精細農業的應用特征與農機工程創新對策

叢國政

(白城市農牧機械化研究院,吉林 白城 137000)

0 引言

精細農業的概念最早由美國提出,并在1997年將精細農業相關技術的研究列為國家發展戰略,旨在全面分析農業面臨的各種問題,利用信息技術改善傳統農作物生產管理方式,提高農業生產的質量、產量與效益等。近幾年,隨著可持續農業發展的不斷深入,現代化“精細農業”理念在我國農業生產領域引起高度重視。精細農業是基于物聯網技術、遙感技術、全球定位技術及地理信息技術等,獲取農作物生長情況及農田周邊環境信息,再通過智能決策系統對相關信息進行大數據分析與處理,實現農作物的生長情況評估、田間精準植保、農田精細管理等田間管理模式[1-3]。及時了解作物信息、合理利用農業資源、避免農業生產污染、提高農產品的產量與質量,保證農業的可持續發展[4]。

1 精細農業應用特征

1.1 節本增效與優質高產

精細農業技術主要是應用農業信息技術,獲取目標區域內農作物基本情況、影響農作物生長各種因素及實時動態變化的其他因素信息,分析影響目標農作物質量與產量差異的原因,依據農作物的目標產出,由精細農業管理系統采取技術上可行、經濟上有效的“因地制宜、因材施策”精準調控措施。農業生產過程中,通過采取精細化的育種、播種、植保、收獲農業生產技術,并與現代化管理理念相結合,促進農業生產在成本可控的范圍內實現“高產增收,高質增效”的目標。同時,在國家相關惠農政策與農技服務支持下,廣大農戶的科學種植、科學管理農作物的意識不斷增強,通過精細農業技術改變了傳統農業以人力為主作業方式,降低生產成本、提高勞動效率,保證農業產品質量與產量,提升農業經濟效益,實現農業生產節本增效與優質高產。

1.2 降低成本與減少污染

精細農業中應用變量控制技術,根據精細農業機械所處的目標區域實際位置及農作物生長環境,科學合理確定目標區域所需投入量(種子、化肥、農藥),自動調節農業機械執行控制單元,通過“因時、因地、因作物”全面平衡執行量,改變傳統農業生產依靠經驗調節造成成本增加與環境污染,實現變量施肥、植保、灌溉、播種等精準調控,達到最佳效果。同時,在可持續生態農業理念指引下,精細農業改變傳統農業生產“過量投入、穩產增產”的固化思維,應用新型精細農業生產模式,通過農作物動態監控,農情科學精準判斷,農資定時定量供給,在保證農作物高產、穩產的基礎上,減少農業生產能耗,避免農藥過度過量投入、節約農業植保成本投入,實現農業生產成本降低與污染減少。

1.3 調整生產結構與農業技術創新

精細農業中應用數據決策技術,基于計算機科學自動組織與協調多種數據庫模型,并實時對數據庫(模型庫、數據庫、專家庫及經驗庫)中的數據信息進行快速存取、合理分析與科學處理,以實現農業生產輔助決策。在現代農業勞動力逐步向工業、服務業轉變的背景下,精細農業帶動其他農業相關上下游產業發展,平衡農業產業鏈布局,促進產業結構優化升級,增加農民收入,促進農業、農村經濟發展。同時,在確保農產品產量和質量的前提下,精細農業不斷探索先進的農業技術,科學合理融合現代新興科學技術,實現農作物的生產全過程動態監測、精準分析、實時控制及資源合理利用,實現農業生產產業結構調整與農業技術持續創新。

2 精細農業中農機工程創新存在問題

隨著農業信息技術的發展,精細農業技術不斷融入我國農業生產各個方面,精細農業與農機工程創新科技相結合,不但提升農業生產效率與質量,推進農機工程技術創新,而且降低農業生產成本,減少農業生產耗能,為農機工程技術的發展創造條件。但是在實際農業生產中,由于我國傳統農業基礎薄弱的內在因素與現代農業發展中的各種各樣外在因素影響,我國精細農業中的農機工程創新與農業發達國家相比仍有很大的差距,我國與農業強國農機工程機械化率對比如圖1所示。我國農機工程科技創新中存在的主要問題有以下幾個方面[5-6]。

圖1 農機工程機械化對比圖

2.1 農機工程技術創新相對落后

近年來,隨著精細化農機工程創新體系逐步構建,我國開始發展以精細農業機械制造為重點的農機工程技術,并取得了較大的進步,但在精細農業機械實際研發能力方面,與農業強國相比,我國的農機工程技術創新水平相對落后,部分農機工程科技研究方面取得階段性科研成果,卻未能與農業生產的實際過程充分結合,無法獲得實際的社會效益與經濟效益。特別是在廣大農村地區,農戶不能全面引進現代化農業機械,部分農業機械仍處于初級農業機械化階段,部分農業生產企業和廣大農戶們重視眼前經濟效益,精細農業中農機工程技術的創新未能得到群眾基礎的廣泛認同,導致有“技術”沒“市場”現狀。同時,由于農業發展的政策導向,當前我國以發展農業生物科技為主(如圖2),精細農業中農機工程技術缺乏企業和農戶的廣泛關注,導致農機工程科技研究缺乏人力、物力、財力等內在動力,農機工程技術成果普及范圍仍有限,無法促進精細農業生產能力進步,不利于農機工程技術創新發展。

圖2 農業生物與工程科技發展情況

2.2 農機工程技術轉化相對滯后

隨著精細化農機工程對農業現代發展的作用越來越顯著,我國開始逐步重視和發展農機工程建設,并取得了階段性成果,但在精細農機技術成果的實際應用方面,與農業強國相比,我國的農機工程技術轉化相對滯后,農機綜合生產能力方面也相對落后。尤其是精細農業機械化水平和當前農業產品加工技術發展不平衡,精細化農機裝備種類齊全,成效顯著,但不適合或不滿足我國不同地區的實際農業生產需求。同時,由于我國部分地區農產品的運輸條件發展不成熟,精細化農機工程技術創新應用中,發生農產品滯銷現象,對創新科技助力“三農”可持續發展理念造成較大沖擊,也不利于精細農業中農機工程技術創新發展。

2.3 農機工程人才培養不夠完善

隨著精細農機工程技術在現代農業中的應用越來越普及,我國開始逐步重視和培養農機工程技術型人才,并建立了基本的農機工程人才培養體系,由于我國農機工程科學發展較晚,農機工程技術型人才數量無法滿足我國實際的農業發展需求,并且與農業強國相比,我國的農機工程人才培養體系不夠完善。尤其是精細農機工程是涉及到農學、生物、機械、工程管理等學科交叉的科學工程,對農機工程人才的綜合知識具有較高的要求,由于我國人員培養結構不完整,導致農機工程技術人才出現“斷層”的現象。同時,我國對農業工程人才的重視程度不足,農業工程技能型人才的工資待遇普遍偏低,缺乏全面完善的人才培養機制與客觀公正的評價激勵機制,造成農機工程企業無法吸引優秀的農機工程人才,不利于精細農業中農機工程技術創新發展。

3 精細農業中農機工程創新應用對策

3.1 建立農機工程技術創新平臺

為了改善我國精細農業中農機工程技術創新水平相對落后的問題,農業部門要充分依據國家農機工程科技發展戰略,積極統籌農業科技資源,合理優化農機工程配置,努力構建農機工程技術創新的科研平臺、共享平臺與技術交流平臺,加大對精細農業中農業機械研究、設計、制造與管理等先進技術研發的財政支持力度,科學配置相關的農機工程國家重點實驗室和工程研究創新中心,促進農機產業的發展,推動農機工程技術創新。同時,科研工作者們要培養農機工程技術創新意識,充分結合我國發展實際,引進農業發達國家先進的農機工程技術,并重視自主研發能力與關鍵核心技術的掌握,積極爭取政策與資金的支持下,引進先進的智能化技術,建立適合不同種植區域、不同農業機械、不同農業資源等的農機工程技術“創新平臺”,促進精細農業的科學發展[7]。

3.2 完善農機工程技術成果轉化機制

為了改善我國精細農業中農機工程技術轉化相對滯后的問題,農業部門及各級科研管理部門要完善適合我國農機工程發展實際的技術成果與技術成果轉化評價機制,結合各地區農業發展實際情況,科學評價并合理推廣農機工程的實際應用,推動農機工程技術成果切實落地,將農機工程技術成果轉化為農業生產力。同時,我國需要繼續加大對農機工程技術成果轉化成功的科技成果各項(政策、資金)支持力度,積極鼓勵農機工程技術由理論技術創新到實際應用創新轉變,不斷完善農機工程技術成果轉化機制,促進精細農業的健康發展。

3.3 優化農機工程人才培養機制

為了改善我國精細農業中農機工程人才培養不夠完善的問題,國家及農業部門要立足精細農業中的農機工程學科的發展培養農機工程人才,依靠國家重點高等院校和科研院所,完善農機工程學科的軟硬件設施建設,健全高水平的農機工程教師隊伍,并通過“社會選調、校企合作”等其他用人機制,合理選拔農機工程技術技能型人才開展農機工程技術創新,強化各個層次之間教育培訓與資源共享,系統優化農機工程人才培養機制,達到互利共贏的目的,促進精細農業的長遠發展。

4 結論

通過精細農業節本增效與優質高產、降低成本與減少污染、調整生產結構與農業技術創新應用特征討論,深入地分析了精細農業中農機工程創新存在著農機工程技術創新相對落后、農機工程技術轉化相對滯后、農機工程人才培養不完善等問題,并提出了建立農機工程技術創新平臺、完善農機工程技術成果轉化機制及優化農機工程人才培養機制等精細農業中農機工程創新的應用對策,為進一步實現精細農業中的農機工程創新提供相關理論知識與應用參考。