吳海林
(廣東石油化工學(xué)院,廣東 茂名 525099)
隨著科技的發(fā)展和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進,農(nóng)業(yè)裝備和控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。這些裝備和控制系統(tǒng)包括自動化種植和收割機械、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)傳感器和監(jiān)測設(shè)備、智能灌溉系統(tǒng)以及遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等。通過使用這些技術(shù)和設(shè)備,農(nóng)民能夠更加高效地管理農(nóng)田、監(jiān)測作物生長情況、精確施肥和灌溉,并實時獲取和分析農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù),從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量,減少資源浪費,為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。
農(nóng)業(yè)過程裝備與控制是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運用各種技術(shù)和設(shè)備,以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的自動化、智能化和精細化管理的概念。它涉及農(nóng)田管理、作物生長監(jiān)測、農(nóng)業(yè)機械化、灌溉施肥、病蟲害防治、采收加工等環(huán)節(jié)[1]。通過應(yīng)用先進的裝備和控制系統(tǒng),例如傳感器、自動化設(shè)備、遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等,農(nóng)民可以實現(xiàn)對農(nóng)作物的精確管理,提高生產(chǎn)效率,減少資源浪費,并優(yōu)化產(chǎn)量和品質(zhì)。此概念的目標(biāo)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,同時滿足人們對食品安全和環(huán)境保護的需求。一般而言,農(nóng)業(yè)過程裝備與控制具有以下幾方面的特點。
1)自動化和智能化。農(nóng)業(yè)過程裝備和控制系統(tǒng)采用自動化技術(shù)和智能算法,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的自動化操作和智能決策,減輕農(nóng)民的勞動負擔(dān),并提高工作效率。
2)精細化管理。通過使用精準(zhǔn)的傳感器和監(jiān)測設(shè)備,農(nóng)業(yè)過程裝備和控制可以實時監(jiān)測和控制農(nóng)田環(huán)境、土壤水分、作物生長情況等關(guān)鍵參數(shù),實現(xiàn)對農(nóng)作物的精細化管理,從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)[2]。
3)數(shù)據(jù)驅(qū)動科學(xué)決策。農(nóng)業(yè)過程裝備和控制系統(tǒng)能夠收集和分析大量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù),包括氣象數(shù)據(jù)、土壤分析數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)等,通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測模型,為農(nóng)民提供科學(xué)決策支持,優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)策略。
4)節(jié)約資源和環(huán)保。農(nóng)業(yè)過程裝備和控制系統(tǒng)可以精確計量和控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的水、肥料、農(nóng)藥等資源的使用,減少浪費和環(huán)境污染,實現(xiàn)資源的有效利用和環(huán)境的可持續(xù)保護。
5)遠程監(jiān)控和管理。農(nóng)業(yè)過程裝備和控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理,農(nóng)民可以通過手機或電腦等終端設(shè)備實時獲取農(nóng)田信息、作物狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù),進行遠程操作和調(diào)整,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的靈活性和便捷性。
農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的加強具有一定的必要性,這是因為農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的現(xiàn)代化應(yīng)用可以有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、保護環(huán)境資源、推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
1)農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的現(xiàn)代化應(yīng)用可以顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式往往依賴人力勞動,工作效率低下,且容易受到自然因素的限制。而現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)裝備與控制技術(shù)能夠自動化和智能化地實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的各項操作,如播種、施肥、灌溉、病蟲害防治等,從而大幅提高生產(chǎn)效率。裝備與控制的精確性和高效性可以保證作業(yè)質(zhì)量和效果的穩(wěn)定提升,同時減少了人力成本和人工錯誤的風(fēng)險,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加高效、可控[3]。
2)農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的現(xiàn)代化應(yīng)用有助于改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中,人工操作的局限性和不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊。而現(xiàn)代化的裝備與控制技術(shù)可以實現(xiàn)對農(nóng)作物生長環(huán)境和生產(chǎn)過程的精確監(jiān)控和控制,包括溫度、濕度、光照、水肥管理等方面。通過精準(zhǔn)調(diào)控,可以優(yōu)化農(nóng)作物生長條件,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。此外,裝備與控制技術(shù)還能實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品的追溯和溯源,保證產(chǎn)品的安全和可追溯性,增強了消費者對農(nóng)產(chǎn)品的信心。
3)農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的現(xiàn)代化應(yīng)用可以降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中,人力成本和資源浪費較高,勞動力的短缺和成本的上升給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了很大壓力。而現(xiàn)代化的裝備與控制技術(shù)可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的自動化和智能化,減少了人工勞動力的需求。通過精確調(diào)控,可以實現(xiàn)農(nóng)作物的精細管理,避免了資源的浪費和過度使用。此外,裝備與控制的智能化還可以提供數(shù)據(jù)支持和決策輔助,優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案,進一步降低生產(chǎn)成本。
4)農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的現(xiàn)代化應(yīng)用有助于保護環(huán)境資源和推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的大量化肥、農(nóng)藥和水資源的過度使用,給環(huán)境帶來了嚴重的污染和破壞。而現(xiàn)代化的裝備與控制技術(shù)可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精細化管理,減少了化肥、農(nóng)藥和水資源的使用量,降低了對環(huán)境的污染和壓力。同時,裝備與控制技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)同發(fā)展,如有機農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的推廣,促進了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[4]。
1)加強農(nóng)業(yè)裝備的研發(fā)和創(chuàng)新。通過持續(xù)的研發(fā)和創(chuàng)新,推動農(nóng)業(yè)裝備的技術(shù)進步和性能提升。例如,開發(fā)更先進的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備,如精準(zhǔn)種植機、智能收割機等,以提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。此外,還可以開發(fā)適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新型材料和技術(shù),以提高裝備的可靠性、耐用性和適應(yīng)性,滿足不同農(nóng)業(yè)環(huán)境和作業(yè)需求。
2)加強農(nóng)業(yè)裝備與信息技術(shù)的融合。結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展,如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等,將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)中,實現(xiàn)裝備與設(shè)備之間的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)共享和智能控制。例如,利用傳感器和監(jiān)測設(shè)備采集的數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)分析和智能算法,實現(xiàn)農(nóng)田環(huán)境的實時監(jiān)測與調(diào)控,從而優(yōu)化農(nóng)作物的生長條件。此外,利用大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測模型,為農(nóng)民提供決策支持和精細化管理,提高生產(chǎn)效率和決策水平[5]。
3)促進農(nóng)業(yè)裝備研發(fā)和應(yīng)用的產(chǎn)學(xué)研合作。加強企業(yè)、科研機構(gòu)和高校之間的合作,共同開展農(nóng)業(yè)裝備的研發(fā)和應(yīng)用。通過產(chǎn)學(xué)研合作,能夠?qū)⒖蒲谐晒焖俎D(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力,加速技術(shù)的推廣和應(yīng)用。同時,也能夠使科研機構(gòu)和高校更加貼近實際需求,根據(jù)農(nóng)民和生產(chǎn)者的反饋,不斷改進和優(yōu)化農(nóng)業(yè)裝備和控制系統(tǒng),提高其實用性和適應(yīng)性。
1)加強農(nóng)民培訓(xùn),提升農(nóng)民技能。通過組織培訓(xùn)班、技術(shù)交流會和示范現(xiàn)場等形式,向農(nóng)民普及農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的知識和技能。培訓(xùn)內(nèi)容可以包括裝備的操作和維護、數(shù)據(jù)收集與分析、智能決策等方面。通過提高農(nóng)民的技術(shù)水平和專業(yè)素養(yǎng),使他們能夠熟練操作和有效利用農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng),提高生產(chǎn)效率和管理水平。
2)建立技術(shù)支持體系,為農(nóng)民提供及時的技術(shù)指導(dǎo)和問題解答。設(shè)立農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢熱線、專家團隊或技術(shù)服務(wù)中心,通過電話、在線平臺或現(xiàn)場服務(wù)等方式,為農(nóng)民提供技術(shù)咨詢和指導(dǎo)。農(nóng)民在使用農(nóng)業(yè)裝備和控制系統(tǒng)中遇到的問題和困惑,可以及時得到專業(yè)的解答和幫助,提高他們對裝備和技術(shù)的理解和應(yīng)用能力[6]。
3)開展示范和推廣應(yīng)用,提高農(nóng)民對農(nóng)業(yè)裝備與控制的認知和接受程度。通過建立示范基地和示范項目,向農(nóng)民展示先進的農(nóng)業(yè)裝備與控制技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。農(nóng)民可以親身體驗和觀摩,了解裝備的優(yōu)勢和功能,從而增強對裝備和控制技術(shù)的信心和興趣。同時,通過示范項目的推廣應(yīng)用,將先進技術(shù)逐步普及到更多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,擴大裝備與控制的影響范圍。
1)推動農(nóng)業(yè)裝備的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;a(chǎn)。通過促進農(nóng)業(yè)裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進程,實現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的擴大和生產(chǎn)效益的提高。降低生產(chǎn)成本,例如通過采用標(biāo)準(zhǔn)化零部件、優(yōu)化生產(chǎn)流程、引入自動化設(shè)備等方式,降低生產(chǎn)成本。規(guī)?;a(chǎn)可以減少單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,提高裝備的競爭力,從而降低農(nóng)業(yè)過程裝備的市場價格。
2)推動農(nóng)業(yè)過程裝備的協(xié)同研發(fā)和共享平臺建設(shè)。通過建立協(xié)同創(chuàng)新平臺和共享資源,促進裝備制造企業(yè)、科研機構(gòu)和農(nóng)民之間的合作與交流。共同研發(fā)和共享農(nóng)業(yè)過程裝備的技術(shù)和資源,可以降低研發(fā)成本和生產(chǎn)成本。此外,共享平臺還可以提供裝備租賃、技術(shù)咨詢和售后服務(wù)等支持,進一步降低農(nóng)民使用裝備的成本。
3)推動政府支持和財政激勵措施。政府可以通過出臺政策和財政激勵措施,降低農(nóng)業(yè)裝備的購買成本和使用成本。例如,減免農(nóng)業(yè)裝備的關(guān)稅和稅費、提供裝備購買補貼和貸款優(yōu)惠等政策,降低裝備的購買和融資成本。此外,政府還可以加大對農(nóng)業(yè)裝備產(chǎn)業(yè)的扶持和投入力度,促進裝備制造業(yè)的技術(shù)升級和創(chuàng)新,進一步降低裝備成本[7]。
1)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和平臺。制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn),確保不同農(nóng)業(yè)裝備和控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的互通和共享。同時,建立農(nóng)業(yè)裝備與控制數(shù)據(jù)平臺,集中存儲、管理和分析各類農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)平臺的建設(shè),不僅可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,還能夠提供數(shù)據(jù)分析和決策支持的功能,幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)管理者更好地利用數(shù)據(jù)進行決策和管理。
2)促進農(nóng)業(yè)裝備和控制系統(tǒng)的互聯(lián)互通。推動不同裝備和控制系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸和共享。例如,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),將農(nóng)業(yè)裝備和傳感器連接到云平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和遠程控制。通過互聯(lián)互通,不僅可以實現(xiàn)裝備之間的協(xié)同作業(yè),還可以共享裝備所采集的數(shù)據(jù),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和決策提供更全面的信息支持[8]。
3)促進數(shù)據(jù)整合和分析能力的提升。利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù),對農(nóng)業(yè)裝備和控制系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行整合和分析,提取有價值的信息和知識。通過數(shù)據(jù)分析,可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、作物生長狀態(tài)、裝備性能等方面的監(jiān)測和預(yù)測,為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)管理者提供決策支持。同時,還可以通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化裝備的使用和維護,提高裝備的效能,延長裝備壽命,降低生產(chǎn)成本。
1)出臺支持政策,鼓勵農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)采用裝備與控制技術(shù)。政府可以通過減免關(guān)稅、提供裝備購買補貼和貸款優(yōu)惠等措施,降低農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)采購農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)的成本。此外,還可以設(shè)立農(nóng)業(yè)裝備更新改造基金,支持農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)進行裝備更新和升級,促進裝備與控制技術(shù)的應(yīng)用。通過政策支持,激勵農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)投資農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng),推動裝備的普及和應(yīng)用[9]。
2)加強知識產(chǎn)權(quán)保護和技術(shù)創(chuàng)新激勵。建立健全的知識產(chǎn)權(quán)保護體系,加強對農(nóng)業(yè)裝備與控制技術(shù)的專利保護和扶持。鼓勵農(nóng)業(yè)裝備制造企業(yè)加大技術(shù)研發(fā)投入,提高技術(shù)創(chuàng)新能力。政府可以通過設(shè)立科技創(chuàng)新基金、提供研發(fā)資金和稅收優(yōu)惠等方式,激勵企業(yè)加強技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)。同時,建立技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用機制,將創(chuàng)新成果快速轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力,推動農(nóng)業(yè)裝備與控制技術(shù)的更新?lián)Q代。
3)加強行業(yè)協(xié)作,共同推動政策的制定和落實。建立農(nóng)業(yè)裝備與控制技術(shù)發(fā)展聯(lián)盟或協(xié)會,匯聚政府、企業(yè)、科研機構(gòu)和農(nóng)民等各方力量,共同研究和制定農(nóng)業(yè)裝備與控制技術(shù)發(fā)展的政策和規(guī)劃。通過協(xié)作與合作,形成政府、企業(yè)和農(nóng)民之間的良好互動機制,推動政策的落地和實施。同時,加強對政策效果的監(jiān)測和評估,及時調(diào)整和優(yōu)化政策措施,確保政策的有效性和可持續(xù)性[10]。
1)制定農(nóng)業(yè)裝備與控制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。建立適用于農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系,涵蓋設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、維護等方面。這些標(biāo)準(zhǔn)可以確保農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)的互操作性和兼容性,提高裝備之間的協(xié)同作業(yè)效率。此外,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)還有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量和安全性,降低產(chǎn)品故障率和維修成本,推動農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。
2)推廣標(biāo)準(zhǔn)化的裝備選型和應(yīng)用指南。制定裝備選型和應(yīng)用指南,指導(dǎo)農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)根據(jù)實際需求和標(biāo)準(zhǔn)要求選擇合適的農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)。這些指南可以包括裝備功能、性能參數(shù)、操作方法、維護要求等方面的詳細說明,幫助用戶合理選擇和使用裝備。通過推廣標(biāo)準(zhǔn)化的選型和應(yīng)用指南,能夠提高裝備的使用效率,降低用戶的技術(shù)門檻,促進裝備的普及和應(yīng)用。
3)加強對農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)的監(jiān)督和檢驗。建立健全的監(jiān)督和檢驗機制,對農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)進行質(zhì)量把關(guān)和性能評估。加強對裝備制造、銷售和使用環(huán)節(jié)的監(jiān)管,確保農(nóng)業(yè)裝備與控制系統(tǒng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求和質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)。通過嚴格的監(jiān)督和檢驗,可以排除低質(zhì)量和不合格的產(chǎn)品流入市場,保障用戶的權(quán)益和安全。同時,還可以鼓勵裝備制造企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平,促進行業(yè)的健康發(fā)展。
1)建立綜合監(jiān)測體系。這一體系需要包括多種監(jiān)測手段,如田間巡查、遙感技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等,以多角度、多層次地掌握農(nóng)田狀況。通過人工巡查,農(nóng)民可以近距離觀察作物生長情況,及時發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象。同時,利用遙感技術(shù)可以獲取廣泛的農(nóng)田信息,包括植被指數(shù)、土壤濕度等,有助于發(fā)現(xiàn)病蟲害影響的跡象。傳感器網(wǎng)絡(luò)則可以實時監(jiān)測溫濕度等關(guān)鍵參數(shù),提供數(shù)據(jù)支持。這種綜合監(jiān)測體系的建立將為及早發(fā)現(xiàn)病蟲害提供堅實的基礎(chǔ)。
2)應(yīng)用先進技術(shù)手段。利用人工智能和大數(shù)據(jù)分析,可以更準(zhǔn)確地識別病蟲害風(fēng)險。例如,通過圖像識別技術(shù),可以分析農(nóng)田圖像中的異常情況,自動識別潛在的病蟲害跡象。此外,基于氣象數(shù)據(jù)的模型預(yù)測也是一種有力的手段,它可以根據(jù)氣象條件預(yù)測病蟲害發(fā)生的可能性,幫助農(nóng)民提前做好準(zhǔn)備。借助無人機等技術(shù),還可以高效地覆蓋廣大農(nóng)田,獲得更全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些先進技術(shù)手段的應(yīng)用將大大提升病蟲害監(jiān)測預(yù)警的準(zhǔn)確性和效率。
3)實施快速響應(yīng)措施。及時的反應(yīng)和措施能夠有效減輕病蟲害對作物的損害。一方面,建立完善的預(yù)警機制,確保監(jiān)測信息能夠及時傳遞給農(nóng)民。同時,提供有針對性的防治建議,幫助農(nóng)民選擇適當(dāng)?shù)姆乐未胧?。這包括推廣病蟲害的生物防治方法,減少對化學(xué)農(nóng)藥的依賴。另一方面,加強培訓(xùn)和宣傳,提高農(nóng)民對病蟲害防治的認知和能力,使其能夠迅速做出反應(yīng)。此外,建立緊急供應(yīng)網(wǎng)絡(luò),確保農(nóng)民能夠及時獲取所需的防治工具和材料,加強防治效果。通過這些快速響應(yīng)措施,可以最大程度地降低病蟲害對農(nóng)作物的影響。
綜上所述,農(nóng)業(yè)過程裝備與控制的現(xiàn)代化應(yīng)用是推動農(nóng)業(yè)發(fā)展、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和效益、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。通過加強標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化、提供培訓(xùn)與技術(shù)支持、降低裝備成本、加強數(shù)據(jù)共享與整合、推動政策支持與激勵等對策,可以進一步推進農(nóng)業(yè)裝備與控制的應(yīng)用和發(fā)展。政府、企業(yè)和農(nóng)民應(yīng)共同努力,加強合作,推動農(nóng)業(yè)裝備與控制的現(xiàn)代化進程,為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和農(nóng)民增收貢獻力量。