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農業發展過程中的某種形態或農業生產形式由農業生產技術(農業生產力水平)和農業生產組織形式(農業生產關系)所決定。影響農業生產形式的主要外界因素有農業自然資源保障系統、農業及農村勞動力資源、農業自然條件和農村經濟條件及社會生產力水平4個方面。
傳統農業勞動生產率較低,大量勞動力被束縛在農業上。通過大量高能耗工業產品(機械、化肥、農藥、燃油、電力等)的投入來維持系統的產出。機械化農業的主要優勢是大幅度地提高了農業生產率,但也遇到了許多問題:如土地壓實、水土流失、地下水及地表水污染,農藥的使用導致了嚴重的公共衛生和環境方面的問題,品種基因單一化的危害、農產品品質的下降,水土資源及能源制約等。這種農業資源與環境的壓力促使科學家和農民努力尋求一種在繼續維持并提高農業產量的同時,又能有效利用有限資源、保護農業生態環境的新的可持續發展農業生產方式,并進行了多種探索,提出了多種解決途徑,如自然農業、有機農業、生態農業,等等。90年代以來,隨著全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、農業應用電子技術和作物栽培有關模擬模型以及生產管理決策支持系統(DDS)技術研究的發展,"精準農業"已成為合理利用農業資源、提高農業作物產量、降低生產成本、改善生態環境的一種重要的現代農業生產形式。
2、精準農業的技術體系
精準農業是現代信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術最新成就的基礎上發展起來的一種重要的現代農業生產形式,其核心技術是地理信息系統、全球定位系統、遙感技術和計算機自動控制技術。精準農業系統是一個綜合性很強的復雜系統,是實現農業低耗、高效、優質、安全的重要途徑。精準農業技術體系的構成見表1。
2.1 現代信息技術
精準農業從90年代開始在發達國家興起,目前已成為一種普遍趨勢,英美法德等國家紛紛采用先進的生物、化工乃至航天技術使精準農業更加"精準"。美國把曾在海灣戰爭中運用過的衛星定位系統應用于農業,這項技術被稱為"精準種植",即通過裝有衛星定位系統的裝置,在農戶地里采集土壤樣品,取得的資料通過計算機處理,得到不同地塊的養分含量,精準度可達1-3m2。技術人員據此制定配方,并輸入施肥播種機械的電腦中。這種機械同樣裝有定位系統,操作人員進行施肥和播種可以完全做到定位、定量。還可將衛星定位系統安裝在聯合收割機上,并配置相連的電子傳感器和計算機,收割機工作時可自動記錄每平方米農作物產量、土壤濕度和養分等的精數據。
現代信息技術的特點是應用地理信息系統將土壤和作物信息資料整理分析,制成具有時效性和可操作性的田間管理信息系統,在此基礎上,利用全球衛星定位系統、遙感技術以及計算機自動控制技術,根據空間每一操作單元的具體條件,通過調整資源投入量,達到增加產量、減少投入、保護農業資源和環境質量的目的。同時在農田經營管理決策的環節上,可根據不同情況選擇"單純獲取高產","以適量投入,獲取較好經營利潤"或"減少資源消耗、保護生態環境"等多種不同優化目標。這項技術的構成包括空間定位的農作物產量信息采集技術和土壤信息定時采集技術、農田地理信息系統定時更新技術及空間定位的農業投入控制系統等。
2.2生物技術
現代生物技術從廣義上講主要包括基因工程、細胞工程和微生物工程等,最富有生命力的核心技術是基因工程?,F代生物技術最顯著的特點是打破了遠緣物種不能雜交的禁區,即用新的生物技術方法開辟一個世界性的新基因庫源泉,用新方法把需要的基因組合起來,培育出抗病性更強、產量更高、品質更好、營養更豐富,且生產成本更低的新作物、新品種;另外還具有節約能源、連續生產、簡化生產步驟、縮短生產周期、降低生產成本、減少環境污染等功效。如美國把血紅蛋白轉移到玉米中,不僅保持了玉米的高產性能,而且提高了它的蛋白含量??罐D基因水稻、玉米、土豆、棉花和南瓜等已在美國、阿根廷、加拿大數百萬公頃土地上試種。1998年,全世界利用原生質體培養技術已成功地開發了100多種再生植物,轉基因牛、羊、豬和魚也培育成功。美國是采用轉基因技術最多的國家,1998年轉基因作物播種面積達2050萬hm2,是1997年的2.5倍;目前其轉基因種子播種面積已占大豆播種面積的36%,占玉米播種面積的45%。阿根廷是繼美國之后大量采用轉基因技術的國家,1998年轉基因作物播種面積達550萬hm2,是1997年的4倍,其中75%的大豆播種面積采用經過改變基因的豆種。加拿大轉基因作物播種面積從1997年的130萬hm2,增加到1998年的280萬hm2;50%的大豆和玉米播種面積采用了經過基因處理的種子。
微生物農業是以微生物為主體的農業。微生物在合成蛋白質、氨基酸、維生素、各種酶方面的能力比動物、植物高上百倍;微生物還可利用有機廢棄物,變廢為寶、保護生態環境。利用有益微生物,不僅可獲得大量生物量,用于制作食用蛋白質以及脂肪、糖類等專門食品,而且在生物防治、土壤改良方面也有突出表現。日本研制的EM(含80余種微生物的生物制劑),被稱為可以挽救地球的有效微生物群。施用EM可少用或不用化肥、農藥和抗生素藥物,凈化環境,。
2.3工程裝備技術
現代工程裝備技術是精準農業技術體系的重要組成部分,是"硬件",其核心技術是"機電一體化技術";在現代精準農業中,應用于農作物播種、施肥、灌溉和收獲等各個環節。
精準播種。將精準種子工程與精準播種技術有機結合,要求精準播種機播種均勻、精量播種、播深一致。精準播種技術既可節約大量優質種子,又可使作物在田間獲得最佳分布,為作物的生長和發育創造最佳環境,從而大大提高作物對營養和太陽能的利用率。
精準施肥。要求能根據不同地區、不同土壤類型以及土壤中各種養分的盈虧情況,作物類別和產量水平,將N、P、K和多種可促進作物生長的微量元素與有機肥加以科學配方,從而做到有目的地肥,既可減少因過量施肥造成的環境污染和農產品質量下降,又可降低成本。要求有科學合理的施肥方式和具有自動控制的精準施肥機械。
精準灌溉。在自動監測控制條件下的精準灌溉工程技術,如噴灌、滴灌、微灌和滲灌等,根據不同作物不同生育期間土壤墑情和作物需水量,實施實時精量灌溉,可大大節約水資源,提高水資源有效利用率。
精準收獲。利用精準收獲機械做到顆粒歸倉,同時可根據一定標準確分級。
轉貼于 3、我國精準農業的重點發展方向
我國各地的自然條件、社會經濟條件差異明顯,農業生產水平差距較大,農業集約化總體水平較低。表2示出1994年中印日美4國農業集約化程度及世界的平均水平。可以看出,我國農業具有以下特點:1)農業人口人均耕地面積小,僅為世界平均水平的1/5;低于印度、日本,同美國相差甚遠。2)農業機械化水平低。每萬公頃拖拉機擁有量,僅約為世界平均水平的34.7%,甚至低于印度的水平。3)化肥投入水平高。每公頃化肥投入量是世界平均水平的3.37倍,高于美國,但低于日本。
同農業發達國家相比,我國農業集約化水平較低,要實現現代化,是繼續走農業發達國家已走過的以犧牲土質、環境及使用對人類健康有不良影響的大量依靠農藥、化肥的石油農業發展道路,還是利用現代信息技術、生物技術和工程裝備技術發展具有中國特色的精準農業,答案是不言而喻的。應根據我國農業發展所面臨的資源環境問題,走具有中國特色的精準農業發展之路,實現我國農業的可持續發展。
3.1重點發展節水、節肥精準農業技術體系
1)實現精準灌溉,提高水資源利用率。
水資源短缺是我國許多地區農業生產的主要制約因素。據測算,我國全年降水量約為6.19萬億m3,其中約55%消耗于陸面蒸發,只有45%轉徑流和地下水,實際利用率不到10%(約5000億m3)。
當前我國農業灌溉用水面臨的主要問題是灌溉農區面積約5000hm2,其中渠灌面積較大,多屬粗放型灌溉模式。在華北井灌區特別是華北平原地區,自從將"兩年三熟制"改為"一年兩熟制"后,水分虧缺部分全靠超采地下水來彌補,地下水位連年下降,給北方灌溉農業造成嚴重威脅。
同時我國農業節水潛力巨大。我國渠灌面積約3900hm2,井灌面積1100多萬hm2,合計約5000萬hm2。渠水灌溉的利用率約為0.3,井水灌溉利用率約為0.5,兩者加權平均值為0.35左右,與發達國家0.7-0.9的利用率相比,差距巨大。有關部門測算,如將農業用水(按4000億m3計算)的利用率提高0.2,即達到0.55,則可節水800億m3。
山東海陽引進以色列技術,建成約33hm2(約500畝)果園自動化控制微噴工程,采用微機控制。根據土壤吸水能力、蘋果生產階段和氣候條件等因素,定時、定量、定位給果樹供水。據有關專家測算,糧田自動化噴灌可節水30%-40%;省地1.5%-2.0%;果園和菜園的微灌可節水50%-60%;防滲渠道與土渠相比可節水約50%。
有研究認為,北京市耕地面積與以色列耕地面積基本相同,但北京市水資源總量和農業用水量都約為以色列的2.4倍,如采用精準農業戰略,以管道灌溉、噴灌、滴灌和滲灌等方式取代大水漫灌,在產量上達到以色列現水平,可節水約2/3,即約18億m3。
2)實施精準施肥,提高化肥資源利用率
據聯合國糧農組織統計,化肥對糧食的貢獻率約占40%。我國能以占世界7%的耕地養活占世界22%的人口,應該說化肥在其中起了重要作用;但同時也發現,從1980-1995年的十幾年間,化肥施用總量增加了183.1%,年均遞增率達7.2%。1995年化肥總施用量約達3600萬t,而同期糧食總產只增加了46.6%,年均遞增率僅為2.7%。期間化肥投入所生產的糧食由31.5kg.kg-1下降至17.70kg.kg-1。我國化肥施用的突出問題是結構不合理,利用率低。據大量試驗資料統計,平均單產6500kg.hm-2的谷物,1季產量從土壤中帶走N100.5-169.5kg,P2O549.5-75.0kg,K2O120.0-175.5kg,N,P,K比例為1:0.45:1。我國許多省區都存在過量施用氮磷化肥,鉀肥施用不足的問題。1995年我國N,P,K實際施用比例為1:0.43:0.17。由于農田復種指數和作物產量的大幅度提高,有機肥施用量下降,化學鉀肥投入不足,我國土壤缺鉀面積日益擴大。
國外文獻報道,氮肥平均利用率可達50%-60%,當季利用率磷一般為10%-30%,鉀為20%-60%。據我國有關學者的研究,我國N,P,K平均利用率分別為35.0%,19.5%和47.5%,可見我國氮素化肥利用率低于世界平均水平,不僅浪費了資源、增加了農業生產成本,而且未被作物吸收利用的氮素向大氣揮發、向水體淋溶,形成對環境的污染。
近年來我國農田微量元素缺乏面積不斷擴大,而目前施用微量元素肥料的面積僅約1600萬hm2,為缺乏微量元素面積的11.3%。
在我國通過實施精準施肥技術,不但可以提高化肥資源利用率,還可以降低成本,提高作物產量。
3.2發展精細設施農業
所謂設施農業是指應用某些特制的設施來改變動植物生產發育的小氣候,達到人為控制其生產效果的農業生產形式。設施農業主要有:1)設施種植業,如溫室栽培、塑料大棚栽培、無土栽培;2)設施畜牧業,如畜禽舍、養殖場及草場建設等。利用現代信息技術、生物技術和工程裝備技術,進行設施農業生產,即為精細設施農業。
設施農業在國外發展較早,目前已達相當高的水平。在歐洲,多數國家以溫室生產為主,其中荷蘭和英國的溫室主要是玻璃溫室,用來生產蔬菜和花卉。荷蘭生產的蔬菜80%用于出口,花卉出口達世界出口量的71%(1987)。日本溫室栽培蔬菜和果樹的技術十分發達,幾乎所有品種的蔬菜在很大程度上都依賴于溫室生產。
我國設施農業起步較晚,但發展較快。目前世界塑料大棚和溫室面積約36.576萬hm2,其中我國面積最大,達15.67萬hm2,占42.8%。設施農業同普通農業相比,產業化程度高,效益好,接受新技術的能力強。
在我國設施農業發展較快的地區推廣、應用精準設施農業可以達到增加農產品產出、提高農產品品質,節約水、肥資源,保護農業生態環境的目的。
1)精準農業是在現代、生物技術、工程技術等一系列高新技術最新成就基礎上發展起來的一種重要的理代農業生產形式。其核心技術是地理信息系統、全球定位系統、遙感技術和計算機自動控制技術。
2)在我國建立現代精準農業系統應從開始就將現代信息技術、農業生物技術、農業工程裝備技術等各方面的專家有機組合在一起,協同攻關,逐步建立起具有中國特色的現代精準農業技術體系。
3)我國農業仍屬于高耗、低效型農業,農田灌溉水的有效利用率只有30%-40%(發達國家已達50%-70%),化肥當年利用率僅30%,因此,近期應重點發展節水、節肥的精準農業技術體系。
關鍵詞:精準農業;研究進展;發展方向
中圖分類號:S-0文獻標識號:A文章編號:1001-4942(2013)09-0118-04
我國農業資源約束日益突出,農業生態環境退化加劇,化肥占農業生產成本25%以上,但利用率僅為30%~35%,遠低于發達國家的50%~60%,不僅造成了經濟上的巨大損失,更帶來了嚴重的地下水污染和生態環境破壞。國內外研究表明,精準變量施肥可使多種作物平均增產8.2%~19.8%,降低總成本約15%,化肥施用量減少約20%~40%,土壤理化性質得到改善。因此,解決上述問題的最佳途徑是大范圍地推廣應用按需變量施肥的精準農業和測土配方施肥技術。
1 精準農業及其在我國的實踐與發展
精準農業[1~5]又稱精細農業,它以信息技術為基礎,根據田間每一操作單元的具體條件,定位、定時、定量地調整土壤和作物的各項管理措施,最大限度地優化各項農業投入的量、質和時機,以期獲得最高產量和最大經濟效益,同時兼顧農業生態環境,保護土地等農業自然資源。
精準農業技術是基于信息技術、生物技術和工程裝備技術等一系列科學技術成果上發展起來的一種新型農業生產技術,由全球定位系統、農田信息采集系統、農田遙感監測系統、農田地理信息系統、農業專家系統、智能化農機具系統、環境監測系統、網絡化管理系統和培訓系統等組成。其核心技術是“3S”(即RS、GIS、GPS)技術[6,7]及計算機自動控制技術。
遙感(RS)技術[8]的主要作用是農作物種植面積檢測及產量估算、作物生長環境信息檢測(包括土壤水分分布檢測、水分虧缺檢測、作物養分檢測和病蟲害檢測)、災害損失評估。地理信息系統(GIS)[9]是精細農業技術的核心。應用該系統可以將土地邊界、土壤類型、地形地貌、灌溉系統、歷年土壤測試結果、化肥和農藥使用情況、歷年產量等各種專題要素地圖組合在一起,為農田管理提供數據查詢和分析,繪制產量分布圖,指導生產。應用全球定位系統(GPS)可以精確定位水、肥、土等作物生長環境和病、蟲、草害的空間分布,輔助農業生產中的播種、灌溉、施肥、病蟲害防治工作。另外,農機具上安裝GPS系統還可以進行田間導航,實現變量作業。
我國在1994年就有學者進行精細農業的研究。國家“十五”科技戰略重點將發展精準農業技術、提高農業生產水平作為重中之重,并首次在“863”計劃中支持研究機構進行精準農業技術自主創新。目前一些地區已經將精細農業引入生產實踐中,在北京、上海、黑龍江以及新疆一些地區建立起一批精細農業示范基地,并取得了可觀的經濟效益。
2 國內精準農業技術研究現狀
從技術角度來看,完整的精細農業技術由土壤及作物信息獲取、決策支持、處方生成、精準變量投入四個環節組成(圖1)。信息獲取技術、信息處理與分析技術、田間實施技術是精準農業不可或缺的組成部分,三者有機集成才能實現精準農業的目標。
圖1 精準農業(PA/PF)技術組成
2.1 土壤及作物信息獲取[10,11]
由全球衛星定位系統(GPS)獲得的定位信息、遙感系統(RS)獲得的遙感信息和基礎、動態信息構成了農業生物環境監測數據信息。
2.1.1 土壤環境信息的獲取 (1)土壤養分信息的獲?。和寥鲤B分的快速測量一直是精準農業信息采集的難題。目前主要的測量儀器一是基于光電分色等傳統養分速測技術的土壤養分速測儀,其穩定性、操作性和測量精度雖然尚待改進,但對農田主要肥力因素的快速測量具有實用價值。如河南農業大學開發的YN型便攜式土壤養分速測儀[12],相對誤差為5%~10%,盡管每個項目測試所需時間仍在40~50 min,但較傳統的實驗室化學儀器分析在速度上提高了20倍。二是基于近紅外(NIR)多光分析技術、極化偏振激光技術、離子選擇場效應晶體管(ISFET)集成元件[13,14]的土壤營養元素快速測量儀器,相關研究己取得初步進展,有的已裝置在移動作業機上支持快速信息采集。
(2)土壤水分信息的獲?。和寥浪值臏y量是精細農業實施節水灌溉的基礎。目前常用的水分測量方法有基于時域反射儀(TDR)原理的測量方法、基于中子法技術的測量方法、基于土壤水分張力的測量方法和基于電磁波原理的測量方法[15]。
(3)土壤電導率信息的獲?。和寥离妼誓懿煌潭鹊胤从惩寥乐械柠}分、水分、有機質含量、土壤質地結構和孔隙率等參數的大小[16,17]。有效獲取土壤電導率值對于確定各種田間參數時空分布的差異具有重要意義??焖贉y量土壤電導率的方法有電流-電壓四端法和基于電磁感應原理的測量方法。
(4)土壤pH值的獲取:目前適合精細農業要求的pH值檢測儀器主要有光纖pH值傳感器和pH-ISFET電極[18~21]。光纖pH值傳感器雖然易受環境干擾,但在精度和響應時間上基本能滿足田間實時快速采集的需要?;趐H-ISFET電極的測量方法具有良好的精度和較短的響應時間,但易受溫度影響,需要溫度補償,且電極的壽命較短。
(5)土壤耕作層深度和耕作阻力:圓錐指數CI(Cone Index)可以綜合反映土壤機械物理性質,表征土壤耕作層深度和耕作阻力[22]。圓錐指數CI是用圓錐貫入儀(簡稱圓錐儀)來測定的。圓錐儀的研制工作不斷發展,從手動貫入到機動貫入,從目測讀數到電測記錄,出現了多種多樣的圓錐儀。
2.1.2 作物生長信息的獲取 作物生長信息包括作物冠層生化參數(葉綠素含量、作物水分脅迫和營養缺素脅迫)、植物物理參數(如根莖原位形態、葉片面積指數)等。作物長勢信息是調控作物生長、進行作物營養缺素診斷、分析和預測作物產量的重要基礎和根據。主要方法有三種:一是從宏觀角度利用RS遙感的多時相影像信息研究植被生長發育的節律特征[23]。二是在區域或田塊的尺度上,近距離直接觀測分析作物的長勢信息。三是基于地物光譜特征間接測定作物養分和生化參數。
2.1.3 病蟲草害信息的采集 病蟲害和雜草是限制農作物產量和品質提高的重要因素,及時、準確、有效檢測病蟲害的發生時間、發生程度是采取治理措施的基礎。目前,病蟲草害信息的自動快速采集主要是基于計算機圖像處理和模式識別技術,以研究植株的根、莖、冠層(葉、花、果實)等的形態特征作為診斷判讀的目標。主要分析方法有光譜特征分析法、紋理特征分析法、形狀特征分析法等[24~29]。
2.1.4 作物產量信息的獲取 獲取作物產量信息是實現作物生產過程中變量管理的重要依據。國際上已商品化的谷物聯合收割機產量監視系統主要有美國CASE IH公司的AFS(advanced farming system )系統、英國AGCO公司的FieldStar系統、美國John-Deree公司的Greenstar系統、美國AgLeader公司PF(precision farming)系統及英國RDS公司的產量監測系統等[30]。這些系統具有功能較強的GIS綜合功能,能自動完成產量監測和生成產量分布圖。我國谷物產量測產系統的研究起步較晚,目前尚在研制中。
2.2 決策支持與處方生成
分析決策系統[31]主要包括地理信息系統(GIS)、作物生產函數或生長模型和決策系統三部分,決定變量施肥效果[14]。
地理信息系統(GIS)用于描述農田屬性的空間差異和建立土壤數據、自然條件、作物苗情等空間信息數據庫,進行空間屬性數據的地理統計。它主要應用于離線的處方控制方式中,而在實時控制模式中沒有使用的必要。
作物生產函數或生長模型是生物技術在農業實際生產中的應用。它將作物、氣象和土壤等作為一個整體進行考慮,應用系統分析的原理和方法,綜合農學領域內多個學科的理論和研究成果,對作物的生長發育與土壤環境的關系加以理論概括和數量分析,并建立起相應的數學模型。該模型描述了作物的生長過程及養分需求,是變量施肥決策的根本依據。
決策系統根據農業專家長期積累的經驗和知識或GIS與作物生長模型的組合分析計算[11],這些存儲在GIS系統中的數據信息經由作物生產管理輔助決策支持系統,最終生成具有針對性的優化了的投入決策及對策圖,即進行時、空、量、質全方位的田間管理實施處方圖,得到施肥的處方圖(離線形式)或具體的施肥量(在線形式),并將其存入存儲卡或者數據庫中,供施肥作業使用。
2.3 變量投入技術
由配套農業設施設備(ICS農機裝備和VRT變量投入設備)組成調控實施系統,經全球衛星定位系統GPS定位,在田間管理處方圖的指導下實施精細控制,田間實施的關鍵技術是現代工程裝備技術,是“硬件”,其核心技術是“機電一體化”。田間實施技術應用于農作物播種、施肥、化學農藥噴灑、精準灌溉和聯合收割機計產收獲等各個環節中。
3 國內精準農業發展對策
3.1 宣傳普及,提升對精準農業的認識
精準農業技術本身能帶來可觀的經濟效益和社會生態效益,同時對提高農民收入、減少農民勞動強度、改善環境質量等有非常重要的作用。
精準農業技術的推廣應用涉及精準農業技術本身的發展、農業機械化水平、農業技術培訓、農民承擔生產風險的能力等,其中農業技術培訓是推廣應用過程中的關鍵。由于農民獲得信息的渠道有限,只有通過農業技術培訓,農民才能認識到精準農業技術的優點并在技術培訓過程中掌握這項技術,精準農業技術才能在生產實踐中大范圍地推廣應用。
3.2 完善精準農業的配套技術
通過測土配方和相應的變量施肥技術,改變農民傳統施肥觀念,根據土地的肥力現狀按需變量配合施用肥料,提高肥料利用率,減少面源污染,增產增收。
做好精準農業資料收集和信息標準化工作,應用3S技術建立農作物品種、栽培技術、病蟲害防治等技術信息網絡以及農業科研成果、新材料等科研信息網絡,實現農業資源的社會化、產業化。
3.3 選準適合國情的精準農業項目
我國大部分地區尤其是較落后地區的農村承包地普遍處于碎片化狀態,難以支撐起發展精準農業的要求,必須通過土地流轉達到規模經營的效果。
另一方面,隨著農村市場化和產業結構的調整,在墾區農場(如黑龍江大型農場、新疆建設兵團)和大面積作物生產平原區建立“精確施肥”技術示范工程,或聯合一些高效益企業(煙草企業、中藥材企業等)帶動“精確施肥”的發展是結合中國國情發展精確施肥的有效途徑。
4 結束語
精準農業的發展在我國尚處于起步階段,面臨諸多問題與困難。而且我國土地相對分散,技術落后,環保意識不強,在相當長的時期內仍然是小農經濟占主導成分。因此建立一個集資源化、信息化、知識化、生態化于一體的全方位生態系統,走具有中國特色的精準農業發展之路,是我國農業發展的必然。
《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020年)》中明確把農業精準作業與信息化作為農業領域科技發展的優先主題,精準農業對提高我國農業現代科技水平具有重要作用,具有廣闊的發展前景。
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關鍵詞:現代信息技術;精準農I;數據化;智能化
中圖分類號:F320.1 文獻標識碼:B 文章編號:1008-4428(2017)03-11 -03
一、引言
精準農業是一種以大數據科學為核心的信息化的現代農業理念,其發展顛覆了我國日出而作日落而息的手工勞作方式,打破了粗放的傳統生產模式轉而邁向集約化、精準化、智能化、數據化,促使我國農產品由線上零銷售改成私人訂制。20世紀80年代,我國開始對精準農業進行研究,建立了小湯山國家精準農業研究示范基地和黑龍江友誼農場的“精準農業示范項目”試驗基地;2012-2013年在黑龍江墾區農機推廣產品中,GPS自動導航和駕駛系統全部由國外進口,這表明我國亟需自主研制開發精準農業設施裝備??傮w上看,我國對精準農業的研究大多局限于對概念的補充和延伸,沒有形成系統成熟的學術思想。在實踐中,并未建立較大規模的試驗示范基地,基礎設施、經營規模和經濟效益等都不及發達國家。因此,需對精準農業的發展作進一步研究,以加快我國農業現代化進程。
二、精準農業內涵及主要技術組成
(一)精準農業內涵
精準農業(precision agriculture,PA)又稱精細農業,精確農業或處方農業,是以實現農業高產、優質、高效為目的的現代農業生產模式。它的全部概念建筑在“空間差異”的數據采集和數據處理上,在定位、導航的基礎上,根據管理單元的土壤特性和作物生長的需要,管理作物的每個生長過程及各種農資投放量,最大限度地發揮土壤和農作物的潛力,做到既滿足作物生長發育的需要,又減少農資的投入,從而降低物質消耗、增加產量、保護生態環境,實現農業的可持續發展。
(二)精準農業的核心技術組成
精準農業技術體系是支撐精準農業發展的關鍵部件,精準農業技術通常不以單項技術的形式出現,在組裝集成單項技術應用于農業生產的同時,形成了精準農業所獨有的技術體系,如產量圖、配備有“3S”技術的播種機、聯合收割機等。精準農業技術體系如圖1所示:
1.現代信息技術
現代信息技術主要由全球衛星定位系統、地理信息系統、遙感系統和計算機自動控制技術組成,其基本含義是把農技措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平的一套綜合農業管理技術。這項技術依賴全球定位系統和計算機控制定位,精確定量實施,極大地提高了種子、化肥、農藥的利用率,同時在管理決策環節上,可根據具體情況選擇“單純獲取高產”“以適量投入獲取較高經濟利潤”或“減少資源消耗、保護生態環境”等多種不同優化目標。
2.生物技術
生物技術是現代生物學與其相關學科交差融合的產物,其中核心是基因工程技術。隨著人們對動植物基因學和蛋白質學的認識,生物技術在農業生產中的應用越來越廣。通過對動植物基因重組,可增強農作物對生長環境的適應能力,增加農作物單產,減少農藥化肥的施用量,改善食物的營養結構和口感。例如,在棉花中引入抗蟲基因,可減少病蟲害對棉花的侵蝕,減少農藥的使用;在水稻中導入能產生維生素A的基因,可以提高稻米的營養價值。
3.工程裝備技術
農業工程裝備技術是精準農業發展的物質基礎,也是衡量精準農業發展水平的重要指標。用于我國精準農業生產的農機裝備主要有新型高效拖拉機、播種施肥灌溉機、精量植保機、節水灌溉與水肥一體化設備、高效能收獲機械等,可實現精準平整土地、建立模塊信息,為農作物生產管理收割做好準備。我國于2009年建立農業智能裝備工程技術研究中心,以自主研制適合我國農業發展的農業機械,近幾年,我國農機科技創新能力提升較快,2016年全國農作物耕種收綜合機械化率高達63%。
三、我國精準農業發展存在的問題
(一)發展精準農業的成本較高
精準農業技術在新疆兵團棉花的大面積種植應用中取得了客觀的經濟、社會及生態效益:平均單產增加17%,每畝播種量減少2千克,氮磷肥的利用率提高3%-8%。對農作物生長環境的檢測,節約檢測成本高達90%,檢測效率提高500%以上。但這些農業機械價格昂貴,適合大面積作業,主要面向大型農場。而我國地形復雜,以小農經濟為主,農戶多分散且產能較低,導致發展精準農業的成本較高,不適合我國目前的農業經濟發展水平和生產作業規模。
(二)農業從業人員素質偏低
我國農業勞動力文化程度較低,近年來,市場的各種優質資源也逐漸由農村轉移到城市,在農村形成了“38、61、99”部隊、“空心村”“末代農民”等現象,進一步降低了農業勞動力的素質。文化知識的缺乏,降低了農業從業人員接受新事物、學習新技術的能力,導致一些高新技術成果難以推廣運用,阻礙了農業生產發展向高端升級的進程。雖然我國政府大力提倡精準農業的發展,但由于我國基礎薄弱,農民吸納新技術的能力差,精準農業在我國的推廣實踐困難重重。
(三)精準農業基礎設施不健全
我國精準農業技術裝備遠遠落后于世界先進水平,僅相當于發達國家20世紀60-70年代的水平。目前我國精準農業的生產機具多從國外進口,尤其是在技術含量較高的新型行業,這種差距還在不斷加大。精準農業裝備研發和創新的技術儲備嚴重缺乏,適用農業機具設備品種少、水平低,而且可靠性極差,遠不能適應精準農業發展的需要。另外,精準農業機械設備價格高昂,我國零散的農戶和小型農場無法承擔高額的費用,導致精準農業基礎設施嚴重缺乏。
(四)現代信息技術在精準農業生產中的應用有限
我國已利用現代信息技術建立了農業數據庫及農業信息系統,將3S等各項高科技應用到精準農業的生產發展中,并在北京、黑龍江、新疆等各地建立了大規模的精準農業實驗基地,在一定程度上解決了我國農業發展中存在的化肥農藥利用率低、勞動效率較低、環境污染嚴重等問題??傮w來看,現代信息技術在我國精準農I中的應用仍處于初級階段,很多技術在精準農業中的應用都是空白。如:基礎設施建設、智能控制、機器人技術、VRA播種等現代信息技術在精準農業中的應用基本上都處于空白狀態。
四、我國精準農業發展的對策建議
(一)降低精準農業生產成本
加快精準農業核心技術研究,開發具有自主知識產權的、適合國情的低成本精準農業機械設備,促使農業科研成果轉化為現實的生產力;降低精準農業技術的應用成本,降低我國廣大農村地區邁向精準農業的門檻,改變我國精準農業“只有理論,不能實施”的尷尬局面;建立大型農場,發展多種形式的適度規模經營。培育新型經營主體,帶動適度規模經營發展,如農業專業大戶和家庭農場等,同時簡化精準農業技術,提高精準農業技術在生產實踐中的實用性和易用性,有效降低精準農業生產成本。
(二)提高農業從業人員的素質
精準農業是科技含量較高的新型農業發展方式,精準農業機械設備的操作需要豐富的專業知識,而“空心村”等現象導致我國農村人才匱乏,尤其是精通精準農業生產過程專業人才的匱乏。因此,必須從以下幾個方面提高精準農業從業人員素質:一,完善中小學課程,把精準農業添加到教科書中,保證下一代全面徹底地了解精準農業;二,加強對現有勞動者的專業化培訓,加快農業科技隊伍建設和農技推廣;三,培育新型職業農民,促使其在精準農業的發展中起到“領頭雁”的作用,為我國精準農業的發展提供人才保證。
(三)大力加強精準農業基礎設施建設
精準農業基礎設施主要指智能化精準農業裝備,其研究與開發是精準農業能否得到推廣實踐的關鍵。目前我國精準農業基礎設施較差,技術含量低,特別是大型的農機設備,幾乎是從國外進口的,因此應從不同層面加強精準農業基礎設施建設,改善精準農業生產條件。一是政府要加大對精準農業基礎設施建設的投資,加強智能化精準農業裝備技術的開發和實踐應用。二是增加精準農業主要農機裝備的生產數量,如多功能谷物精密播種機,可自動調控配比的自動定位施肥機和噴藥機,可控制噴水量的定位噴灌機等。
(四)拓寬現代信息技術在精準農業生產中的應用面
加快精準農業核心技術研究,簡化精準農業基礎設施建設步驟,降低精準農業基礎設施建設成本,促使盡可能多的農民將精準農業技術體系應用到農業生產中;建立一個完整的植物信息數據庫,在農作物生長的不同階段及時給出合理的操作建議;結合全國各地農業發展特點和現狀,加快自主研制開發適合不同模式精準農業發展的“3S”技術及高科技產品,并將“3S”技術及高科技產品全面運用于精準農業生產過程中,進一步拓寬現代信息技術在精準農業領域中的應用。
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作者簡介:
關鍵詞:無線傳感器網絡
中圖分類號:TP399文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2012) 03-0000-02
The Development of Wireless Sensor Networks and Its Application in Precision Agriculture
Pei Fang,Zhang Jie
(Hunan Mechanical&Electrical Polytechnic,Changsha410073,China)
Abstract:Wireless sensor networks have developed rapidly.Wireless sensor networks in real-time monitoring,perception,acquisition and processing of a variety of monitoring object information,has become one of the most cutting-edge scientific research topics.The article introduces the concept of wireless sensor networks,structure,characteristics and research focus and key technologies.
Keywords:Wireless sensor networks
隨著微電子和微系統(MEMS)、無線通信、信號處理這三個技術領域近年來的飛速發展,一個新的研究領域成為國內外關注的熱點,這就是基于大量具有通信功能的微型無線傳感器構造的無線傳感器網絡WSN(Wireless Sensor Networks).WSN具有極其廣泛的應用,如感知戰場狀態(軍事應用)、環境監控(如氣候、地理、污染變化的監控)、物理安全(如建筑和結構的)監控、城市道路交通監控、安全場所的視頻監控。
一、無線傳感器網絡的國外發展狀況
無線傳感器引起了世界各國軍事部門、工業界和學術界的極大關注。美國軍方有包括C4KISR計劃、Smart Sensor Web、靈巧傳感器網絡通信、無人值守地面傳感器群、傳感器組網系統、網狀傳感器系統CEC等都是關于無線傳感器網絡的研究。國際學術界和研究機構對無線傳感器網絡做了大量的研究課題。
(一)國際學術界對WSN的關注―專利
IEEE Journal on Selected Areas in Communications
(2004,VOL.22,NO.6,2005,VOL.23,NO.4,2006,VOL.24,NO.2)
Proceedings of The IEEE(2003,Vol.91,NO.8)
IEEE Wireless Communications(December 2004)
IEEE Signal Processing Magazine(2006,VOL.23,NO.4)
(二)WSN相關的國際會議
Wireless Communications and Networking Conference
Wireless Communications,Networking and Mobile Computing
ISCIT
ICASSP
ISSCS
(三)2004年在美國國際自然科學基金、國家健康協會的資助下,哈佛大學啟動了CodeBule平臺研究計劃,目的是把無線傳感器網絡技術應用于醫療事業領域,包括醫療救急、災害事故的快速反應、病人康復護理等方面。
(四)2003年INTEL公司在Berkeley大學的研究中心啟動了關于WSN方面的研究計劃,內容如下:
異構傳感器網絡,測量各種異構傳感器網絡的性能,研究嵌入式處理在異構網絡中的應用。
Mote計劃,開發下一代的自組織WSN節點,設計出更強處理能力、更大存儲容量、更高帶寬和可靠頻射能力的節點。
TASK計劃,研發Tiny Application Sensor Kit(TASK),為一般用戶快速開發和部署自己的WSN應用,提供簡單實用的開發套件。
(五)美國Dust Networks和Crossbow Technologies等公司研究的“智能塵埃、Mote”已進入應用測試。在英國、日本、意大利等國家,已經開展了該領域的研究工作。
我國也開展了這一領域的研究工作,具體內容包括無線傳感器結點的硬件設計、操作系統、網絡路由技術、節能技術、覆蓋控制技術等。目前正處于研究和開發階段,這是一個很有意義的課題,是從理論到實踐都需要大量研究的課題。
二、無線傳感器網絡的結構特點
無線傳感器網絡的結構如圖1所示:
圖1 無線傳感器網絡節點結構模塊
WSN有兩種組網結構:
平面拓撲結構。如圖2所示。有的網絡節點處于相同的平等地位,不存在任何的等級和層次差異,所以被稱為對等式結構。
邏輯分層結構。如圖3所示。網絡節點按照某種規則(如地理位置、應用需求)分成各個簇,每個簇由簇頭和成員節點構成。
圖2 平面拓撲結構
圖3 邏輯分層結構
三、無線傳感器網絡在精準農業的應用
精準農業是非常好的應用大規模互聯網傳感器一個應用方向。比如說美國的國家環境預測中心等等,都在為利用遙感技術為農業信息化做貢獻。英特爾在美國做了一個無線葡萄園,利用傳感器節點檢測土壤的信息,日本開展研究田間檢測服務器,如何提供自動化農業產品的生產檢測與田間信息收集手段。這里面核心問題就是可能大量用遙感和地面信息感知。
利用WSN空間遙感,為什么把這兩個東西結合起來,傳統空間搖桿有一個局限性,它的分辨率低,就是說要檢測一個溫度、濕度,希望顆粒度比較細,但是衛星做不到那么細,那么這是第一個問題。第二傳統配合衛星,遙感來解決它的分辨率低這樣一種問題的方法就是用人在去提取一些地面的準確的信息,對遙感數據進行校正,這樣做法也有局限人去做。首先活動范圍有限,然后你時間又不連續,成本很高。
那么,我們提出地面和空間的遙感數據結合,就是要用地面的傳感器網絡獲取信息,大量連續的信息和空間信息結合起來,進行聯合繁衍,最后獲取信息第一精度高,第二顆粒度、細粒度非常好。我們要做的這個工作包括這樣一些事情,地面數據和遙感數據進行耦合,進行數據融合,然后要做一個地面觀測系統,在IPv6網絡作地面觀測系統。第三要獲取精確景區農田環境的信息,然后把這個系統應用到一個范圍里面去。
那么核心問題做一個傳感器節點,這個節點是專用節點,還要加不同傳感器,或者一些不同特性加進去。這個節點有一些防熱的問題,還有散熱的問題,防盜等等這樣的問題,它是多傳感器土壤問題,濕度傳感等等情況。為了提高它的增加控制時間壽命,可能在這種情況下加一個太陽能電池,就算沒有我們希望通過軟件控制,使節點通過時間可能半年以上它有一個作物季節,可以連續工作。
中央處理器部分可以做一個的嵌入式系統。到一個農田里有用兩種方式部署,一個是密集,一個是稀疏,為了降低成本在密集方式我們部署是一種傳感器節點,范圍不是很大,但是節點密度很大,稀疏方式整個大面積我們要部署傳感器節點,通過GPRS手段,把數據傳到CNGI上來,通過處理出來結果就會提供給農業部門。進行早期的估產,進行施肥加水,施放農業的決策依據。
那么,無線傳感器的數據處理,這是一個網絡上面一個問題,就是傳感器數據如果采集到以后我們是N次數據是一一往上傳是有問題,這樣大大降低整個網絡生命周期,要進行本地壓縮,會聚融合傳上來,要進行預處理。那么我們剛才提到數據融合算法,要密切的滿足無線傳感器網絡特點,包括數量,分布密度,拓撲結構,能量約束,技術能力約束,存儲空間約束等等。對無線傳感器網絡很重要就是它的生命期,如果太短的話,WSN是沒有意義。還有遙感系推獲取系統是來自衛星的數據,地面獲取,數據庫建設,數據庫融合的問題。那么有一系列難點,比如說作物生長遙感指標,剛才說這個網絡部署密集部署說起來很簡單做起來是非常難,傳感器目前是沒有結構的,是沒有路由器,是用組網,組網有一些非常復雜的問題,做不好這個傳感器網絡兩天就死掉。所以要一種算法,包括路由,應用盡可能提高生命周期,這是一個很大的問題,尤其是大規模的應用的。
第三個問題就是耦合模型,怎么進行耦合。那么,未來這樣一個系統,它要從檢測,到反過來進行控制,精準農業控制,通過檢測發現現在需要水,不需要內供澆水,可以通過人工智能澆灌系統等等
農業標準化是以農業為對象標準化的活動,它是一項復雜的系統工程,包括農業標準體系、農產品評價認證體系和農產品質量檢測體系。目前,我國的農業產業化水平還很低,農業資源的開發和配置上還不盡合理,市場農業還沒有真正的形成。農業標準化就是通過把先進的科學技術和成熟的實踐經驗組裝成農業標準,推廣到農業生產、加工、銷售、消費各個環節,在市場機制的調節下,對生產、加工、儲藏、運輸全過程進行標準化管理的過程。這個過程能夠把先進的科技成果轉化為現實的生產力,促進農業發展科學化、系統化、產業化,從而達到優質、高效的目的,取得經濟、社會、生態的綜合最佳效益。因此,實施農業標準化能夠促進農業資源的合理利用和農業生產要素的優化組合,促進農業生產方式的轉變和產業內部結構調整,促進傳統農業向現代農業的發展轉變。
2實施農業標準化有利于創立農產品品牌,發揮地方特色
品牌化經營是把農產品質量優勢轉變為競爭優勢的重要手段,是發揮地區資源優勢,培育主導產業的有效途徑。實施品牌戰略,應當破除傳統觀念的束縛,圍繞市場導向和市場需求來發展。這不僅僅要在技術引用和開發上動腦,更要從高、精、優上下功夫,靠產品質量和特點開發特色產品,使農產品質量融入品牌價值。遼寧省黑山縣是錦州地區的一個農業大縣,花生的種植面積很大。但在傳統的農業種植經營模式下,種植戶和加工企業的經濟效益都很一般。為了發展花生產業,當地政府在西部和北部適宜花生種植的地區建立了多個標準化示范基地,利用當地有利的自然環境優勢,進行科學種植和管理。2007年“黑山花生”以品質好、粒形圓、含蛋白質高、無黃曲霉毒素而被國家評為“中國地理標志產品”。歐洲專業花生雜志專門介紹了黑山花生的優良特性,給予了高度評價。目前黑山花生連續20年出口日本、歐盟市場,供不應求??梢?,依據先進科學的農業技術標準組織生產,充分發揮地區優勢,促進農業產品升級,創出獨特品牌,對地區農業的發展尤為重要。
3實施農業標準化有利于打破貿易壁壘,增強農產品在國際市場的競爭力
近年來,電子商務在我國發展地是突飛猛進,而互聯網的不斷普及以及電商平臺呈井噴式的擴充市場,毫無疑問地為我國經濟社會發展帶來了新的活力和動力。所謂的電子商務精準扶貧,就是指的農村地區特色農業農產品依托電子商務平臺進行銷售和推廣,促進農村網絡創業,拉動網購消費。在全面實現小康社會,幫助農村農民脫貧致富的社會共同目標下,電商扶貧無疑是為我們提供一條新的路徑。
一、 甘肅省農村電子商務發展狀況
(一) 網絡覆蓋,農村地區有了傳送帶
目前,甘肅省70%以上的農村地區已基本實現網絡覆蓋,40%以上的貧困鄉能利用電子商務銷售當地特色農產品,交易額的年均增長率達10%以上。在如今的大數據時代,寬帶就像是一條傳送帶,將信息、人才、資金源源不斷地輸送到西北農村地區。
(二) 三大電商助力,電商交易平臺遍地開花
2015年,三大電商京東集團、蘇寧易購和阿里巴巴集團農村淘寶的農村電商計劃相繼落地甘肅,數千個的縣級運營中心和數十萬個村級服務站的建立,將電子商務的網絡覆蓋到甘肅省70%強的縣以及50%的農村地區,電子商務已在甘肅遍地開花。
(三) 快遞也下鄉,農村物流網逐漸建立
“要致富先修路”,同樣的,要發展農村電商對貧困地區而言,首先就需要克服物流問題的困難。在加快“快遞下鄉”的政策性指導下,甘肅省80%的農村地區已經建立起物流網,但多數偏遠貧困農村地區的物流網仍在建立當中。
二、 甘肅省農業發展現狀
(一)甘肅省農業現狀概括
以草食畜、蔬菜、林果等產業為主要農業發展方向的甘肅省目前形成了糧、經、飼“三元”一體的農業結構,另全面發展農林牧漁,加快發展農業區域化布局。
目前,該省六大特色產業發展迅速,農業產業化水平得到提升。草食畜牧業、優質林果、蔬菜產品、中藥材人工種植、馬鈴薯六大特色農業在全國范圍具有重要地位。
(二)農業發展瓶頸
1.自然災害頻發
甘肅省地貌復雜氣候變化多樣,農業受到天氣等因素的影響很大。近幾年,甘肅省極端天氣增多的趨勢,如持續性的干旱就嚴重影響到農村地區的群眾生活和農業生產。
2. 農業抗風險能力較弱
甘肅省農業現代化水平較低,生態環境十分脆弱,市場競爭力在全國來說相對較弱?,F如今農產品市場價格波動很大,該省農業抵抗風險能力較弱,易受到其影響。
3. 農村勞動力不足
因缺乏資金、技術,甘肅省農村地區青壯勞動力大量外流,進行農業生產的勞動力嚴重不足,農村地區農業發展緩慢。
三、 電商精準扶貧對農業經濟的影響
(一) 電商精準扶貧政策的成果
1.信息先行,提供網絡信息平臺服務
目前,甘肅省已經建成1個省級信息服務網絡平臺、80多個縣級信息服務平臺和4000多個村級信息服務點。政府在工程總投資出資3100萬元,各村級信息服務點日常運行費用也由地方政府財政預算列支,不增加農民負擔。
2.以點帶面,建立電商扶貧示范點
2016年,甘肅省以點帶面在全省建立了一批兼具典型特點和示范帶動作用的農村電商示范縣和示范村,數個電子商務服務中心也在貧困縣建立起來。
(二) 政策推行過程中面臨的問題
目前,甘肅省電商精準扶貧政策的推行取得一定的成功,但在推行過程中仍然存在一些問題。如偏遠貧困地區農村農民的互聯網和電商扶貧意識仍有待加強;貧困農村地區的資金及融通方面活力不夠;電商專業人才比較緊缺;農村地區的電商平臺雖然基本建立,但是技術層面仍有待提高。
(三)電商精準扶貧為農業經濟提供新思路
1.電商+農業+人才
電商精準扶貧模式引進大學生人才邊學邊干成為技術骨干,手把手教農民如何掌握現代技術,使農民真正成為“能手”。用技術留下青壯勞力,推動新型職業化農民成為農業生產的生力軍,解決農村勞動力不足、人才缺乏的瓶頸。
2. 電商+農業+資金
近兩年電子商務逐漸向金融領域發展,電商精準扶貧“電商+農業+資金”模式為解決農村融資難、資金缺乏等困難提供了新路徑,在農村融資問題方面提供了巨大的支持和幫助。為便于農村地區資金的融通,在國內知名三大電商平臺的支持下,甘肅省積極培育兼具地方特色和民族特色的本土農村電商平臺。
3. 電商+特色農業
甘肅省電商扶貧始終堅持因地制宜、實事求是的原則,不斷創新,敢于嘗試,開辟了“電商+農業+旅游業”、“電商+綠色農業”等新的模式,為該省特色農業真正地、長遠地、可持續地發展提供新思路。
4.電商+物流網+品牌建立
在電商精準扶貧政策下,互聯網和物聯網在農業生產上達到了高度融合。電子商務平臺和物聯網的建立增強了區域間聯系,以縣帶村,聯合發展,按照“一縣一業”“一村一品”的原則,培育農業農產品等特色品牌。
關鍵詞農業標準化生產;現代農業;必要性;建議
實施農業標準化是建設現代農業的重要抓手,是增強我國農業市場競爭力的重要舉措,是保障食品安全的基礎條件。進入20世紀90年代中期,隨著現代農業的發展和市場需求的變化,特別是加入世貿組織后國際競爭的加劇,對常規的農業生產方式、理念和參與市場競爭的手段帶來新的挑戰,農業產業化、市場化、國際化呼喚農業標準化。
1深入推進農業標準化工作的必要性
1.1農業結構調整需要農業標準化
進入新階段,推進農業結構調整,必須按照產業化經營的要求,以國內外市場為導向,以加工流通企業為依托,以廣大農戶為基礎,以利益聯結為紐帶,實施農業產前、產中、產后的鏈式發展。在推進農業產業化經營過程中,必須嚴格把好農業生產資料供應、種植、養殖、加工、貯藏、運輸、營銷這一產業鏈中各個環節的質量關。而農業標準化作為一項上聯農業科研單位、大專院校,下聯農業生產基地和廣大農戶的基礎性工作,通過把農業生產技術、科研成果和生產經驗進行科學地綜合組裝,制定成淺顯易懂、易于實施的技術標準和操作規程,并加以推廣應用,從而把農業生產的產前、產中和產后全過程納入標準化生產和管理的軌道,有利于加快農業科技成果向現實生產力的轉化,推動農業產、加、銷一體化進程,可有效提高農業產業化經營水平和農業綜合生產力。
1.2農產品質量安全水平提高需要農業標準化
長期以來,以追求產量為主要目標,片面追求利益最大化,過量使用農藥、化肥、獸藥、激素、飼料添加劑等,甚至不擇手段使用違禁農藥、獸藥等,造成了農業生態環境污染嚴重,一些農產品有毒有害物質殘留量超標,影響了人民群眾的身體健康。近年,依靠農藥、化肥等支撐的傳統農產品己越來越沒有市場了。在國內市場,北京、上海、杭州、南京等大中城市實行了農產品市場準入制度,對那些喂用過藥物、激素的水產品和畜禽,施用過禁用化肥、農藥的農作物亮起了“紅燈”。推進農業標準化工作,有利于進一步根治“餐桌污染”,保障人民群眾的食用安全。
1.3外向型農業發展需要農業標準化
加入WTO后,經濟全球化的趨勢使農業生產經營活動受到全球市場的影響。面對國外設置貌似合法,實為更隱蔽、不合理的“保護國家安全、保護人體健康和人身財產安全、保護動植物生命與健康、保護環境、防止欺詐”的技術貿易壁壘,我國農業必須從源頭抓起,從農業標準化這個基礎做起,從生產過程的每一個環節著手,貫徹實施農產品質量安全、生產技術、產地環境等系列標準,嚴格推行農產品標準化生產,規范農產品的加工,才能提高農產品在國際市場上的競爭力,擴大農產品出口。
1.4品牌農業發展需要農業標準化
在市場經濟條件下,農產品的競爭歸根結底是產品質量的競爭、品牌的競爭。沒有標準就沒有質量,沒有質量就沒有品牌和市場。農業標準化是保證農產品質量、培育名牌農產品的基礎,也是農產品進市場的“入場卷”“通行證”。品牌、質量、標準是三架齊驅、相輔相成的關系。在國內外市場競爭日趨激烈的今天,制定符合當地實際的先進、合理、可靠、操作性強的農業標準體系,把標準和質量有機結合起來,確保農產品質量的穩定,為優質、名牌農產品培育提供了依據和技術支撐,為提升產業層次、拓寬市場空間架起有效的橋梁和紐帶。
2對推進農業標準化工作的淺見
2.1要加強領導,加快搞好部門協作
我國農業標準化的實施時間不長,還處在起步階段,需要各級政府的高度重視和有關部門的分工協作以及全社會的關心支持。需要進一步理順政府職能部門關系,發揮部門資源優勢,明確分工與職責,加強工作協作,只有這樣,才能為農業標準化工作的深入開展提供有力的組織保證。
2.2要加快農業標準在“田頭”和“市場”的深入實施
農業標準化的關鍵在實施標準,要解放思想、創新手段,通過典型示范、現場指導、專家講座、觀摩學習、高層論壇、培育農業龍頭企業、創建農業標準化示范點、區、鄉(鎮)、開展農業標準入戶等,促進農業標準在生產、加工領域的深入實施,實現生產者、加工者嚴格按照標準組織生產、加工、制作。要以生產領域推廣實施農業標準為基礎,將農業標準的實施向流通、餐飲等領域引入,通過政府部門間搭建平臺、疏通渠道、宣傳報導,推進“公司+標準+基地+農戶”“場地掛鉤”“場場掛鉤,建立標準化農產品銷售專區、專店、批發市場和產銷對接(團購)網絡,加快農業標準化成果惠及千家萬戶的步伐,提高老百姓識別、選購、食用優質安全農產品的本領。
2.3要加快做好農業標準化知識、信息的普及、傳播工作
深入落實“科技強農,信息先導”的方針,創新農業標準化信息傳播方式、傳播途徑,整合外部資源,及時將農情、苗情、災情、農業政策、法律法規、政務信息、農產品和農資市場行情、農村經濟信息、農業標準化生產技術送到農民手中,增強農民這一弱勢群體應對大市場沖擊的能力和應用科技興農、應用知識致富的能力。
2.4要加快建設好正規化的農業標準化人才隊伍