電子技術在現代農業裝備中的應用

0 引言

電子技術(Electronic technology)主要是以電子學原理為背景與技術基礎，應用特定功能的電子元件解決特定問題

。隨著農業機械化及智能化的發展，電子技術開始廣泛應用于農業生產中，推動農業機械化向智能化方向發展，提高農業生產智能化與人性化，可以通過編輯特定功能的程序實現相關的農業機械作業，并隨著人工智能技術與電子控制技術的發展，在智能化的基礎上實現人性化發展，如目前農業生產中無人駕駛技術的發展，主要是通過相關電子技術集成，農業機械在田間工作可以自動進行作業與田間導航，工作人員不需要進入田間就可以實現對農業機械的實時監控與遠程控制

。還可以實現農業生產集成化與網絡化控制，提高農業生產的智能化程度，提高我國農業生產的國際競爭力，對于保障糧食安全及農業生產效率具有重要意義。

在現代農業裝備中，可以將GPS自動導航技術、傳感器精準測量技術、圖像識別技術應用到實際生產中，可以實現各項農機裝備田間自動作業與導航，利用圖像識別技術結合可以實現對農作物田間生長狀況的實時監控，并根據生長趨勢及時調整田間管理措施。田間圖像識別技術目前還廣泛應用于田間病蟲害監測與預警，做到病蟲害早發現、早預防，防止病蟲害在田間的廣泛蔓延，影響農業生產

。

1 主要應用范圍

1.1 電子技術在農業機械中的應用

電子技術在農業機械中的廣泛應用是提高農業裝備現代化與智能化的重要基礎條件，目前在整地、播種、中耕施肥、聯合收獲機械中都得到了廣泛應用

。在整地機械中，以激光平整地技術為例，將電子傳感器、控制系統、液壓系統及相關機械配套設備組成，基于激光平整地技術可以實現1 km以內的土地平整，高度誤差可以控制在1 cm左右，可以進行旱田與水田的平整地，在水田平整中可以達到“寸水不露泥”的作業效果，是作物提質增產的基礎。在播種機械中，應用傳感器技術實現對播種參數的自動監控與實時調節，在減輕勞動力投入與負擔的前提下，提高播種效率，減少重播、漏播現象。在聯合收獲機械中，隨著保護性耕作技術的推廣，秸稈還田技術也逐步得到應用，對于農業收獲時提出了更高的技術要求，在聯合收獲機中應用傳感器技術與各項控制技術，可以實現田間作物收獲與秸稈處理，減輕人力勞動強度。

1.2 電子技術在農業監測中的應用

農業監測是實現精準農業與智慧農業的基礎條件，可以通過田間監控系統實現對作物生長性狀及田間環境監測，還可以通過采集氣候環境及田間環境對農作物生長進行預測分析，可以及時調整作物田間管理措施。面對氣候災難頻發、資源短缺及氣候多變的農田生產環境，可以通過電子技術對農作物產量進行預測與田間管理措施的調整，提升農業信息化服務水平

。主要技術組成如圖1所示。

此外，腸道微生物的生長環境與胃腸黏膜聯系密切，與腸上皮細胞緊密相連，并對胃腸黏膜的生理功能有一定的調節作用。回腸末端和結腸的L細胞在特定營養物和消化產物的誘導下分泌PYY和GLP-1[63-64]。L細胞也受腸道微生物發酵產生的短鏈脂肪酸(乙酸、丁酸、丙酸)的影響，提高血漿PYY和GLP-1的水平[65]。L細胞釋放的PYY和GLP-1不僅抑制胃運動，改善葡萄糖穩態，還引起飽腹感和行為改變。

1.3 電子技術在農業物聯網中的應用

農業物聯網技術是以電子信息技術為核心，將農業信息進行相關整理與智能管理，以農業生產為背景，對人、計算機、農業產品進行全面聯通與信息交互，其本質是通過獲取作物生產環境、農產品信息與產品流通信息進行實時更新與記錄，可以保障糧食安全、提高產量、降低生產成本的農業生產。農業物聯網主要是利用傳感器技術進行田間監測，并進行信息處理，實現智能化服務。

2 主要核心技術

2.1 智能控制技術

加強人才培養是提高綜合國力的重要保障，任何行業的發展都離不開專業技術人員的支持，只有培養相應的技術人才才可以創造更高效、更先進的農業電子信息技術及相關應用。應大力加強電子信息技術及農業生產綜合類技術人才與復合型技術人員的培養，為電子信息技術在農業生產中的順利應用提供一定的技術保障。但是由于農業生產相對較為落后，電子技術在其他行業應用較為先進，如醫療生產、機械制造、軍事應用等，農業生產中缺乏電子信息技術人才，因此限制了先進的電子信息技術在農業生產及相關裝備中的應用與推廣。

我國關于機器視覺技術研究起步晚，在農業生產中的應用屬于初級階段。機器視覺技術的核心是圖像處理技術，其本質主要是通過圖像傳感器對周邊環境進行識別，并基于人工智能識別技術進行圖像分析，在農業生產中已經得到了廣泛應用。目前，農業生產中對病蟲害識別、作物生長中的各種農藝性狀的判別，通過圖像采集后進行系統自動判別，根據圖像采集的顏色、亮度等轉化為數字信號，便于在不進行田間觀察時及時對田間作物進行及時判別，并及時做出干預。如浙江地區2020年通過污染及自動監測發現，水稻田間部分水稻葉面枯黃，通過采集上萬張圖片進行對比分析后，確定感染了卷葉蟲病，并迅速采取措施進行噴灑藥物，將病蟲害擴散區域進行有效控制，減少了糧食損失。

2.2 圖像識別技術

以上辦法同樣適用于其他型號的機井泵。工作人員到現場后，應先確定該機井泵為哪一種類型，再將各類型設備型號資料備全，以便現場確定具體型號。

王愛國：到2015年全面解決規劃內的農村人口飲水安全問題是一個硬任務，是中央興水強農惠民政策的一個著力點和重大舉措，也是水利部門大力發展民生水利的生動體現和實際行動。2013年，農村飲水安全建設、管理和改革各方面工作成效顯著，亮點紛呈。

第三，法律促進科技人才的培養。人才是科技進步的最核心最重要的因素，唯有不斷培養出優秀的人才，才能促進科技的發展。通過立法促進人才的培養，成為發達國家的經驗。比如，2007年，美國國會制定了《美國競爭法》，該法規定了加強美國科技人才培養、引進海外優秀科技人才的制度和措施，促進了美國科技人才的培養。目前美國擁有世界上最龐大的科技創新團隊。

3 存在的主要問題

3.1 農業設備技術設施薄弱

由于需要進行一定的技術改革與相關田間設備的選擇，目前，農戶生產對于農業轉型積極性較低，存在一定的排斥心理，相關農戶依然沿襲傳統農業生產方式與種植手段。農戶文化水平較低，所以在農業電子信息技術應用方面存在一定的技術難點與缺陷。另一方面，目前我國農業電子信息技術普及程度較低，計算機技術、傳感器技術在農業生產區普及也較為落后，加之缺乏相應的農業電子信息技術指導，因此，限制了電子信息技術在農業生產中的應用。

3.2 復合型技術人才缺失

農業智能控制技術主要是應用農業大數據與農業物聯網技術，通過對田間環境及作物生長進行收集、鑒別、標識等建立相應的數據庫，基于人工智能算法等進行相關參數與數據的計算與優化；在農業機械生產中，主要是以傳統農業機械為硬件基礎，并配套相應的智能化控制軟件，實現田間精準播種、施肥、噴藥、收獲等相關作業工序，這些儀器形成了農業生產中的智慧農業及相關專家決策系統。

4 未來發展趨勢

4.1 提高農業裝備現代化水平

加大農業技術裝備及相關組織管理水平，推動農業生產向現代化、規模化、集約化、信息化轉變具有重要意義。首先，應該提高現代農業裝備的創新性改革與自主創新能力，尤其是無人駕駛機械、農業機器人、植保無人機等現代化裝備的研制與應用。引進人工智能技術、物聯網技術、自動導航技術及圖像識別技術，促進其在農業裝備中的應用。搭建高科技農業裝備技術平臺，組織相關技術人才對高端農業裝備的關鍵零部件與核心技術相關問題進行研究，對農業裝備基礎性問題與各種農業配套設施的集成技術進行深入研究，推動農業裝備現代化與智能化進程。其次，應加強農業規模化建設，加強農業補貼政策，將小型農業生產散戶推向現代集約型農業發展。最后，加強農業數字化轉型，在電子技術的基礎上，推動農業互聯網相關技術的應用，提升農業管理服務水平，完善農業農村數字化平臺。

4.2 加強農業裝備基礎設施建設

隨著電子信息技術的大力發展，為了同步提升農業電子信息技術的應用，應該加強農田標準化建設，發展農業基礎設施與裝備的建設，為優良電子信息設備的應用提供良好的發展平臺，主要包括農業機械化裝備、田間水利裝備、田間物聯網技術、田間傳感器技術及相關電子基礎設施的應用。另一方面，為了提升相關農田基礎設施及裝備在全國農田建設中的通用性，應該加強各個地區的標準化建設，提高各個農業生產地區的同步發展，在全國范圍內提高農業生產效率。

4.3 加強組織領導與政府扶持

加強政府的組織領導與政策扶持，根據我國不同地區農業發展現狀，將電子信息技術及時、高效地應用到當地農業生產中，成立不同地區農業電子技術培訓小組，為電子信息技術在農業生產中的技術推廣、總體規劃、技術指導培訓、農業生產監督與評價提供完善的技術系統，同時為各個地區電子技術在農業生產中的高效應用與發展提供良好的平臺。地方政府應該加強政策支持與資金投入，將農業基礎設施、農產品流通、資源循環利用及田間檢測技術更好地融入農業生產中，同時加強技術人員對農戶的技術指導與培訓，并進行相關技能的評估，保障農業生產的高效率開展，并積極宣傳農業電子技術的優勢，應用農業相關微信公眾號或其他網絡平臺進行宣傳與推廣，提高農戶的積極性，為農業由傳統生產向現代化生產發展起到一定的推動作用。

5 結論

我國是農業生產大國，但是農業生產效率低、人均耕地面積不足世界平均水平，因此，我國距離世界農業生產強國還有一定的距離與技術差距。為了提高農業生產水平，保障糧食安全，提高農業在國際市場上的競爭力，提高我國農業生產的現代化與智能化水平對于保障農業生產效率具有重要意義。我國關于農業電子技術研究起步較晚，但是，對于農業生產支持力度較大，農業發展迅速，農業電子技術在目前現代化農業生產中占有重要地位，對于提高農業生產效率進程具有重要的推動意義。農業電子技術對于田間作物監測、病蟲害防治、精準農業及精密農業儀器的研制具有重要意義。本研究系統對目前農業電子技術在農業生產中的應用現狀進行闡述，分析目前農業電子技術在農業生產中存在的問題與缺陷，提出未來我國農業電子技術發展的研究重點與發展難點，應該加強相關地區政府對農業現代化發展的技術支持與政策鼓勵，加強農業基礎設施及配套設備的建設，大力引進相關農業電子信息技術人才，研究結果對于提高我國農業生產效率，推動我國農業現代化、綠色化、智能化的進程具有重要意義。

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