您当前所在位置:文化历史 > 正文

精准农业发展现状及趋势


来源: 华中农业大学   
作者:马丽筠

摘要:农业是推动国家经济发展的基础。近年来,我国农业机械科学技术发展迅速,在农业上的要求和标准也日益增加。农业的发展越来越依赖于科技的进步与产业化。精准农业技术作为新的生产力的代表,在农业生产过程

摘要:农业是推动国家经济发展的基础。近年来,我国农业机械科学技术发展迅速,在农业上的要求和标准也日益增加。农业的发展越来越依赖于科技的进步与产业化。精准农业技术作为新的生产力的代表,在农业生产过程中已发展成为综合管理集成技术。本文阐述了精准农业的概念及主要技术,分析了国内外精准农业发展现状,并对发展趋势进行了探讨。

关键词:精准农业;技术体系;现状特征;发展趋势

 

1精准农业概述

精准农业是一种关于农业管理体系的战略思想,是信息科学技术在农业的运用,是以知识经济为基础的农业微观管理系统。精准农业是当今世界农业发展的新潮流,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。其基本涵义是根据作物生长的性状,调整对作物的输入,也就是一方面确定田块内部的土壤性状与生产力空间变异,另一方面确定农作物的生产目标,进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”[1],以最少的投入达到同等或者更高的收入,同时改善农业环境,高效合理利用资源。

精准农业以农业可持续发展为目标,以生态系统的理论现实为依托,以信息化技术、自动化技术、数字化技术等技术为指导,对农林牧渔各业的整个生产工艺过程实现精细化、准确化。

2精准农业的关键技术体系

精准农业强调综合集成的思想,包括指导思想的集成、学科基础的集成和技术的集成。由于精准农业涉及到的范围广,内容丰富,因此其指导思想和学科基础也是有系统论、可持续发展等思想集成而来。精准农业的实施需要运用多种技术,精准农业技术是各种相关技术,如信息化技术、自动控制技术、数字化技术等技术的有机组合。

2.1变量的精准控制技术

精准变量控制技术是农业生产的不同阶段,根据已做出的标准化、数字化、精准化的投入的变量值,人工或自动地以一定的投入速率进行变量控制的技术[2]。这里的变量指的是可控的农业资源和物料,如种子、灌溉水、肥料、农业、生长素等物质、自动控制环境条件变量等。在现代精细农业中,变量技术应用于农作物的播种、施肥、灌溉等环节。变量的投入精准化,是实施精准农业的过程中的重要环节。

2.2农业信息化技术

农业信息化技术主要是以“3S”技术为主的空间技术、以作物信息技术为主的农业生产变量信息实时采集与处理技术、农业网络化信息服务技术等。信息包括:产量数据,土壤数据,苗情、病虫草害数据以及其他数据等。在精准农业中,这些农业信息化技术应用于农业过程,对农业生产进行实时监测与管理。

2.3智能化集成管理与控制技术

智能化技术在农业中的应用主要包括各种决策系统如专家系统、决策支持系统等的应用。自动控制技术的应用包括灌溉作业的自动控制、耕耘与收货作业的自动控制、果实收获、畜牧生产过程、农产品加工的自动控制、农业生产的设施农业工厂化生产控制等。

2.4综合集成技术

精准农业涉及到许多学科,如农学、电子学与信息工程、畜牧学、农业工程等。所以在生产过程中就需要各学科的技术集成组装、综合应用。国际上精准农业的实践表明,实施精准农业要求的有生物技术、工程技术装备、信息技术以及市场经济下的经营技术等。

3国内外精准农业的发展现状

3.1国外精准农业的发展

3.1.1美国的精准农业

美国是世界第一大经济体,其精准农业的管理已经达到世界领先水平,信息管理技术系统各个环节的操作也非常严格。美国的内布拉斯加州在土壤分析定向取样中,利用GIS数据库结合航天照片和遥感图像提供的信息,通过强大的数据分析系统分析出土壤成分分布情况,再运用生产环节的知识指导,精确得出农业生产中所需的准确信息。产品检测试验中,产品监测操纵台利用GPS和RS技术显示记录升降机速度、地面速度、海拔高度、割穗机高度、作业幅宽,同时利用GPS存储位置信息数据,便于后期通过GIS来制作收割时采集到的数据图纸[3]。由此可见,“3S”技术在美国农业管理中被广泛应用。

3.1.2日本的精准农业

    日本的精准农业自上世纪九十年代以来不断革新,第五代日式精密农业的引入为日本传统农业带来较大改变,同时也影响了农产品的市场变革[4]。日本的精准农业实现了农田信息化,农产品栽培与土壤管理数据化,最重要的是实现了保护环境前提下农业经验的收益最大化。技术平台的开发为农产品溯源系统的构建提供了重要基础。其在农田信息采集与管理上的经验以及适合其农业特点的基于共同体的结成模式为我国精准农业的发展提供了借鉴经验。

3.2我国精准农业发展现状

3.2.1国内精准农业技术进展

我国与欧美及日本等经济发达国家相比,在精准农业技术水平和普及程度方面还存在一定的差距。但是经过我国科研人员十几年的研究探索,在精准农业研究方面已取得很多成果。

(1)“3S”技术的应用研究

GPS和GIS技术已经被熟练应用于我国精准农业的实践中。GPS既可以精准定位、测算农田面积,还可以进行变量作业机械的控制和导航;GIS被应用于生成产量分布图到给出精准农作物处方图的农田精细管理各个环节;RS用于宏观监测和决策,同时在田间生物信息获取方面有很大潜力。

(2)精细作业机械的开发

   在吸收引进国外同类产品的过程中,我国科研工作者相继开发了一批精准农作业机械。北京农林科学院、中国农科院土肥所、吉林大学进行的变量施肥机的研究,田间试验表明取得了良好效果;华南农业大学开发的自走式拖拉机和自走式插秧机已经达到田间作业实用化的水平;华中农业大学研究的油菜精量播种机,样机实验良好。

(3)信息采集与获取技术研究

GPS嵌入式田间计算机的开发、土壤水分传感器的开发、土壤肥力先进传感器的开发、作物长势先进传感器的开发、基于无线传感器网络的温室环境监测系统的开发等技术在科学研究和实际生产中已经实现应用。

3.2.2国内精准农业发展存在的问题

(1)农田分布造成的自身局限性

在山区和半山区,地理条件与技术水平有限;普通丘陵地区,田地分布不均、类型较多、人均耕地面积少,不利于联合作业机械的实施,不可能在短时期内建设较高水平的精准农业体系。

(2)农业机械化水平较低

    我国农机化水平较低,具体表现在:农机装备结构不合理;农机产品技术水平低;农机装备与分布地区发展水平不均衡。农业发展靠科技,农业科技的实施靠农机。农机水平不高直接影响到精准农业的实施。

(3)农民信息意识不足

    随着社会工业化和城镇化的快速发展,农村的大规模劳动力涌入城市,传统农业的劳动力结构发生了很大变化,劳动力水平严重降低,农民的信息意识不强。

4我国精准农业发展趋势

4.1开发智能化、自动化农业机械

    精准农业的推广应用涉及精准农业技术水平、农业机械化水平、农业技术培训等。要想对农业机械进行自动化控制,实现精准农业,最重要的是实现对农业装备工作状态的实时监测,及时发现农作物的生长问题,并将问题及时反馈、迅速制定最佳的解决措施并实施。研究推广把卫星通讯、遥感技术、电子计算机等高尖技术应用到拖拉机等农机具上,实现拖拉机等农机的无人驾驶、自动操作、自动监控等,使各种农业机械能更准确、更迅速地实现耕地、播种、施肥、除草、除病虫害等作业,向精准农业方向发展[5]。

4.2实施适合我国国情的精准农业项目

综合考虑我国各地区的自然、经济与社会条件,按照东、中、西北部分别发展不同程度类型的精准农业[6]。东部地区经济发展水平高,可实施信息化、自动化、智能化的精准农业;中部地区经济发展水平一般,所以该地区应该多注重生态环境的保护;西北部地区人口数量较少,适合发展大规模的精准农业,采用大型的农业机械化与自动化设备,同时也应考虑到该地区经济水平较低,需要逐步发展才能实现。

4.3加强3S技术的应用研究,促进信息化建设

我国对3S技术的研究中,GIS和RS在农业中的应用研究起步虽晚,但发展较快。结合美国精准农业的发展现状及特点,我国应继续加强对3S技术的应用研究,研制和改进适合我国的精准农业机械装备,开发适用于不同生长环境、种类特点以及不同的生产对象和品种的新型精准农业机械设备,并尽可能多的应用于实际生产中。

4.4提升农民对精准农业的认识

    我国信息化建设的基础设施水平还很低,为了加强基础建设,同时使农民能够加强对精准农业的理论认识和技术掌握,应该建立完善简单易行、行之有效的快速技术推广系统和专业的农业技术培训,才能是精准农业技术在生产实践中更大范围的应用。

5结束语

    精准农业是信息技术发展的必然结果,是农业现代化的必然趋势。对农业作物的投入没有完全根据作物的实际需求,同时造成了农业环境污染以及资源浪费等,解决这些问题的最佳办法就是采取精准农业的战略。精准农业涉及到多种学科,同时需要高技术含量的装备,如GPS、GIS等。目前发展虽迅速,但仍需进一步完善体系和技术,努力达到标准化,同时尽可能的在农村广泛推广和应用。力求在全球化进程中加强技术创新,发展带有我国特色的精准农业。

 

 

[参考文献]

[1]汪懋华.精细农业[M].北京:中国农业大学出版社,2011.6

[2]陈忠军.精准农业的研究现状和发展趋势[J].农垦农机化,2015(1):114-115.

[3]张倩,张希妍,刁志国.浅谈美国的精细农业[J].农技服务,2014,31(4):194.

[4]温佳伟,黄金柏,徐乐.日本精准农业发展现状与展望[J].中国农机化学报,2014,35(2):337-340.

[5]吴重言,陆静,郑介松,高美灵.精准农业技术研究[J].农业科学,2016,36(14):42-43.

[6]武军,谢英丽,安丙俭.我国精准农业的研究现状与发展对策[J].山东农业科学2013,45(9):118-121.

 




注:本站大部分内容来自作者原创或转载自大型媒体,版权归原作者所有。文中提及的观点或态度仅代表原作者,与本站无关。除违反相关法律法规外,如有侵犯您的权益,请先联系原作者进行删除。


相关热词搜索: 精准农业 现状 趋势


上一篇:农业机械化的特征与发展趋势
下一篇:《中国唱诗班》:用心做好每帧





本类推荐



精准农业发展现状及趋势