到100至150畝,即便是棉花產(chǎn)量相同,其勞動生產(chǎn)率也是原來的5至7倍。
第四,可以提高土地利用率。,實施精準(zhǔn)滴灌技術(shù)后,無需筑埂子、毛渠,可提高土地利用率5%左右。
2、社會效益。第一,實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系可以把職工從定苗、灌水、拾花等繁重的體力勞動中解放出來,改善職工的生產(chǎn)條件,實現(xiàn)社會進步。第二,可以使農(nóng)業(yè)干部職工的思想觀念發(fā)生變化,由小農(nóng)經(jīng)濟思想觀念轉(zhuǎn)變?yōu)榇笊a(chǎn)的觀念。第三,由于職均的管理面積大大增加,可以促進大田勞動力向畜牧業(yè)、果蔬園藝業(yè)和二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,加快畜牧業(yè)、果蔬園藝業(yè)和二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使兵團一、二、三產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)更趨合理。第四,由于職均承包規(guī)模的不斷擴
大,必將帶來合并連隊,減少管理機構(gòu)層次和管理人員數(shù)量,轉(zhuǎn)變團場管理職能等變化。第五,實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,增強了團場經(jīng)濟實力、增加了職工的收入、改善了職工的生產(chǎn)和生活條件,必然穩(wěn)定和發(fā)展職工隊伍,有利于兵團更好地執(zhí)行屯墾戍邊的使命,有利于穩(wěn)定邊疆,鞏固邊防。
3、生態(tài)效益。第一,實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系降低了對土地的農(nóng)藥、化肥等化學(xué)產(chǎn)品投入,減少了化學(xué)制品對土地的污染。第二,實施精準(zhǔn)灌溉技術(shù)每畝可節(jié)水140至160立方米,節(jié)省的水可以用來種樹種草,為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的改善作出貢獻。第三,實施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,由于節(jié)約種子、水,提高肥料和土地利用率,可以使農(nóng)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。第四,對地下水位較高的地區(qū),實施精準(zhǔn)灌溉技術(shù),可以大大減少地下水的補給,降低地下水位,抑制土地次生鹽漬化。
四、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系與以往的各項農(nóng)業(yè)技術(shù)有什么不同?
(一)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的實施,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了三方面的精準(zhǔn):一是定位的精準(zhǔn),精準(zhǔn)地確定播種、灌溉、施肥的部位;二是定量的精準(zhǔn),精準(zhǔn)地確定種子、水、肥、藥的施用量;三是定時的精準(zhǔn),精準(zhǔn)地確定實施作業(yè)的時間。由于三方面的精準(zhǔn),達到了增產(chǎn)、增效、節(jié)本,資源合理利用,可持續(xù)發(fā)展的目的。
(二)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系是由精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)6項核心技術(shù)集成在一起的農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強調(diào)綜合集成的思想,多學(xué)科綜合運用。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)6項技術(shù)以相互關(guān)聯(lián)的互補性、系統(tǒng)性和完整性作用于棉花生產(chǎn)的全過程,使棉花生產(chǎn)達到增產(chǎn)、增效、節(jié)本、資源合理利用,可持續(xù)發(fā)展的目的。
五、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的發(fā)展方向和應(yīng)用前景。
(一)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的發(fā)展方向。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系是一個開放的、不斷發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,隨著兵團農(nóng)業(yè)的發(fā)展和國內(nèi)外科技的進步,兵團精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系也會不斷發(fā)展,總的發(fā)展趨勢是向智能化、自動化、信息化方向發(fā)展。
(二)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的應(yīng)用前景。
1、進一步提高精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系在棉花生產(chǎn)上的到位率,使兵團棉花平均單產(chǎn)在近幾年內(nèi)達到150公斤皮棉的目標(biāo),到2010年棉花平均單產(chǎn)達到200公斤皮棉的目標(biāo)。
2、將精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的應(yīng)用從棉花擴展到醬用西紅柿、甜菜、玉米、油料作物、蓖麻等作物,迅速提高各種作物的單產(chǎn)、總產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,從而做大做強兵團整個種植業(yè)。
關(guān)鍵詞:3S技術(shù);精準(zhǔn)農(nóng)業(yè);應(yīng)用展望
中圖分類號:S-3 文獻標(biāo)識碼: A DOI:10.11974/nyyjs.20170229022
我國是一個農(nóng)業(yè)大國,擁有近8億的農(nóng)民,用占世界7%的耕地面積養(yǎng)活了世界22%的人口, 國際上近年來把精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作為農(nóng)科學(xué)研究的熱點領(lǐng)域,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與高新技術(shù)相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。它的特點是“精確”,它充分體現(xiàn)的是因地制宜,科學(xué)管理的思想觀念,其核心技術(shù)是“3S”技術(shù)與計算機控制系統(tǒng)。
1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)
1.1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(precision Agriculture)的核心思想
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(precision Agriculture,簡稱PA)是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)的重要途徑,是由信息技術(shù)支持的根據(jù)空間變異,定位、定時、定量地實施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)[1], 實時獲取地塊中每個小區(qū)內(nèi)的土壤信息、農(nóng)作物信息,診斷作物的長勢和產(chǎn)量在空間上形成的差異是PA的內(nèi)涵思想,并對每一個小區(qū)做出分析,決策,隨后進行灌溉、施肥以及噴藥,從而使水、肥以及殺蟲劑的利用率被最大限度地利用,增加產(chǎn)量,減少環(huán)境污染,進而高效地利用各類農(nóng)業(yè)資源,取得非常可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
1.2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)核心
實現(xiàn)PA,它的核心是除了建立一個完善的地理信息系統(tǒng)(GIS),還有全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感(RS)、傳感器以及檢測系統(tǒng)等。前3項組成了 “3S”技術(shù),若要對農(nóng)作物抽樣調(diào)查,獲取作物生長的各種影響因素數(shù)據(jù),那就離不開3S技術(shù),同時可以實時采集時間、空間變化信息,繪制電子地圖,并對其進行加工處理,還可對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的效果、效益進行評估(圖1)。
1.3 S技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的綜合應(yīng)用
1.3.1 GIS技術(shù)的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)(GIS,Geographical Information System)作為農(nóng)田空間數(shù)據(jù)庫采集、分析、處理和顯示地理空間信息的計算機軟件平臺。其在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面:
GIS能作為農(nóng)田空間數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)。它即管理農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)庫,也能實現(xiàn)對土壤性狀、自然條件、農(nóng)作物長勢狀況及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)遠程查詢,也能參與分析,最終顯示與輸出分析的結(jié)果; GIS能繪制農(nóng)作物產(chǎn)量分布圖。在新型聯(lián)合收割機上安裝GPS,每隔幾分鐘,GPS就記錄下它的位置, 而產(chǎn)量計量系統(tǒng)能自動稱出農(nóng)作物的重量,此時計量儀器能測出農(nóng)作物流入Υ娌值乃俁群筒獬鲆丫流出的總量,所以一旦結(jié)果顯示,就記錄在農(nóng)田空間數(shù)據(jù)庫中; GIS可以分析農(nóng)業(yè)專題圖。GIS有空間疊置功能,能將不同類型農(nóng)業(yè)專題數(shù)據(jù)疊置在一起,形成新的數(shù)據(jù)集,從而能分析出土壤中各種限制因子與作物的相互影響。
1.3.2 GPS技術(shù)的應(yīng)用
GPS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中非常重要,它可以精準(zhǔn)定位,精準(zhǔn)施肥,精準(zhǔn)灌溉,精準(zhǔn)噴藥以及精準(zhǔn)耕作,GPS根據(jù)地區(qū)不同,土壤類型差別以及土壤中各種養(yǎng)分的盈虧狀況,作物的差異和作物的需求狀況,將微量元素與有機肥科學(xué)配方,做到精準(zhǔn)施肥;同時,GPS利用土地參數(shù)采樣器,采集植物的生態(tài)環(huán)境等參數(shù),通過GPS中心控制基站,然后讓專家系統(tǒng)進行植物分析,可以做到精準(zhǔn)調(diào)控節(jié)水灌溉系統(tǒng);GPS也能監(jiān)測病蟲草害,它能連接高質(zhì)量的視頻攝像系統(tǒng),可以收集原始數(shù)據(jù),分析圖像,實時監(jiān)測田間作物,從而能得出受災(zāi)范圍與位置,還可跟蹤蟲害的遷飛路線、種群數(shù)量和受災(zāi)程度,病蟲害發(fā)展方向及流行趨勢,隨后可選擇裝有差分GPS的飛機引導(dǎo)飛行員在特定的路線與高度進行噴灑;精確種子與播種工程有機結(jié)合,能讓播種機均勻播種,深淺一致,這樣可以使田間作物獲得充足的營養(yǎng),收獲機械不但可以顆粒歸倉,而且還能根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確分級,所以GPS能減少肥料和農(nóng)藥的消耗、精確灌溉、精準(zhǔn)播種,而且還有助于提高作物產(chǎn)量。
1.3.3 RS在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
遙感(RS)是不接觸物體,對目標(biāo)或自然現(xiàn)象遠距離探測和感知的一種新型技術(shù)。RS不僅全面、準(zhǔn)確、實時地提供作物生態(tài)環(huán)境,而且還可以提供作物生長的各種信息。所以RS是獲取田間數(shù)據(jù)的重要來源,因此RS在作物產(chǎn)量預(yù)測,農(nóng)情宏觀預(yù)報等方面提供重要依據(jù)。
2 結(jié)語
目前,關(guān)于3S技術(shù)的運用仍然是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是一種綜合性很強的復(fù)雜系統(tǒng),用GIS將土壤和作物數(shù)據(jù)進行存儲、整理、分析,利用RS可以全面、準(zhǔn)確及時的獲取多光譜、大范圍的田間遙感數(shù)據(jù),利用GPS技術(shù),配合RS和GIS,能夠?qū)r(nóng)作物產(chǎn)量分布,土壤成分進行監(jiān)測,做到合理施肥、精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)噴灑農(nóng)藥和精細耕作,從而實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)低耗、高效和優(yōu)質(zhì),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在3S技術(shù)支持下具有精準(zhǔn)定位、技術(shù)性強,定量化的特點,其中,GPS與GIS的結(jié)合提供了精準(zhǔn)位置;提供了定量的田間作業(yè)與管理的技術(shù)手段,RS與GIS的結(jié)合能提供建立農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫所需的多種數(shù)據(jù)源,因此可以優(yōu)勢互補 , 從而促進精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
參考文獻
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