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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇智能化农业发展趋势范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
摘要:化学农业现代化之本质也就是科学技术化。未来农业将是以现代科技及其应用技术装备起来之崭新产业。农业之发展大体经历原始农业、传统农业和现代化农业三个阶段。原始农业主要靠大自然之恩赐,传统农业以经验为基础,现代化农业则是依靠科学技术。
关键词:未来农业、科学技术、发展趋势
一、中国农业的发展方向
中国是一个农业大国,农业是国民经济的基础。面对现代的中国农业机械化,不仅要把中国的市场要牢牢把握还要放眼世界走出国门,还要把各种的高科技技术利用在农业机械化上,进行多元化发展与农业可持续发展,要利用好信息和网络技术革命更好的学习世界各地区的人们的革命技术,加强科技创新和管理创新,按市场规律运作,抓住机遇,实现我国农业机械化的跨越式发展。[2]
二、中国农业的开发趋势
2.1、从“ 平面式” 向“立体式”发展
利用农作物在生长过程中的“时间差”和“空间差”进行合理组装、精细配套,组成各种类型的多功能、多层次、多途径的高优生产系统。
2.2、从“自然式”向“设施式”发展
如根据农作物的特点,设置高度自动化的控制系统、全套先进的输送营养液系统及配套的系列设备,以实现集约化、工厂化生产体系。
2.3、从“农场式”向“公园式”发展
到21世纪,由于田地日益珍贵,发展与人类健康相协调的和谐的生态环境,形成“环保农业”尤显重要。一些农业专家将会精心设计, 把农场式农业生产改造一座座农业公园,集农业种植、绿化环境、观光旅游等为一体,劳动也将成为赏心悦目的一项愉快的工作。[1]
2.4、从“ 机械化 ” 向“ 电脑自控化”发展
农业机械化给现代化农业带来了很大的生产活力,尤其是在解决体力劳动上起重要作用。而电子计算机智能化管理系统在农业上应用,将使农业现代化管理更上新台阶。
2.5、从“化学化”向“生物化”发展
现代农业已普遍施用化肥、农药、除草剂和各种植物激素,这虽然有效增加了农作物产量,但也带来了环境污染等公害,中国的未业农业,将进人一个崭新的生物化的绿色、洁净的农业时代。[3]
三、总结
综上所述,我国是个农业大国,在当今经济全球化之形势下,我们必须研究农业现代化之发展趋势,扬长避短,在做好基础工作之前提下,创造条件,大力发展智力农业、精细农业、信息农业、生态农业等,从而使我国农业尽快走上现代化之道路,因此,我心目中的未来农业拥有高度科技化、制度化、智能化的生产运作方式。
参考文献:
[1] 我国未来农业发展趋势[J].计划与市场,1995,(11):45.
关键词:农业机械绿色制造;特点;发展趋势
现代农业机械在研制理念上是需要利用网络化协同技术来实现的绿色设计与制造,建立高标准的数据库系统,从机械设计、制造、运输、使用等各个方面进行环境负担最小、资源利用最高的技术研制,把绿色制造技术引入农业机械行业必将成为新的经济增长点。
一、我国农业机械制造技术的发展现状
改革开放以后,虽然我国的制造业一直是国家重点发展的行业,但由干起步较晚,基础设施落后,与工业发达国家相比还有不小的差距。其主要表现有:
1. 设计方案及制造工业落后。西方发达国家完整经历了蒸汽时代和电气时代的改革,传统制造工艺手法成熟,制造业的高速发展时期也高于我国。相比工业强国的制造业技术,我国的制造业工艺粗糙,现在化水平较低,尖端技术仍在开发中。
2.制造行业的落后。工业强国经过原始资本的积累和发展已经制定出一套科学的行业制度,在体制内的所有制造业企业都具备相应的准则,而且企业的管理广泛采用计算机管理,生产系统运行精确高校,生产模式更新换代的周期短。二我国的制造业企业大都还处在摸索阶段,只有少数的企业运用了计算机管理模式,而大部分小型企业仍然处于人工管理阶段。
3.自动化生产程度低。发达国家已经普及了计算机集成管理系统、自动化数控机床、柔性制造系统等全自动机械,实现了生产自动化、集成化以及智能化。而我国仅有极少的大型企业采用柔性制造系统,大部分民间的制造企业处在刚性自动化阶段,非常依赖人工管理。
二、农业机械绿色制造的特点
我国对于农业发展投资力度不断加大,促进了农业发展的进程,也同时为农业机械提供了强大的发展空间。农业机械绿色制造在传统机械生产的基础上融入了现代先进微电子、仪器等信息控制技术,综合我国农业发展的特点以及基本环境,创造出的更适合可持续发展的农业应用机械设备,对农业绿色经济发展做出贡献。除了具备一般机械生产的共性特征与需求条件,农业机械绿色制造业具有其自身的特点。
1.现代农业机械绿色制造具有自动化程度高,作业速度快的优势。农业机械绿色制造的不断发展,为我国农业复式作业机具与专业化生产机械的协调发展奠定了良好的基础,不仅促进了机械制造技术的快速进步,提高自动化水平,也同时促进了我国农业生产的效率、质量等方面的提升。
2. 农业机械绿色制造具有减少环境污染,提高生产效率的优势。随着世界经济的不断发展,人们在生产制作的过程中消耗掉大量的自然能源,并造成一定的能源再利用不足等现象,在很大程度上阻碍了可持续经济的发展;同时,由于人们关注度的不足,大量的开发生产作业产生的废气物质对周边环境造成巨大的影响,污染世界环境。利用先进的农业机械绿色制造应用于农业生产中,可以进一步收集和积累农业发展信息,对于肥料、农药、以及能源的使用上利用绿色环保的观念精确使用份量和时间,大大提高了农作物的单位面积产量,减少了环境污染,在农业绿色可持续经济观念的正确引导下,更好地满足人类对农产品的需求。
3. 对于现阶段农业机械绿色制造的发展在一定程度上缓解了传统机械生产使用产生的原材料与能源的浪费。传统农业机械产品周期缺乏全局性与一致性,在使用年限后不能继续作业,废旧或者闲置设备的回收率也没有得到充分的重视,造成了每年均要消耗大量的资源和能源,同时废弃的农机产品给环境带来极大的压力。
三、农业机械绿色制造的发展趋势
对于现代农业机械绿色制造来说其是从社会、经济、环境3个主要因素的系统结构出发,利用高科技的手段和方式,实现 3 者之间的协调发展,促进农业经济的健康可持续发展。由于农业机械绿色制造涉及科学、环境等多方领域的综合研究和发展,因此,目前还处于不断完善的情况中。
根据对我国目前以及国际农业机械绿色制造的发展分析研究,其在绿色设计与绿色制造方面将不断的呈现出全球化、社会化、集成化、并行化、智能化以及产业化等发展趋势。随着近年来全球化市场的形成,各个国家相继制定了极为苛刻的产品环境指标,使得绿色产品的市场竞争将是越来越体现全球化的特征和趋势;在绿色制造涉及的立法、行政规定以及需要制定的经济政策等方面涉及大量的技术等问题,需要全社会的共同努力和参与,以形成绿色制造所需要的社会支撑系统;绿色集成制造技术和绿色集成制造系统将成为今后绿色制造研究的热点。会更加智能化和自动化。另外,绿色设计与制造的决策目标体系是现有制造系统目标体系与环境影响和资源消耗的集成,农业机械绿色制造需要人工智能技术的参与,并且绿色设计与制造的实施将导致一批新兴产业的形成,包括废弃物的回收处理装备制造业、废弃物回收处理的服务产业、绿色产品设计与制造业以及实施绿色设计与制造的软件产业等。
四、结语
总而言之,目前我国正处于经济发展的最关键时期,我们发展过程中的一个薄弱环节就是机械制造技术。唯有跟上先进制造技术发展的潮流,做好农业机械绿色制造技术的改革,并使其得到有利的实施,才能尽快将我们与发达国家的差距拉小,立足于激烈的市场竞争中。
参考文献:
[1] 刘飞,曹华军,何乃军;绿色制造的研究现状与发展趋势 [J];中国机械工程;2000 年.
[2] 李卫京,雷军武,李亚平等;机电产品的绿色制造模式及发展趋势[J];机械研究与应用;2007 年.
关键词:现代农业机械;智能化;应用;发展
引言
随着我国经济、社会的不断发展,我国对各种农产品的需求量也在不断增加,在这种情况下必须不断采取措施提高农业生产的效率和质量,满足我国对农产品日益增长的需求,推动我国经济、社会的平稳、可持续发展。
1在现代农业机械中应用智能化技术的意义
农业是我国社会、经济发展的重要支柱型产业,与我国人民的日常生活密切相关。我国农业发展历史十分悠久,距今已有数千年的历史。我国最早期的农业生产是依靠人力进行的,后来逐渐使用耕牛等牲畜进行农业生产,这种农业生产方式的效率非常低,人和牲畜的劳动强度也非常大。随着人类社会、经济的不断发展,在农业生产过程中逐渐出现收割机、播种机、脱粒机等农业机械,取代了传统的人工劳动,使得农业生产的效率得到了极大提高。随着我国信息化技术、机械化技术的不断发展,传统的农业生产方式已经无法满足我国农业生产的发展要求,迫切需要提高农业生产过程中的机械化水平、智能化水平,实现农业机械的自动化生产,解放传统的劳动力,减轻农民的负担,提高农业生产效率,提高农作物产量。近年来,我国农业机械化得到了十分迅猛的发展,各种农业机械逐渐走进广大农民的生活,对农业生产的发展发挥着重要的推动作用。目前我国农业机械的使用率在飞速提高,农业生产已经具有较高的机械化水平。在这种背景下,我国政府大力推动智慧农业的建设和发展,不断采取措施提高农业机械的智能化水平、自动化水平,希望能够依靠智能的农业机械来解放农村劳动力,提高农民收入水平,推动农村经济发展。2018年国务院提出,应当在农业机械中大力应用大数据、物联网、卫星定位等先进技术,顺应我国农业发展趋势,推动我国农业的不断发展。通过在现代农业机械中应用智能化技术,可以促使农业生产资源、劳动力利用率不断提高,减少农业生产对环境所造成的污染和破坏,在提高农业生产经济效益的同时还可以提高农业生产的环境效益,实现经济、环境、社会三者的协调、可持续发展。应用智能化技术的现代农业机械功能更加齐全,许多依靠人力难以解决的问题都能够得到有效解决,农业生产效率得到了极大提高[1]。与传统的农业机械相比,应用智能化技术的现代农业机械运行的安全性、可靠性更高,在运行过程中可以自动监控运行状态,实现对故障问题的自我诊断,当出现故障问题时可以及时通过系统进行预警,农民可以及时明确农业机械的故障问题,并对故障问题进行解决,避免故障问题进一步扩大而阻碍整体农业生产的顺利进行。此外,应用智能化技术的现代农业机械还可以对气候、环境信息进行实时监控,根据收集的气候、环境信息以及目前的实际产量对接下来的农业生产活动进行预测,根据农作物具体的生长情况、周边的环境因素制定下一阶段的农业生产计划,确保制定出的农业生产计划有着极高的科学性、合理性。
2现代农业机械中对智能化技术的应用
2.1新能源技术
在现代农业机械中应用新能源技术,主要是加强对风能、太阳能等的利用。太阳能作为环保、可再生的能源可以为现代农业机械的运行提供动力,并可应用到农业生产的病虫害防治、农作物的灌溉和种植等领域,可以推动农业生产效益的有效提高,减少农业生产过程中对环境所造成的污染。如,利用太阳能技术建立光电温室大棚,为大棚中各种农作物的生长提供电能、热能;利用太阳能技术研发诱虫灯等设备应用到农业生产当中,可以及时杀灭各种害虫,避免农作物出现病虫害问题。传统农业生产过程中大量使用农药、化肥所造成的农药残留、土壤肥力降低等问题也可以得到有效解决。此外,还可以利用太阳能技术构建太阳能制冷器、集热器、真空平板等设备,将太阳能转换成机械能、电能,为农业机械运行提供动力,太阳能制冷器可以降低农业机械运行温度,避免农业机械由于过热而引发一系列的故障问题,确保在高温天气下农业机械仍然可以稳定运行。对于风能的利用主要是构建风力发电设备将风能转换成电能,为农业机械运行提供充足的电力,有效降低农业机械的运行成本,提高农业生产的经济效益[2]。
2.2自动控制技术
在农业机械中应用自动控制技术,可以有效提高农业机械运行的自动化、智能化水平,构建完善的农业机械自动运行监控网络。可以将自动控制系统、电子监视系统安装到各种农业机械内部,在主要农业机械的驾驶室中安装智能显示屏并与其它农业机械的自动控制系统、电子监视系统相连接,实现对农业机械运行的实时监控。澳大利亚等国家依靠传感器技术构建了农作物自动监测与管控系统,能够及时收集光照强度、温度等环境数据,并将收集到的环境数据传输到计算机中,经过计算机的分析处理后传输到调节装置,调节装置根据计算机传输来的数据指令实现对农作物生长环境的自动调节。
2.3计算机视觉技术
在农业机械中应用计算机视觉技术,主要是依靠摄像机、计算机等设备对人的视觉功能进行模拟,代替人去识别、监控、测量不同的农业目标。田间作业环境比较复杂,环境因素众多,并且依靠人的视觉对农作物生长方向、位置等进行确定十分困难。而依靠计算机视觉技术可以无视复杂的田间作业环境,全面收集田间的各种环境因素,对农作物生长方向、位置进行迅速、准确地识别,后续还可以根据识别到的农作物生长方向、位置来对农业机械的运行路线进行规划,切实提高农业生产的效率和质量。计算机视觉技术还可以应用到农产品的检测工作中,只需要采集农产品的图像就可以对农产品进行精准检测,不需要和农产品产生接触,不会对农产品造成损坏。
2.4电子智能化技术
在现代农业机械中应用电子智能化技术,可以提高农业生产的精细化、精准化水平,实现农业生产各个环节的精准进行。西方发达国家在农业机械中应用先进的智能技术,并结合各种电子信息技术构建了智能化的农业机械控制系统,研发出各种能够智能采摘、收获、播种的机械设备。以色列利用电子智能化技术、自动控制技术研发出自动灌溉系统,能够自动进行灌溉,并自动对农业生产过程进行监控,灌溉的精准度得到了极大提升。德国研发出可以与智能手机相连接的电动小型拖拉机,大型农场主可以通过智能手机对电动小型拖拉机进行控制,对其驾驶室事先进行预热或制冷。
2.5GPS导航技术
GPS导航技术有着操作简单、成本低、效率高的优点,在农业机械中得到了极为广泛地应用。日本依靠GPS导航技术研发出无人驾驶的拖拉机,能够自动从仓库中驶入农场,并且这种无人驾驶拖拉机还应用了GPS测量技术,定位的精确度非常高,能够严格按照规定的路线运行。美国等国家在小型无人机等机械中应用了GPS导航技术,事先在导航系统中设置好小型无人机的飞行路线、速度、高度,通过小型无人机来进行农药的喷洒,农药喷洒的效率得到了极大提高,农药对农作物的穿透性也变得更强,效果得到了极大提升。
3推动农业机械智能化发展的措施
农业智能化的实现必须以农业机械化为基础,因此我国需要不断提高农业机械的普及率、利用率,不断提高我国农业生产的机械化水平。各级部门需要意识到农业机械化、智能化发展的重要性,落实我国的和农业机械化发展相关的政策,加大对农业机械普及的资金投入,加大对农民的扶持力度,确保农业机械化水平能够得到有效提高。在农业机械普及率不断提高的基础上,各级部门需要加大对智能化农业机械的推广力度,让广大农民意识到智能化农业机械的重要作用,不断提高智能化农业机械在农业生产过程中的利用率[3]。针对现有的农业机械,相关部门可以利用各种智能化技术、自动控制技术对其进行改造,确保现有农业机械的性能及智能水平得到有效提高。相关部门还可以构建农业机械智能化生产示范基地,加大对农业机械智能化的宣传力度,让广大农民对农业机械智能化有深入地了解,并为后续智能化农业机械在农业生产过程中的实际应用提供参考。
关键词:精准农业;科技创新;制约因素;对策;山东
中图分类号:S127文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)03-0143-05
AbstractOn the basis of analyzing the research and applications of precision agriculture at home and abroad, the common restriction factors in the technological development of precision agriculture in China and the main problems in scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong Province were found out. The key direction of scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong was cleared, and the related countermeasures and suggestions were put forward.
KeywordsPrecision agriculture; Scientific and technological innovation; Restriction factors; Countermeasures; Shandong
山东是农业大省,粮食产量全国第三,蔬菜、水果、畜产品和水产品产量全国第一,但存在大而不强、多而不优、快而不稳的问题。通过精准农业科技示范工程,在山东优势农业领域打造一批精准农业绿色发展模式,实现种、肥、水、药等生产要素的高效利用,减少浪费、提高效益、保护环境,提升农业现代化水平,是山东省现代农业发展的内在需求。
本项目从山东农业实际出发,贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,围绕山东精准农业发展的重大需求,以资源环境约束问题为导向,以实现农业生产全过程精准化管理为目标,按照关键技术突破、服务一体化设计[1],充分利用国家农村农业信息化示范省建设成果,广泛吸纳国内外先进成熟经验,以切实服务山东区域农村经济和社会发展为重点,发挥专家咨询和政府引领作用,有效聚集创新要素和资源,研究提出精准农业科技创新的对策,促进山东农业的转型升级和现代农业的发展。
1精准农业的内涵与发展概况
1.1精准农业的涵义
精准农业作为传统“精耕细作”农业的现代延伸,是科学合理利用农业资源、提高农作物产量和品质、降低生产成本、解决改善生态环境及促进经济和环境协调发展的典范[2]。
精准农业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[3]。实施精准农业就是要确保我国农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质、解决资源缺乏且利用率低及环境污染等问题的有效方式[4]。
1.2国外精准农业研究与应用概况
20世纪90年代精准农业首先在美国、加拿大进行产业化实施,目前部分精准农业技术和装备已经成熟,但还没有形成系统,仍然处在研究发展阶段[5]。
美国最早将3S技术应用于精准作业、农情监测等方面。据统计,美国有近16万个年收入25万美元以上的大规模农场,其中60%~70%采用精准农业技术,提高产量、降低成本[6]。在GPS产业化方面,几家大规模农机制造商成功推出绑定GPS系统的精准农机,并提供精准作业服务。
加拿大多年碇铝τ谝劳GPS系统开展精准耕作,提倡民间资本进入导航产业,鼓励企业将GPS技术用于精准农业领域,参与导航基础设施建设,并由政府购买企业的导航定位、数据挖掘等增值服务。
法国不断探索将卫星应用技术推广到农业生产中,开展精准农业,提高农业生产效率。在精准作业方面,通过引进基于GPS的大型农机、自动导航驾驶仪等设备,农业机械精准作业水平得到了显著提升,逐步实现了变量施肥、变量施药、变量灌溉等精准作业。
韩国注重农业卫星应用技术的实效性和产业的延续性,现已形成完善的农业卫星应用体系,利用农情监测、精准作业等手段实现农业增产、稳产,并通过商业化运营开展数据增值业务,政府和民间资本共同注资建立精准农业应用公司,向大规模农户提供精准作业服务。在精准作业方面,基于GPS发展导航产业,实现农田精细耕作。
1.3国内精准农业研究与应用现状
我国精准农业研究始于20世纪90年代[7]。1999年,黑龙江农垦总局从美国凯斯公司购买了20台2366轴流谷物收获机,并在其中1台上安装了精准农业系统,标志着精准农业在我国实施的开始。此后,北京、陕西、黑龙江、新疆、内蒙古等地相继建起了一批具有一定规模的试验区[8],如北京小汤山精准农业开发园区。目前,国家“863计划”已在全国20个省市开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”。但从总体上看,我国的精准农业仍处于试验示范和孕育发展阶段[9],目前还存在技术支持不足、信息收集系统不全、专家系统未完善等问题,特别是高精度农业机械精密控制系统产品长期依赖国外产品,成本投入过高,严重影响了我国精准农业的发展。
1.4山东省精准农业技术研究与应用情况
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》后,山东把农业精准作业与信息化作为农业领域科技发展的优先主题[10],列入省科技支撑计划、星火计划、农转资金、国际科技合作专项及科研院所技术开发研究专项等计划的支持,以建设智慧农业为目标,依托数字农业技术、精准作业技术、物联网技术、农村信息服务技术等,研发了一批核心关键技术产品,有利地推动了农业生产的智能化、管理数据化、服务在线化,在引领和支撑山东现代农业发展上发挥了重大作用;利用多种方式构建“官产学研用”相结合的协作机制,通过政策引导、产业化推动、人才培养、研究创新以及示范带动[11],有力地推动了山东精准农业的发展。
近年来,山东省结合国家示范省建设,围绕特色优势农业产业发展需求,重点面向设施蔬菜、设施畜禽、设施水产等领域开展农业物联网、精准农业等规模化示范应用,重点在1 000多个设施蔬菜大棚、300万平方米水产养殖场和200多个规模化设施猪、牛、鸡养殖场推广应用物联网和精准农业生产技术,实现了生产现场的信息采集、无线传输、智能处理、智能控制,生产效率有了明显提升,示范和辐射带动作用明显。
2精准农业发展及其科技创新存在的主要问题2.1制约我国精准农业发展的共性因素
2.1.1成本因素精准农业机构实施的做法在农场产生额外的费用被认为是过度消费,尤其是在以家庭为单位的生产模式和在产品价格比较低时。
2.1.2农艺障碍因素早期的精准农业应用某些谨慎和有效率的方法如产量映射扩展法、选站点的具体做法,包括作物营养和精确农业信息系统等,在大多数情况下精准农业的快速发展受益于改良土壤和投入管理,使得作物产量、品质和销售业务显著提升。但精准农业目前仍处于农艺学婴儿期[6],存在重大障碍。
2.1.3技术障碍国外对于先进农业技术设备的垄断,国内农业科技的落后,研发能力的不足,致使我国精准农业技术装备大量依靠进口,专用肥料和作物品种的开发也严重依赖进口。
2.1.4传统因素国外精准农业技术是针对大平原地区、大块农田来实施,而我国复杂的地形条件,各式各样的农田类型,农机化技术水平、土地利用率、规模化集约化程度、综合生产力等都与发达国家相比存在相当大的差距,且大都是以农户为单位的小块耕作,大型智能农业机械在有些地区根本就无法实施。
2.1.5基础设施因素我国农业基础相当薄弱,发展相对滞后,还达不到精准农业的相关要求。据调查,由于农田水利灌溉设施老化,现有耕地有效灌溉面积不足45%,中低产田比例高达78%[12]。此外,农村青壮年劳动力中,文化程度在初中及以下的占90%,而大专及以上的仅占0.6%。
2.2制约山东省精准农业发展的主要因素
一是耕地类型差异、地形条件及不同地貌区域经济发展水平差异较大,耕地高度细碎化,农业机械化和集约化水平不高。二是农业基础设施建设滞后,经济效益显现时间漫长,农民素质整体水平不高。三是信息技术和装备对农业支撑不够,设施装备简陋,特别是计算机管理不能完全配套,难以达到精准操作,专用品种及肥料的研发滞后[13]。四是经营管理水平较低,行业质量标准难以统一,产品市场定位不明确针对性不强,缺乏专门的营销配送网络,经济效益不高。五是精准农业关键技术仍依靠国外引进,成本较高且针对性不强。山东精准化养殖走在全国前列,但大田的精准化作业与东北相差很大,智能化农机装备少。
2.3山东省精准农业科技创新存在的主要问题
2.3.1创新效率与产出效益不高山东在人均课题数量、获奖成果、技术性收入等方面与先进省市相比差距较大,在国内外有重大影响的科研成果相对较少,农业科技投入增幅有限,农业科研成果产出效率较低。
2.3.2科研队伍整体实力不强有重大学术影响的专家和创新团队少,部分领域缺乏高水平学科带头人,高层次后备人才储备不足。
2.3.3相关学科发展不平衡农业科研院所、高等院校之间发展不平衡,内部存在着学科研究方向不明、布局重复、传统优势学科弱化、新兴学科发展缓慢、综合学科不强等问题。高水平研究人才主要集中在几个优势学科,分布不均衡,科技推广力量相对薄弱。
2.3.4农业科研成果转化机制不完善农业科研与产业有效对接的机制以及农业科技成果快速转化的渠道还未建立;知识产权的利用、保护和管理水平还比较低,对外农业科技合作的领域层次和机制模式等需要继续拓展和完善,科技产业开发能力需要提升。r业科技对产业发展支撑不足,对农民增收的显示度不高。
3支持山东省精准农业科技创新的对策建议
结合国内外精准农业的发展趋势及具体省情,山东省精准农业科技创新应关注以下主要方向:一是粮食作物精准种植,以各级农业科技园区为主体,结合渤海粮仓工程深度实施,重点研发精准播种、收割技术以及节水、节肥精准农业技术体系。二是自主研发与引进相结合,储备和发展精准农业信息技术、智能设备及种肥等配套物资;因地制宜地引进以以色列、荷兰为代表的小型工厂化精准农业和投资少、对设施要求不高的新西兰数字农业模式,推进集成创新和引进消化吸收再创新。三是开展农田信息和农情监测服务,通过地理网络信息系统和基于传感器的精确田间管理系统提供农田基本信息;利用卫星遥感监测数据进行产量预报,通过基于多源遥感数据的协同反演与监测提供基于农田尺度的关键农情参数,满足农业生产管理的远程调度和即时调整需求。
随着山东农村经济实力的不断增强,农村土地的三权分立使土地流转加速,农业经营规模不断扩大,生产组织形式逐步由单家独户向农业合作社统一经营,精准农业技术在全省大范围应用的时机已经基本成熟。本研究从以下几方面提出支持山东省精准农业创新的对策建议,全面推进精准农业技术的应用和快速发展。
3.1把握精准农业科技创新重点
适应山东现代农业发展需求,坚持“三化两型”,提升精准农业关键核心技术的原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力,加快研发性能稳定、操作简单、价格低廉、维护方便的适用“傻瓜”型智能装备,逐步实现精准农业技术重点领域的自主、安全、可控。
工程化:建设精准农业技术学科群,进行工程化技术创新,科学布局一批工程化实验室,培育成果孵化平台,构建“基础研究-工程化-产业化”科技创新链条。
智能化:研发适合省情的传感器、采集器、控制器,推动传统设施装备的智能化改造,提高设施和装备的智能化水平。重点进行光、温、水、土、肥、饲料投喂、灾害防治等精准管理技术研究[14]。
机械化:以农业机械化为突破,研究适合复杂地形的大中小型智能机械,建立农业机械信息收集体系[15],提升农业生产精准化、智能化水平。
绿色型:围绕高效绿色种养、循环农业、资源综合利用以及资源数据的采集、分析与管理等,开展相关工程化技术创新研发。
安全型:促进农机精准作业、遥感监测、病虫害远程诊断、温室环境自动监测与控制、水肥药智能管理、精准饲喂、水体监控、饵料自动投喂等快速集成应用,构建健康栽培、生态养殖模式和标准化体系以及质量安全可追溯体系。
3.2以农业产业发展需求为导向,开展精准农业关键领域创新
精准农业的发展要由市场定位, 并随着市场的变化在更高层次上实现精准农业科技创新[16]。以市场为主导,面向产业需求,促进精准农业关键适用技术研发和成果转化。一是建立以产业需求为导向的科研立项制度和机制,强化激励机制,鼓励科技人员通过技术入股、技术承包等形式,创办涉农科技型企业、家庭农场、农民专业合作组织等生产经营主体。二是加强关键技术节点的衔接研究,精准对接产销,推进产业链与创新链的整合。三是对接产业技术支撑体系。以创新团队、重点实验室、试验台站为主构建产业技术支撑体系,实行产业配套、技术集成、市场运作相结合,建设农业产业链技术支撑。四是发展科技金融。完善金融资金支持精准农业科技创新的政策措施,探索社会资金投入创新的机制[17]。五是围绕农业转型升级,运用跨界融合、共建共享的互联网思维,促进现代信息技术在精准农业各环节、各行业的应用。
3.3加强政策引导,完善创新管理
充分发挥政府的引导作用,强化精准农业科技创新与服务,促进科技成果转化[18];持续投入、技术进步、人才储备是精准农业科技创新的不竭动力。要加强协同创新,推进产学研、农科教紧密结合,探索科研与创新并重、创新创业一体化的科技创新管理机制,引导科技人员围绕精准农业创新体系建设开展科学研究、技术创新和市场应用。以科企联合研发为抓手,企业和团队相互融合,搭建科技创业孵化服务和技术交易等平台,加快培育领军人才、专业人才和创新团队,提高科研效率和效果。
3.4研究构建精准农业全程社会化服务体系
工业化、城市化的发展,造成了农村大量劳动力的转移,精准农业是未来农业发展的趋势。围绕“种、管、收、运、储、加”全产业链,探索建立全省精准农业社会化服务体系,通过科研院所、农业企业、专业合作组织与政府管理的紧密结合,实现科技、推广、培训服务一体化,推动全省精准农业科技服务社会化。
3.5构建精准农业科技创新体系
为满足农业现代化发展的要求,研究适度规模的、高度机械化、装备智能化的精准农业技术模式,有针对性地开展精准农业科技创新,构建农机农艺相结合的精准农业标准化技术支撑体系,集成创新支撑精准农业发展的信息化、生态化、标准化关键技术,研发一批适合不同区域、不同对象的精准高效的农业生产智能化装备,培育精准农业产业集群,形成一批适合山东主要粮食作物、设施蔬菜、果树、畜禽、海洋水产等产业特点的精准农业发展模式。具体来说,一是进行农业信息精准处理与决策关键技术研究;二是精矢种控制技术研究;三是水肥药精准施用技术研究;四是高效采收控制技术研究。
3.6实施山东省精准农业科技示范工程
以切实服务山东区域农村经济和社会发展为重点,有效聚集创新要素和资源,建立健全覆盖全省的精准农业协作攻关体系,构建运行高效的协同创新模式。以实现农业节本增效和农田生态环境改善为目标,探索适合山东特点的精准农业发展模式和创新机制。选择农业产业化龙头企业、农民合作社、家庭农场、互联网企业等市场主体,加快主要粮食作物、设施蔬菜、果树等精准农业技术的推广应用,通过信息化、智能控制等技术,实现农业产前、产中、产后全产业链上的精准化、生态化、标准化,促进农业产业结构调整和转型升级。
参考文献:
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十 八 大 以 来 , 作 为 第 一 完成单位,中国农科院共获得国家奖34项,国际顶尖期刊上27篇,审定新品种近千个,新农药、兽药证书110项,授权专利3700余项,“顶天立地”成果亮点纷呈。
种质资源保护实现新跨越。 作物种质资源是农业科学原始创新、作物育种及其生物技术产业的重要物质基础。中国农科院在种质资源收集保存方面持续保持领先地位。建成了世界最大的畜禽遗传资源体细胞库,收集保存110个品种6万多份畜禽资源体细胞、609个特种经济动物品种和9万多活体、2万多株微生物资源,完成了主要畜禽经济性状遗传解析。建成了全球第二大农作物种质资源库,长期保有量超过47万份,并对种质资源开展精准鉴定与深入挖掘,完成主要农作物育种性状的分子解析,挖掘出重要功能基因,筛选创制了水稻、小麦、大豆、棉花、油菜、蔬菜、果树等农作物新种质材料800多份,实现了由被动保护向主动保护的新跨越。有力推动了我国从资源大国向资源强国转变。
生物组学研究占领国际制高点。新兴生物组学研究是当前国际学术界的重点和热点领域,中国农科院把握国际生物科学前沿,抢占科技制高点,取得了一系列具有开创性和重大影响力的学术成果。牵头开展了水稻、马铃薯、白菜、黄瓜、番茄、小麦、棉花、油菜等基因组测序,构建了主要农作物核心种质、微核心种质和全基因组变异图谱;同时发掘优异功能基因,获得了一系列重大科学发现,为分子育种奠定了重要理论基础,也奠定了我国在该领域的国际领先地位。
新品种选育能力全面提升。培育了一大批优质、高产、专用的农作物新品种,为保障我国粮食安全和主要农产品有效供给发挥了重要作用。育成的“中嘉早17”“中浙优1号”水稻年推广面积超过1000万亩,选育的85个杂交稻新组合累计推广面积超过1.5亿亩;“中麦895”“中麦175”小麦、“中单909”“中单856”玉米成为我国主导品种,“中黄13”“中黄39”大豆种植面积居全国首位;“中油杂11号”油菜含油量屡创世界新高;“中棉所49”棉花推广面积多年稳居全国前列;“中甘”系列甘蓝推广面积占北方地区甘蓝生产面积60%以上;油桃系列新品种占我国油桃种植面积的80%以上;利用我国独特的资源,培育出“高山美利奴细毛羊”、北京鸭配套系、“中蜜1号”配套系等肉牛、奶牛、猪、羊、禽等主要畜禽新品种,打破国外畜禽品种垄断格局,改变了我国主要畜禽品种长期依赖进口的不利局面。
病虫害防控研究扎实推进。重大病虫害成灾机理研究取得突破,摸清了南方黑条矮缩病发生规律,掌握粘虫、草地螟等迁飞性害虫迁移路线,为我国重大病虫害的预警防控提供了科学依据,中国小麦条锈病综合治理技术研究获国家科技进步一等奖;研制出首个植物抗病毒蛋白质生物农药以及农用抗生素武夷菌素、木霉菌、捕食螨等系列绿色防控技术与产品;研制了农药减量使用技术与设备,开发了微囊缓释种衣剂、无人机喷雾设备等;开展了重大检疫性害虫防控技术研究,探索建立我国植物检疫性害虫的“防火墙”和防控技术体系;研发了土传病虫害防控的技术和产品,在草莓、生姜、大蒜、山药等高经济附加值作物上得到广泛应用,解决了作物连作技术难题,受到广大农民的欢迎。
动物疫病研究引领新方向。在禽流感、口蹄疫、{耳病等重大动物疫病防控研究方面继续保持国际领先地位,研究领域不断拓展深化。在基础研究方面,揭示了重要动物病原感染、免疫、致病和跨种传播机制,实现了动物疫病防控理论的重大突破。在疫病防控方面,针对我国畜牧业生产中的主要畜禽种类,研发系列高效疫苗,有力保障了我国畜牧业的健康持续发展。针对多发重发疫病,研制出多种诊断试剂盒,为疫病快速诊断快速防控提供了技术支撑。
智能化农机装备研制不断推进。突破水稻栽植和油菜、花生、大豆、棉花收获等农业机械装备领域的技术瓶颈,解决制约现代农业发展的短板;着力攻关农业技术装备的共性关键技术,研发与现代农艺措施相配套的高效多功能耕种、航空施药等智能化装备,推进农机、农艺的有效融合;创制一批农业生产急需的重大装备,提升农业设施设备可靠性;研发高效的节水装备和自动化灌排设施;加快信息技术在农业机械装备上的应用研究,提高智能化水平。
重点区域资源环境保护初见成效。突破节水、节地等资源节约共性关键技术,提高水资源利用效率,有效保护和培育东北黑土地、南方红壤等耕地资源。研发畜禽粪便、农作物秸秆等农业废弃物资源化利用的关键技术与设备,探索不同时空尺度下农业应对气候变化的策略。开展三峡库区、丹江口库区、洱海流域农业面源污染监测预警与综合防治技术研究。从源头预防、过程控制、末端治理等环节,研发出低成本、可复制、易推广的重金属污染全产业链综合防控技术体系。研发旱作节水农业共性关键技术,发明低成本、易降解系列缓释肥料,推动建立资源节约、环境友好的生产技术体系。
农产品质量安全保障有力。围绕农产品质量安全监测、污染控制等环节,开发了一批实用技术和设备,有力提升了农产品质量安全检测保障能力与水平。研发的分子印迹特异性识别快速检测技术与设备,能够同步检测5大类农产品的300多种典型化学污染物,为开展农产品快速检测提供了有效支撑,在黄曲霉毒素和“瘦肉精” 等突发事件应对中发挥了重要作用。开展了全国农产品产地重金属污染底数调查监测,构建了重点区域重金属污染动态数据库,及时掌握农产品产地重金属污染变化趋势,为重金属污染监测提供了科学依据。开发的重金属污染钝化技术与产品,使稻米中镉等重金属含量可降低50%以上,并筛选出了5种专门针对南方重金属污染区域的低富集水稻品种。
以“推动农业信息化,构建和谐社会”为主题的2005中国信息化推进大会在京召开。国务院信息化工作办公室主任、信息产业部部长王旭东在会上说,“十一五”期间我国将全面推进五个领域信息化建设,其中,加强信息技术在农业和农村中的应用列为首位。目前,“三农”问题是目前党和政府工作的重中之重,农业部部长杜青林结合我国农业发展的现状,全面阐明了推进农业信息化的思路,他指出,推进农业信息化,有利于衔接农业产业链条的各个环节,促进现代农业建设;有利于提高农民收入,维护农民利益;有利于统筹城乡经济社会发展,促进社会主义新农村建设。
作为业内最高规格、最高级别的信息化应用交流的盛会,国家发改委产业研究所所长马晓河、农业部农村经济研究中心主任柯炳生、中科院石元春院士等知名专家学者分别发表了主题演讲,探讨了中国农业信息服务体系发展趋势和发展重点等方面的问题。
五大趋势支撑农业信息化
科技日新月异的发展,加速了人类信息化的进程。以信息化为导向的各类经济模式优势凸显,经济领域、文化领域等等,都以被无孔不入的信息化所渗透。目前,在我国每一个传统产业都要接受信息化的洗礼和改造,而对农业则具有特殊重要意义。农业信息化就是用信息的理论和技术装备农业的过程。信息化过程要贯穿农业生产的产前、产中、产后的始终。在“信息化推进大会”上,中科院石元春院士指出当前农业信息化的数字化、智能化等五方面的主要发展趋势。
农业数字化是农业信息化的基础。它主要是针对作物生长发育过程中,对土壤水、养料状态的进行模拟模型,技术已经趋于成熟。从趋势来看,这个模型不仅是一个生产过程,而且还能模拟出这样一个生产过程对环境有什么影响,这是一个综合性的数字化。
智能化的发展趋势首先是智能化的技术基本成熟。在发达国家已经用得相当普遍,但是在我们国家目前尚处在实验室范围阶段。第二个趋势是走向“傻瓜化”。操作者不用付出太复杂的劳动,所以逐步向“傻瓜化”的方向发展。
从精准化角度来看,以粗放的管理方式对资源环境造成浪费和污染很严重。但是,发展精准化操作之后就不一样,例如,国家农业信息化工程技术研究中心的变量施肥设备,它可以根据土壤的变化情况进行变量施肥。所有农事操作不是过去那么粗放,而是精确了。
管理的信息化,从趋势上分析,空间科技和信息技术完全可以对农业自然资源、生态环境,气象性和生物性灾害,作物种植和产量的估测进行相当精确的动态监测和实时预报,对农业产前、产后的生产资料和农产品市场提供全面信息服务和决策支持。这些都是农业进行信息化和科学化管理的主要内容,它应成为各级农业管理部门必备基本知识和条件。
在服务网络化发展方面,服务网络化技术已经成熟,当务之急是要加快面向三农综合信息服务平台建设。这是一个传输平台,因为农村很分散,所以用卫星双向接受很重要;电话网、因特网、有线电视网和无线通讯的“三网一讯”建设也很重要。
农业产业化和信息化的关系
农业的产业化和信息化有一个互相促进的关系,在产业化发达的地区,产业化发展的要求导致农民对信息的要求更迫切,利于农业信息化的推进。地区有一个优势产品,围绕这个产品的市场营销,可以建立一个信息营销平台,信息化促进了农业产业化的发展。中国信息协会副会长乌家培指出,实际上农业产业化的内容是农业工业化和农业社会化,可以讲农业信息化带动农业工业化,农业工业化促进农业信息化。
目前农业产业化和农村信息化的发展,表现出自身的差距和地域的差距,根据不同的产业以及不同规模的变化而变化。目前,农业产业化和信息化的连动发展并非一帆风顺,马晓河说:“信息化和农业产业化也有一个实质的关系,中国农业产业化相对超前,但是农业的信息化为农业产业化服务相对滞后,所以这样农业产业化需要的信息化不够,造成信息化体制从平台上,政府信息化,市场信息化,包括技术的信息化都远远满足不了产业化的要求。”
如何让农业产业化和信息化协调发展呢?农村宽带市场的发展可以说是重中之重,信息化大会上的专家发言也强调了这个问题。当前,宽带业务在我国城市的发展可以说是如火如荼,然而在农村的大部分地区还处于刚开发状态,因特网知识还未广泛普及。如何有效地开发农村宽带市场有效地展开营销,应是农业信息化十分关注的问题。江苏省兴化市电信在宽带市场向农村区域拓展、推进农业信息化方面做了积极的努力。他们着重向群众介绍了电脑科普知识、电信宽带业务、互联网应用对乡镇经济发展和文化生活的促进作用、与农业产业化和信息化结合的神奇魅力,获得了良好的反响。
探求农业信息化新“战法”
尽管计算机和网络服务在农民信息服务体系中地位有所提高,但是现代化信息服务手段并没有成为农民索取信息的主要手段,计算机、网络服务在获取信息服务方面非常低。数据显示,2004年每百户农民拥有计算机只有1.9台。而且大多数农民不知道计算机是什么,现代信息化离农民很遥远。
马晓河认为,在提升农业信息化过程中有五大问题需要注意。第一是中国涉农的农业网站增长速度远远超过我们需求,甚至有一些网站远离或者脱离农村,服务对象并不是农民。第二,网络服务特色不明显,千网一面。目前搜索涉农网站有17822个,而针对农民需要的服务内容非常少。第三,目前大部分服务定位不准。第四,网络服务的深度不够,服务增值量太小。第五个问题,针对服务对象的开发不足。农民信息服务大部分来自农业科技人员,但是目前我们国内没有发现一家网站是专门针对农业科技人员服务。
针对马晓河所长提出制约农业信息化发展的瓶颈因素,与会专家们发表了促进农业信息化发展的意见。人民大学农业与农村发展学院温铁军院长认为,农业信息化建设,不可能与城市是同一个信息系统。他说:“面对城乡二元结构的体制约束,我们信息制造者和服务者基本上在城里面,很少有人真正了解农村,尽管其中有一些人是农村出身的,但未必真的了解农村,所以基本常识对现在的农村信息化建设起决定作用的。我们很难用在城市中有效的信息系统建设的方法,给农村复制一套信息系统的建设。”这就意味着我国必须建立一套独立的、有针对性的农业信息化信息系统。
1 现代节水农业技术研究现状分析
在我国节水经验不断积累和实践的农业生产过程中,我国节水农业技术创新和研究成果的应用发挥了十分重要的作用,但是在技术研究过程中依然存在很大的瓶颈,主要表现为我国现有节水技术还不能为建立一个现代高效节水农业体系而提供完善的技术支持,在经验和数据不断积累的基础上,缺少对节水农业发展相关的应用技术研究。在节水技术研究和发展过程中,依然缺乏有效地监督和管理,缺乏规范化、定性定量以及综合节水农业技术体系。在我国节水农业系统中,节水设备不能紧跟现代农业建设和发展的步伐,很多设备都比较落后,在使用过程中表现的很不稳定,而且出现故障的概率很高。此外,我国节水设备的研究还不是很令人满意,很多节水材料和技术都远远落后于发达国家。同时,我国的现代节水农业技术还没有建立完善的制度,对农业节水的信息技术的传播比较落后,其信息的可靠性也比较差,相关的技术人员对节水农业技术不是很重视或者说重视程度不足。
2 现代节水农业技术发展趋势分析
2.1 积极利用生物技术充分挖掘作物本身的节水能力
现阶段,研究比较热门的节水技术就是对作物自身的接水潜能进行全面的挖掘和开发,农作物在生长过程中,自身就具备了一定的节水能力,因此,在进行生物技技术节水方法研究过程中,应该对作物的自身生物调节作用进行分析,将其应用到现代节水农业技术中去。在研究过程中应该从作物自身生物技能入手,在做好作物生物节水技术的同时,还要切实提高农作物的茶凉以及对水分的利用率。最终保证将水是从传统的湿法生产转变为高产量、高品质变化的关键技术。
2.2 非传统的水资源开发和利用技术成为了研究的热点
非传统的水资源开发和利用技术也就是区别与传统的水资源开发和利用技术。在非传统的水资源开发和利用技术中研究比较热门的技术主要包括了天然雨水收集、储存和利用,对生活污水能进行净化处理后循环使用,苦水和咸水经常处理之后回收利用,这些技术都已经成为了我国乃至世界各个国家重点研究用于解决农业用水危机的主要研究领域。同时这些节水技术也成为社会大众广泛关注的热点。我们在进行现代节水农业技术研究过程中应该对上述的几个技术进行充分的研究。
2.3 节水技术研究过程中逐渐融入了信息技术和智能技术
随着计算机产业的发展,以及互联网时代的到来,信息技术以及智能技术等的高新技术逐渐的应用到现代节水农业技术中,这些高新技术与现代节水农业技术进行完全的融合和发展,使得现代节水农业技术研究逐渐的进入到了科技化和智能化领域。目前,在现代节水农业技术中,融合高新技术主要包括了以下几个方面的内容:首先,利用计算机技术和信息技术对作物的生长情况进行模拟,通过对作物生长周期进行模拟发现作物的节水点在那个阶段,然后在作物种植过程中就能根据模拟的节水点采取相应的节水措施;其次,通过利用现代智能技术,对本地区的气候环境等多个方面的节水因素进行实施的管理和控制;最后一种就是利用3S循环技术对作物的需求情况进行实时动态的监测,对作物生长的蓄水情况进行智能监测,并结合有效地动态信息管理、采集、传输和分析等技术的应用对需要灌溉的农作物面积进行有效地灌溉处理。
2.4 新材料和设备不断的应用
在未来现代节水农业技术的趋势采用功能齐全,能耗低,环保、经济节约以及智能化的控制技术,利用先进的生产和制造技术,不断促进现代节水产品的研究和开发,提高产品的应用性能,保证设备和产品能够更好为现代农业建设发展而服务。
3 现代节水农业技术发展建议
3.1 积极宣传,统一思想,提高认知
在农业发展过程中,水资源缺乏已经严重阻碍了我国现代化建设的步伐。我国农业发展缺水问题已经是一个不争的事实,但是很多人在使用水资源过程中存在严重的浪费现象,在生产和生活过程中还会对水资源造成污染。因此,在节水工作开展过程中需要我们做好对保护水资源和节约用水的宣传和教育工作,让社会上每一个成员都提高节约用水的意识,节约用水从自身开始,在社会上还要积极的宣传和倡导建设节约型社会,这是现代节水农业技术得以全面实施的思想方面的准备。