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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇农业科技智能化范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2014)04-0109-01
一、问题的提出
智能化农机装备技术专业是我院适应黑龙江垦区率先实现农业现代化对现代农机人才的需求而开设的,在全国高职院校为首家。它与传统的农业机械化专业的区别在于培养目标的定位,即培养适应农机现代化生产、建设、管理、服务第一线需要的,掌握农业机械图样、机械材料、农业机械构造与原理、农业机械管理、农业机械营销等专业知识,具备现智能化农机信息技术、电子技术,机、电、液、信一体化专业素质,掌握智能化农机使用、维护、保养、检修、安装调试、机械故障检测、诊断等职业能力,面向农业生产企业智能化农机运用、维修、售后服务等岗位从事农业机械的使用维护、检测维修、营销、安装调试以及农机管理工作的高端技能型专门人才。智能化农机装备技术专业人才是在推行“精确农业”战略中需要优先解决的问题。支持“精确农业”的若干重要农业机械,如带产量图自动生成的用于水稻、小麦、玉米和大豆收获的谷物联合收割机等,可以适应不同的农业机械装备、种植特点,不同作物和更为精确的上述各环节的智能化技术的应用,是现代农业机械化人才培养的重点。
智能化农机装备技术专业核心课程包括智能化农机驾驶与维护保养、智能化作业机械使用与维护保养、农机液压系统检修、农机化新技术、农机电器系统维修、农机检测技术等。这些专业核心课程具有很强的实践性和应用性,它的教学目的是让学生掌握理论知识的同时,必须学会使用与维护。但目前高职院校甚至本科院校同类专业的校内现场教学条件有限,大部分仅限于农机机械基础、底盘拆装与维护、柴油机拆装与维护等专业基础课程的校内现场教学。同时考虑季节、气候、土壤、种植种类等因素影响,专业核心课程更适宜于校外现场教学。
二、校外现场教学模式的实施
1.现场教学模式概念的界定
现场教学模式是指课堂设在工作现场或模拟工作现场,将课程中抽象化、概括化的理论知识以现场实景、实事、事物的形式展现给学生,直观地进行讲解和具体演练,促使学生在实际的体验和活动中学习抽象的知识,培养实际工作能力的一种教学模式。高职智能化农机装备技术专业核心课程校外现场教学模式,是将该专业核心课程设置在农场农机智能化控制室或田间,将抽象农业机械智能化类课程的基本理论知识转化成学生直观可触的真实场景,在农业生产智能化控制室或农业生产现场开展教学活动,让学生直观现代智能化农业机械的基本特点、类型和操作与维护过程,并身临其境进行教学演练,达到学习知识、培养能力的双重目的。
2.校企合作开发并实施专业核心课程教学
课程开发应充分考虑实现教学与生产同步、实习与就业同步。校企共同制订课程的教学计划、课程标准。学生的基础理论课和专业理论课由学校负责完成,专业课程实践、生产实习、顶岗实习在企业完成,课程实施过程以工学结合、顶岗实训为主。
开发的课程应具备的特点:
一是课程结构模块化。以智能化农业机械装备技术专业实际工作岗位(群)需求分析为基础,其课程体系、课程内容均来自于实际工作任务模块,从而建立了以工作体系为基础的课程内容体系;
二是课程内容综合化。主要体现在理论知识与实践知识的综合,职业技能与职业态度、情感的综合;
三是课程实施一体化。主要体现在实施主体、教学过程、教学场所等三方面的变化。也就是融“教、学、做”为一体,构建以合作为主体的新型师生、师徒、生生关系,实现教室与生产现场、实训设备与现场机械、教具与工具三者结合;
四是课程评价开放化。除了进行校内评价之外,还引入企业及社会的评价,实际实施过程中以企业评价为主。评价内容上,在充分考查学生专业技能的同时,还必须融入对学生沟通能力、团队合作意识、职业道德等考核,并以此综合评价。
通过校企合作,现已经开发了智能化农机驾驶与维护保养、智能化作业机械使用与维护保养、农机液压系统检修、农机化新技术、农机电器系统维修、农机检测技术等六门课程,并对六门课程共同实施的关于智能化技术内容进行整合,形成八个教学模块:
2.1基于GPS、GIS在农业机械田间导航、作业面积计量、引导定位作业和空间数据定位采样的应用技术;
2.2基于与作物收获机械配套的产量传感技术与带产量图自动生成系统软件的应用技术;
2.3基于实施定位处方农作物生产和控制的施肥、施药、浇水、精播和栽植的移动作业机械技术;
2.4基于自走式农田土壤、病虫草害和作物苗情定位信息采集机械装备技术应用;
2.5基于大中型拖拉机和自走型农业机械智能化技术状态实时诊断、监控与显示装置技术的应用;
2.6基于农机作业信息高效处理、存储、传输、通信技术及其总线与接口的标准化处理技术;
2.7基于GPS、GIS有关技术用于支持农业机械社会化服务管理系统的应用;
2.8基于GPS接收机的智能化节水灌溉机械、植保机械和播种机械技术的应用。
三、校外现场教学模式的实践意义
1.提升教学质量,促进教师职业能力的提升
校外现场教学模式是将智能化农机装备技术专业核心课程通过模块化教学在生产现场进行,改变了以往从知识到知识的传统教学模式,摒弃了实验室或校内模拟实训教学的不足,提高了学生学习的积极性,更好地完成了学生从徒弟向师傅的转换。现场教学使课堂教学更具开放性和创新性,极大地调动了教师工作的积极性,便于提升教师职业能力,加快双师素质教师的培养。
2.提高学习效率,加快学生职业能力的成长
校外现场教学模式将学生完全至于真实的生产与工作环境中,使课堂上抽象的智能化技术得以具体体现,提高了学生学习的积极性、主动性和创造性,有利于全面促进学生职业能力的提升。同时,现场教学模式的实施,不仅培养了学生发现问题和解决问题的能力,也培养了他们分享与合作的团队精神。
中图分类号: S126 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160230005
目前在国内虽然已经有不少企业或个人引进了国外先进的温室环境控制系统,对温室进行施肥、灌溉,在一定程度上实现了温室控制上的智能化、自动化,但是往往要引进这种温室控制系统的投资过于庞大,在日常维护上十分不便,且温室的控制管理操作人员需要具备较高的职业技能素质与丰富的工程施工技术经验,然而目前我国绝大多数农民还不具备管理与操作温室环境控制系统的能力。也就在一定程度上制约了温室环境控制系统的应用与发展。所以,开发低价位、实用性高的温室控制系统,在我国势必有巨大的市场强力,且对推进我国农业智能化、自动化进程有着重要的意义。
根据市场调查分析显示,目前我国在水稻育秧上迫切需要一种成本低、操作易的实用型温室监控系统,因此,针对这一要求结合我国温室大、面积广的实际特点,加强对水稻育秧大棚智能管理系统的研究,让其既能符合农民的实际经济承受能力,又能够实现日光温室智能基层控制系统的基本功能。
1 课题研究的总体目标
项目以大棚温室作物生产智能化为突破口,围绕大棚温室环境信息监控及远程管理服务,进行大棚温室环境调控设备及基于物联网的远程管理服务系统的研发与应用。
2 创新点
该系统平台定制化,针对性强,灵活性好,具备数据接收、管理的基本功能;还提供预警服务;提供远程控制特性化功能;所有设备采用间隔性供电超低功耗设计,系统可长期稳定运行。
3 主要研究内容
该系统利用物联网技术,可实时远程获取温室内部的空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、光照强度及风速、风向、雨量等信息,通过采集的参数来远程或本地自动调控湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备,从而保证温室内环境最适宜作物生长,为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。系统还可以通过计算机等信息终端向农户推送实时信息等,实现集约化、网络化远程管理,充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。
4 社会效益、经济效益及环境保护效益
可根据环境温度状况自动调控风机、湿帘的工作状态,根据空气湿度自动进行自动加湿,根据土壤湿度自动进行灌溉,大幅降低劳动强度;通过基于物联网的远程管理服务系统,可远程查看所有温室的生产状况,可节省人员劳务成本10%以上。
通过对作物生长环境的温湿度、光照、CO2等参数的调控,加快作物的生长速度,有效提高作物品质,产量预期增加10%左右。
该系统的应用,可使自动灌溉施肥机,按作物不同生育期的需求及生长状况自动调控水肥药比例,避免浪费,预期降低生产中水、肥、药的投入约10%以上,减少环境污染和农药残留。
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。
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智能农机显身手
日前,有媒体报道称,我国国产水稻直播机迈入智能化行列。据悉,水稻种植机械化是水稻生产全程机械化中最为薄弱的环节,其研究也是农业科技界重点关注的动态。而农业部南京农业机械化研究所种植机械化团队充分利用已有的技术沉淀,成功研制出国内首台33行大型智能化气力集排式水稻直播机,并在江苏省盐城市临海农场四机场进行试验。据悉,该项目是在中国农科院创新工程专项经费资助下完成的,该装备的成功研制填补国内大型气力式智能化水稻直播技术空白。资料显示,该装备采用折叠式机架,作业幅宽8米,作业速度可达10千米/小时,作业效率75亩/小时~100亩/小时,播种作业仅由机手一人即可完成,可适应大型农场及其他规模化种植主体作业要求。
不单单是水稻种植机械化,今年,农业生产大量使用的拖拉机也成为智能化载体。据悉,在山东等地,拖拉机安装上北斗导航系统,实现拖拉机的自动调整和自动驾驶,把北斗导航系统应用在农业机械上,它的直线度误差在每百米±2.5厘米,比GPS更精准,北斗导航农机应用系统适用于整地、开沟、起垄、播种、插秧、施肥、收获等多环节。此外,智能化触角也已伸到农业生产中常见的植物嫁接上。据悉,我国是世界上最大的设施栽培国家,农业对机械化嫁接有迫切需求,特别是以日光温室为代表的具有中国特色的保护地蔬菜栽培和塑料大棚的发展尤为迅速。现实需求刺激科学技术的快速发展。资料显示,中国农业大学在我国开展自动化嫁接技术研究工作的时间较早,先后研制成功自动插接法、自动旋切贴合法,填补我国自动化嫁接技术的空白,形成具有我国自主知识产权的自动化嫁接技术。例如,利用传感器和计算机图像处理技术,实现嫁接苗子叶方向的自动识别、判断。嫁接机器人能完成砧木和穗木的取苗、切苗、接合、固定、排苗等嫁接过程的自动化作业,操作者只需把砧木和穗木放到相应的供苗台上,其余嫁接作业均可由机器自动完成,从而大大提高作业效率,减轻劳动强度。
智能化农业创新无穷
除单个农机产品的智能化外,“智能+农业”正在形成农业智能化系统和生态。例如,在宁夏灵武,为加快现代农业发展,适应新形势下农机化发展的目标要求,2016年,该市农业机械化推广服务中心在7个农机合作社装配北斗农机作业精细化管理平台。资料显示,该系统主要功能有北斗定位、实时测亩、农机作业监控、面积统计分析、作业面积和质量核查、农机调度等。系统的应用能及时直观掌握示范区农机分布、有效监控农机作业质量和状态、农机手作业情况等信息,对突发事件采取及时有效的应对措施,在关键农时或自然灾害天气前后实施精准调度、集中抢收抢种,提高农机作业效率和土地利用率,有效解决农村劳动力紧缺问题。
其实,不论是智能农业还是农机智能化,背后都需要打造强大的支持系统。正是在系统和生态建设方面,已吸引越来越多企业和资本参与。今年3月10日,在全国农业机械及零部件展览会上,“e田科技”首批200台AGlink智能设备交付国内农机巨头雷沃重工的收割机用户。据了解,该智能设备是“e田科技”公司为收获机械量身打造,通过在收割机上安装该设备,农机手不仅能实现农机故障的自动诊断、预警,实时监控作业面积及收获情况,还能通过智能手机APP应用程序,与农机厂家的服务指挥系统互联,便于售后服务系统实时查看作业农机位置,实现对服务车辆的调度和管理,保障服务的高效、精准。
【摘 要】物联网被视为战略新兴产业和新的经济增长点,在现代农业发展中具有广阔的应用前景。本文在介绍物联网内涵的基础上,分析了物联网在中国农业应用的发展基础和趋势;然后结合杨凌高效农业发展面临的问题,分析了杨凌农业方面应用物联网的需求,并提出了杨凌农业方面应用物联网的重点发展领域。
关键词 物联网;现代农业;杨凌
The Research on Relationship Between Communications Industry and Integration of Industrialization and Informatization
CAO Xue-hong
(Colledge of Economics and Management, Xi’an Univ. of Post&Telecommunication, Xi’an Shaanxi 710121, China)
【Abstract】Under the new environment of integration of industrialization and informatization, this paper analyzed the relationship, further development role and dynamic mechanism between communications industry and integration of industrialization and informatization, discussed the bottleneck problems of new situation. Finally it offered a strategy to solve the problem.
【Key words】Integration of industrialization and informatization; Communication development; Yangling
基金项目:西安科技计划(CXY1436(5))。
作者简介:曹雪红(1981—),女,汉族,陕西临潼人,西安邮电大学经济与管理学院mba学生,主要从事物联网、人力资源研究。
0 引言
农业作为关系着国计民生的基础产业。我国作为人口大国,农业发展的优劣是关系着国民安全、经济发展、社会稳定的重大问题。我国以传统农业为主,效率低、工作量大、难度高,农业产品优势主要依靠自然资源和低廉劳动力成本,已不能满足现代农业的高产、优质、高效、安全、生态的要求。
随着我国改革开放进程的推进,十七届三中全会提出要不断促进农业技术的集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化,加快农业科技创新。其中,农业信息化主要围绕发展现代农业,实现优质、高产、高效、生态、安全要求,加快转变农业发展方式,提升科学技术水平,建设现代农业产业体系[1]。建立现代农业体系,高新科技是主要推动力和核心驱动力,而物联网作为信息产业的第三次浪潮的驱动核心,其在农业上的应用成为我们研究的热点。杨凌作为我国农业高科技研究重点园区,作为国家高新农业发展的领头羊,依据其自身特点优势,研究其依托物联网发展现代农业的发展策略也成为热点问题。
1 物联网的内涵
物联网(The Internet of Things)概念于1999年被提出[2]。它是以感知为目的,实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络,目的是将所有物品通过各种信息传感设备,如射频识别装置、基于光声电磁的传感器、3S技术、激光扫描器等各类装置与互联网结合起来,实现数据采集、融合、处理,并通过操作终端,实现智能化识别和管理,从而提高人们对物质世界的感知能力,实现智能化的决策和控制。
物联网是即计算机机、互联网之后信息产业的第三次浪潮,是信息产业领域未来竞争的制高点和产业升级的核心驱动力[3]。农业作为关系着国计民生的基础产业,其信息化、智能化的程度关系到中国传统农业转型升级的步伐和农业产业化进程。物联网技术在农业中的应用,既能改变粗放的农业经营管理方式,也能提高动植物疫情疫病防控能力,确保农产品质量安全,引领现代农业发展。同时有利于增强中国农业的综合竞争力,缩小同欧美等发达国家的差距物联网应用于农业的基础。现阶段依托物联网建立农业示范基地既符合国家政策发展趋势,也符合我市经济发展转型的集约化思路。
2 我国农业应用物联网的基础
我国物联网在农业中的应用虽然提出时间不长,但农业机电一体化及信息化应用已发展将近20年。目前,我国已对作物生长模拟模型、作物管理知识模型、作物生长无损监测、农作空间信息管理、数字农作决策系统、虚拟植物生长、农情信息监测、精确农作技术等方面也进行了开拓性的研究工作,并取得了良好的成效。随着80年代以来,电子技术与其它新技术在农业机械中应用研究的发展,我国也先后开展了一批农 业机械化系统电子信息化技术的创新研究与新产品开发,在“精细农业”技术体系、农田信息智能化采集与处理技术、自动监测技术与优化决策支持系统等方面不断实现技术升级,为物联网农业的发展奠定了扎实的基础[4]。
农业信息化方面,在农业部、工信部、文化部、商务部等国家部委、各级地方政府以及电信运营商企业和IT企业等共同推进下,我国农村信息化建设呈现出全方位、多层次推进的态势。截至2009年底,全国98%的乡镇能上网,95%的乡镇通宽带,农村居民每百户拥有计算机5.4台,全国99.5%的行政村通电话,手机拥有量达到每百户96.1部;全国涉农网站已有多家,已开发应用的各类大型农业数据库67个,已建成乡镇信息服务站7121个、行政村信息服务点百万余个[5]。高覆盖率的宽带网络和无线通信网络,不断深化的农业生产专业化分工,不断拓展的农业生产资料与农产品物流范围,都为物联网农业的发展提供了坚实的基础设施支持和广阔的创新空间。
3 发展优势与问题
3.1 依托物联网发展现代农业优势
1)物联网系统应用优势
虽然还未大面积实现,但目前杨凌已接力联通、电信等多家运营商,借助新网络、新技术优势,建立实现部分“数字农业大棚”,具有一定的应用优势。
2)农村信息服务优势
杨凌示范区科技信息中心与西安亚森通信股份有限公司、陕西蓝德地产发展有限公司合作,在杨凌示范区内合作建设“三农服务呼叫中心”,打造国内领先的农业信息服务平台。并且常年开展农村农业科技培训,农村科技服务体制健全,科技兴农思想已深入民心。
3)人力资源丰富
依托杨凌农业科技大学,培养了一批农业信息化学科人才队伍。且已先后引进硕士以上人才300多名,海外人才10多名。为发展现代农业提供了有力保障。
4)依托陕西,研发优势明显
陕西是全国重要的科研教育和高新技术产业基地,在电子信息软硬件产品、通信网络、数据处理、传感传动、微电子等物联网技术领域有着得天独厚的优势,汇聚了西安交通大学、西安电子科技大学、西北工业大学、中国科学院西安光学精密机械研究所等一批高校和科研院所,涌现出了华迅微电子、优势微电子、烽火集团、中星测控、大唐电信等一批优秀企业,引进了中兴、华为等龙头企业,技术和产品涵盖了物联网核心芯片、智能传感器、射频识别RFID、智能天线、软件与应用平台、系统集成方案等全产业链,为物联网产业发展提供了强有力的技术支撑。
3.2 依托物联网发展现代农业问题
杨凌在农村改革发展进程中,积极调整农业结构,大力发展高效农业,带动农民增收致富,促进新农村建设,走出了一条有中国特色的农业现代化道路。近年来,高效农业规模化发展不断加快,尤其在设施农业和动物规模化养殖方面发展迅速,但还存在着不(下转第29页)(上接第32页)少问题。
1)在设施农业方面,设施条件参差不齐,简易设施为主,基本上没有环境控制能力;栽培管理上粗放,缺乏科学的运筹决策和量化的管理指标,既造成人力、物力和能源的浪费,也因品质差,导致产品市场竞争力下降,大大限制了农产品市场开拓。
2)在动物规模化养殖方面,行业信息化应用水平低,信息化投入预算少,设施投资不足;管理软件以单机版为主,各自为政,各系统没有统一的接口,互不通用,因而造成一个个信息孤岛,已有的信息化投入不能产生规模效应。
3)数字化管理程度不高,普遍没有实现自动化设施及精确管理。缺乏自动感知、自动检测、无线传输、统一监管、防疫的智能决策系统。
4)农业科技资源、信息资源、智力资源分散,各自为政,缺乏具有竞争力和导向性的技术服务、技术推广、农业科技培训、电子商务交易等信息化服务平台。
4 重点发展领域
1)建立基于物联网的农业信息采集、识别、监控、智能分析技术和专家决策系统。以“中国杨凌—以色列现代农业合作园”为重点示范内容,建立现代化智能大棚设施栽培管理示范基地。实验温室大棚蔬菜生长环境自动监测和远程传输、数据采集和处理、设施环境的智能调控、蔬菜生长模拟与预测、栽培方案的制定与优化
2)建立基于物联网的养殖规模化安全智能生产应用示范基地,基于云计算技术的“网上牧场”平台。利用无线传感器网络自动、实时监测动物的行为和健康状况,对动物的、疾病、疫情等进行监控和预警,同时还可以通过远程专家系统对突发及特殊情况进行专门的处理。形成环境智能测控、个体特征信息采集、可视化安全管理、流程信息化跟踪、安全产品溯源的综合技术体系,真正实现动物规模化养殖的自动化、智能化和现代化,从产地到餐桌全程可控化。
3)整合集成农业科技资源、信息资源、智力资源,建立基于物联网、互联网的农业科技创新、推广、信息服务平台。实现农业物联网展示、科技服务、农业咨询、专家决策、远程教育为一体的现代农业产业化服务窗口和综合服务平台。
4)在示范基地基础上力争自主创新新产品:智能专家决策系统、智能信息推动系统等。产学研结合,推进智能农业产业化。
5 总结
本文在我国现代农业及物联网发展的新形势下,分析了物联网在中国农业应用的基础和趋势,结合杨凌高效农业发展面临的问题,分析了杨凌农业方面应用物联网的需求,并提出了杨凌农业方面应用物联网的重点发展领域。
参考文献
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9月26日,由云南省农村信用联社和云天化共同主办的“云南省农银企金融模式创新推介会”在晋宁举行,标志着省联社与云天化集团联合开发的“智能化肥微工厂”线上订单支付系统投入运营。省联社副主任施增荣,云天化集团有限责任公司总经理助理、财务总监卢应双出席了会议;云天化股份有限公司、云天化农业科技股份有限公司、省联社有关部室(中心)负责人,晋宁县政府相关领导,当地经销商代表和种植大户参加推介会。
云天化集团下属云农科技公司运营的“智能化肥微工厂”是以智能配肥设备为核心,利用互联网、物联网技术,根据后台测土配方大数据为农户提供个性化配方肥的农资营销创新模式。其中,“智能化肥微工厂”线上订单支付系统是国内首创的农银企金融创新模式,它基于云南农信移动收台建立,以“金碧惠农卡”为载体,通过嵌入云农科技配肥系统向全省农户提供在线配肥、农户贷款(含贴息直补)、资金支付、账户管理和化肥生产配送“一体化”服务,最终通过云南农信企业网上银行进行资金清算,实现化肥款支付与化肥生产系统的交互。
卢应双在推介会上发言指出,作为省内重点金融企业和化工企业,云南农信社和云天化充分利用各自优势及资源,共同开发了“智能化肥微工厂”线上订单支付系统,既解决了“三农”资金需求问题,也解决了科学施肥的问题;在降低化肥投入量的同时,提高化肥效率,通过“测土配肥+金融+农业”的模式,使农业生产走上一条持续健康的发展道路。这既符合双方互惠共赢的合作宗旨,也符合农银企提质升级、转型发展的需要。卢应双表示,云天化将继续与省联社拓宽合作渠道、加大合作力度,不断探索银企联合服务“三农”的好路子,共同助力云南经济社会实现跨越式发展。
受省联社万仁礼理事长委托,施增荣对系统成功上线表示热烈的祝贺。他指出,“智能化肥微工厂”线上订单支付系统成功运营,既是云南农信社与云天化集团银企合作结出的新果实,也是多年合作的“升级2.0版”,更是双方贯彻落实省委省政府要求,在服务“三农”,促进全省实体经济发展的新担当。订单系统不仅促成了“互联网+农资”的实现,还通过金碧惠农卡实现了线上贷款购肥、云天化贴息优惠,切实解决了农户资金短缺、赊销购肥、盲目用肥的难题,成为农银企创新金融合作模式的典范,真正体现信息流、资金流、物流合作共赢。施增荣表示,云南农信社将继续加强与云天化合作,依托“智能化肥微工厂”系统,进一步简化、优化农户贷款流程,有效提高农户贷款办理效率、扩大农户贷款面,为农业和农村经济发展注入更充沛的金融活水,书写合作共赢的新篇章。
推介会当天,云农科技智能化肥微工厂晋宁二街旗舰店正式开业,“智能化肥微工厂”线上订单支付系统首次投入使用。出席推介会的领导嘉宾及当地农户代表、农资经销商代表参观旗舰店,并观摩在线支付系统下单购买流程。
基金项目:吉林省教育厅,编号:吉教科验字〔2014〕 625 号
中图分类号: F323.3 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2016.24.010
吉林省是我国农业生产大省和重要的商品粮基地,开展农业生产与计算机技术应用的研究是提高农产品质量、降低生产成本、保护生态环境、适应市场和提高农产品国际竞争力的重要手段。充分利用计算机技术在农业知识、信息和技术的传播与控制的潜能,依托现有的信息基础设施和工作基础,依靠权威农业专家和计算机专家的紧密结合,获取权威领域专业知识;利用专家系统开发平台和各种智能化信息服务工具,研制开发吉林省玉米生产智能专家系统;配合农业技术推广部门,组织开展智能系统的培训和示范推广工作;促进吉林省农业信息化进程,从根本上实现“智能吉林”的宏伟目标。通过实施农业信息化的工程,力争使吉林省农业科技的基础设施得到进一步加强;农业科技研究与推广队伍的力量得到充实,人员素质得到进一步提高;农业技术、知识、信息、成果的传播体系逐步建立;农业生产水平得到全面提高,用农业信息化带动农业现代化。
1 研究技术内容的发展现状与趋势
智能农业在国外始于20世纪80年代,国外的智能农作在实践过程中已经获得较好的效果,尤其是美国、加拿大、澳大利亚等国家智能农作在农业生产中已得到较广泛的应用,并且许多成熟的技术已经形成;智能农业在欧洲同样得到较好的发展,农民采用全面基于空间技术和处理水平的精确农作技术,包括自动采集数据和集成MIS/DSS技术。不仅西方国家对智能农业的技术实践引起重视,在日本、韩国、巴西、马来西亚等国也开始了实验示范研究[1]。
目前,农业信息技术及计算机技术已贯穿于农业生产的产前、产中、产后全过程。积极发展农业信息技术,是我国农业迎接知识经济的挑战和推动新的农业科技革命的重大举措。研制相关的吉林玉米专家智能系统的应用软件,向玉米的生产管理者、生产技术推广人员、加工销售企业、生产经纪人和广大农民用户提供玉米经济科技信息服务,为农民的远程教育和大面积培训奠定基础。
2 研究的主要内容与方法
对农业知识、经验和基础数据的收集和整理,针对示范基地实际情况,进行必要的玉米知识和基础数据的获取、整理。从深度和广度上补充和建立专家系统知识库、数据库和模型库,重点研究示范吉林玉米规范化栽培技术,从效益出发研究示范大面积玉米优质、稳产、高产品种选择、合理施肥、适宜密度等栽培技术体系;积极与示范区当地有关部门协作,开展培训工作。重点培养示范基地农业技术推广人员和微机操作员,积极帮助示范区建立一支应用智能化农业信息技术指导农业生产的骨干队伍。
主要内容:首先进行数据采集和数据库的完善。玉米生产数据存在着复杂而多变的情况。一是数据来源存在多样性。从来源手段上来看,有调查数据,有化验数据,有检测数据;从来源种类上来看,有田间生长数据,有土壤养分数据,有病虫草害数据等;二是数据存储存在异构性,大部分数据都存储在Excel表格中、word文档中,不便于建立联系和进行深层次的分析[2];三是已经建立的部分玉米数据库系统由于建立时没有遵循软件工程和数据库设计原理,导致数据库中存在大量的冗余及不一致现象。为了解决以上问题,我们提出按软件工程方法建立一个规范化的数据库。根据玉米虫害、草害与产量关系的试验,收集整理玉米苗期和成熟期等玉米生长性状指标的数据、玉米病虫草害发生程度的数据,完善了玉米病虫草害诊治的数据库和知识库,建立了基于框架表示的玉米病虫草害诊治模型;利用ArcGIS软件绘制了玉米作物精准作业系统中核心技术示范区和辐射推广区的土壤养分空间变异图,并分析了土壤分异规律及其影响因素,通过黑土区大量田间试验,应用肥料效应函数法,在明确土壤肥力基础上,采用智能技术进行施肥,节省肥料用量,降低玉米生产成本,提高化肥利用率,减少过量施肥对环境造成的污染,经济效益和生态效益都十分显著。
研究方法:首先进行知识获取、知识表示与知识库的建立。以农业领域专家知识成果整理、基础数据采集的准确性、实用性为基础,是建立合理、丰富的知识库。采用产生式规则、案例表示、框架表示和面向对象相结合的知识表示方法,以提高系统的智能化程度[3]。作物生产中涉及品种、土壤、环境、气象等诸多因素的影响,不确定因素较多,各种生长因素间的相互作用、相互制约的关系用数学模型加以抽象描述较难,且需要大量实践和经验积累,建立适宜的模型库,进行上述模型与不确定性推理技术相结合的研究,以提高系统的推理质量和推理效率;智能系统采用信息技术和计算机技术集成,重点突出系统的智能化和决策化功能,集成ES技术、多媒体技术、数据库技术、软构件技术、超文本技术、不确定性推理方法和网络技术,研制智能化程度高、推理准确,人机界面友好、适用性强,易于广大农业生产管理者、农业技术推广人员和广大农民用户使用的智能系统和信息系统。
3 关键技术采用与技术路线实施
3.1关键技术思维采用
在专家系统研制工作中,进行了GIS技术、GPS技术、专家系统技术、数据库技术、多媒体技术、软构件技术和平台技术等技术应用。在玉米生产智能系统中采用了软构件技术、面向对象技术和后台数据库操作技术,成功地解决了与其他系统的链接,同时进行了相应的多媒体课件的制作,作为专家系统软件推广应用的辅助。
3.2 技术路线实施
依托现有的信息基础设施和工作基础,依靠权威计算机专家和农业专家的相互配合,严格按照计划进行计算机软硬件技术主题制定的系统规范,在已取得的相关研究成果的基础上,分析国内外有关的最新研究成果,以提高专家系统的智能化、适用化为核心,以服务农业生产的产前、产中、产后为基础,以专家系统的规范化、产品化和商品化为目标,研制出适宜吉林省种植区的专家系统,以加速科技成果转化,提高农业生产率、增加农民收入和实现软件的产业化为目标。探索了农业专家知识获取的新途径,在开发专家系统中,知识获取是至关重要的,成功的知识获取能够保证专家系统的推理精度。反之,专家系统可能起不到应有的作用。在具体实践中,应根据不同的知识表示形式制定不同的知识表示模板,农业领域专家可以采取对号入座的方式填入相关的知识或数据,这就减少了知识获取的盲目性,提高了知识获取的效率[4]。
4 智能专家系统的推广与应用
我国农业目前总体上正处于由传统农业向现代农业的方向转变的历史时期,利用信息技术在农业知识、信息传播与控制的潜能来促进我国农业现代化进程,大力发展实用和易用的智能化农业信息技术,对提高农业、农村和农民的现代化水平将起到支撑、引领、先导和决定性作用。吉林省玉米智能专家系统作为一种现代化的载体,对提高科技成果转化率、提高科学种田管理水平和广大农民的素质所起的作用更是不可低估的。根据玉米生产的时空性特点及处理时空信息的需要,开发了基于WebGIS的玉米智能决策支持系统。以地理信息系统为基础,结合网络技术,把不同空间尺度资料,不同时段资料和不同格式的资料在统一的坐标体系下进行高效、有序和集中统一的管理,实现了对玉米生产过程中施肥和喷药的决策及其他的分析功能。本软件可以在互联网的任意客户端查询采样点信息并进行决策和分析,为农业生产管理的各个部门提供决策的参考信息,为用户有针对性的科学施肥和合理施药提供指导[5]。针对吉林省玉米产区施肥中存在的主要问题,以玉米按品种喜肥特性为核心技术,示范内容包括调控玉米高产养分限制因子,实现养分平衡供应、划分玉米吸肥能力等级,实现玉米按级施肥、掌握磷肥后效生统显著时期,进行减磷肥或隔年减半施磷,合理施用钾肥技术。通过以上技术的单项与多项集成示范,显著提高了玉米的化肥利用效率,降低了玉米生产成本,提高了玉米产量和品质,减少了过量施用化肥对环境造成的污染。
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1提高农民的科技文化素质,促进农民增收
我国农村广大农民文化水平较低,科学种田的基础较差。农业“专家系统”能够根据当地当时的实际情况,给予十分直观、浅显和比较准确的意见,指导农民按照先进技术科学施肥、防治病虫害、进行田间管理,以及科学饲养和养殖等。配有多媒体的“专家系统”,声、图、文并茂,更能生动形象地普及先进科学知识,为农民解答农业生产中的各种难题,促进农民增收。我国智能化农业信息技术应用示范工程项目启动以来,已经让700多万农户受益,累计增收节支总额达28亿元。
2有效地解决农业科技推广人员短缺的问题我国是农业大国,基本上以家庭为经营单位,进入市场的广大农民由于缺乏科学的决策指导而经常遭遇高投入、低效益、销售难的误区,他们更急需产前、产中及产后的科
学决策指导。现有的农业科技人员的数量、质量,都不能满足生产发展的需求。高层次的农业专家更是缺乏,农民的科技文化素质相对较差。农业生产决策带有较大的主观性和盲目性,基本处于凭经验决策状态,缺乏大量信息和科学决策指导。我国农业专家严重缺乏,很难入户指导。农业“专家系统”可以代替专家,尤其可以汇集专家群体的智慧,长期“蹲点”在农村,“陪伴”在农民身旁,计算准确,反映速度快,“记忆力”强,并且有声有色,能起到专家难以起到的作用。国内外农业专家创造了无数高水平和有实效的科研成果,但是很多研究成果,尤其是各种具体技术措施没有能为那些文化素质偏低的农民所掌握。例如,生产者能买到好的品种的种子,但如没有配套栽培措施,也不能高产;施肥、喷药不合理,不仅产量上不去,反而会造成污染。农业“专家系统”正是把农民难以买到的农业专家头脑中的农业先进技术,有效地传播给广大农民的十分理想的工具。
3促进土地资源的可持续利用
随着社会的发展,我国的耕地面积在不断地减少,这已成为不可逆转的事实。就山东省的情况而言,不可能走外延或是扩大耕地面积之路,而只能走内涵式节约和保护耕地资源,提高其利用率和生产率的道路,农业“专家系统”集成了专家群体的知识和经验,可以根据用户的生产条件(气候因子、土壤肥力、水利设施、投入水平等)进行科学决策,向用户提供种植作物的类型、种植模式、合理的指标(产量、质量、效益)以及具体的栽培措施,从而提高耕地的利用率和产出率,使有限的耕地资源得到最大限度的利用。
4充分提高肥料资源的利用率
“专家系统”集成了农业专家群体的知识和经验,可以根据不同的自然条件、经济因素,进行综合推理,因地制宜、因时制宜地向用户提供最适宜的肥料种类、最佳的施肥时间,最合理的施肥量以及先进的施肥方式,并同时提供防止肥料挥发、淋溶或者固定的技术措施,使施肥有了科学的依据,克服盲目性,从而提高肥料的利用率,降低施肥成本。
5提高作物病虫害的防治水平,减少农药污染,保护环境
农业“专家系统”一般都能帮助用户识别危害作物的病、虫的种类,使用户认识防治对象,并有针对性地提供综合防治措施,从而克服作物病虫害防治的盲目性和单一性,不仅提高防治效果,减少农药污染,还不断地改善各类天敌恢复和发展的条件。
(一)机械化、智能化应用程度较低
沈阳地区的设施农业整体说机械化与智能化的应用程度相对较低,主要表现在设施栽培的作业机具和配套设备尚不完善,人力劳动效率低,劳动时间长,作业环境差,劳动强度大,规模较小,人均管理面积不及发达国家的1/50。一些发达国家,如美国、日本等国家在温室生产过程中的整地、播种、灌溉、中耕和除草等作业均已实现机械化和智能化。
(二)科技创新水平不高,专业人才不足
设施农业的生产是劳动和技术双重密集型的产业,是需要较高的专业技术水平和熟练的劳动力双因素结合的产业。沈阳地区的设施农业发展主要是由引进技术和理念来发展的,设施农业技术基础薄弱,设施技术配套水平低,规范性差,缺乏量化指标。目前的设施农业新技术推广和应用相对较慢,农业科技成果转化率较低,生产过程主要靠经验来实现,科技创新协作和关键性技术成果少,科技的推广性和实用性较差。
设施农业的从业主体总体素质较低,核心关键的是科技创新人才缺乏,设施农业专业科技人员供应不足。农业科技创新和储备能力不足,高层次农业创新人才匮乏,而少数具有职业资格的农业技术人员大多数不再从事农业生产,涉农专业的大学毕业生大都不愿意从事农业生产,在设施农业从业人员中,有专业技术职称的人数大大低于其他行业的平均水平。从事农业的人员的整体素质较低,创新不足,服务水平差,技术创新与应用不能满足沈阳地区现阶段设施农业发展的要求,致使实施农业的产品及服务的品质好处在一个比较低的水平,这与设施农业发展的要求不相适应。
(三)产品品牌度低,竞争力不强
近几年沈阳地区设施农业发展速度很快,水平也有了很大的提高,但是仍以大宗初级产品为主,农业产业化经营水平还较低。设施农业生产以分散农户为主,每个农户的经营规模不大,制约了设施农业的品种专业化、生产规模化、服务社会化和经营产业化的发展。农产品生产、加工、流通的产业链短,农产品加工水平不高,冷藏和物流设施的建设尚不完善。农产品大多以一家一户的生产销售为主,农产品仍然缺乏稳定的销售渠道,主要走批发市场这条路径。缺乏中高端产品及品牌,很难进入到大中型城市的高端销售市场,这样无形中就降低了农副产品的附加值,很难很好的实现设施农业的经济效益。再加上缺少产销信息的收集、和现代销售体系,缺乏技术型人才和先进的管理,导致抵御市场风险的能力较弱。
(四)资金投入不足供求矛盾突出
设施农业作为高投入、高产出型农业项目,而农村经济发展相对滞后,农民的收入决定了自筹能力较差,所以用于温室大棚建设的自有资金非常有限。体制和机制上条件也限制其融资的能力,尤其是缺乏对银行贷款利率的优惠政策,使大多数农民参与意识不强,对是否盈利顾虑较多,多数待观望态度,而对贷款利息的压力和资金的短缺使得设施农业不能实现规模化的发展,影响了大多数农民的参与性和积极性,限制了再生产的规模化进行。而政府的投入增长慢、金融支持力度低、社会资金投入缺乏积极性,财政对农业投入和各项财政支农政策还不能充分发挥整体效益,引导、鼓励社会各界投资、入股、领办农业工程项目的投入机制还不够健全和完善。
二、沈阳地区设施农业发展的对策建议
(一)积极推广机械化与智能化生产
建立设施农业标准化,加快设施农业装备的结构升级,在实现农业装备标准化、现代化、智能化过程中,应注重农业机械装与硬件设施与软件技术的有效配套。政府及农业管理部门应积极引导和推动设施农业的现代化与智能化发展,根据沈阳地区自然、地理、人文、社会现状建立本地区的实施农业生产、科研、营销的规范与市场运营体系。积极推进物联网等先进技术在设施农业中的应用,建立现代化和智能化的农业示范园,以推动先进农业技术、机械、设备的推广和应用。
(二)加强科技支撑与人才培养
深化设施农业领域中科学技术的应用与推广,沈阳地区根据十三五规划的要求,在整体上确立了以推进设施农业中的科技创新的方针,大力发展高效节能的设施农业,应用国内外先进的设施农业装备与技术,提升农业的综合生产能力和市场竞争力,保证沈阳地区的菜篮子的稳步推进,提升农民的收入水平。现代设施农业是科技密集型产业,从设施农业规划到结构设计,从土建施工到设备安装,从选种育苗到生产,从设施管理到市场营销,各环节都离不开科技,需要多学科、产业进行融合和集成。要使设施农业产业体系科学、规范、有序的发展,必须发挥科技的支持作用,采用先进的科学技术和专业化管理。要发挥沈阳农业大学、农科院等高等院校和科研机构对设施农业产业的科技引领作用和辐射效应,加强产、研结合,发展适合沈阳地区的专有品种、专有技术等。探索新的农业科技成果推广和市场化的途径,迅速把科研成果转化为生产力。
在设施农业发展中,科技人员的素质及水平决定设施农业的整体发展水平。按照现代化、智能化设施农业的要求培养设施农业技术型和经营型人才,加大对基层生产人员的技术和管理的培训,探索更加灵活和开放的培养方式以适应设施农业迅速发展的需要。提倡和引导相关专业的大学毕业生投入到现代农业的创业与就业中,提供良好的就业与创业环境,提高整个现代农业产业的整体文化素质与创新能力。
(三)依托龙头企业,上规模、提品质、树品牌
走进位于贵安新区高峰镇大狗场村的贵澳农业科技园,数字化气息扑面而来。棚内各个角落的感应器和摄像头负责捕捉数据,将大棚内的土壤温度、湿度、光照、二氧化碳等数据及时反馈给工作人员,工作人员可以根据这些数据作出科学判断和操作。
贵安新区绿澳农业科技有限公司总经理徐新芳介绍说,园区工作人员通过手机软件连接到大数据平台,不仅可以远程查看数据,还能在这些数据出现异常的时候进行远程操作,控制各项指标。
近年来,贵州将“创新、协调、绿色、开放、共享”五大新发展理念融入经济社会发展中,立足资源优势,培育增长新动力,实现经济增速连续6年位居全国前三位。
贵州经济发展的增速证明,以数字化的知识和信息作为关键生产要素的思考方式,可有效推动经济结构优化和产业结构转型。在农业、工业、服务业等领域的融合发展中,大数据正不断加速推进贵州产业转型升级。
同时,贵州积极利用大数据优势,开展“千企改造・大数据助力企业转型升级”专项行动,以信息化作为改造所有工业企业的总方向,为全省的烟酒产销、化学工业、建材设备、有色金属、装备制造等行业找“痛点”、开“处方”、促进全省各行各业转型升级。
传统产业不断谋划与大数据接轨,正开启一个以数字经济引领全省经济发展的新时代,工业云、电子商务云、智能交通云、智慧旅游云、食品安全云、环保云等彩云劲飘,贵州数字经济在大数据的蓝海里千帆竞发。