雄安新區(qū)智慧農業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和對策研究.pdf

農機技術在有機旱作農業(yè)中的發(fā)展與應用 王金楠1 趙 璞2 劉 淵1 1 黑龍江農墾農業(yè)機械試驗鑒定站 哈爾濱 1 5 0 0 3 8 2 黑龍江省農業(yè)科學院 農業(yè)遙感與信息研究所 摘要 農業(yè)機械化是現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的必然選擇 發(fā)展有機旱作農業(yè)是我國農業(yè)的基本道路 我國旱作面積占 耕地面積的5 5 1 水資源匱乏 制約著現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展和經濟水平的提高 近幾十年來的社會進步促進了科學 和技術的發(fā)展 這也導致在整個有機旱作農業(yè)中出現(xiàn)大規(guī)模機械化生產的現(xiàn)象 從而加快了有機旱作農業(yè)的發(fā)展 速度 在實際農業(yè)生產中推廣和使用農機械技術 大大提高了農業(yè)生產 使許多農民的農業(yè)生產收入增加 同時農 機技術在近年來農業(yè)發(fā)展方面也取得了有效進展 為促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展 研究分析了農業(yè)機械技術的趨勢 并 概述了農業(yè)機械技術在有機旱作農業(yè)中的發(fā)展和應用情況 關鍵詞 農機技術 有機旱作農業(yè) 發(fā)展 應用 0 引言 現(xiàn)代農業(yè)是利用現(xiàn)代科學和技術改變傳統(tǒng)農業(yè)的操作方法 以此提高農業(yè)生產的效率和經濟效益 全 國各地的可耕地總面積為1 2 1 7 7 5 9萬h m 2 其中很大一部分是旱地 在旱地種植農作物最大的問題在于水 資源的短缺 對旱地作物的質量和旱地農業(yè)的發(fā)展造成了不可估量的影響 因此 必須推廣農業(yè)機械化技 術 將其應用于干旱地區(qū)的農業(yè) 2 1世紀的信息學 因特網 人工智能等技術已經與生活和工作有著千絲萬 縷的聯(lián)系 這些是新時代的代名詞 在我國農業(yè)發(fā)展中較艱難的農業(yè)技術領域 智能化的應用使其取得良好 的成果 在我國目前的有機旱作農業(yè)的生產過程中 農業(yè)機械設備的使用已經做到了全覆蓋 包括一些新興 的農業(yè)機械技術 農業(yè)新能源技術 機械控制技術 電子智能技術 農業(yè)機器人技術等的使用也都已經成熟 能夠有效地促進有機旱作農業(yè)的發(fā)展 1 農機技術的意義 根據發(fā)達國家的經驗來說 沒有農業(yè)的機械化 就沒有農業(yè)的現(xiàn)代化 農業(yè)機械化是實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的 重要前提 因此 為了提高作物產量和農民的經濟收入 應當大幅發(fā)展智能農業(yè)機械技術 農機技術的廣泛 應用可以極大地促進農業(yè)機械化和智能化的發(fā)展 農業(yè)機械化的發(fā)展 同時意味著農機相關技術的發(fā)展 是 我國現(xiàn)代農業(yè)快速發(fā)展的必要條件 當今社會 人們將農業(yè)機械化水平的發(fā)展程度默認為是衡量國家農業(yè) 發(fā)展程度的重要標志 農業(yè)機械是農業(yè)生產中最先進的生產工具 是發(fā)展我國農業(yè)的物質基礎 是促進傳統(tǒng) 農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)轉變的重要要素 傳統(tǒng)農業(yè)的發(fā)展依靠的是農民的智慧和經驗 而現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展主要是 依靠科技的發(fā)展 非常明顯 即使人民的智慧是無窮無盡的 但不可否認的是人工生產的生產率遠遠低于機 械生產的生產率 在農業(yè)機械中推廣和應用先進農業(yè)技術是農業(yè)技術發(fā)展和完善的重要載體 例如 在實 際生產過程中 可應用于農業(yè)的衛(wèi)星導航技術 自動控制技術等都屬于智能農業(yè)機械化技術的范疇 這些技 術將幫助人類追蹤作物動態(tài) 實現(xiàn)田間地頭的機械化耕地 灌溉 施肥 種植 收獲以及處理成其他食品等 這些新技術的推廣應用 是以農業(yè)機械為載體 通過機械的活力 準確度和速度才能達到 在農業(yè)生產中 許 多天災的防預 比如抗旱排澇 大規(guī)模的病蟲害防治等都可以人為地干預預防 運用機械化得到較好的管 理 各種機械化大大減輕了農民生產負擔 比如增大了生產規(guī)模 改善了旱作的農業(yè)生產條件等 提高了生 產效率 提高了農民的生產收入 與手工作業(yè)相比 使用先進的農機化技術可以增加糧食產量 可節(jié)省化肥 農藥等的使用 農機技術的存在 從一定程度上解放了勞動人民的雙手 促進了一個國家和地區(qū)的發(fā)展 尤 其是在水資源并不充足的旱作地區(qū) 農業(yè)的機械化極大地促進了旱作農業(yè)的生產發(fā)展 這就是發(fā)展農機技術 的意義 收稿日期 2 0 2 2 0 5 2 5 作者簡介 王金楠 1 9 8 5 女 黑龍江哈爾濱人 碩士 主要從事農業(yè)機械推廣鑒定工作 88 現(xiàn)代化農業(yè) 2 0 2 2年第1 1期 總第5 2 0期 2 農業(yè)機械化在有機旱作農業(yè)發(fā)展中的作用 2 1 農業(yè)機械化是現(xiàn)代農業(yè)的重要標志 農業(yè)機械化是現(xiàn)代農業(yè)最重要的標志 現(xiàn)代的有機旱作農業(yè)機械技術開發(fā) 運用機械技術開發(fā)降低了 旱作區(qū)域的水資源損失 并協(xié)助降雨收集 以改善用水效果 從農業(yè)與綠色發(fā)展兩個方面進行權衡選擇有效 的預防干旱措施 如對旱作區(qū)域主要作物的農田宜機化改造 深松整地技術 小麥機械溝播技術 免水耕種化 技術開發(fā) 工業(yè)機械化秸稈還田與綜合利用 機械生態(tài)與環(huán)保農業(yè) 智能農機以及現(xiàn)代農業(yè)技術 通過利用 先進的農機技術 能夠帶動地區(qū)的經濟發(fā)展 給人民帶來更多的收益 推動了現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展 2 2 農業(yè)機械化技術有助于改善生產條件 利用自然條件進行耕種是干旱地區(qū)傳統(tǒng)農業(yè)的特征 這種生產方式會使生產力落后 糧食生產少 然而 農業(yè)機械化利用先進科學技術 改善農業(yè)生產的條件 可以增加資源使用率 提高生產效率 同時農機技術會 將田地區(qū)域化 以區(qū)域為單位進行耕種可以提高有機旱作農業(yè)地區(qū)的土地產出效率 抗干旱能力 農作物質 量 干旱地區(qū)使用農機技術 改善了農業(yè)的生產條件 為農民增加收入 3 農機技術在有機旱作農業(yè)中的應用 3 1 農業(yè)新能源技術 在目前的社會中 人們日益認識到能源的局限性 轉而研究 生產和使用以可再生能源為重點的新能源 并逐漸減少傳統(tǒng)農業(yè)機械中使用燃油等不可再生能源 從而減少了環(huán)境污染和資源浪費 在現(xiàn)階段 太陽能 和風能等領域新能源是農機具應用的主要新能源 經過多年的研究和開發(fā) 太陽能和風能已經為農業(yè)機械的 實地發(fā)展及應用提供了充足的動力 使得農業(yè)在可持續(xù)發(fā)展方面取得了非常顯著的成就 用于溫室蔬菜種 植的新能源可以實現(xiàn)如室內溫度控制 光電 熱能等 使用太陽能蟲燈泡控制害蟲 有效避免因使用農藥 過 度使用化肥而導致土壤肥力下降的問題 利用風力進行灌溉 排水等都是新能源在日常的農業(yè)生產生活中的 有效應用 3 2 農業(yè)自動控制技術 自動控制技術在國內取得了些許成功 在農業(yè)領域發(fā)揮了重要作用 在很大程度上實現(xiàn)了智能和聯(lián)網 并在有機干旱農業(yè)發(fā)展中發(fā)揮一定的作用 例如 在農用機械設備上安裝電子監(jiān)視系統(tǒng) 并在控制大型農用 機械駕駛艙內安裝的智能顯示器 實時監(jiān)測農田的動態(tài) 使用遙感技術實現(xiàn)對光線 溫度 濕度 生存 土壤等 參數(shù)的記錄 以及利用因特網技術分析動態(tài)形成分析圖 使總監(jiān)控計算機能夠比較各項專業(yè)數(shù)據分析 向環(huán) 境參數(shù)的調節(jié)裝置提供反映 再利用計算機自動控制系統(tǒng)自動調整各個數(shù)據分析 美國開發(fā)了一種非常實 用的激光器 利用激光成像信號可以通過對光的感應監(jiān)測農用土地 確定平面基準 接收器將通過控制技術 從外部接收信息 然后由自動控制技術自動調整指令發(fā)送給液壓系統(tǒng) 以精確控制土地上的挖掘機 使土地 的翻整工作順利進行 3 3 G P S導航技術 G P S系統(tǒng) 又稱全球定位和導航系統(tǒng) 不僅在地理研究方面發(fā)揮著重要作用 在有機旱作農業(yè)的應用中 也占有重要地位 它在實際農業(yè)生產中非常受歡迎 主要受益于其低成本 精確度和易于操作等優(yōu)勢 將全 球定位系統(tǒng)和因特網技術有效地結合起來 將有助于實時進行有效的動態(tài)預測和監(jiān)測 幫助農民實現(xiàn)農業(yè)生 產的自動化和智能化 并對農業(yè)用地上作物的質量和生產狀況進行有效的分析 從而促進采取后續(xù)行動 3 4 農業(yè)機器人技術 農業(yè)機器人是農業(yè)生產的一種新技術 在農業(yè)機器人內部存在著一套控制系統(tǒng) 這種系統(tǒng)通過一系列的 生產控制程序得以運作 并因其強大的適應性與復雜多變性實現(xiàn)對多類作物的種植 自農業(yè)機器人面世后 各國便爭相引進用于自己國家的農業(yè)生產中 最新一代的機器人已經發(fā)展到可以在無人控制的情況下對農 田的狀況進行視覺檢測并主動進行后續(xù)的推演 且自動化的生產 比如美國一個團隊研發(fā)出了能夠利用激 光傳感器進行運作的機器人 它能將作物生長模式 掃描的環(huán)境數(shù)據等信息反饋給總計算機 由總計算機自 98 現(xiàn)代化農業(yè) 2 0 2 2年第1 1期 總第5 2 0期 動構成三維圖表建模 完成了對農作物生長狀況的追蹤以及未來產出的預測 總之 在有機旱作農業(yè)中應用 智能農機技術可以有效地促進可持續(xù)發(fā)展 促進實現(xiàn)經濟和生態(tài)效益的雙重收獲 4 農機技術在有機旱作農業(yè)中的發(fā)展趨勢 農機技術的發(fā)展和創(chuàng)新是發(fā)展旱作農業(yè)的根本途徑 農業(yè)所用機械的創(chuàng)新與發(fā)展 可以提高要素生產 率 進一步提高旱作農業(yè)的生產 智能農機技術在有機旱作農業(yè)中的發(fā)展趨勢有5個方面 種植規(guī)?；?技 術集成化 生產標準化 產品品牌化 生態(tài)優(yōu)良化 4 1 種植規(guī)?；?要實現(xiàn)種植規(guī)?；?一是必須開發(fā)能實現(xiàn)大規(guī)模種植的農業(yè)機械設備 加快在關鍵時節(jié) 重點播種環(huán)節(jié) 的智能農業(yè)機械的研究 開發(fā) 引進和修理是農業(yè)發(fā)展的重中之重 二是一體化的實現(xiàn) 在科學和先進技術的 不斷發(fā)展的基礎上 為加快一體化的步伐 需要對主要農作物的各個生長狀態(tài)進行嚴密的檢測 建立有主要 農作物各種生長狀況的信息庫 并對農作物的種植模式進行改造 以便日后的規(guī)模化生產 農業(yè)機械和農藝 的一體化是指同時設計農業(yè)機械和農藝 農機設計以農藝參數(shù)為依據 農藝研究以農機實現(xiàn)為前提 相輔相 成深度結合 準確獲取農業(yè)參數(shù)取決于物聯(lián)網對農業(yè)信息的全面理解 可靠的傳輸和與農產品聯(lián)系的智能 處理 農業(yè)機械的嚴格實施取決于機器設備的智能化程度 4 2 生產標準化 生產標準化要充分發(fā)揮各種新型農業(yè)經營主體的主觀能動性 并以生產裝備化 裝備數(shù)字化 監(jiān)管網絡 化 管理智能化 作業(yè)無人化技術的發(fā)展為重點 對一些生產方式 比如機械生產 良種供應 病蟲防治 技術 水肥等進行統(tǒng)一 加強良田 良種 良法 良機 良制綜合措施的持續(xù)推進和運用 達到產品規(guī)范化 從而進一 步推動有機旱作農業(yè)示范基地的復制性推進與發(fā)展 4 3 技術集成化 整合技術的主要目標是通過整合各種信息技術 如因特網 大數(shù)據 傳感器信息 云計算 物聯(lián)網 3 S 和農機設備技術 利用現(xiàn)代技術改進農業(yè)機械設備 由于農業(yè)機械的同質化 農業(yè)機械能否根據環(huán)境對農業(yè) 生產的潛在影響 動物和植物的物理生態(tài)的變化等因素采取多樣的不同的處理 是技術集成化研究的關鍵 不同的作業(yè)主要是收集生產過程的信息和反饋 實時數(shù)據處理 分析決策和嚴格執(zhí)行4點 與此同時 加強 對功能擴展和管控平臺技術的研究和開發(fā) 打造低能耗 短流程 零負荷的多功能裝置 4 4 產品品牌化 市場上對純天然 健康和無害農業(yè)產品的需求不斷增加 為農產品品牌化創(chuàng)造了發(fā)展機會 智能農業(yè)機 械技術和設備的快速發(fā)展是對以下方面的重要支持 加強農業(yè)產品的監(jiān)管 標準化和包裝化等的程度 利用 地理優(yōu)勢 通過選擇優(yōu)質種子優(yōu)化生長環(huán)境 精密田地管理 智能收獲加工等 建立優(yōu)質農產品品牌 將農產 品打造成一種品牌 相當于打造一條生產線 以綠色純天然為宣傳點 既可以促銷產品 也可以加快旱作農業(yè) 的發(fā)展 4 5 生態(tài)優(yōu)良化 生態(tài)優(yōu)良化主要體現(xiàn)在兩點 第一 農業(yè)生產應做到無害環(huán)境 減少消費 通過探測和智能監(jiān)控 有效利 用資源 減少使用化肥 減少環(huán)境污染 維護生態(tài)完整性 第二 通過建立多層農業(yè)生態(tài)系統(tǒng) 充分發(fā)揮農業(yè)在 維護生態(tài)平衡方面的作用 5 結語 和現(xiàn)代農業(yè)設備相較 最大的區(qū)別是傳統(tǒng)農業(yè)設備的效率較為低下 無法完成多重耕作作業(yè) 現(xiàn)代農業(yè) 設備則可以依托網絡 大數(shù)據 綜合傳感器 電子處理軟件和信息技術等新技術 實現(xiàn)耕種 管理 采集等多重 作業(yè)功能 還能夠在完成農業(yè)作業(yè)任務的同時 通過獲取有關土地 莊稼的生長情況 產量分布等各類信息 并進行調整和完善農業(yè)作業(yè)數(shù)據 以有效控制農業(yè)作業(yè)的質量 做到了對農業(yè)產品的精確掌控 未來農業(yè) 機械技術還將繼續(xù)發(fā)展 將盡可能的運用到有機旱作農業(yè) 0 0 8 09 現(xiàn)代化農業(yè) 2 0 2 2年第1 1期 總第5 2 0期