時間：2023-03-20 16:23:05
序論：在您撰寫農業設計論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
農業氣象指數保險是一種創新型農業保險產品，它以農作物產量與影響產量的氣象災害因子的計量關系為基礎，將農作物氣象災害損失指數化，當指數達到規定的保險賠償數值程度(觸發值)時，投保人就可以獲得相應額度標準的賠償。WorldBank(2007)在“在低收入國家指數保險抵御天氣風險”報告中提出，發展中國家實施氣象指數保險需要4個步驟，歸納起來就是確定氣象風險、量化氣象產量、保險合同定價、產品推廣普及。就農作物干旱指數保險產品實施的技術難度和重要性而言，本文的研究內容是量化天氣產量和保險合同定價，二者包括前后相連的7個步驟或內容，即估算農作物生育期需水量值，測算農作物水分缺失的減產量，建立農作物氣象產量與缺水量的相關關系，確定農作物生育期缺水減產臨界值，構造降雨因子產量波動模型，建立降雨量賠付指數模型，計算純保費率。
(一)估算農作物生育期需水量值農作物需水量估算需利用作物系數法。其中，ETC是指估算的農作物需水量值(mm)，ET0是指農作物騰發量(mm)，KC是指作物系數，可以借助已有資料所記載的某個試驗區域得到KC值，然后估算其平均值。關于ET0的計算方法，目前聯合國糧農組織(FAO)(1998)推薦用FAO56-PM方法。我國學者徐俊增等(2010)在分析實測參考作物蒸發蒸騰量變化規律基礎上，評價了目前的11種日ET0計算方法。結果表明，FAO56-PM方法與實測值最接近，本文也建議采用FAO56-PM方法的Penman-Monteith公式進行ET0的計算。不過，由于Penman-Monteith公式計算的是農作物日騰發量(mm)，所以需將計算出的農作物日ET0值逐日合計為農作物生育期(或者某個重要階段)的ET0值，然后根據(1)式計算出農作物生育期(或者某個重要階段)的需水量ETC。由于各農作物生育期時間長短、氣候條件各異，因而各階段需水量有很大不同，氣象指數保險產品設計需要關注需水量最多的階段，如小麥、玉米、水稻需水量最多的階段是抽穗至成熟期，即灌漿階段。
(二)農作物水分缺失減產量的確定王素艷等(2003)通過氣候生產潛力的逐步訂正法，分離出水分對農作物生產潛力的影響。經水分訂正后得到的氣候生產潛力則表示水分對農作物最高產量的影響，若水分不足，則反映干旱對氣候生產潛力所引起的減產。本文將采用逐步訂正法計算氣候生產潛力，其計算順序與內容為:第一步計算光合生產潛力。光合生產潛力是假設農作物在各種環境因素(如溫度、水分、養分等)都處于最適宜、最協調狀態條件下，農作物通過光合作用而達到的最高產量，也叫作作物產量的理論上限。假定光合生產潛力:Y1=F(Q)，Q為太陽總輻射。第二步計算光溫生產潛力。光溫生產潛力Y2是在最優質的土壤條件及其最佳管理方式下，水、肥充分滿足作物生長發育的需要，僅由當地光溫條件所決定的農作物產量的理論上限。假定光溫生產潛力:Y2=Y1•F(T)，T為溫度，理論上F(T)最大為1。第三步計算水分生產潛力。氣候生產潛力的計算是在光溫生產潛力基礎上乘以水分修正系數完成的。水分有效利用狀況由降水和蒸發對比所決定，當降水和蒸發與作物生長需水過程完全匹配時，則水分生產潛力最高。推理可得水分生產潛力:Y3=Y2•F(W)•Ky，其中，W為水分，Ky為水分—產量反映系數(產量對水分的反應系數)。影響農作物生長的氣象條件還包括相對濕度、風速等，鑒于它們對水分生產潛力影響不大，對農作物干旱指數保險產品設計的影響也不大，所以本文不再對包含相對濕度、風速的生產潛力進行研究。
(三)確立農作物缺水量與氣象產量的相關關系農作物生育期的缺水必然會引起產量的減少，確立氣象產量與缺水量的計量關系是農作物干旱氣象指數保險產品的關鍵步驟。第一，以Pr表示實際降雨量，以Pl表示缺水量，ETC是前文提到的農作物需水量值，由于ETC設計中已含有“土壤熱通量”變量，因此這里暫不考慮土壤有效底墑的作用。若不考慮土壤有效底墑的作用，則表達缺水量的等式。需要說明的是，本文在這里對作物趨勢產量預算與計算方法作了進一步的優化。在以往趨勢產量預測與計算時，由于個別年份農作物產量的缺失及數據的非時間序列、非平穩性等問題，若直接應用回歸分析往往會導致“偽回歸”現象，致使分析的結論無效。不過，運用協整檢驗能驗證單整階相同的變量之間是否存在一種長期穩定的均衡關系，即選取的變量是不是影響作物產量的主要因素，通過這種檢驗方法能提高趨勢產量模型的精準度。因此，本文在對作物趨勢產量預算與計算方法上進行了優化與創新，也就是對歷年農作物年產量數據進行平穩性的單位根檢驗，并運用最佳準則函數定階法即AIC準則(或相關性檢驗)確定模型的階數p、q。運用構建的模型進行估計和預測產量，然后確定最佳模型。針對構建的模型進行協整性檢驗，得出模型的具體數值，然后對自變量和因變量進行格蘭杰因果關系檢驗。
(四)確定農作物生育期缺水減產臨界值確定農作物生育期缺水減產臨界點的目的是確定氣象干旱保險指數保險產品賠付的觸發值。不同農作物的生育期根據需水量可劃分不同階段，例如北方冬小麥的生育期T可劃分為播種期、越冬期、返青—拔節期、灌漿期等4個階段。不同生育期內缺水變化對產量的影響可用Fisher.R.A積分回歸模型來表示。
(五)構造降水因子產量波動模型對于一般的單產波動模型，分為參數模型和非參數模型。參數估計方法就是首先假定單產波動模型的分布函數形式，然后利用數據擬合估算出該分布函數的參數，確定模型的具體形式。非參數模型方法的運用在近兩年的研究中有所增多，但是在農作物氣象指數保險產品的設計中，非參數模型運用一直很少。究其原因，天氣指數的系統特征和動態特征都隨著空間坐標的變化而變化，且其概率分布大多數擬合于特定的參數分布模型，不適合非參數模型，這也是國內天氣指數保險產品研究中非參數模型運用不成熟的體現。因此，本研究采用參數模型來構造降水因子產量波動模型。本文采用Sherrick(2004)確定最優模型的方法:先用矩比率圖作為模型選擇的粗略標準，然后結合AD檢驗選擇最優模型。
(六)建立降雨量賠付指數模型本部分是建立預定觸發值和保險賠付額的量化關系。根據步驟(4)劃定的生育期降雨量考察階段，將農作物某個生長階段需水量值設定為y，同時令y''''w=Yw/Yt，針對需水量y，可以將降雨量yi根據降水多少在0與y之間分為多種情況。
(七)計算純保費率目前，農業保險純費率的計算方法主要包括經驗費率法和單產分布模型推導法。這兩種方法理論上各有優缺點，其中經驗費率法是利用“收支平衡”的原理，體現了對價交換原則，它是依據個體或地區的歷史損失數據進行費率核算，將個體或地區歷史損失率的平均值作為當年損失率預測的一種費率厘定方法。經驗費率法可以提高費率厘定的精確性，適用于長期性、完整性、高質量的歷史數據。單產分布模型推導法則是基于統計學和概率論，通過對某地區或個體作物單產波動的概率密度函數的確定來進行費率厘定，該方法理論嚴謹，數學推理性強，適用于沒有“高質量”歷史數據的情況。由于目前我國單產歷史數據質量不高、且連續性不夠，所以本文采用單產模型推導法。對農作物的單產分布模型可從參數方法和非參數方法分別進行確定，然后從中設計較優的農作物單產分布模型。本文對參數方法主要運用正態分布、偏態分布、正態化Logistic分布、Weibull分布進行參數估計，非參數方法主要選擇比較流行的Kernel核密度估計法對參數進行估計。需要注意的是，我國現在的農業保險產品是保成本，由于保障水平低，保成本的農業保險已經遇到了市場需求的挑戰，氣象指數保險產品的引入有助于我國農業保險的保障程度由保成本轉向保產量。通常情況下，要對純保費進行風險修正，修正的方法多采用夏普比率法，即根據歷史賠付的方差來估計附加保費。此估計法的主要理論基礎是賠付款有極大概率會落在“賠付預期”及其往上一個“標準差”之間(即最高可能賠付)，承保人決定投保人為此應該付出標準差的小部分為附加保費。
二、結語
論文摘要：立足甘肅干旱缺水、農業水資源利用率較低的實際，提出了發展節水農業的目標任務、措施設計要點和完善對策。
干旱缺水是21世紀面臨的全球性環境生態問題。甘肅地處中國西北內陸，屬典型干旱半、干旱氣候區，省內大部分區域降水稀少，且季節分配不均，干旱缺水問題則更為突出和嚴重，農業生產經常面臨春旱、秋旱和伏旱的威脅。解決甘肅的干旱缺水問題，改善生態環境，涵養水源是根本出路。目前，應立足農業灌溉用水量大、浪費嚴重，自然降水攔蓄不充分，水資源總體利用效率較低的實際，將節水的重點放置到農業、農村，積極發展節水農業，提高農業灌溉用水利用率和農村田野天然降水攔蓄能力，這既能有效實現節水目標，也是促進農業農村可持續發展的重要保障。
1節水農業的目標和任務
節水農業是灌溉農業和旱作農業的有機結合，是節水與蓄水并舉，變被動抗旱為主動防旱的農業管理體制的創新和節水技術措施的整合。發展節水農業的總體目標是逐步建立節水型高效農業水資源開發利用體系，實現水資源可持續利用、農業可持續發展、農民可持續增收。當前發展節水農業的基本思路和主要任務是以合理開發、優化配置、高效利用、有效保護現有水資源為出發點，整合和推廣應用各種節水農業工程措施與技術手段，建立并不斷完善節水農業措施和制度，切實解決農業灌溉用水和自然降水利用率低的問題。
2節水農業措施的設計
根據當前節水農業發展的總體目標和農業與水利管理部門分家體制的現狀，結合農業發展的需要，農業部門在節水農業措施的設計中，可從以下幾個方面入手：
2.1土地整理設計根據田面的平整度、地面坡度、土壤類型和農作物種植情況，以及不同灌溉方式和耕作方式的要求進行土地整理設計，可整平的田面盡量要求整平，地面坡度較大的規劃后修成水平梯田、隔坡梯田，面積較大的地塊應合理規劃溝畦，開溝起壟分畦，以增加入滲，減少流失損耗，提高灌溉均勻度和效率。
2.2深耕與深松設計根據不同土壤質地與土地構型、原有耕作基礎，設計節水農業所要求的耕層厚度和有效土層厚度，通過逐年深耕改土，加深耕層，加厚土層達到設計要求，改善土壤的透水性，增加入滲深度，提高蓄水能力，減少流失和蒸發。同時可以促進作物根系發育，擴大根系的吸肥吸水范圍，增強植物抗旱、耐肥、抗倒伏能力。設計中一般要求活土層應保持在30～45cm之間，深耕次數一年一次或隔年一次，深耕時間由冬閑前移至晚秋或后移到早春，深耕后當即耙耱、鎮壓，保護墑情。
2.3淺耕與覆蓋保墑設計通過地表淺耕、降低土壤毛細管作用、控制田間雜草，或覆蓋塑料薄膜、秸稈等，抑制土壤蒸發，減少地表徑流，保持土壤水分，提高水資源利用率。干旱山區尤其應大力推廣全膜覆蓋雙壟溝播技術，并注意盡可能在秋季雨后田間墑情最好時立即覆膜。
2.4化控抗旱劑的推廣使用設計目前我國已成功研制出抗旱保水劑、土壤蒸發抑制劑和植物抗蒸騰劑等三大類化控抗旱劑，并在較大區域、多種作物上推廣應用。各地應根據當地土質和作物種植情況大力推廣選用。拌種包衣選用適合的抗旱保水劑，地表噴施土壤蒸發抑制劑，作物葉面噴灑植物抗蒸騰劑。
2.5節水種植制度的設計在注重市場與效益原則下，根據當地降水分布、干旱發生規律，選擇設計優質、高效、節水的種植制度和作物結構。重點應因地制宜調整種植結構，大力發展節水作物，將過去糧經二元種植結構調整為糧經飼（草）三元種植模式，擴大種草面積，減少灌溉次數，降低用水量。實行間作、套種、寬窄帶狀種植，減輕單位面積土壤水分供需不足的矛盾和壓力。
2.6節水栽培技術的設計包括抗旱節水優質高效作物品種的選擇，機械或人工精量播種、溝播、膜側播等播種技術的推廣，不同作物或同一作物不同生長期需水、供水的控制等。
2.7節水灌溉制度的設計節水灌溉制度既是農業節水措施綜合效果的體現，也是農業節水、工程節水和管理節水三部分的結合點，所有節水效果都要落實到灌溉制度的擬定量化指標上來。節水灌溉制度的設計，首要任務就是應通過對不同區域、不同作物品種需水量科學分析，確定出最佳灌溉用水定額與產量之間的關系，以此作為衡量節水效益的量化標準，指導和規范節水灌溉工作；其次，在灌溉方式上應做到“五改”，即改大水漫灌為壟畦溝灌、改大畦灌溉為小畦灌溉、改長溝灌溉為短溝灌溉、改冬灌為春灌，有條件的地方應積極實施噴灌、滴灌和隔行交替灌溉。
3節水農業措施的完善
3.1注重農業與水利部門的相互協調與配合發展節水農業，應努力克服目前農業、水利兩家一定程度上的脫節，把旱作農業節約天然降水與灌溉農業節約灌溉用水統一到同一個節水農業的系統之中，形成具有完整意義上的節水農業體系。
君豪現代生態農業園位于襄城縣，隸屬于河南省許昌市，距離許昌市區30余公里，距平頂山市20余公里，位于中原城市圈范圍之內。襄城縣新的城市建設理念是“城在水中、水繞城流、城水相依、人水親和”，其環境優雅，城秀人和。園區規劃建設面積10hm2，地形豐富。園區地處北汝河北岸，與氾河交匯其周邊為農田，地勢較低水位較高。氾河在區域水系規劃定位中為永久性水系，項目所在地是北汝河水系景觀規劃中重要節點。其周邊秀麗的風光和的充足的水資源為園區的建設提供了豐富的資源。
2項目分析
2．1優勢分析
交通便利。園區位于襄城縣以東，北臨省道，南依汝河觀光大堤。在城市規劃的外環之內。田園風光秀麗迷人，溫泉資源豐富，周邊鄉村風情、果品采摘、農事體驗等鄉村民俗旅游基礎較好，休閑服務市場潛力巨大。隨著客源輻射范圍及腹地不斷擴張，有利于聚集人氣與營造通暢的服務網絡。地形豐富。園區外部與城郊地勢平坦的農田野林和城市外部河流接壤，其內部地勢低洼，水位較高。利用原有地形基礎，挖低成河、加高成山，挖湖堆山、塑造空間。打造秀美的山水格局，營造清新桃源的優美意境。良田美景。襄城縣氣候溫和，四季分明，光照充足，屬暖溫帶大陸性氣候。農業種植歷史悠久、資源基礎良好，農田和果園有著都市農業發展的必要基礎。呈現著一派迷人的田園風格。基于如此良田美景，可結合規劃項目對其進行必要的梳理和整合，多樣化發展，充分發揮潛在優勢。豐盈水系。園區南依北汝河堤，北汝河起源伏牛山脈，自古水清勢淼，文人墨客倍相詠之。有唐代毆陽詹的《汝州行》:“湛湛清流九曲灣，浮沉澈底似拖藍。扁舟一葉無人系，風動橫移向碧灘?！比缃竦谋比旰拥桃呀ǔ煞篮榈虊魏头雷o林帶。行于河堤之上，其綠樹成蔭花競相放，不見西湖柳岸卻聞汝河鶯啼。
2．2存在的問題分析
任何項目的開發和運作都可能帶來一些不利影響，對生態農業園進行分析可以防止一些消極現象的產生。農產品的生產、加工、銷售受時間、空間、勞動力的制約，旅游觀光業主要受時間制約。在花果期后游客的數量減少，旅游接待設施閑置，與旅游相關的企業收入減少，不利于吸納企業資金的再投入，限制了觀光旅游規模的擴大［2］，因此如何在發展農業生產的基礎上發展旅游業，豐富產品種類，拉長服務鏈，提高單位土地的收益，增加農民的收入，是解決問題關鍵。依據國家土壤分類標準。將許昌市土壤劃分為6個土類，13個亞類，24個土屬，45個土種?？偼寥烂娣e38．41萬公頃，其中中低產田有6．78萬公頃。主要分布在褐土和潮土土壤類型上［3］。規劃區域其壤存在的主要問題是耕層淺、土壤有機質含量低、有效養分含量低，因此應合理有效的采取措施改善農田的土地性質。人為因素的入侵，交通工具的氣體排放，以及噪聲污染，會破壞生境斑塊。而農業生產同樣存在污染，主要來源是農村居民生活廢棄物和農村農作物生產廢物，其位置、途徑、數量不確定，隨機性大，分布范圍廣，防治有難度。在生態農業園創建的過程中應著重環境的治理和保護。
3總體規劃設計模式
3．1規劃設計模式的理念
君豪生態農業園規劃理念為“農業生產為核心”的以循環農業、休閑、生態綜合模式的有機融合。突顯“青綠新襄、桃園新境”的主題。在保障農業生產的基礎上展現觀光園區的景觀特色。通過“以農業帶休閑、以觀光促生產”的模式，發揮農業生產的基礎作用，與觀光產業相輔相成，營造園林式的生態農業園區，以探索創意農業的綜合新模式。
3．2規劃設計模式原則
3．2．1生態性原則在農業園中，主張施用有機質肥料，在“自然”狀態下種植、養殖;利用各種可再生能源的外部“低輸入”。實現以科技為先領，以生態環保、規模適當為準則，生產綠色產品，探索式發展。生態性原則是創造園區恬靜、適宜、自然的生產生活的基本原則，是提高園區環境質量的基本依據［4］。
3．2．2經濟性原則觀光生態農業的興起必然帶動產業結構的調整。其以農業和旅游業為基礎，帶動了服務業、交通運輸業、加工業、建筑業等行業的協調發展，繁榮了農村市場與農村經濟［5］。在規劃設計中把經濟生產融入到園區的建設中，充分發揮采摘園帶來的經濟效益，同時注意非采摘季節的景觀規劃吸引游人，提高農業園區的經濟效益。
3．2．3特色性原則農業園的開發應具有地域性和季節性，規劃設計要與實際結合，因地制宜［6］。景觀規劃為園區服務，突出區域的特色，為園區帶來更多的旅游價值和經濟效益。
3．2．4多樣性原則農業園以滿足園區經濟效益和消費者需求為導向，注重園區多樣化的發展，建立以農業生產為主體，休閑服務為輔助的雙向經營方式。拓寬農業和旅游業的廣度，為旅游活動增添新景觀，豐富園區品種，使園區具有多樣性的特點。
3．3園區空間結構園區設計模式
與襄城縣打造“清綠新襄、市秀人和”水系新景觀的舉措相符合，設計注重體現中原良田美景的元素，如花果繁茂的果園、速生闊葉林地、魚荷共存的池塘、色彩豐富花園等，彰顯中原現代生態的特色。通過地形整理、集雨灌溉、挖湖堆山、養魚種樹的措施，形成園林式現代綜合性生態農業園區。
3．4功能分區
結合不同的設計手段將豪放秀麗的山水風貌強化，形成“山水情懷、桃園意境”的格局。即“一帶三區”的空間布局(如圖2)。中部—清理河道，整修水形;西部—平地建筑、交通集散;東部—納土造嶺、再造丘陵果園;南部—風景防護林。“一帶”—水系景觀帶:主體水系流向為從南至北，水系支流環繞園中局部，形成園區大的山水格局和小的林蔭花溪。圍繞水系布置景觀，自成天然之趣不煩人事之功。結合給排水設計和水體生態處理，符合生態、節能、環保的理念?！叭齾^”—現代農業示范區:中、高檔水果種植、觀賞、婚紗外景和休閑餐飲;休閑娛樂觀光區:休閑采摘、水上游樂、濕地景觀、戶外休閑、野炊燒烤;林景休憩區:林中小居、花園休憩、迷你健身。
4規劃設計模式策略
4．1以農業生產為基礎
君豪生態農業園以農業生產為基礎，通過建設調整優化農業結構，科學制定全區農業結構調整規劃，發展特色農產品，形成生產、加工、觀光、風味餐飲一條龍產業。讓人們體驗“農”的氛圍，參與“農”的生活，享受“農”的風和文化。加大現代科技農業、農業科研基地、示范基地、培訓基地的開發建設力度，同時結合休閑旅游，實現農業生產經營，休閑體驗的活動綜合服務園區，營造人與自然和諧的生態農業。對原始農業進行新包裝，引領農業景觀由鄉土走向時尚［7］。
4．2注重休閑、景觀功能的體現
在農業園規劃中可以根據實際情況將某種農業元素放大，農業主題公園、植物專類園、農林作物主題文化園等均是將農業、景觀與旅游相結合，以主題特色為依托的休閑觀光農業園的體現形式［8］，既具有農業景觀、林地景觀的農業本質，又具有藝術景觀、水體景觀、園林文化等的創新特性［9］。本項目根據生產的重要性和活動的性質把園區分為6個功能區，即文化餐飲區、節慶活動區、歡樂水谷區、休閑采摘區、林園小憩區、江南庭院區。文化餐飲區。文化餐飲區包括游客服務中心、餐飲住宿、生態停車場、珍奇花果樹木展示。文化餐飲區是進去園區后的第一站，包含游客服務中心、餐飲住宿、生態停車場。以君豪商務餐廳和生態餐廳為主體建筑，設有游客服務中心，具有前臺接待、科普展示、水果品嘗、采摘打包結算、辦公室等功能。其次具有珍奇花果樹木欣賞區域，參與園藝藝術的趣味活動。節慶活動區。此區域地勢平坦、道路和廣場較多，緊鄰餐廳。有玫瑰花園、噴泉、觀魚池、歐式小火車、鐵軌道、瓜果長廊、音樂休閑吧、靈犀噴泉廣場等。設計中有玫瑰、薰衣草等構成浪漫的基調，花海中設置有景觀構筑物，如:即如走進了一個浪漫的世界，這里即將成為一處表達愛情、婚慶、求婚等節慶活動，還有企業聚會、壽宴、慶典、戶外會議等商務活動。歡樂水谷區。利用周邊的高地形和中間變化多樣的水體形成歡樂水谷區，其起點為噴泉、歡樂壁泉、林影花溪、荷花池，經過虹橋、情人島、月光平臺、水上游樂、板橋，到達椰林盛景、白沙灘、抓魚池、蘆葦蕩等，翻越出水閘而出。一路景致漣漪、一谷歡歌笑語。休閑采摘區。休閑采摘區有爬坡上山、游覽觀光、休閑采摘、漁翁垂釣、濱水游樂、自助野餐等。利用水系、山體和植物營造山水、桃園、新境的美好愿景。以桃樹、梨樹、葡萄、櫻桃、冬棗為主，具有較長的采摘期;樹下的黑皮花生、紫紅薯、草莓等保健農作物也豐富了休閑采摘活動。林園小憩區。它處于園區的東南角，一個相對獨立的區域。內容有林園小居、林內娛樂、林下小觀。它是園區的高端游憩產品，能夠獨自運營接待游客。同時，作為園區一部分，整體風貌也于其它區域相統一，整體景觀同樣是以林木果樹和少量花卉來營造，打造一個環境優雅的林下浪漫意境。主要項目有:林園小居、林內娛樂、林下小觀。江南庭院。江南庭院相對獨立，服務于賓館人群。有江南竹韻、凌霄花架、頑石迎賓等。以江南特色為主打造恬靜的景觀，供游人欣賞。
4．3注重生態建設
園區的建設必須遵循自然生態的規律，在保護、開發、利用資源的過程中，確保景觀格局的連續性、完整性，達到整體生態協調、功能連通和景觀和諧［10］。君豪生態農業園中通過運用生態系統、持續經營、物質循環、食物鏈、立體種養殖等理論和技術，形成“果園－瓜菜”、“果園－保健作物”，水體種荷養魚，水與廢棄物循化利用等各種優化的生態農業模式，提供綠色、無公害農產品。通過防護圍墻的立體綠化、游泳館的半地下建設、賓館建筑的高林遮蔭、溫室的內部種植、戶外小筑引入林下等等措施，創造農業園優美自然的生態環境。
5結語
1.1主控系統
主控系統采用歐姆龍公司的可編程控制器CP1H型PLC，該類型的PLC具備與各種組件連接的相容性，因為它的工具有USB端口，還可以擴展2個串行端口，可方便同時連接多種組件。最大可安裝2個串行通信選件板（RS－232C×1端口或RS－422A／485×1端口）。
1.2多傳感器系統
1.2.1水位控制系統全量機械液位計WFH－2編碼型傳感器是通過浮子感測水位的，該儀器根據軸角編碼進行編碼。在進行閘門上下游水位測量時，安裝一個浮子，作為水位傳感元件；當水位變化時，浮子水位產生變化，從而帶動水輪做圓周運動，并準確地轉成相應的角位移量；水輪轉動軸編碼器是一個輸入軸，所以當水輪旋轉時，軸編碼器的電平已轉換成相應的數字代碼D，這種數字代碼D通過多芯電纜并行輸出，并在監測站的顯示器上顯示，即在人機界面上顯示。該浮子在轉換過程中采用的機械編碼是格雷碼轉換，測量范圍為40m，分辨率為1cm。1.2.2溫濕度控制系統PT100鉑熱電阻溫度傳感器精度高、穩定性好，使用方便，溫度范圍為－200℃～650℃。IH3605型濕度傳感器測量相對濕度（RH）范圍為0％～100％，環境溫度為0℃～85℃。該電路配有集成放大電路，輸出電壓為0V～10V，具有溫度補償和調零功能。其工作原理都是把電阻值轉化成電壓或電流再顯示。其系統信號傳輸流程如圖2所示。1.2.3電壓電流控制系統電流、電壓傳感器均選用珠海儀器儀表公司生產的HR－WP－AC系列交流電壓表、電流表。電機電壓電流的測量、溫度的測量、濕度的測量以及管道壓力的測量都是由PLC通過擴展I／O單元口采集傳感器送來的信號，然后進行A／D轉換和標度變換。以4mA～20mA模擬信號輸出為例，其A／D轉換如圖3所示。4mA～20mA的電流輸入對應于16進制數（10進制數）為0000～1770（0000～6000）。完整的數據輸出范圍是16進制數FED4～189C（對應的10進制數為－300～6300）。軟件編程時輸入電流在3．2mA～4mA之間時使用補碼來表示轉換數據。如果輸入的電流小于3．2mA時，斷線檢測功能將被激活并且轉換數據變為8000。
1.3系統人機界面的設計
1.3.1人機界面畫面設計和數據管理（1）電氣參數界面：顯示測得的水泵電壓、電流和轉動頻率。（2）參數設定界面：設定采集數據的標準值以及模擬數據采集。（3）數據采集界面：顯示從外界采集并且處理完的相關數據，包括1＃、2＃、3＃田的溫度、濕度和農田中水源的水位。（4）歷史數據顯示畫面：顯示采集的1＃、2＃、3＃田的溫度、濕度，并以表格的形式顯示出來，在此畫面上，還設置了可以通過下拉菜單選擇日期查看前一天和當天的歷史數據，以及可以跳轉到趨勢圖畫面的功能。（5）田間情況界面：該畫面可以看到農田中的總體情況和農田的整個畫面。（6）監控狀況界面：該界面主要實現對田間的相關設備如水泵、電動閥的開和關設置以及相關的報警顯示的設置。（7）歷史數據趨勢界面：該界面主要顯示采集到的歷史數據的趨勢圖，從而有助于分析采集到的數據，使得采集到的數據更形象化地呈現在用戶面前。1.3.2人機界面的報警設計人機界面中的報警設置使用事件登錄來進行系統報警。例如事件記錄文件名稱為EL＿20070915．evt，即表示此文件記錄2007年9月15日所發生的事件。1.3.3人機界面的通訊MT8000所提供的穿透通訊功能允許PC上的應用程序透過HMI直接連接PLC，此時HMI所扮演的角色類似轉接器（converter），具體通訊如圖5所示。數據目標端口（DestinationCOMPort）是指MT8000與PLC連接的端口，數據來源端口（SourceCOMPort）是指MT8000與PC連接的端口。在使用穿透功能時，需正確設定這兩個端口的屬性。串行通訊口使用的是9針D型公座。PLC軟件設置時需要設置通訊端口的通訊協議為Hostlink。
2軟件系統設計
2.1系統軟件總體設計結構
該軟件部分功能如下：先采集外部各傳感器的信號并在人機界面上顯示相關數據，然后判斷是手動還是自動；如果是手動，則執行手動部分的程序；否則，則執行自動部分的程序?？偟能浖鞒虉D如圖6所示。
2.2各參數檢測軟件設計
在該系統中的自動控制模式下，由水位傳感器將田間水位參數變化成格雷碼形式輸出，傳到控制單元，然后將此格雷碼送入PLC中經兩步轉換后成為BCD碼與設置的水位上下限（BCD碼）進行比較，如果實測田間水位小于設置的啟動水位，則閥門開啟，過45s閥門全開之后再自動開啟泵；如果實測田間水位大于設置的停止水位，則此時泵關閉，閥門經過45s延時后全關閉。在手動控制系統模式中，只需將相應的閥門開關按鈕按下即可控制閥門的開啟和關閉，同時閥門開啟之后才能開啟泵。在實際系統中，為防止泵開啟之后管道壓力過大造成管道破裂，可以設計成閥門開啟至少3臺之后才能開啟泵，從而實現保護管路的效果。其他參數如溫度、濕度、電壓電流的采集及軟件處理和水位的檢測方法類似。軟件編程系統外部總接線圖如圖7所示。
3測試結果
論文摘要：立足甘肅干旱缺水、農業水資源利用率較低的實際，提出了發展節水農業的目標任務、措施設計要點和完善對策。
干旱缺水是21世紀面臨的全球性環境生態問題。甘肅地處中國西北內陸，屬典型干旱半、干旱氣候區，省內大部分區域降水稀少，且季節分配不均，干旱缺水問題則更為突出和嚴重，農業生產經常面臨春旱、秋旱和伏旱的威脅。解決甘肅的干旱缺水問題，改善生態環境，涵養水源是根本出路。目前，應立足農業灌溉用水量大、浪費嚴重，自然降水攔蓄不充分，水資源總體利用效率較低的實際，將節水的重點放置到農業、農村，積極發展節水農業，提高農業灌溉用水利用率和農村田野天然降水攔蓄能力，這既能有效實現節水目標，也是促進農業農村可持續發展的重要保障。
1節水農業的目標和任務
節水農業是灌溉農業和旱作農業的有機結合，是節水與蓄水并舉，變被動抗旱為主動防旱的農業管理體制的創新和節水技術措施的整合。發展節水農業的總體目標是逐步建立節水型高效農業水資源開發利用體系，實現水資源可持續利用、農業可持續發展、農民可持續增收。當前發展節水農業的基本思路和主要任務是以合理開發、優化配置、高效利用、有效保護現有水資源為出發點，整合和推廣應用各種節水農業工程措施與技術手段，建立并不斷完善節水農業措施和制度，切實解決農業灌溉用水和自然降水利用率低的問題。
2節水農業措施的設計
根據當前節水農業發展的總體目標和農業與水利管理部門分家體制的現狀，結合農業發展的需要，農業部門在節水農業措施的設計中，可從以下幾個方面入手：
2.1土地整理設計根據田面的平整度、地面坡度、土壤類型和農作物種植情況，以及不同灌溉方式和耕作方式的要求進行土地整理設計，可整平的田面盡量要求整平，地面坡度較大的規劃后修成水平梯田、隔坡梯田，面積較大的地塊應合理規劃溝畦，開溝起壟分畦，以增加入滲，減少流失損耗，提高灌溉均勻度和效率。
2.2深耕與深松設計根據不同土壤質地與土地構型、原有耕作基礎，設計節水農業所要求的耕層厚度和有效土層厚度，通過逐年深耕改土，加深耕層，加厚土層達到設計要求，改善土壤的透水性，增加入滲深度，提高蓄水能力，減少流失和蒸發。同時可以促進作物根系發育，擴大根系的吸肥吸水范圍，增強植物抗旱、耐肥、抗倒伏能力。設計中一般要求活土層應保持在30～45cm之間，深耕次數一年一次或隔年一次，深耕時間由冬閑前移至晚秋或后移到早春，深耕后當即耙耱、鎮壓，保護墑情。
2.3淺耕與覆蓋保墑設計通過地表淺耕、降低土壤毛細管作用、控制田間雜草，或覆蓋塑料薄膜、秸稈等，抑制土壤蒸發，減少地表徑流，保持土壤水分，提高水資源利用率。干旱山區尤其應大力推廣全膜覆蓋雙壟溝播技術，并注意盡可能在秋季雨后田間墑情最好時立即覆膜。
2.4化控抗旱劑的推廣使用設計目前我國已成功研制出抗旱保水劑、土壤蒸發抑制劑和植物抗蒸騰劑等三大類化控抗旱劑，并在較大區域、多種作物上推廣應用。各地應根據當地土質和作物種植情況大力推廣選用。拌種包衣選用適合的抗旱保水劑，地表噴施土壤蒸發抑制劑，作物葉面噴灑植物抗蒸騰劑。
2.5節水種植制度的設計在注重市場與效益原則下，根據當地降水分布、干旱發生規律，選擇設計優質、高效、節水的種植制度和作物結構。重點應因地制宜調整種植結構，大力發展節水作物，將過去糧經二元種植結構調整為糧經飼（草）三元種植模式，擴大種草面積，減少灌溉次數，降低用水量。實行間作、套種、寬窄帶狀種植，減輕單位面積土壤水分供需不足的矛盾和壓力。
2.6節水栽培技術的設計包括抗旱節水優質高效作物品種的選擇，機械或人工精量播種、溝播、膜側播等播種技術的推廣，不同作物或同一作物不同生長期需水、供水的控制等。
2.7節水灌溉制度的設計節水灌溉制度既是農業節水措施綜合效果的體現，也是農業節水、工程節水和管理節水三部分的結合點，所有節水效果都要落實到灌溉制度的擬定量化指標上來。節水灌溉制度的設計，首要任務就是應通過對不同區域、不同作物品種需水量科學分析，確定出最佳灌溉用水定額與產量之間的關系，以此作為衡量節水效益的量化標準，指導和規范節水灌溉工作；其次，在灌溉方式上應做到“五改”，即改大水漫灌為壟畦溝灌、改大畦灌溉為小畦灌溉、改長溝灌溉為短溝灌溉、改冬灌為春灌，有條件的地方應積極實施噴灌、滴灌和隔行交替灌溉。
3節水農業措施的完善
3.1注重農業與水利部門的相互協調與配合發展節水農業，應努力克服目前農業、水利兩家一定程度上的脫節，把旱作農業節約天然降水與灌溉農業節約灌溉用水統一到同一個節水農業的系統之中，形成具有完整意義上的節水農業體系。
我國雖然是農業大國，但并不是農業強國，我國的農業在發展現代化的過程中非常緩慢，這其中有較多的原因，下面將進行詳述。我國在農業機械方面發展緩慢的原因有多方面，首先是因為生產工具沒有運用到農業中來，最新的生產工具通常使用于土木建筑或者手工業生產。那么在這種情況下農業機械自然得不到較好的發展。我國所使用的先進農業機械主要包括拖拉機、不同規格的犁、不同規格的耙、插秧機、排灌機、拔秧機以及相關的育秧設備，這些農業機械在農業生產中得到了較多的運用，而且極大地提高了農業生產效率。我國現今在農業機械的設計過程中主要是注重產品的實用性，而并沒有注重產品的外觀形狀。所以有的農業機械看起來古老但確十分耐用。出現這種情況的原因主要是由于農業機械的設計人員沒有切合實際的來考慮人民群眾的需求。另外，現今的農業機械還有一個顯著的特點就是笨重低效，農民在使用農業機械的過程中會非常費勁，而且操作極其不靈活。這無疑會影響農民對于農業機械的操作，之所以要在農業機械設計中運用仿生設計就是要改變農業機械傳統的缺點，使其在農業生產中得到更多地運用，并且切實解決農業生產中過度使用人力的情況。
2仿生設計在農業機械設計中的應用意義
通常人們認為仿生設計大多運用于高科技產品中，而不會運用到農業機械的設計與生產過程中，但是這種想法是錯誤的，我國屬于農業大國，人們在耕種的過程中會非常辛苦，將仿生設計運用于農業機械的設計過程中將能夠很好地改善我國農業機械的設計現狀，不僅在外觀上更加美觀，而且在操作性、舒適性方面都會有很大的改善。由于農業機械對于我國的農業生產有著重要意義，所以下面將詳述仿生設計在農業機械設計中的應用意義。
2.1外觀上的仿生設計
仿生設計包含很多方面，仿生的主要目的就是使得農業機械能夠更好地使用。雖然農業機械的工作環境非常惡劣，其沾滿泥土是非常正常的一件事。但是這并不代表其不能設計的更加美觀。傳統的農業機械外觀非常簡陋，沒有好看的色彩也沒有突出的外觀，而且所有的農業機械都存在這一問題，那么給人們的感覺就會很差，在農業生產中也只是機械呆板的操作機器，沒有很好的感覺體驗。但是在農業機械的外觀設計中增加仿生元素就會使得農民在使用機器的過程中倍感親切。不少汽車的外觀設計都是采用仿生設計，不僅是因為采用仿生設計能夠使得其具備更好的性能，而且還會使得其外觀給人很大的震撼。有的汽車造型類似于毒蛇，有的造型類似于鯊魚，這些造型不僅能夠在駕駛的過程中使得汽車具有更好的抓地力而且具有非常靚麗的外觀，使人眼前一亮，這樣無疑會刺激人們的購買欲望。雖然農業機械活動的區域僅限于農田周圍，但是這并不代表其一定不能設計的過于靚麗。欣賞美的事物是人們共同的愛好，那么農民在使用農業機械的過程中也可以欣賞，設計師可以將農業機械的外觀設計成牛的外觀，那么無疑會更加形象，或者設計成為類似變形金剛的形狀，這樣可以促進用戶的購買欲望。外觀是一個產品的形象，如果一個產品沒有好的外觀那么就算其多么實用也沒有較多的人去購買，利用仿生設計就可以很好地解決農業機械的外觀設計。
2.2功能上的仿生設計
人類雖然是地球上的主宰，但是并不代表人類的任何功能都比其他的生物強，其實有很多的生物在部分功能上是遠遠超過人類的，因為這些生物在長達百萬年的進化過程中能夠繼續存活必然有其特別的方面。人類之所以采用仿生設計就是要向其他的生物學習更好的知識，而且仿生技術也是人類發明創新的源頭。仿生學就是在模仿生物的功能，并且利用其功能來解決目前技術上存在的缺陷。人們依據蝙蝠的生理習性發明了雷達，這就是很好的仿生設計。將生物的功能用于自己所需要的地方。那么在農業機械的設計過程中同樣可以采用仿生設計，這還需要農業機械的設計師多在自然界觀察，并在生物的生理習性中找到相關的地方，然后將其運用于農業機械的設計制造中，這樣將有效地改善農業機械的功能。
2.3結構材料上的仿生設計
仿生是全方位的，不僅在外觀和功能上進行仿生，而且還可以從結構和材料上進行仿生。人們可以通過觀察生物的結構和構成來更好的設計相應的儀器，有的生物在結構上非常精巧，而且非常合理，人們就可以根據這種來設計更少材料更大空間的房屋。而且有的生物材料是非常好的，例如土壤動物的脫土原理，人們就模仿這種材料并將其運用于犁體中。這樣在其使用中就可以減少摩擦力并且有效的減少附著的土壤。每一種生物都有其特有的優勢，如果設計人員在日常生活中多多觀察就可以發現其優點，但是并不是每一鐘優點都是人們可以利用的，所以人們的仿生設計才剛剛起步。通過觀察生物的結構以及其自身材料可以為農業機械的仿生設計增加新的靈感與創意。
2.4界面上的仿生設計
在農業機械的設計中，單純的模仿形態、功能以及結構材料等是非常少見的，通常是兩者結合兩兩結合或者是三者結合，這樣生物的優勢就能夠更好的應用于農業機械的設計中，由于人們對于生物的優點越來越清楚，更多的產品運用了仿生設計，而且多學科的滲透與融合使得仿生設計師有了更加廣闊的視野，并且能將自己的想象力和創造力發揮到極致。
3結語
關鍵詞：農業機械設計制造；液壓機械傳動控制系統；應用范圍
農業機械設計制造行業的快速發展及整體生產水平的不斷提升，為我國農業經濟發展帶來了重要的保障作用。在此背景下，為了實現農業機械設計制造既定的生產目標，優化其生產設備性能，確保生產作業計劃的深入推進，需要注重與之相關的液壓機械傳動控制系統應用分析，增強該系統實踐的應用效果。
1農業機械設計制造中液壓機械傳動控制系統基本原理、優點及影響因素分析
1.1液壓機械傳動控制系統基本原理分析。為了增強液壓機械傳動控制系統在農業機械設計制造中的實踐應用效果，促進農業機械設計制造行業發展，應加強該系統的基本原理分析。其基本原理為：確保平衡系統作用下的液體能夠處于靜止狀態，并使系統中液體在不同方向所處的壓強相同，且通過活塞的作用給予液壓系統中的液體不同的壓力，促使這些液體能夠保持靜止。其中，由于大活塞與小活塞所能承受的壓力有所差異，需要給予其不同的壓力，并通過系統中液體的傳遞作業，滿足變換要求。與此同時，液壓機械傳動控制系統運行中對執行元件、動力元件等有著較強的依賴性，在這些元件的共同配合作用下，能夠使系統處于穩定、高效的運行狀態。1.2液壓機械傳動控制系統優點及影響因素分析。該系統實踐應用中的優點：系統中的液壓機械傳動裝置的工作效率高、運行速度快，且液壓機械傳動控制系統使用實現了高度集成化，對功率的控制效果良好；系統中的元件安裝中的靈活性強，布置較為方便，且液壓機械傳動方式實踐應用中的反應速度快、重量輕，能夠進行有效控制；該系統運行中能夠根據實際情況，對載荷進行必要的調整，在使用中實現了機械自動化，且控制精度高。該系統在實踐應用中可能會受到某些因素影響，給系統的平穩性帶來了潛在威脅。其影響因素包括：液壓機械傳動控制系統運行中，若溫度變化較大，會使系統中的液體粘性改變，致使系統的運動特性發生變化，影響系統運行的穩定性；受元件工作性能下降、機械加工方式選擇不當等因素影響，會引發系統故障；液壓機械傳動控制系統運行前雜質清除不徹底，會加劇其運行過程中的摩擦，影響系統運行的穩定性。
2農業機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用分析
2.1生產設備控制方面的應用。隨著農業機械設計制造領域中生產計劃的深入推進，需要性能可靠的生產設備發揮應有的作用，促使該領域中的整體生產水平得以提升，規定期限內的生產計劃能夠順利完成。因此，在控制生產設備的過程中，應注重液壓機械傳動控制系統引入。具體表現：借助液壓機械傳動控制系統高度集成化的優勢，對機械設計制造領域中的生產設備進行實時控制，促使設備能夠處于穩定的工作狀態；在液壓機械傳動控制系統的支持下，能夠降低生產設備使用中故障發生幾率，并在長期的實踐過程中形成符合生產設備需要的控制模式。2.2生產流程控制方面的應用。相比機械傳動技術，液壓機械傳動控制系統實踐應用中融合了控制理論、計算機技術等元素，能夠對機械設計制造領域內的生產流程進行控制。具體表現：該領域中各生產流程實施時，引入液壓機械傳動控制系統，能夠降低機械制造領域中的生產流程問題發生幾率；根據生產作業要求，確?？刂葡到y作用下的生產流程設置合理性，并對機械設計制造中的運動參數、動力參數進行控制。2.3恒功率輸出控制方面的應用。結合機械設計制造領域的實際概況及生產要求，可知其生產過程中注重恒功率輸出控制，能夠保持其生產成本的良好經濟性，為設備正常工作創造出良好的運行環境。因此，需要加強液壓機械傳動控制系統使用，借助其傳遞效率高的優點，能夠實現農業機械設計制造中的恒功率輸出控制。在這樣的控制模式作用下，機械設計制造中的整個生產環節將得到有效控制，確保設備性能的可靠性，有利于擴大液壓機械傳動控制技術的實際應用范圍。
3結語
在新形勢下農業機械設計制造中對于可靠的生產方式、生產設備等依賴性強，需要在具體的作業流程中重視液壓機械傳動控制系統的引入，確保其生產作業的高效性。因此，未來農業機械設計制造行業發展中應根據自身的生產需要及實際的發展概況，將功能強大的液壓機械傳動控制系統應用于生產環節中，在降低生產成本的同時確保自身的生產效益良好。
作者:韓寧 單位:吉林工程職業學院機電工程分院
參考文獻
[1]李解冬.機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用初探[J].科技創新與應用,2017,(08).
