精细农业的应用特征与农机工程创新对策

丛国政

(白城市农牧机械化研究院,吉林 白城 137000)

0 引言

精细农业的概念最早由美国提出,并在1997年将精细农业相关技术的研究列为国家发展战略,旨在全面分析农业面临的各种问题,利用信息技术改善传统农作物生产管理方式,提高农业生产的质量、产量与效益等。近几年,随着可持续农业发展的不断深入,现代化“精细农业”理念在我国农业生产领域引起高度重视。精细农业是基于物联网技术、遥感技术、全球定位技术及地理信息技术等,获取农作物生长情况及农田周边环境信息,再通过智能决策系统对相关信息进行大数据分析与处理,实现农作物的生长情况评估、田间精准植保、农田精细管理等田间管理模式[1-3]。及时了解作物信息、合理利用农业资源、避免农业生产污染、提高农产品的产量与质量,保证农业的可持续发展[4]。

1 精细农业应用特征

1.1 节本增效与优质高产

精细农业技术主要是应用农业信息技术,获取目标区域内农作物基本情况、影响农作物生长各种因素及实时动态变化的其他因素信息,分析影响目标农作物质量与产量差异的原因,依据农作物的目标产出,由精细农业管理系统采取技术上可行、经济上有效的“因地制宜、因材施策”精准调控措施。农业生产过程中,通过采取精细化的育种、播种、植保、收获农业生产技术,并与现代化管理理念相结合,促进农业生产在成本可控的范围内实现“高产增收,高质增效”的目标。同时,在国家相关惠农政策与农技服务支持下,广大农户的科学种植、科学管理农作物的意识不断增强,通过精细农业技术改变了传统农业以人力为主作业方式,降低生产成本、提高劳动效率,保证农业产品质量与产量,提升农业经济效益,实现农业生产节本增效与优质高产。

1.2 降低成本与减少污染

精细农业中应用变量控制技术,根据精细农业机械所处的目标区域实际位置及农作物生长环境,科学合理确定目标区域所需投入量(种子、化肥、农药),自动调节农业机械执行控制单元,通过“因时、因地、因作物”全面平衡执行量,改变传统农业生产依靠经验调节造成成本增加与环境污染,实现变量施肥、植保、灌溉、播种等精准调控,达到最佳效果。同时,在可持续生态农业理念指引下,精细农业改变传统农业生产“过量投入、稳产增产”的固化思维,应用新型精细农业生产模式,通过农作物动态监控,农情科学精准判断,农资定时定量供给,在保证农作物高产、稳产的基础上,减少农业生产能耗,避免农药过度过量投入、节约农业植保成本投入,实现农业生产成本降低与污染减少。

1.3 调整生产结构与农业技术创新

精细农业中应用数据决策技术,基于计算机科学自动组织与协调多种数据库模型,并实时对数据库(模型库、数据库、专家库及经验库)中的数据信息进行快速存取、合理分析与科学处理,以实现农业生产辅助决策。在现代农业劳动力逐步向工业、服务业转变的背景下,精细农业带动其他农业相关上下游产业发展,平衡农业产业链布局,促进产业结构优化升级,增加农民收入,促进农业、农村经济发展。同时,在确保农产品产量和质量的前提下,精细农业不断探索先进的农业技术,科学合理融合现代新兴科学技术,实现农作物的生产全过程动态监测、精准分析、实时控制及资源合理利用,实现农业生产产业结构调整与农业技术持续创新。

2 精细农业中农机工程创新存在问题

随着农业信息技术的发展,精细农业技术不断融入我国农业生产各个方面,精细农业与农机工程创新科技相结合,不但提升农业生产效率与质量,推进农机工程技术创新,而且降低农业生产成本,减少农业生产耗能,为农机工程技术的发展创造条件。但是在实际农业生产中,由于我国传统农业基础薄弱的内在因素与现代农业发展中的各种各样外在因素影响,我国精细农业中的农机工程创新与农业发达国家相比仍有很大的差距,我国与农业强国农机工程机械化率对比如图1所示。我国农机工程科技创新中存在的主要问题有以下几个方面[5-6]。

图1 农机工程机械化对比图

2.1 农机工程技术创新相对落后

近年来,随着精细化农机工程创新体系逐步构建,我国开始发展以精细农业机械制造为重点的农机工程技术,并取得了较大的进步,但在精细农业机械实际研发能力方面,与农业强国相比,我国的农机工程技术创新水平相对落后,部分农机工程科技研究方面取得阶段性科研成果,却未能与农业生产的实际过程充分结合,无法获得实际的社会效益与经济效益。特别是在广大农村地区,农户不能全面引进现代化农业机械,部分农业机械仍处于初级农业机械化阶段,部分农业生产企业和广大农户们重视眼前经济效益,精细农业中农机工程技术的创新未能得到群众基础的广泛认同,导致有“技术”没“市场”现状。同时,由于农业发展的政策导向,当前我国以发展农业生物科技为主(如图2),精细农业中农机工程技术缺乏企业和农户的广泛关注,导致农机工程科技研究缺乏人力、物力、财力等内在动力,农机工程技术成果普及范围仍有限,无法促进精细农业生产能力进步,不利于农机工程技术创新发展。

图2 农业生物与工程科技发展情况

2.2 农机工程技术转化相对滞后

随着精细化农机工程对农业现代发展的作用越来越显著,我国开始逐步重视和发展农机工程建设,并取得了阶段性成果,但在精细农机技术成果的实际应用方面,与农业强国相比,我国的农机工程技术转化相对滞后,农机综合生产能力方面也相对落后。尤其是精细农业机械化水平和当前农业产品加工技术发展不平衡,精细化农机装备种类齐全,成效显著,但不适合或不满足我国不同地区的实际农业生产需求。同时,由于我国部分地区农产品的运输条件发展不成熟,精细化农机工程技术创新应用中,发生农产品滞销现象,对创新科技助力“三农”可持续发展理念造成较大冲击,也不利于精细农业中农机工程技术创新发展。

2.3 农机工程人才培养不够完善

随着精细农机工程技术在现代农业中的应用越来越普及,我国开始逐步重视和培养农机工程技术型人才,并建立了基本的农机工程人才培养体系,由于我国农机工程科学发展较晚,农机工程技术型人才数量无法满足我国实际的农业发展需求,并且与农业强国相比,我国的农机工程人才培养体系不够完善。尤其是精细农机工程是涉及到农学、生物、机械、工程管理等学科交叉的科学工程,对农机工程人才的综合知识具有较高的要求,由于我国人员培养结构不完整,导致农机工程技术人才出现“断层”的现象。同时,我国对农业工程人才的重视程度不足,农业工程技能型人才的工资待遇普遍偏低,缺乏全面完善的人才培养机制与客观公正的评价激励机制,造成农机工程企业无法吸引优秀的农机工程人才,不利于精细农业中农机工程技术创新发展。

3 精细农业中农机工程创新应用对策

3.1 建立农机工程技术创新平台

为了改善我国精细农业中农机工程技术创新水平相对落后的问题,农业部门要充分依据国家农机工程科技发展战略,积极统筹农业科技资源,合理优化农机工程配置,努力构建农机工程技术创新的科研平台、共享平台与技术交流平台,加大对精细农业中农业机械研究、设计、制造与管理等先进技术研发的财政支持力度,科学配置相关的农机工程国家重点实验室和工程研究创新中心,促进农机产业的发展,推动农机工程技术创新。同时,科研工作者们要培养农机工程技术创新意识,充分结合我国发展实际,引进农业发达国家先进的农机工程技术,并重视自主研发能力与关键核心技术的掌握,积极争取政策与资金的支持下,引进先进的智能化技术,建立适合不同种植区域、不同农业机械、不同农业资源等的农机工程技术“创新平台”,促进精细农业的科学发展[7]。

3.2 完善农机工程技术成果转化机制

为了改善我国精细农业中农机工程技术转化相对滞后的问题,农业部门及各级科研管理部门要完善适合我国农机工程发展实际的技术成果与技术成果转化评价机制,结合各地区农业发展实际情况,科学评价并合理推广农机工程的实际应用,推动农机工程技术成果切实落地,将农机工程技术成果转化为农业生产力。同时,我国需要继续加大对农机工程技术成果转化成功的科技成果各项(政策、资金)支持力度,积极鼓励农机工程技术由理论技术创新到实际应用创新转变,不断完善农机工程技术成果转化机制,促进精细农业的健康发展。

3.3 优化农机工程人才培养机制

为了改善我国精细农业中农机工程人才培养不够完善的问题,国家及农业部门要立足精细农业中的农机工程学科的发展培养农机工程人才,依靠国家重点高等院校和科研院所,完善农机工程学科的软硬件设施建设,健全高水平的农机工程教师队伍,并通过“社会选调、校企合作”等其他用人机制,合理选拔农机工程技术技能型人才开展农机工程技术创新,强化各个层次之间教育培训与资源共享,系统优化农机工程人才培养机制,达到互利共赢的目的,促进精细农业的长远发展。

4 结论

通过精细农业节本增效与优质高产、降低成本与减少污染、调整生产结构与农业技术创新应用特征讨论,深入地分析了精细农业中农机工程创新存在着农机工程技术创新相对落后、农机工程技术转化相对滞后、农机工程人才培养不完善等问题,并提出了建立农机工程技术创新平台、完善农机工程技术成果转化机制及优化农机工程人才培养机制等精细农业中农机工程创新的应用对策,为进一步实现精细农业中的农机工程创新提供相关理论知识与应用参考。