精细农业范文10篇

时间:2023-03-25 14:34:02

精细农业

精细农业范文篇1

灰的建议。

之后,一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来,关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理(SiteSpecificCropManagement)的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据,并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的最大差异可以超过100%。由于作物生产还受到气候变异的影响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展,为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息,实施基于知识和现代科技的分布式调控,达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据→通过计算机处理,生成作物产量分布图→根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图,作物生长发育模拟模型,投入、产出模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图→根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出,这一技术思想是通过多次循环的实践,来不断改善农田资源环境,积累知识,逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响,利用生产潜力的处方措施,还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标,因此,其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上,目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上,对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理,生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作,因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步,特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破,农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明,可以显著提高耕地的生产潜力,节约良种、化肥农药和能源投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着重要的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS)的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。

精细农业范文篇2

关键词:精细农业遥感技术全球定位系统地理信息系统

引言

“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。精细农业技术是运用全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、传感器及检测系统、计算机控制器及变量执行设备等信息技术,对大田农作物生产和畜牧生产实施监控,从而提高作物和畜牧产量和质量,最大限度地保护生态环境,保证农业的可持续发展。

一、国内外“精细农业”技术的应用情况

1.1国外“精细农业”技术的应用情况在北美、欧洲和澳大利亚等地“精细农业”技术主要用于土地资源的详查及监测,农作物生长状况的监测和产量预测,灾害性天气、旱情、涝情和水情的监测,农作物病虫害的监测与精细防治和大地号农田的优化施肥等方面。

到了八十年代和九十年代,由于遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的应用,进行农情监测和产量预测已达到更加精确的程度,所用设备的数量和精度都在提高。目前全球已有20000台“产量监测器”投入了使用,有的就装在收获机械上。

目前,在一些国家“可变比率洒施机”的试用引起了人们的极大兴趣。该机器的设计者试图借助于RS、GIS和GPS等技术获取田间信息(包括土壤参数和病虫害情况等),同时机器自动控制农药、化肥和种子的施入量。由于优化施肥,农场主从中可能获得巨大的经济效益。

另一种“可变比率洒施机”名为“实时闭循环系统”(Real-timeclosed-loopSystem),其设计者是想尽可能地摆脱对3S技术的依赖,田间信息直接由安在洒施机上的探测设备获取,并立即对数据进行分析并自动控制农药、化肥和种子的施入量。这种机器保证了所测得信息与所采取措施的地点的一致性。

1.2国内“精细农业”技术的应用情况我国是个农业大国,农业生产的自然条件十分复杂,自然灾害频繁,因此“精细农业”技术对我国农业生产来说是非常重要的。

我国利用地球资源技术卫星遥感资料进行土壤和水文调查开始于七十年代末和八十年代初,山西、内蒙等省(区)的土壤调查和农业区划工作就利用了卫星遥感资料。

1984-1986年,我国在京、津、冀地区,进行了大规模的冬小麦卫星遥感试验,取得了一定成果。1985和1986年小麦产量预报准确率分别为92%和95%。

可见,我国“精细农业”基本上还停留在卫星遥感、地理信息系统和产量预测方面

二、“精细农业”的技术思想

精细农业其核心思想是通过对农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、土壤含水量、植物营养、病虫害、杂草等)实际存在的空间和时间差异性的分析,确定影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控,以充分利用资源,实现最经济、最合理的投入,获得经济上和环境上的最大效益。精细农业之所以引起全世界广泛的关注,首先是因为它能显著提高产量,提高耕地资源利用潜力和保护环境;其次,是因为精细农业研究的意义已远远超出其技术系统应用发展本身的范围,它提供的技术思想和改造客观世界的认识思维方式,其影响更是深远的。

三、精细农业的技术构成

3.1GPS——全球定位系统推动精细农业发展的关键技术是在20世纪70年代末开始建立的全球定位系统。它是一种高精度、全天候、全球性的无线电导航、定位、定时系统,它可提供连续、定位和原子时钟信息。

3.2GIS——地理信息系统地理信息系统以地理空间数据库为基础,在计算机软、硬件的支持下,对有关空间数据按地量坐标或空间位置进行预处理、输入、存储、查询、检索、运算、分析、显示、更新和提供应用、研究,并处理各种空间实体和空间关系。它有如下特征:具有采集、管理、分析和输出多种空间信息的能力;具有空间分析、多要素信息分析和预测预报的能力,可为宏观决策管理服务;能实现快速、准确的空间分析和动态监测研究。将GIS用于精细农业中,可对农田小区的作物产量和各种影响因素进行存储、分析和管理。

3.3RS——遥感技术遥感技术可根据对遥感资料的解译,获得所研究区域内有关信息,具有宏观、快速、动态等特点。不同含水量的土壤具有不同的地表温度,因而具有不同的热红外特性和热辐射特性。农作物不同生长期和不同生长情况均有不同的光谱反射曲线,所以结合研究区域内抽样调查的资料和GIS数据库,并依靠有关的专业基础知识,利用RS可获得土壤含水量、作物长势和产量等重要资料。

3.4DSS——决策支持系统决策支持系统是根据农业生产者和专家在长期生产中获得的知识,建立作物栽培与经济分析模型、空间分析与时间序列模型、统计趋势分析与预测模型和技术经济分析模型,利用GPS、RS获得的各种信息及GIS建立的数据库,针对小区内农作物生长环境和生长条件时间和空间上存在的差异作出分布式投入决策,即生成田间投入处方图。决策支持系统DSS综合了专家系统ES(expertsystem)和模拟系统SS(simulationsystem),因而能为精细农业的实施提供正确的决策支持。公务员之家:

3.5ST——信息采集与处理技术信息采集与处理技术是获取各种信息的重要手段。精细农业的实现首先在于认识农田小区内农作物生长环境和生物情况的差异而这必须依赖于各种先进的传感器。随着现代科学技术的发展,各种非接触快速测量传感器和智能化传感器为精细农业提供了全新的技术支持。

精细农业范文篇3

关键词:特色农业;气象服务;需求分析

1引言

农业气象服务是应用已经被掌握的农业生产和气象条件的规律及技术,针对农业生产结构调整、农作物生长发育、影响农业生产的气象条件、农业生态等诸多方面的需求,利用有效的媒介,面向用户提供决策指导、生产建议等服务信息的过程。目前我国部级、省级、市级大区域常规农作物服务系统日趋成熟和完善,随着各地农业结构的不断调整,经济型、区域型的特色农业成为农民增收的主要手段之一,相应的特色农业气象工作也面临新的机遇和挑战,常规的农业气象服务手段已经远远不能满足当前特色农业的气象服务需求,如何做好区域特色农业气象服务工作是近年来气象服务中的重点和难点。作为中国三大盆地之一的柴达木盆地位于青海省的西北部,四周由祁连山脉、昆仑山脉、阿尔金山脉包围,面积约25×104km2。属高原干旱大陆性气候,光照足,降水少,温差大的气候特点,特别适宜枸杞、藜麦等特色作物的生长。根据统计,2018年,柴达木盆地枸杞种植面积达到了3.33×104hm2,产量达到85172t,产值达到23亿多元。柴达木盆地地域辽阔,地形地貌复杂,生态环境脆弱,气象灾害发生频率高,灾害强度大。随着枸杞产业的迅速发展,干旱、低温冻害、秋季连续降水、大风、沙尘暴、洪涝等气象灾害对枸杞生产影响日趋严重。据统计,每年由于气象灾害造成当地枸杞产业经济收入减少15%~30%。近年来,当地气象部门依托“三农”等专项投入,努力加强气象监测站网建设,积极探索气象服务新模式,在农业增产、农民增收、服务新农村等方面取得了一定成效,但由于气象服务对象分类和需求不明确,造成了气象服务产品单一、手段不实用、用户满足感较低等诸多问题,本文主要针对以上问题的解决方法进行了阐述,供服务中参考。

2特色农业气象服务需求分析

服务需求分析是指理解用户需求,就服务内容与用户需求达成一致,以用户需求为主体,最终形成服务产品送达至用户手中的过程。在此过程中,用户处于主导地位,所有气象服务应以用户需求满足为前提。此项工作是开展气象服务的基础,依据柴达木特色农业气象各用户的需求将服务对象分为气象行业用户、政府及涉农部门决策用户、广大生产种植用户三种。2.1气象行业专业用户需求分析。气象行业专业用户包括气象观测人员、服务人员两种,其中观测人员主要以数据收集及记录为主要目的,服务人员则是根据相关的数据指标和标准的产品模板制作和气象服务产品,通过面对面采访交流的形式,得到此类用户的需求主要包括以下几方面内容。2.1.1特色农业气象观测标准及记录规范。只有标准的观测数据和规范的记录方式才能实现农业气象基础信息数据库的数据结构的统一和标准化,所以制定农业气象观测地方行业标准和记录规范是农业气象服务信息化的基础,是农业气象观测业务人员进行观测记录时执行的标准。2.1.2特色农业气象服务相关指标。柴达木枸杞特色农业气象服务相关指标包括枸杞各发育期的平均出现日期、相关气象要素限值、主要气象灾害指标等等,是服务业务人员开展服务时的重要参考标准。2.1.3特色农业气象服务产品模板。考虑到服务人员工作经验、业务水平等因素的差异,提供标准统一的气象服务产品模板是服务产品制作和生成的重要环节,同时也符合广大用户的理解和查阅习惯。2.1.4面向本气象行业内部用户服务的产品方式。针对气象行业的观测和服务人员,根据其野外监测的工作及需求特点,对其提供服务是应采用移动终端APP和网站等形式,向其提供自主查询和观测数据上传等服务。综上所述,可以将此类用户的需求汇总如下表1所示。2.2政府及涉农部门决策用户需求分析。政府及涉农部门包括县、乡(镇)政府和农牧、水利、国土、民政等相关的涉农部门,作为农业生产中重要的决策、保障主体,由于服务对象专业、数量相对少,主要通过咨询采访的形式进行了需求调查,其需求主要包括以下内容。2.2.1服务内容。政府及涉农部门在农业气象服务中关心的重点是重大灾害性天气过程、农业气象灾害情况等影响范围较大且有可能或已经造成灾害的情况。2.2.2面向政府及决策。部门服务的产品方式针对此类用户,主要采用网络或传真的方式,发送至各县(区)、乡镇及主要涉农单位。其优点是服务内容详实、精细化程度高,服务材料中可附文字、图表等信息,为政府、涉农单位等决策提供科学的参考依据。综上所述,可以将此类用户的需求汇总如下,见表2。2.3针对广大生产种植用户的气象服务需求分析。广大农业种植及生产用户是农业气象服务的主体,根据其数量大、需求丰富等特点,采用了大范围的问卷调查和随机采访两种需求调查方式,经过总计和分析主要包括以下几个方面的内容。2.3.1主要农事活动的气象服务。农事活动安排是开展特色农业气象服务的前提,也是农业气象服务需求调研的首要途径,每个农事活动期间用户的需求和关注点都不同,相应的服务重点也应有所不同,是在进行服务产品开发和选择服务方式时必须考虑的问题。以11月至次年4月柴达木枸杞果树修剪期为例,晴朗无云的高温暴晒或大风天气会引发火灾隐患,而沙尘天气下则不利于田间劳作,所以果树修剪期间用户主要关注重点为每日天气预报信息及气象灾害预警信息,对应的农业气象服务产品为每日天气预报信息、旬月天气预测信息、灾害性天气预警信息,服务手段可采用手机短信、微信公众号、广播电视等媒介。以此类推,可以制定出整个农事活动期间的服务方式及手段等。2.3.2柴达木地区枸杞关键发育期气象服务。根据格尔木气象台农业气象观测数据统计分析,柴达木地区枸杞每年4月下旬开始萌芽生长,11月上旬落叶结束[1],其发育期历经6个月之久,期间有多个发育期,不同的发育期要求的气象条件、面42临的主要气象灾害及气象服务重点均有较为明显的区别。比如在枸杞开花普期,用户普遍关注的重点是何时进入开花期,开花期内的土壤墒情信息、主要天气过程预报信息、气象灾害预警信息及防治建议等,相应的服务产品应该为柴达木枸杞开花期预报、旬月天气展望、土壤墒情信息、大风和霜冻等气象灾害预警信息等等[2]。2.3.3防灾减灾生产建议及科普宣传。科学的防灾减灾及相关内容的科普宣传是农业气象服务中的重要组成部分。据调查,在气象灾害和病虫害发生时,农户和生产单位最关心的是如何防止或减轻灾害对作物的影响,并要求采取的措施方便实施,有可操作性;另外对于一些专业术语和相关知识有地方可查也是其关心的重点之一。2.3.4面向广大种植户及生产单位服务的产品方式。此类用户因为具有涉及面广、要求实效高等特点,因此在服务时采用手机短信、微信公众号、网络及电视广播、农村大喇叭等直接、快捷的方式服务产品。综上所述,可以将此类用户的需求汇总如下,见表3。

3思考和建议

3.1树立正确的农业气象服务理念。气象业务服务人员和管理人员必须解放思想、转变观念,实现被动服务向主动服务的转化,需要深入农业生产一线进行走访调查,深入了解当地的服务需求,在科学分析、细致规划的基础上制定具有针对性的精细化服务方案。而且要研究客观的服务产品评价方法,建立用户反馈互动机制,根据用户的反馈调整服务产品的内容和服务方式,保证服务发挥最大化效益[3]。3.2构建完善的气象服务监督体系,是确保气象服务质量的关键。气象监督工作的有效开展,能够切实保障气象服务的及时性、准确性、可靠性,监督工作结合当地气象灾害预警、检测、评估、防御和农业发展情况等,确定限制农业发展的气象因素,从而有针对性地开展气象服务。在气象服务监督过程中,要充分利用现代科学技术,做好沙尘暴、大风、强降水、霜冻和高温等气象灾害的预报服务工作,为农民提早预防不利天气对农作物和经济作物的危害提供信息。3.3加大专业人才培养和引进力度。从事农业气象特色观测服务人员必须要具备良好职业素养,丰富实践经验与理论知识,尤其是有关特定作物生长发育的植物生理学知识[4],能够利用先进的气象设备进行专业化的气象预测、预报等工作。气象部门要与政府部门合作,联合聘请专家学者到单位部门进行讲课,采取科学的培训制度,使得开展特色农业气象业务服务人才有机会接触更先进的理论知识,以保证人才队伍的稳定性与专业性。3.4提高农业气象服务产品科技含量。加强卫星遥感、大数据分析等现代化技术的应用,结合现有地面观测数据和服务指标体系,基于不同用户需求开发易于用户理解和掌握的,具有较高科技含量的服务产品;另一方面加强格点化数值预报产品的应用,以提高其精细化水平[5]。

4结语

特色农业气象服务是新时期农业发展的必然产物,具有旺盛的生命力,它对地方农业经济发展具有举足轻重的作用[6]。通过对柴达木地区不同用户对农业气象服务需求分析,从农业气象服务理念、完善的气象服务监督体系、加大专业人才培养和提高农业气象服务科技含量等方面提出针对性建议。以进一步提高农业气象信息传播时效性,加强特色农业气象产品制作,提高特色农业气象服务水平,为当地特色农业高效、稳定发展提供可靠气象服务保障。

参考文献:

[1]雷玉红,梁志勇,李存莲,等.柴达木枸杞发育期监测及其相关气象条件分析[J].青海农林科技,2015,(02):32~36.

[2]梁志勇,梅朵.都兰县特色农业气象服务调研与思考[J].青海草业,2016,25(03):30~32+19.

[3]王凤娟.基层农业气象服务存在的问题及改善措施[J].现代农业科技,2017,(18):200~201.

[4]李艳明,任万春,王学敏.大安市农业气象服务现状及发展对策[J].现代农业科技,2015,(06):330~331.

[5]赵宇,肖振中.赤峰市农业气象服务存在的问题及措施[J].中国农业信息,2015,(24):35~36.

精细农业范文篇4

一、发展节水灌溉的必要性

我国是世界上13个贫水国之一,人均水资源占有量只有世界人均水平的四分之一。而且时空分布很不均匀,南多北少,东多西少,夏秋多,冬春少。近年来随着人口增加经济发展和城市化水平的提高,水资源供需矛盾日益尖锐;农业干旱缺水和水资源短缺已成为经济社会和经济发展的重要制约因素,而且加剧了生态环境的恶化。按现状用水量计,全国中等干旱缺水358亿立方米。其中农业缺水300亿立方米,20世纪90年代以来,我国农业年均受益面积达到2000万公倾以上,全国660多个城市中有一半以下发生水危机,北方河流断流的问题日益突出,缺水已从北方蔓延到南方的许多地区,由于地表水不足导致地下水超采,全国区域性地下水降落漏斗面积已达8.26立方公里。

我国农业灌溉用水量大,灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。目前全国灌溉水利用率约为43%,单方水粮食生成率只有10公斤左右,大大低于发达国家灌溉水利用率70-80%,单方水粮食生产率20公斤以上的水平。通过采用现代节水灌溉技术改造传统灌溉农业,实现适时适量的"精细灌溉",具有重要的现实意义和深远的历史意义。

二、节水灌溉的内涵意义

节水灌溉就是要改变千年以来人们浇地的传统习惯,把浇地变为浇作物,按作物的最佳需水要求进行灌溉。

节水灌溉是用尽可能少的投入,取得尽可能多的农作物产出的一种灌溉模式。节水农业措施和节水灌溉措施,充分利用天然降雨和地面、地下水资源,提高水的利用率和利用效率,用最少的耗水量获得最高的作物产量和产值。节水农业措施包括抗旱节水品种、秸秆覆盖、少耕免耕、抗旱剂、保水剂等。在人们以往的印象中,节水灌溉就是发展低压管道输入、喷灌和微灌。由这些工程所控制的灌溉面积就是节水灌溉面积。其实这种看法是不够全面的,节水灌溉的目的在于减少灌溉水源从渠首到农田被作物汲收利用的全过程中的无效损失,提高水的利用率的水分生产率。它包括节水灌溉技术、节水灌溉制度以及区域水资源合理配置等方面的内容,即包含有工程措施,也包含有农业的管理措施,可以把节水灌溉措施分为以下四个方面:

1、减少从水源到田间系统的渗漏和蒸发损失提高输水系统的有效利用率,在自流灌区固定渠道采用砌石、现浇筑混凝土等进行防渗。

2、减少田间储水损失主要是减少深层防漏,提高灌溉水进入田间后的有效利用程度。

3、采用先进灌溉技术减少作物蒸腾、棵间蒸发和深层渗漏等农田水分消耗。

4、优化作物灌溉制度减少作物的无效蒸腾灌溉用水采取优化调度,合理分配等管理措施,结合各种耕作栽培技术,尽量减少对农作物产量形成非关键期的水分蒸腾,以提高农作物水分的利用效率。

三、推广节水灌溉技术,提高灌溉管理水平

从上世纪90年代开始,进一步将节水灌溉工程技术、农业技术和管理技术有机结合,形成配套技术,并大面积推广田间灌溉科学用水技术,如小麦优化灌溉、水稻浅湿灌溉、膜上灌等。与此同时,以提高降水利用率为目标的旱地农业增产技术也得到大面积推广应用。这些技术的大范围推广应用,使我国节水农业的发展提高到一个新水平。

"九五"期间,节水农业技术研究与示范曾首次被列为国家科技攻关项目,开展了喷、微灌设备的研制与改进、滴灌技术研究与示范、田间节水灌溉新技术研究,主要农作物节水高效灌溉制度的研究、节水灌溉与农业综合技术研究、人工汇集雨水利用技术研究和灌溉系统配水关键技术研究等专题研究。随着科学研究逐步走向深入,我国节水农业工程设备也得到迅速的发展,经过几十年的研制和开发,特别是近几年不断引进国外先进技术及生产装备,使节水农业工程设备在数量上和性能上都有很大提高。

目前我国推广的节水灌溉技术有渠道防渗、管道输水、喷灌、滴灌、膜上灌、膜下灌等多种形式,不同的地区宜采用的节水灌溉技术也不同,大、中型灌区适宜推广渠道防渗技术,井灌区和小型灌区宜推广低压管道灌溉技术,经济条件好的地方提倡采用喷灌技术,在果园、菜园及其它经济作物种植区适合发展微、滴灌,西北干旱地区应推广雨水集流、水窖滴灌技术,南方水稻产区则应推广水稻节水灌溉技术,各地要根据其经济发展水平,合理确定技术方案。

四、发展节水灌溉应该注意的几个问题

节水灌溉是一项系统工作,综合运用行政、技术经济、宣传教育和管理等各种手段,需要全社会的很多行业和部门协调一致,形成全力,共同做好节水灌溉工作。

第一、节水灌溉要以科学发展观为指导与服务"三农"相结合,把发展节水灌溉,改善农业生产条件,促进农业结构调整和增加农民收入结合起来,建立完善的制度体系。当前首先制定科学的用水计划,做到计划用水,计量收费,节约奖励。其次是做好节水灌溉的投入机制,规划并搞好节水灌溉的工程建设和技术的投入等。三是制定相应的优惠改革策略。进一步调动灌区农民对节水灌溉的积极性,并按"谁投资、谁所有、谁管理、谁受益"的原则确定产权,充分调动农民建节水灌溉工程的积极性。第四建立制定适合当地实际情况的实施办法,理顺水费价格,分步到位。第五完善水费计量缴费的管理办法,逐步引入用水户参与管理机制,成立用水户协会合作组织,充分发挥其主观能动性。六是深化水利工程制改革。在灌区支渠以下推广以用水户参与为主的改革,建立以各种形式用水合作组织为主的管理体制,采用灵活多样的经营方式和运行机制,从根本上解决灌区以下,小型农田水利工程无人维修养护,水费公开透明。层层搭车,用水矛盾问题。

精细农业范文篇5

1精细农业的含义

“精细农业”的核心指导思想就是要利用现代地球空间信息技术获取农田内影响作物的生长和产量的各种因素的时空差异,避免因对农田的盲目投入所造成的浪费和过量施肥施药造成的环境污染。具体而言,就是利用卫星定位系统对采集的农田信息进行空间定位;利用遥感技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息;利用地理信息系统建立农田土地管理、自然条件(土壤、地形、地貌、水分条件等)、作物产量的空间分布等的空间数据库,并对作物苗情、病虫害、墒情的发生发展趋势进行分析模拟,为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息;在获取上述信息的基础上,利用作物生产管理辅助决策支持系统对生产过程进行调控,合理地进行施肥、灌溉、施药、除草等耕作措施,以达到对田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的产量。

2精细农业技术组成

2.1数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

2.1.1产量数据采集带定位系统和产量测量的谷物联合收割机在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。

2.1.2土壤数据采集土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。

2.1.3苗情、病虫草害数据采集利用机载GPS或人工携带GPS,在田间行走中随时可定位,记录位置,并记录作物长势或病虫草害的分布情况。

2.2数据分析一般采集的数据都是以文本表形式表示,需要利用一些数学方法进行处理,生成分布图。未来的发展趋势是数据采集和数据分析统一起来,将田间观测者的地理位置和田间观测数据,通过便携PC和天线发往办公室PC,利用软件自动生成田间数据分布图。

2.3决策分析“精细农业”技术是根据田间采集到的不均衡空间分布数据及有关作物其它信息,经过决策分析,来控制投入方式和施用量。决策分析是“精细农业”的核心,直接影响“精细农业”技术的实践效果。GIS用于描述农田空间上的差异性,而作物生长模拟技术用来描述某一位置上特定生长环境下的生长状态。只有将GIS与模拟技术紧密地结合在一起,才能制定出切实可行的决策方案。

2.4控制实施“精细农业”技术的目的是科学管理田间小区,降低投入,提高生产效率。作为支持“精细农业”技术的农业机械设备,除了带有定位系统和产量测量的联合收割机外,按处方图进行作业的农业机械还有:带有定位系统和处方图读入设备,控制播深和播量的谷物精密播种机;控制施肥量的施肥机;控制剂量的喷药机;控制喷水量的喷灌机;控制耕深的翻耕机等。例如,当驾驶拖拉机在田间喷施农药时,驾驶室中安装的监视器显示喷药处方图和拖拉机所在的位置。驾驶员监视行走轨迹的同时,数据处理器根据处方图上的喷药量,随时向喷药机下达命令,控制喷洒。

3精细农业技术的应用

3.1“精细农业”具有以下优点:

3.1.1提高收益按照土壤特性、作物需求,实施灌溉、施肥、播种和病虫草害防治,即能降低用水、肥料、种子、农药的投入,也能增加作物产量。

3.1.2保护环境根据农田作物定点需求,控制化学物品的施用量,即能降低土壤、地下水、作物品质的污染,也能保护生态环境。

3.1.3提高作物产量和质量根据作物的实际需求,即能避免因过量施用化肥、农药、水带来的副作用,造成作物减产,品质下降,也能改善因缺少养分造成的减产和降低作物品质。

3.1.4提供更多有用信息由于可以获取农田更多的信息,能够使作物生产管理人员制定出更准确、合理的管理决策。

3.2需要满足的条件

3.2.1农田大小农田大小的概念主要取决于外部环境。不同国家,适于“精细农业”技术实践的农田大小不一样。一般需要一个全面的经济分析,可以计算出一个国家适于“精细农业”技术实践的最小农田范围。

3.2.2农机化程度农田可大可小,但是,农业作业若不是机械化,“精细农业”就无法实施。如联合收割机、播种机、施肥机、喷药机、喷灌机等。另外,还需要GIS、GPS(DGPS);信息采集、分析设备;随农业机械配备的定位系统、控制设备、监测设备等。总之,机械化、自动化程度越高,越利于实施“精细农业”技术实践。

精细农业范文篇6

关键词精细农业;地理信息系统;定位系统;决策支持系统;传感技术

本世纪后半期世界农业的高速发展,除了依靠生物遗传育种技术的进步,耕地和灌溉面积的扩大以外,基本上是在化肥与农药等化学品的大量增加和机械动力与矿物能源大量投入的条件下获得的。由此引起的农业水土流失、土壤生产力下降、农产品和地下水污染、生态环境恶化等问题,已经引起国际社会的广泛关注,并成为实践农业可持续发展的重要驱动力。所谓可农业持续发展是指在农业资源和环境的持续支撑下的农业经济的持续增长。即有效利用农业资源,提高农业利润,减少农业污染。

中国是一个农业大国,用占世界7%的耕地解决了世界22%人口的温饱问题,取得了举世瞩目的成就。但是,我国面对的“人多地少,资源短缺,环境恶化,人增地减”的趋势不可逆转。保证21世纪我国16亿人口的食物安全,关键在于推动农业科技的进步。正如同志所指出的“中国的农业问题,粮食问题要靠中国人自己解决。这就要求我们的农业科技必须要有一个大的发展,必然要进行一次新的农业科技革命”。纵观世界现代农业发展动态,一个新的农业科技革命的序幕已经拉开。以生物技术、信息技术为先导的现代科学技术发展及其在农业上的广泛应用,为世界各国农业发展提供了前所未有的机遇。“精细农业”技术正是在这种环境下应运而生,成为农业信息技术应用的一个重要分支。其核心是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业,在机械化的基础上,把地理信息系统(GIS)、定位系统(GPS)、决策支持系统、传感技术进行集成,使作物生产更加科学,减少投入,提高产出,实现高效利用各种农业资源,保护生态环境的农业可持续发展目标。

目前,我国化肥和农药的利用率都在30%左右,农业灌溉水利用率不足35%,仅及发达国家的一半。以施用化肥为例,1978年到1995年,全国化肥用量增长了97%,而粮食仅增长了36%,粮食产量每增长1%,化肥施用量差不多要增长3%。这种化肥施用量递增和过低的利用率,造成化肥报酬递减和对土壤、地下水、谷物的严重污染。如果化肥利用率提高10个百分点,每年即可节约1000多万吨化肥,相当于节约近100亿元人民币。据有关国外报道,“精细农业”技术将会使目前化肥和农药的施用量减少50%甚至更多。

“精细农业”技术组成

1.1数据采集技术

“精细农业”技术是通过产量测量、作物监测以及土壤采样等方法来获取数据,以便了解整个田块的作物生长环境的空间变异特性。

1)产量数据采集

带定位系统和产量测量的谷物联合收割机(如美国JohnDeree和英国MesseyFerguson等),在收获的同时,每隔1.2秒记录当地的产量,记录数据以文本形式(经度、纬度、产量和谷物含水量)存储在磁卡中,然后读入计算机进行处理。影响产量精度的主要原因是GPS(或DGPS)定位精度、产量传感器的测量精度、实际割幅和前进速度的准确性。

2)土壤数据采集

土壤信息一般包括土壤含水量、土壤肥力、SOM、PH、土壤压实、耕作层深度等。利用GPS在田间定位,采集土样。由于采集的土样一般还要送到实验室处理分析,耗资费时,成为实施“精细农业”技术实践的瓶颈。目前商品化的土壤养分快速测试仪器还是基于传统化学分析技术,其可操作性和测量精度有待于改进。国外基于TDR技术的土壤水分测量仪器、基于MR技术的多光谱SOM测试仪器已经商品化,但其价格昂贵,不适于大面积推广使用。

精细农业范文篇7

关键词:农业科研经费;预算编制;精细化管理

一、农业科研经费预算编制存在的问题

农业科研经费预算编制是预算管理的基础,但是从当前预算编制情况来看,普遍呈现出预算脱离实际、预算合理性差、预算内容粗略的现状,导致农业科研经费预算编制质量不高。造成这一现状的问题根源在于以下方面:

(一)预算编制影响因素多

农业科研项目的研究对象具备涉及范围广、影响因素多、持续时间长的特点,在项目研究过程中,季节、气候、自然资源、自然灾害、生长周期等因素均会影响着研究工作的开展,而这些都是不可控因素,增加了准确预测科研经费的难度。除不可控因素之外,人为因素也会造成预算编制的不合理。由于农业科研经费主要来源于政府财政投入,所以使得预算人员的经济意识不高,部分农业科学院为了获取最大额度的预算资金,粗略地预算课题项目支出,甚至捏造项目可行性论证的基础数据,造成预算严重偏离实际。

(二)预算编制项目精细化不足

农业科研经费预算编制通常由农业科学院的科研人员进行编制,并让财务人员也一同参与编制。但是,在实际的预算编制工作中,由于财务人员不懂得课题研究的内容,并且科研人员又不愿意让财务人员参与编制工作,导致财务人员与科研人员缺乏有效的协调沟通。科研人员在编制经费预算时,既没有将科研项目预算与相关农业科技政策、农业科学院发展目标以及项目研究的经济合理性联系起来,也没有在预算中细化各项支出项目,使得预算资金分配不合理,降低了预算的可执行性。即便财务人员参与科研经费编制工作,也会因为难以掌握全面的科研项目资料,或对专业的科研知识极为匮乏,而致使经费预算编制的准确性不足。

(三)预算编制依据过于模糊

农业科研经费预算应在科研项目可行性论证的基础上进行编制,详细说明预算项目支出的用途和测算理由,由农业专家对预算编制过程进行评审,确保预算编制符合科研项目支出要求。但从实际情况来看,科研人员的预算意识薄弱,对科研经费预算编制工作重视程度不足,加之对财务政策知之甚少,所以在预算编制时应付了事,没有用文字准确描述测算过程,模糊处理预算依据,降低了预算编制的规范性。此外,农业科研经费预算编制还存在着政府采购和常规支出经费预算漏编、项目预算与申报标准不符、编制数据有逻辑性错误、盲目增大配套经费等问题,不利于提高预算编制质量。

二、农业科研经费预算编制精细化管理的实施措施

精细化管理理念是一种科学先进的管理理念,在农业科研经费预算编制中,应引入精细化管理理念解决上述问题,促进农业科研经费预算编制由粗放化向精细化、科学化过渡,为提高农业科学院预算管理水平奠定基础。

(一)细化科研经费预算编制责任

农业科学院要给予科研经费编制充足的编制时间,理顺预算编制流程,规范预算申报过程,提高预算编制水平。农业科研院的财务部门和科研部门要协作完成科研经费的预算编制工作,由预算办公室对科研经费预算进行审核,待审核通过后的预算才能予以实施。在科研经费预算编制工作中,应进一步细化财务部门和科研部门的责任,促使两个部门密切配合、相互协作。对于财务部门而言,财务人员要深入了解课题申请立项的相关内容,结合国家和地方制定的科研经费管理政策,对科研工作中可能产生的各项费用支出进行科学估计,将其作为科研经费预算编制的依据;对于科研部门而言,科研人员要认真学习预算编制制度,接受财务人员的预算编制指导,对科研项目执行期间的预算进行一次性编制。

(二)细化科研经费预算科目

农业科研经费预算编制要在同一时间段编制来源预算和支出预算,用以反映科研项目经费的整体情况。来源预算要将从政府以及企业、社会组织团体获取的资金投入全部纳入到编制范围内,明确不同渠道的经费支持情况。支出预算要根据不同的研究课题进行编制,一般分为直接费用预算与间接费用预算,前者包括设备费、材料费、差旅费、劳务费、印刷费、燃料及动力费、国际合作交流费等,后者包括水电气等能源消耗费用支出。在预算编制时,要细化预算科目,根据相关规定规范各项预算,具体措施以下:一是设备费科目不得用于列支常规设备费用,只能用于列支科研项目的专用仪器设备费用,不得重复列支设备费;二是材料费科目只能列支一般公用材料购置费,细化各类材料的数量和金额,并且说明各类材料的具体用途;三是差旅费科目需明确开支标准,具体说明出差任务、人员、地点、时间以及其他内容;四是会议费科目不允许列支由本单位内部举办会议而产生的费用;五是专家咨询费科目要详细说明聘请专家的人数、目的、次数、时间等具体事项。通过细化预算编制科目,可确保农业科研经费预算与科研项目的实际情况相符,避免不合理的预算支出,优化预算资金分配结构,提高预算编制质量。

(三)采用科学的预算编制方法

农业科研经费预算应采用科学的编制方法,促使预算符合科研项目开展的实际情况,解决预算灵活性不足的问题,提高预算的可执行性。为此,在预算编制中可采用零基预算与弹性预算相结合的方法。零基预算根据科研项目实际需求以零为基点进行编制,准确预测各项收入与支出,不参照以往同类项目的预算编制。由于农业科研项目的研究周期长,受不可控因素的影响程度大,所以在预算编制时可采用弹性预算法,根据作业量测算支出控制数,使预算保持较强的环境适应性和伸缩性,减小预算执行差异,确保预算目标的实现。

(四)落实预算编制评审制度

农业科研经费预算要执行评审机制,确保预算方案质量,避免预算编制过于粗略、随意。在预算评审过程中,农业科学院要充分发挥预算管理办公室的职能作用,由办公室负责审查预算编制流程、预算编制形式和预算编制内容,并对审查情况进行细致评价。具体评审内容包括:审查预算支出结构是否合理、预算科目依据是否细化、预算标准是否符合申报项目、预算数据是否具备逻辑性等等。在掌握审查资料的基础上,对预算编制质量进行综合性评价,确定质量等级。若预算编制质量等级评定为中、良、优,则表明预算编制通过审核;若评定为差,则表明预算编制未通过审核,责令科研部门根据审核意见重新调整预算,并进行重新评估。对于资金投入较大的部级重大科研项目而言,预算管理办公室可聘请有资质的社会中介机构以及相关领域的专家共同参与预算评审,提高评审工作质量,并针对发现的问题提出有价值的审核意见。

三、结论

总而言之,农业科研经费预算编制直接关系到科研经费的有效使用和科研项目的顺利实施。为此,农业科学院必须重视科研经费预算编制工作,引入精细化管理理念,明确财务部门和科研部门在预算编制中的责任,细化预算编制内容,采用科学编制方法,落实预算评审机制,从而保证预算编制质量,规范科研经费使用,提高科研经费预算的执行效率,不断提升农业科学院的预算管理水平。

参考文献:

[1]徐芃.论农业科研项目经费财务管理问题及对策[J].中国总会计师,2016(6):40-41.

[2]贺耀萱.C高校科研经费预算管理研究[D].长安大学,2014.

[3]李霞,刘晓东,董合忠.农业科研单位课题经费预算编制和执行[J].中国农业会计,2014(3):104-105.

精细农业范文篇8

关键词:农业园;农业气象;传感器技术;物联网;智慧农业

农业是我国国民经济发展的基础,为推动农业的发展,我国也在大力发展农业信息化技术。农业作物的生长环境、各类要素均与气象有关。科技的进步发展为人们创造了良好的条件,目前可以通过各类传感器进行环境要素的采集,并且人工干预作物的生长环境,在北方也可以种出南方作物。现可设计农业园精细化气象服务系统,将农田小气候站资料同气象预报预警等各类服务综合到一个平台,实现实时监控,及时获取精准的气象预报预警和相关的灾害预防措施,专家可以通过系统进行远程指导等,为农业园区作物的生长创造最优的气象条件。

1系统硬件设计

本系统硬件主要使用农田气象站进行环境要素的测量,通过无线网络进行数据传输,将数据传输至服务器终端,再通过移动端APP进行各类资料的调用。

1.1农田气象站概述

气象站是用于实时监测环境变化且做出相应预警提示的监测仪器。进行地面气象监测、储存和发送监测数据,能够根据需要将监测数据转换成气象信息或编制成表格、曲线等表现形式的地面观测装置。农田环境对于农作物的生长有着重要的影响,适宜的气候、充足的水分能够促进农作物的生长,并提高产量,相反则会抑制农作物的生长。随着科学技术的发展,农业科技领域也有了重要的发展,通过田间小气候气象站等科学监测手段控制田间的气候,提升农作物的产量。

1.2农田气象站的组成

农田气象站由数据采集器、温湿风测量单元、铂电阻地温传感器、土壤水分传感器、总辐射传感器、光和有效传感器、净辐射传感器、冠层温度(红外)传感器、二氧化碳传感器、电源(太阳能)部件、通信模块(无线传输模块)、机箱、GPS校时模块、存储设备、观测杆体(或观测塔)等组成。主要用于完成所在站点多层温、湿、风的梯度观测,多层土壤温湿度的测量,辐射测量,降水观测,叶面温度、二氧化碳的测量,及其计算、存储和数据上传。所有要素最后都由主采集器获取,进行标度变换,计算出瞬时气象值、导出量,统计出最值、极值、最值出现的时间、极值出现的时间。

1.3农田气象站通讯模块

1.3.1采集数据的传输方式自动气象站可通过RS485/RS232、以太网、GPRS/4G3种上传方式传输数据;多数农田气象站使用无线传输通信方式,即使用GPRS。同时计算机可以通过有线和近距离无线的方式同时连接多个气象站,组成一定规模的监测网络。1.3.2采集数据接入网络通信模块与采集器相连,采集器将采集到的数据通过通讯模块进行上传,传输到终端服务器。实现将传感器数据接入到网络的功能,让农业园中的数据可以“说话”,之后再通过相应的软件系统对数据进行分析,让农业园变得智能化,管理便捷高效化。

2系统软件设计86

2.1软件整体框架设计

系统将农业园中的环境要素通过气象传感器进行采集,数据上传至服务器。根据服务器获得的数据进行分析处理,为农户提供精准的操作提示服务。平台可以及时获取当地的天气预报、气象预警、农业专报等农业气象服务。用户通过不同身份登录系统,获得相应的权限,可在系统中进行不同的操作。本系统属于物联网农业领域应用的范畴,系统架构与物联网的3层架构体系相同,分为感知层、网络层、应用层。数据网关接收到现场传感器的数据通过TCP/IP协议与系统的云平台服务器进行通信,通过利用设计Scoket端口,完成数据的接收与发送。

2.2用户管理模块

2.2.1公众用户模块普通用户模块向公众展示本农业园区的要素情况,无需登录,可任意浏览APP上的各类信息,权限仅限于浏览。保留注册入口,通过注册进行身份的验证,通过后可以成为其他身份,进行相应的操作。2.2.2专业用户模块农业园区的种植人员、管理人员及其他付费人员可以浏览系统中的所有资料,并且可以对数据进行下载。当预报、预警等信息时,也可以实时推送给用户。并且用户有权限查看园区的实时监控。2.2.3管理用户模块气象部门专家或者专项服务对农业部门专家等用户负责提供农业园区所在地区的精准气象服务,具有预报、预警、农业气象服务等的权限。可以对的资讯和服务产品进行审核、修改、删除等操作。2.2.4决策用户模块政府减灾办、环保、农业农村专项服务部门等用户可以在系统上当地的农业决策、为农服务政策,提供最新的政策信息,为农业园的发展提供政策的支持保障,使农业园可以适时根据政策进行相应的整改。

2.3数据库设计

数据库分为以下方面进行数据保存,采用MySQL数据库进行存储。2.3.1用户数据表用户数据表根据用户的身份不同进行管理,需要录入ID、用户名、密码、手机号、身份权限信息。每次登录时通过验证身份权限信息对用户分配操作相应的操作权限。设置字段包括ID、用户名、密码、身份权限、手机号码。2.3.2环境要素表环境要素数据表中保存农田气象站采集到的各项环境要素数据,也是最基本的农业园种植区中的要素数据,这些数据需要按照时间进行每分钟各传感器采集信息的存储,在存储时需要将时间作为主键进行保存,不允许有重复的分钟。设置字段包括ID、时间、各传感器要素。2.3.3气象预警信息表气象预警信息表内存储每次的预警信息,记录存储时自动设置ID,ID自动递增,并设置日期字段,后自动将的时间进行截取,存入数据库中。设置字段包括ID、信息时间、者用户名、内容。2.3.4气象预报信息表气象预报信息表的存储与预警的相同,即每天的预报信息,记录存储时自动设置ID,ID自动递增,并设置日期字段,后自动将的时间进行截取,存入数据库中。设置字段包括ID、信息时间、者用户名、内容。2.3.5为农服务专报表为农服务专报存储表存储的为农服务天气预报或者其它农业相关的服务专项。设置字段包括ID、信息时间、者用户名、内容。2.3.6专家建议信息表专家建议表存储农业、气象等专家根据本农业园的数据、气象预报预警、各项政策等信息提出的建设性意见和指导。设置字段包括ID、信息时间、者用户名、内容、相关领域。2.3.7农业园区警报信息表农业园警报表中存储监测到的异常数据记录,设置字段包括ID、警报名称、警报时间、警报详细内容。2.3.8政策信息表政策信息表中存储政府、农业部门等颁布的政策性措施。设置字段包括ID、政策名称、颁布时间、有效期、政策详细内容、录入者用户名。

2.4系统前端功能模块

系统主要功能是为农业园的农作提供服务,首要功能就是满足农作劳动者、管理者、农业园经营者的需求。从农业园对气象服务的要求进行功能模块的设96计和划分。系统所提供的服务皆是围绕农业,并且旨在提高农作物产量,降低人力物力消耗,在满足生产率的基础上,尽可能地为劳动者减轻负担。2.4.1实时气象预警服务功能平台与气象服务紧密结合的一个重要环节就是获取实时的气象预警。农业生产对天气具有极强的依赖性,最近几年经常出现极端天气,气象预警服务通过短时临近预报的分析结果预测灾害,及时地气象灾害预警服务,避免农业灾害的出现或者是将可能存在的自然灾害降到最低值。2.4.2远程监控功能系统的另一大重要功能就是可以对农田进行实时监控,实现农田的实时监测。实现24h实时监测,可以及时了解农田状态,对气候信息进行及时处理分析。2.4.3气象预报服务功能气象预报服务可以在页面最上方以文字形式滚动播放,点击可以在新界面上显示全文。如有天气过程,预报栏会通过变更背景颜色进行显示,以提醒用户注意天气变化。2.4.4环境要素信息查询功能提供环境要素查询功能,与实时监控模式不同,实时监控仅显示当前的各项要素值。本功能可以对历史数据进行查询,提供条件查询、模糊搜索等功能,方便用户对历史资料进行整理,并可以实现数据导出功能。2.4.5环境警报功能对环境数据实时监测,当要素值发生突变、超过各传感器探测的极值、数据缺失、存储失败这类异常时,立即向相关用户进行信息推送。2.4.6专家指导与时事政策专家通过本功能进行农业方面的技术指导,向农民朋友提供技术支持,解答农民的疑问。提供最新的农业新闻和与本农业园相关的最新政策,为农民朋友提供了实时资讯的学习平台。2.4.7数据分析功能提供数据分析功能,用于数据的图形化,可以制作各要素的变化图和要素之间的关系计算图。通过图像可以看出数据之间的关系和单项要素的变化规律等,并且图像可以导出,上传给专家,使其有针对性地做出进一步分析,并提供有效的方案。

2.5系统后台管理

系统后台由管理员进行维护管理操作。需要对系统以下几个部分进行管理,包括用户信息管理、前端各模块信息管理、系统日志管理。2.5.1用户信息管理这是后台最重要的一个功能,可以进行用户身份的核实、审批,对用户的权限、密码、信息进行删除、修改等操作。只有系统管理员级别的身份才可以开放用户信息管理功能。2.5.2前端各模块信息管理对前端模块所记录的信息进行增加、修改、删除的功能。对实况气象预警、气象预报服务、环境要素信息查询、环境警报、专家指导、时事政策等模块所涉及的信息进行管理,可以对其中内容进行修改,是最高级别的权限。2.5.3系统日志管理系统运行后会有相关的日志文件,普通用户无权限进入后台查看系统日志,仅系统管理员可以进行查看。日志记录的内容有各用户的登录信息、登录IP、访问的模块、进行的操作等。管理员可以通过日志查询确保系统的安全。

3结语

在农业现代化技术和物联网技术的发展下,各类智慧农业的系统相继问世,为农业生产提供了巨大的技术支持。在农业信息化的各个领域,均有很大提升空间,继续加大技术的研发,向农村地区普及信息化技术,培养农业信息化人才,让信息技术更好地推动农业经济发展。

参考文献

[1]宋艳.基于物联网技术的智能农业种植系统设计[J].现代电子技术,2013,36(24):38-39,42.

[2]徐晓雨,张旭,朱勇.基于物联网技术的智慧农业监控系统设计[J].信息记录材料,2018,19(05):100-102.

[3]王柏林,朱成欣,阳艳红.农田小气候自动气象观测系统[J].气象水文海洋仪器,2013,30(04):1-3,7.

[4]宋中玲,张静.新型自动气象站传感器工作原理及测试方法研究[J].自动化仪表,2018,39(07):78-81.

[5]靳鹏,王本革.自动气象观测系统智能传感器接口板的原理及实现[J].气象水文海洋仪器,2010,27(02):35-40.

精细农业范文篇9

关键词:传统农业;现代农业;规模化;精细化

改革开放以来,以上世纪80年代初期的联产承包责任制为主要标志,中国农业经历了一系列比较成功的发展时期。然而,由于理论的局限性和实践经验的缺乏,中国并没有从根本上改变传统农业的特征。农业脆弱的基础地位在中国新一轮的通货膨胀中暴露无遗。据国家统计局的信息,2007年,中国居民CPI上涨4.8%,涨幅比2006年提高3.3个百分点,而食品价格上涨成为拉动价格总水平上涨的最主要原因。2008年,中国物价上涨的势头有增无减,仅2月份的CPI就达到8.4%,创下十二年来的新高。可以说,中国“低通胀、高增长”的黄金发展时期已经过去了。农业是食品加工工业的基础,深刻反思中国农业发展的不足,不仅有利于从根本上解决目前的通货膨胀问题,更有利于中国农业抓住契机,迅速向现代农业转变。

一、传统农业发展理论的局限性

传统农业发展理论以阿瑟·刘易斯的《二元经济论》和舒尔茨的《改造传统农业》为代表。应该说,这两大理论都为传统农业向现代农业的转变提供了崭新的思路,对二次世界大战以后世界农业的发展发挥了一定的积极作用。然而,理论本身的缺陷,非常苛刻的理论应用前提,加上缺乏实践经验的必要总结和提炼,很容易导致发展中国家农业在经历一段短时期的繁荣之后再次陷入停滞,回到那种投入产出的低水平均衡。以《二元经济论》为例,刘易斯最重要的假设就是农村存在隐性失业,农业劳动的边际生产率为零或者为负数。在对农业生产没有任何不利影响的前提下,农村劳动力可以源源不断地流向城市,加人工业化进程。当农村劳动力流出到一定程度时,农产品产量下降,价格上升,追求利润的动力将促使农民把现代农业的生产要素引进来,从而实现传统农业向现代农业的转变。然而,从发展中国家的实践来看,不仅是刘易斯的假设站不住脚,刘易斯所描述的二元经济向一元经济转变的过程也过于简单。首先,正如美国西奥多·W·舒尔茨所指出的,农村劳动的边际生产力为正,不是零,更不是负数,因此农村劳动力流出带来的直接后果就是农产品产量和质量的下降。其次,农产品价格的上升几乎伴随着劳动力流出的开始而开始,并不是有相当长一段时间的滞后期。因为相对于较低的农业劳动生产率,工业的劳动生产率较高,即使在农产品产量和质量保持不变的情况下,农产品的相对价格也会上升。再次,农产品价格上升所带来的利润,并不能肯定把现代农业生产要素引进来。因为现代农业生产要素是多种要素的集合体,其中许多关键性的生产要素具有很长的生产周期。农产品市场的价格波动足以扼杀现代农业生产要素的整体引进,取而代之的是增加传统农业生产要素的投入,从而使得传统农业向现代农业的转变功败垂成。最后,考虑到经济开放的因素,农产品的进口足以阻止任何农产品的价格上涨和农业生产利润的获得。因此,无论是二元经济理论还是改造传统农业理论,它们都存在先天的局限性。这种局限性在中国过去三十年的农业发展中充分暴露了出来。

二、中国农业发展存在的问题

1978年以来,中国农业发展取得了很大的进步。1985年,在中国具有深远影响的家庭联产承包责任制不仅全面铺开,其效应也已开始充分发挥,中国农业取得了前所未有的大丰收。现在,中国农业的发展基本满足了国民经济迅猛发展对农产品的需求,农产品的进口在全部进口总额中只占很小比重,这对于拥有13亿人口的发展中大国而言,是非常了不起的成就。

然而,我们在看到成绩的同时,也要看到问题和不足。总体上说,中国农业发展面临着两大问题:一是中国农业仍是一个低收入行业,二是农村劳动力向城市的转移受到工业化能力的限制。这两大问题相互交织,相互作用,维持着中国农业投入产出的低水平均衡。需要指出的是,农业的低收入使农村劳动力流出,极大降低了农业劳动力的整体素质,这对主要依赖人力资本的中国农业现代化造成了致命打击。巨大的城乡收入差距,不仅意味着农村较低的消费和生活水平,也意味着农村的低储蓄和低投资,意味着改造传统农业所需要的货币资本和实物资本投入都面临不可克服的现实困难。然而资金的缺乏还不是最主要的,因为在发达的金融市场中,只要有丰富的人力资本,信用仍然能够弥补货币和实物资本的不足,但务农的低收入恰恰又让农村本已稀缺的人力资本进一步流失。现代农业需要的不是廉价的低素质劳动力,而是具有较高教育水平和相当技术含量的高技术劳动者,这种劳动力在农村很奇缺。然而在农业劳动低收入的刺激之下,不仅有一定技术水准的劳动力走向了城市,甚至具有强壮体力的简单劳动力也离开农村,这意味着滞留在农村的劳动力主体是老、弱、病、残,他们无论在劳动力数量还是质量上都不可能胜任中国农业发展的需要。农产品价格偶然性上涨所带来的经济刺激,其结果不可能是现代农业生产要素的投入,而只能是传统农业生产要素的简单追加。农产品销售的高价格最终对应着农产品生产的高成本,而不是通过引进现代农业生产要素降低生产成本,获取更多的农业利润,从而使农业生产进入良性循环。

如果说,务农的低收入为传统农业的现代化制造了巨大障碍,城市工业化接纳农村剩余劳动力能力有限,则使传统农业维持的低水平均衡获得了必要的外部条件。受工业化产品市场容量的限制,劳动密集型产业在中国城市的发展遇到瓶颈,城市产业结构的升级进一步表明依靠城市工业化来完全吸纳农村剩余劳动力是不现实的。在这种情况下,民以食为天,廉价的劳动力大军盘踞在农村,也就为传统农业的延续提供了最好的土壤。在改革开放的三十年里,尽管中国的农业机械总动力有所增加,但中国农业的规模经济效应并没有显示出来,更没有显示出中国农业机械化的强大竞争力。

三、规模化与精细化是中国农业发展的基本方向

一方面,中国农村劳动力向城市的转移受到工业化市场容量的限制;另一方面,中国传统农业向现代农业转变又必须以大批农业劳动力的退出为前提,只有这样才可能产生资本对劳动的有效替代。这意味着中国必须开辟一个新的就业领域作为农村过剩劳动力的吸收器。新的就业领域只能来自农业内部,但它绝不是我们日常所理解的现代农业,在严格的意义上,按照刘易斯模式实现的现代农业应称为大田农业。新的就业领域是特种农业,也称精细农业、都市农业,它在日本、东亚四小龙甚至东南亚一些国家已取得一定的成功经验。特种农业生产满足人们特殊需要的农产品,大田农业生产满足人们日常需要的农产品。两者之间最主要的区别,就产品而言,特种农产品异质性高、产品差别化程度大,大田农产品同质性高、几乎完全可替代;就要素投入而言,特种农业是典型的劳动密集型行业,而大田农业是典型的资本密集型行业,尽管二者所需要的技术含量都很高。特种农业和大田农业是现代农业的两个组成部分,它们代表着农业现代化的两个方向,每个发展中国家在实现农业现代化时,都应根据自己的国情,选择适合自己的农业现代化道路,自主决定特种农业和大田农业在本国农业部门中的比重。

实现中国农业现代化,绝不能照抄照搬西方的农业发展理论,必须结合中国国情,创建有中国特色的现代农业发展理论。西方的农业发展理论之所以有效,是因为它适合西方的国情。西方发达国家在工业化的过程中,面临着严重的劳动力短缺,劳动密集型的传统农业除以廉价的资本取代昂贵的劳动力之外,没有任何选择,以机械化为基本特征的西方农业现代化完全是市场竞争的结果,后来的农业电气化、自动化和智能化等都是在机械化的基础上完成的。这种在特殊情形下完成的农业现代化并不意味着西方的农业现代化代表着农业现代化的全部内容,充其量它只是告诉我们,通过资本对劳动的替代,可有效提高农业劳动生产率,创造出更多的农业剩余产品。从这种意义上说,刘易斯的《二元经济论》讲述的是西方的农业现代化之路,是农业劳动力严重不足情形下的农业现代化,这条道路对于有着严重过剩劳动力的中国农业是否适用值得商榷。相反,舒尔茨的《改造传统农业》与其说它为农业的现代化提供了一条新思路,不如说它为西方农业现代化理论补充了新的内容。因为就大田农业而言,刘易斯的《二元经济论》显然更具有说服力。大田作物最基本的特点就是受自然条件影响显著,最能发挥人的主观能动性的地方就是改变劳动的投入方式,这是西方农业现代化首先从以资本替代劳动开始的首要原因,在机械化全面铺开之后,才有化学化、生物化等其他农业现代化技术。这种以节省劳动力为基本目的的农业现代化注定了其产品的劳动含量较低,农产品具有明显的资本密集型特征,但社会发展的需要显然不应局限于资本密集型农产品的满足。舒尔茨的《改造传统农业》在强调农业生产过程中资本与劳动具有可替代性的同时,认为可以通过增加劳动的投入来弥补资本的不足,却无意识地把人们引导到一个农业现代化的全新空间,这就是特种农业的现代化,专门生产劳动密集型农产品。如果说大田作物满足的是人们日常生活的需要,特种农产品满足的就是人们特殊生活的需要。舒尔茨理论应用的结果是,如果要取得成功,只能是特种农业的出现和特种农业现代化的实现,这也许是舒尔茨当初提出这一理论时所没有想到的。

精细农业范文篇10

近两年来,我国科技界在研究推进新的农业科技革命中,对国外这一技术体系的发展趋势,引起了广泛的关注。新闻媒体陆续有了一些报导,有的单位已开展了有关研究和试验示范工程准备工作,国内外的学术交流与合作联系开始活跃,国外有关产业界开始向我国推荐其技术产品,密切关注中国走向21世纪实现农业现代化、信息化中这一巨大的潜在技术市场。可以预言:“精细农业”技术体系的试验示范及其相关技术产品的开发研究,将在世纪之交成为推进我国新的农业科技革命中的重要研究课题。信息技术革命为农业生产现代化发展提供了新机遇,在开拓新的前沿科技应用研究领域中,发达国家和一些发展中国家的起跑线拉近了距离,时间上的差距在缩小。在某些重要领域实现技术发展上的跨越,将是机遇性的挑战。

主席1998.9在安徽考察工作时的讲话中指出:“现在一些发达国家,已经把基因育种工程、电子信息互联网络、卫星地面定位系统等高新技术应用于农业。我们必需有紧迫感,尽快迎头赶上”。“精细农业”技术体系是农学、农业工程、电子与信息科技,管理科学等多种学科知识的组装集成,其应用研究发展必将带动一批直接面向农业生产者服务的电子信息高新技术与工程装备技术的研究与开发,对推动我国基于知识和信息的传统农业现代化,具有深远的战略性意义。“精细农业”,即国际上已趋于共识的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”学术名词的中译。国内科技界及媒体报导中目前尚有各种不同的译法和对其内涵的理解。如译为“精准农业”、“精确农业”、“精细农业”等。实际上,目前国外关于PrecisionAgriculture的研究,主要是集中于利用3S空间信息技术和作物生产管理决策支持技术(DSS)为基础的面向大田作物生产的精细农作技术,即基于信息和先进技术为基础的现代农田“精耕细作”技术。因此,作者认为采用“精细农业”或“精细农作”译名来表达当前实践的这一技术思想的内涵可能更为确切。诚然,当今实践的“精细农作”技术思想,应该扩展到设施园艺、集约养殖、产品加工及农业系统的精细经营管理方面,而形成为完整的“精细农业”技术体系。

“精细农业”技术是直接面向农业生产者服务的技术,这一技术体系的早期研究与实践,在发达国家始于八十年代初期从事作物栽培、土壤肥力、作物病虫草害管理的农学家在进行作物生长模拟模型、栽培管理、测土配方施肥与植保专家系统应用研究与实践中进一步揭示的农田内小区作物产量和生长环境条件的明显时空差异性,从而提出对作物栽培管理实施定位、按需变量投入,或称“处方农作”而发展起来的;在农业工程领域,自七十年代中期微电子技术迅速实用化而推动的农业机械装备的机电一体化、智能化监控技术,农田信息智能化采集与处理技术研究的发展,加上八十年代各发达国家对农业经营中必需兼顾农业生产力、资源、环境问题的广泛关切和有效利用农业投入、节约成本、提高农业利润、提高农产品市场竞争力和减少环境后果的迫切需求,为“精细农业”技术体系的形成准备了条件。海湾战争后GPS技术的民用化,使得它在许多国民经济领域的应用研究获得迅速发展,也推动了“精细农业”技术体系的广泛实践。使得近20年来,基于信息技术支持的作物科学、农艺学、土壤学、植保科学、资源环境科学和智能化农业装备与田间信息采集技术、系统优化决策支持技术等,在GPS、GIS空间信息科技支持下组装集成起来,形成和完善了一个新的精细农作技术体系和开展了试验实践。迄今支持“精细农业”示范应用的基本技术手段已逐步研究开发出来,在示范应用中预示了良好的发展前景。近五、六年来,已有数千计的研究成果,实验报告见诸于国际学术会议或学术刊物;每年都举办专题“国际精细农业学术研讨会”和有关装备技术产品展示会;在万维网上设置有多个专题网址,可以及时查询到有关研究发展信息;美、英、澳、加等国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心,开设了有关博士、硕士研究方向及培训课程;日、韩等国近年来已加快开展研究工作,并得到了政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛的共识,将成为世纪之交发展农业高新技术应用研究的重要课题。“精细农作”技术思想的核心,是获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间和时间差异性信息,分析影响小区产量差异的原因,采取技术上可行、经济上有效的调控措施,区别对待,按需实施定位调控的“处方农作”。正是信息技术革命为这一技术思想的实践,提供了先进的技术手段。

千百年来的作物生产,都是以地区或田块为基础,在区域或田块的尺度上,把耕地看作是具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式,也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测,通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上,即使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性,包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生,再逐步按时空变化蔓延的特性,早已为人们所认识。几世纪前,农民把土地划分为小田块来耕作经营,正是受到对作物生长环境和产量空间变异的感性知识的影响。我国农民几千年来在小块土地上经过劳动密集的投入和积累的丰富生产管理经验而形成的“传统精耕细作”技术,也可以在小块农田内达到很好的经济产量,只是没有现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持来形成大规模的生产力。本世纪初期,科学家就研究报告过作物产量和田间土壤特性,如N、P、K、pH、SOM含量等在田间分布具有明显的差异性。1929年,Illinois大学C.M.Linsley和F.C.Bauer发表文章劝告农户应绘制自己田区内的土壤酸度分布图和按小区需求使用石灰的建议。

之后,一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来,关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理(SiteSpecificCropManagement)的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据,并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的最大差异可以超过100%。由于作物生产还受到气候变异的影响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展,为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息,实施基于知识和现代科技的分布式调控,达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据→通过计算机处理,生成作物产量分布图→根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图,作物生长发育模拟模型,投入、产出模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图→根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出,这一技术思想是通过多次循环的实践,来不断改善农田资源环境,积累知识,逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响,利用生产潜力的处方措施,还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标,因此,其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上,目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上,对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理,生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作,因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步,特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破,农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明,可以显著提高耕地的生产潜力,节约良种、化肥农药和能源投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着重要的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS)的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。