电子技术在现代农业装备中的应用

0 引言

电子技术(Electronic technology)主要是以电子学原理为背景与技术基础，应用特定功能的电子元件解决特定问题

。随着农业机械化及智能化的发展，电子技术开始广泛应用于农业生产中，推动农业机械化向智能化方向发展，提高农业生产智能化与人性化，可以通过编辑特定功能的程序实现相关的农业机械作业，并随着人工智能技术与电子控制技术的发展，在智能化的基础上实现人性化发展，如目前农业生产中无人驾驶技术的发展，主要是通过相关电子技术集成，农业机械在田间工作可以自动进行作业与田间导航，工作人员不需要进入田间就可以实现对农业机械的实时监控与远程控制

。还可以实现农业生产集成化与网络化控制，提高农业生产的智能化程度，提高我国农业生产的国际竞争力，对于保障粮食安全及农业生产效率具有重要意义。

在现代农业装备中，可以将GPS自动导航技术、传感器精准测量技术、图像识别技术应用到实际生产中，可以实现各项农机装备田间自动作业与导航，利用图像识别技术结合可以实现对农作物田间生长状况的实时监控，并根据生长趋势及时调整田间管理措施。田间图像识别技术目前还广泛应用于田间病虫害监测与预警，做到病虫害早发现、早预防，防止病虫害在田间的广泛蔓延，影响农业生产

。

1 主要应用范围

1.1 电子技术在农业机械中的应用

电子技术在农业机械中的广泛应用是提高农业装备现代化与智能化的重要基础条件，目前在整地、播种、中耕施肥、联合收获机械中都得到了广泛应用

。在整地机械中，以激光平整地技术为例，将电子传感器、控制系统、液压系统及相关机械配套设备组成，基于激光平整地技术可以实现1 km以内的土地平整，高度误差可以控制在1 cm左右，可以进行旱田与水田的平整地，在水田平整中可以达到“寸水不露泥”的作业效果，是作物提质增产的基础。在播种机械中，应用传感器技术实现对播种参数的自动监控与实时调节，在减轻劳动力投入与负担的前提下，提高播种效率，减少重播、漏播现象。在联合收获机械中，随着保护性耕作技术的推广，秸秆还田技术也逐步得到应用，对于农业收获时提出了更高的技术要求，在联合收获机中应用传感器技术与各项控制技术，可以实现田间作物收获与秸秆处理，减轻人力劳动强度。

1.2 电子技术在农业监测中的应用

农业监测是实现精准农业与智慧农业的基础条件，可以通过田间监控系统实现对作物生长性状及田间环境监测，还可以通过采集气候环境及田间环境对农作物生长进行预测分析，可以及时调整作物田间管理措施。面对气候灾难频发、资源短缺及气候多变的农田生产环境，可以通过电子技术对农作物产量进行预测与田间管理措施的调整，提升农业信息化服务水平

。主要技术组成如图1所示。

此外，肠道微生物的生长环境与胃肠黏膜联系密切，与肠上皮细胞紧密相连，并对胃肠黏膜的生理功能有一定的调节作用。回肠末端和结肠的L细胞在特定营养物和消化产物的诱导下分泌PYY和GLP-1[63-64]。L细胞也受肠道微生物发酵产生的短链脂肪酸(乙酸、丁酸、丙酸)的影响，提高血浆PYY和GLP-1的水平[65]。L细胞释放的PYY和GLP-1不仅抑制胃运动，改善葡萄糖稳态，还引起饱腹感和行为改变。

1.3 电子技术在农业物联网中的应用

农业物联网技术是以电子信息技术为核心，将农业信息进行相关整理与智能管理，以农业生产为背景，对人、计算机、农业产品进行全面联通与信息交互，其本质是通过获取作物生产环境、农产品信息与产品流通信息进行实时更新与记录，可以保障粮食安全、提高产量、降低生产成本的农业生产。农业物联网主要是利用传感器技术进行田间监测，并进行信息处理，实现智能化服务。

2 主要核心技术

2.1 智能控制技术

加强人才培养是提高综合国力的重要保障，任何行业的发展都离不开专业技术人员的支持，只有培养相应的技术人才才可以创造更高效、更先进的农业电子信息技术及相关应用。应大力加强电子信息技术及农业生产综合类技术人才与复合型技术人员的培养，为电子信息技术在农业生产中的顺利应用提供一定的技术保障。但是由于农业生产相对较为落后，电子技术在其他行业应用较为先进，如医疗生产、机械制造、军事应用等，农业生产中缺乏电子信息技术人才，因此限制了先进的电子信息技术在农业生产及相关装备中的应用与推广。

我国关于机器视觉技术研究起步晚，在农业生产中的应用属于初级阶段。机器视觉技术的核心是图像处理技术，其本质主要是通过图像传感器对周边环境进行识别，并基于人工智能识别技术进行图像分析，在农业生产中已经得到了广泛应用。目前，农业生产中对病虫害识别、作物生长中的各种农艺性状的判别，通过图像采集后进行系统自动判别，根据图像采集的颜色、亮度等转化为数字信号，便于在不进行田间观察时及时对田间作物进行及时判别，并及时做出干预。如浙江地区2020年通过污染及自动监测发现，水稻田间部分水稻叶面枯黄，通过采集上万张图片进行对比分析后，确定感染了卷叶虫病，并迅速采取措施进行喷洒药物，将病虫害扩散区域进行有效控制，减少了粮食损失。

2.2 图像识别技术

以上办法同样适用于其他型号的机井泵。工作人员到现场后，应先确定该机井泵为哪一种类型，再将各类型设备型号资料备全，以便现场确定具体型号。

王爱国：到2015年全面解决规划内的农村人口饮水安全问题是一个硬任务，是中央兴水强农惠民政策的一个着力点和重大举措，也是水利部门大力发展民生水利的生动体现和实际行动。2013年，农村饮水安全建设、管理和改革各方面工作成效显著，亮点纷呈。

第三，法律促进科技人才的培养。人才是科技进步的最核心最重要的因素，唯有不断培养出优秀的人才，才能促进科技的发展。通过立法促进人才的培养，成为发达国家的经验。比如，2007年，美国国会制定了《美国竞争法》，该法规定了加强美国科技人才培养、引进海外优秀科技人才的制度和措施，促进了美国科技人才的培养。目前美国拥有世界上最庞大的科技创新团队。

3 存在的主要问题

3.1 农业设备技术设施薄弱

由于需要进行一定的技术改革与相关田间设备的选择，目前，农户生产对于农业转型积极性较低，存在一定的排斥心理，相关农户依然沿袭传统农业生产方式与种植手段。农户文化水平较低，所以在农业电子信息技术应用方面存在一定的技术难点与缺陷。另一方面，目前我国农业电子信息技术普及程度较低，计算机技术、传感器技术在农业生产区普及也较为落后，加之缺乏相应的农业电子信息技术指导，因此，限制了电子信息技术在农业生产中的应用。

3.2 复合型技术人才缺失

农业智能控制技术主要是应用农业大数据与农业物联网技术，通过对田间环境及作物生长进行收集、鉴别、标识等建立相应的数据库，基于人工智能算法等进行相关参数与数据的计算与优化；在农业机械生产中，主要是以传统农业机械为硬件基础，并配套相应的智能化控制软件，实现田间精准播种、施肥、喷药、收获等相关作业工序，这些仪器形成了农业生产中的智慧农业及相关专家决策系统。

4 未来发展趋势

4.1 提高农业装备现代化水平

加大农业技术装备及相关组织管理水平，推动农业生产向现代化、规模化、集约化、信息化转变具有重要意义。首先，应该提高现代农业装备的创新性改革与自主创新能力，尤其是无人驾驶机械、农业机器人、植保无人机等现代化装备的研制与应用。引进人工智能技术、物联网技术、自动导航技术及图像识别技术，促进其在农业装备中的应用。搭建高科技农业装备技术平台，组织相关技术人才对高端农业装备的关键零部件与核心技术相关问题进行研究，对农业装备基础性问题与各种农业配套设施的集成技术进行深入研究，推动农业装备现代化与智能化进程。其次，应加强农业规模化建设，加强农业补贴政策，将小型农业生产散户推向现代集约型农业发展。最后，加强农业数字化转型，在电子技术的基础上，推动农业互联网相关技术的应用，提升农业管理服务水平，完善农业农村数字化平台。

4.2 加强农业装备基础设施建设

随着电子信息技术的大力发展，为了同步提升农业电子信息技术的应用，应该加强农田标准化建设，发展农业基础设施与装备的建设，为优良电子信息设备的应用提供良好的发展平台，主要包括农业机械化装备、田间水利装备、田间物联网技术、田间传感器技术及相关电子基础设施的应用。另一方面，为了提升相关农田基础设施及装备在全国农田建设中的通用性，应该加强各个地区的标准化建设，提高各个农业生产地区的同步发展，在全国范围内提高农业生产效率。

4.3 加强组织领导与政府扶持

加强政府的组织领导与政策扶持，根据我国不同地区农业发展现状，将电子信息技术及时、高效地应用到当地农业生产中，成立不同地区农业电子技术培训小组，为电子信息技术在农业生产中的技术推广、总体规划、技术指导培训、农业生产监督与评价提供完善的技术系统，同时为各个地区电子技术在农业生产中的高效应用与发展提供良好的平台。地方政府应该加强政策支持与资金投入，将农业基础设施、农产品流通、资源循环利用及田间检测技术更好地融入农业生产中，同时加强技术人员对农户的技术指导与培训，并进行相关技能的评估，保障农业生产的高效率开展，并积极宣传农业电子技术的优势，应用农业相关微信公众号或其他网络平台进行宣传与推广，提高农户的积极性，为农业由传统生产向现代化生产发展起到一定的推动作用。

5 结论

我国是农业生产大国，但是农业生产效率低、人均耕地面积不足世界平均水平，因此，我国距离世界农业生产强国还有一定的距离与技术差距。为了提高农业生产水平，保障粮食安全，提高农业在国际市场上的竞争力，提高我国农业生产的现代化与智能化水平对于保障农业生产效率具有重要意义。我国关于农业电子技术研究起步较晚，但是，对于农业生产支持力度较大，农业发展迅速，农业电子技术在目前现代化农业生产中占有重要地位，对于提高农业生产效率进程具有重要的推动意义。农业电子技术对于田间作物监测、病虫害防治、精准农业及精密农业仪器的研制具有重要意义。本研究系统对目前农业电子技术在农业生产中的应用现状进行阐述，分析目前农业电子技术在农业生产中存在的问题与缺陷，提出未来我国农业电子技术发展的研究重点与发展难点，应该加强相关地区政府对农业现代化发展的技术支持与政策鼓励，加强农业基础设施及配套设备的建设，大力引进相关农业电子信息技术人才，研究结果对于提高我国农业生产效率，推动我国农业现代化、绿色化、智能化的进程具有重要意义。

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