李艷玉,徐曉瑩

(榆樹(shù)市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法大隊(duì),吉林 榆樹(shù) 130400)

0 引言

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式變化明顯,尤其在農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸普及激勵(lì)下,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率實(shí)現(xiàn)快速提升,但粗放的生產(chǎn)模式造成了較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題,已逐漸成為制約我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要因素之一。為突破生產(chǎn)發(fā)展制約,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,精確農(nóng)業(yè)理念得到廣泛推廣與普及,也對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)用、功能特征、作業(yè)模式等產(chǎn)生了顯著影響,在一定程度上推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)模式向更為科學(xué)的方向發(fā)展。

1 精確農(nóng)業(yè)理念特征

隨著人們生產(chǎn)生活水平的不斷提高,環(huán)境與資源問(wèn)題成為了現(xiàn)代社會(huì)不可回避的熱點(diǎn)問(wèn)題,一直以來(lái),我國(guó)倡導(dǎo)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型升級(jí),精確農(nóng)業(yè)的理念是農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)步的體現(xiàn),其與回歸型農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)等理念共同組成新時(shí)期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展新對(duì)策[1]。

精確農(nóng)業(yè)(Precision Agriculture)是一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略,其充分考慮現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需求、弊端及未來(lái)趨勢(shì),結(jié)合信息和人工智能等現(xiàn)代化新技術(shù),提出了基于信息采集、數(shù)據(jù)分析、生產(chǎn)決策、生產(chǎn)實(shí)施、產(chǎn)后分析等全體系的發(fā)展理念。實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、成本、資源使用、污染等多方面的持續(xù)優(yōu)化。精確農(nóng)業(yè)的實(shí)現(xiàn)模式如圖1所示,以大田生產(chǎn)為例,通過(guò)獲取田間區(qū)域內(nèi)的作物狀態(tài)(長(zhǎng)勢(shì)、種類、生產(chǎn)階段等)、環(huán)境因素(土壤結(jié)構(gòu)、水分、營(yíng)養(yǎng),病蟲(chóng)害等)、時(shí)間、空間等信息,指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開(kāi)展最合理的工作方式,以更低成本、資源消耗、環(huán)境影響完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作并實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)豐收[2-3]。

圖1 精確農(nóng)業(yè)運(yùn)行模式

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械工程技術(shù)體系新變化

我國(guó)政府一直以來(lái)高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械化產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)全程機(jī)械化模式推廣,使我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品的種類和技術(shù)先進(jìn)性實(shí)現(xiàn)了快速提升,基本能夠滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。但農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的粗放經(jīng)營(yíng)模式也造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi),給環(huán)境、水質(zhì)、土壤和農(nóng)作物本身造成了嚴(yán)重的危害。同時(shí)播種、施肥、植保等機(jī)械作業(yè)的粗放實(shí)施引起了水土流失、土壤板結(jié)和酸堿性失衡等弊端,可能會(huì)造成長(zhǎng)遠(yuǎn)的不利影響[4]。

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理方式和現(xiàn)階段形成的機(jī)械化生產(chǎn)模式逐漸不能完全適合未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求,越來(lái)越多的農(nóng)業(yè)從業(yè)者認(rèn)識(shí)到,必須在精確農(nóng)業(yè)理念下探索農(nóng)機(jī)發(fā)展新模式。近年來(lái),在精確農(nóng)業(yè)理念的影響下,從農(nóng)機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、應(yīng)用等方面體現(xiàn)出很多“新氣象”,農(nóng)機(jī)特征與應(yīng)用模式也體現(xiàn)出明顯進(jìn)步:1)農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)變,能夠通過(guò)減少投入、降低污染,提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量;2)生產(chǎn)方式發(fā)生變化,區(qū)別對(duì)待、按需實(shí)施得到更多農(nóng)機(jī)企業(yè)、管理者、經(jīng)營(yíng)者的認(rèn)可;3)生產(chǎn)結(jié)果得到改善,在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),社會(huì)效益和環(huán)境效益實(shí)現(xiàn)了更好的保障[5]。

3 精確農(nóng)業(yè)與農(nóng)機(jī)工程的融合

3.1 農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化升級(jí)

要實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)精確作業(yè),必須進(jìn)一步提高現(xiàn)代農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的自動(dòng)化程度,以便生產(chǎn)過(guò)程的精確控制。農(nóng)機(jī)的自動(dòng)化升級(jí)主要方向在于電氣控制技術(shù)和設(shè)備的廣泛應(yīng)用,其關(guān)鍵技術(shù)集中于電控電驅(qū)動(dòng)技術(shù)、電控液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)、電控氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù),以及中央處理器、傳感器、機(jī)載電子技術(shù)、邏輯處理程序等技術(shù)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)變量控制技術(shù)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品中普及,促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)特征全面向無(wú)人化轉(zhuǎn)型。利用自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)執(zhí)行動(dòng)作的精確實(shí)施,避免因人為駕駛、操作、使用不當(dāng)導(dǎo)致作業(yè)質(zhì)量下降或能源、資源浪費(fèi)。

3.2 農(nóng)機(jī)生產(chǎn)環(huán)境的信息化升級(jí)

信息有效獲取與應(yīng)用是農(nóng)機(jī)精確作業(yè)另一個(gè)基礎(chǔ)條件,在精確農(nóng)業(yè)的引導(dǎo)下,很多新時(shí)期形成的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)及輔助信息處理技術(shù)適合于控制現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)生產(chǎn)作業(yè),例如,全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、作物生產(chǎn)模型、農(nóng)業(yè)生物信息采集技術(shù)、產(chǎn)量分布圖生成系統(tǒng)等均是控制農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的有效信息化手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械通過(guò)增設(shè)相應(yīng)的信息接收與處理設(shè)備,能有效控制農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)按需生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程全面考慮環(huán)境、農(nóng)作物、自然條件等多方因素,實(shí)現(xiàn)精確作業(yè)[6-7]。

3.3 農(nóng)機(jī)設(shè)備的功能化匹配

在進(jìn)行自動(dòng)化及信息化技術(shù)升級(jí)的同時(shí),農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能提升也必須與之匹配,智能化變量農(nóng)作機(jī)械是農(nóng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)的新趨勢(shì),這需要農(nóng)業(yè)機(jī)械的生產(chǎn)企業(yè)、開(kāi)發(fā)人員轉(zhuǎn)變思想,在新產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)過(guò)程中充分考慮精確控制的功能需求,做到與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的按需設(shè)計(jì),例如,為保證農(nóng)藥噴施的精確性,要求噴頭均可實(shí)現(xiàn)噴藥量實(shí)時(shí)可控、噴藥量與噴藥速度實(shí)施聯(lián)動(dòng)匹配等功能;為避免播種過(guò)程種子浪費(fèi),應(yīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用精確的播種設(shè)備,提高對(duì)種子的尺寸、外形等適應(yīng)能力,提高單粒播種精度,同時(shí)對(duì)于播種機(jī)的轉(zhuǎn)速、漏播情況實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和智能調(diào)控;為減少灌溉水資源浪費(fèi),既要實(shí)現(xiàn)管道輸水的大面積覆蓋,又要實(shí)現(xiàn)各個(gè)區(qū)域的灌溉可控,滿足灌溉開(kāi)關(guān)、灌溉量、灌溉模式可控的機(jī)械功能需求[8]。

4 農(nóng)機(jī)工程精確化發(fā)展途徑

4.1 積極轉(zhuǎn)變生產(chǎn)理念

農(nóng)機(jī)精確化發(fā)展的前提是越來(lái)越多的農(nóng)機(jī)企業(yè)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者接受精確農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念,認(rèn)識(shí)到精確農(nóng)業(yè)的應(yīng)用價(jià)值。首先要求從國(guó)家和政府的角度出發(fā)對(duì)精確農(nóng)業(yè)理念普及給予支持,根據(jù)地區(qū)的實(shí)際發(fā)展情況,基于精確農(nóng)業(yè)發(fā)展理念,制定出最佳的引導(dǎo)和扶持政策,從政策上進(jìn)行扶持并加強(qiáng)宣傳,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中先行先試全程精確化作業(yè)模式,實(shí)施資金方面的補(bǔ)貼。同時(shí),加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)作業(yè)質(zhì)量的監(jiān)督檢查,對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中造成嚴(yán)重資源浪費(fèi)、環(huán)境污染、耕地破壞等農(nóng)業(yè)機(jī)械給予查處,對(duì)于作業(yè)模式中危害糧食安全、環(huán)境安全給予處罰,全方位提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念的普及,從根本上轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的理念認(rèn)識(shí)[9]。

4.2 強(qiáng)化人才隊(duì)伍建設(shè)

培養(yǎng)更多的農(nóng)機(jī)專業(yè)人才是促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械向精確性發(fā)展的關(guān)鍵,尤其是農(nóng)機(jī)方向復(fù)合型人才的培養(yǎng),將成為精確農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)農(nóng)機(jī)智能化、信息化人才培養(yǎng),重視現(xiàn)有專業(yè)人才和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者的專業(yè)培訓(xùn),提高其在信息技術(shù)、決策型農(nóng)業(yè)等方面的認(rèn)知,加強(qiáng)其對(duì)精確農(nóng)業(yè)理念的重視度和認(rèn)同度,同時(shí)擴(kuò)展其關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)、信息農(nóng)業(yè)等相關(guān)專業(yè)知識(shí),明確農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展方向和趨勢(shì),針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié),重點(diǎn)進(jìn)行人才培養(yǎng),著力解決生產(chǎn)模式粗放、資源浪費(fèi)、環(huán)境破壞問(wèn)題。同時(shí),助力科研專項(xiàng)開(kāi)展,對(duì)符合精確農(nóng)業(yè)特征的科研項(xiàng)目給予專項(xiàng)支持,并著重建設(shè)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)、地方專項(xiàng)課題,加大技術(shù)投入,確保各項(xiàng)技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合。

4.3 強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

目前,我國(guó)很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍相對(duì)落后,尚不能滿足精確農(nóng)業(yè)對(duì)于設(shè)施的需求。尤其隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和精確農(nóng)業(yè)理念的普及,基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和涵蓋范圍也在不斷擴(kuò)展提升。1)必須進(jìn)一步加強(qiáng)建設(shè)規(guī)劃,堅(jiān)持科學(xué)布局,加強(qiáng)各項(xiàng)規(guī)劃之間的配套協(xié)調(diào),充分考慮精確農(nóng)業(yè)理念下的農(nóng)機(jī)化作業(yè)特征,明確基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)性目標(biāo),做好對(duì)農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展進(jìn)步的有效應(yīng)對(duì);2)高質(zhì)量落實(shí)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),尤其對(duì)于節(jié)水灌溉、衛(wèi)星基站、土壤監(jiān)測(cè)、通訊網(wǎng)絡(luò)、視覺(jué)監(jiān)測(cè)等農(nóng)田環(huán)境調(diào)控和信息獲取的重要基礎(chǔ)設(shè)施,應(yīng)加入建設(shè)范圍;3)做好農(nóng)業(yè)機(jī)械使用、存放、保養(yǎng)及附屬農(nóng)藥、化肥處置等場(chǎng)所建設(shè)和人員配套,確保生產(chǎn)有序?qū)嵤10]。

5 結(jié)論與展望

綜上所述,在新的生產(chǎn)形勢(shì)下,農(nóng)業(yè)機(jī)械化必須充分融合精確農(nóng)業(yè)理念,利用更少的資源、資金、設(shè)備、人力投入獲取同等甚至更高的收入,在完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)的同時(shí),著力改善環(huán)境,高效利用各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源。

對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展而言,應(yīng)當(dāng)在精確農(nóng)業(yè)理念的指引下,更好地將傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)與數(shù)字化、電氣化、信息化相結(jié)合,在強(qiáng)化農(nóng)機(jī)產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)和品類豐富的同時(shí),優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)施模式,在各部門、多學(xué)科的聯(lián)合支持下實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)施質(zhì)量的切實(shí)提高,真正走出符合我國(guó)國(guó)情的農(nóng)業(yè)機(jī)械工程技術(shù)發(fā)展道路。