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1发展概况
从1993要1994年美国首先提出精准农业思想以来,精准农业在应用中逐步取得了巨大的发展,到如今精准农业已经成为农业可持续发展的重要途径。中国自古以来就是世界农业大国,但同时又是一个农业水平相对落后的国家。因而我国在多个会议上就此问题进了探讨,为农业发展提供技术、资金、政策支持。2017年野两会冶关于农业热点问题有很多讨论院发展高效农业促精准扶贫、建议建立全国范围农业大数据平台、农业大数据捍卫舌尖上的安全等,可以看出国家对于农业态度的转变,更加注重互联网与农业的结合以及食品安全健康。我国在精准农业方面的发展目前主要关注于效率的提高,本文主要关注质量提升问题。果树农药喷洒是农业生产中较为重要的一个环节。通过无人机进行数据捕捉采集,再进行数字图像处理,并依靠后台数据库进行分析可以获得更精确、更全面的数据,从而获得更准确的喷洒方式,从而解决我国农业发展面临的环境资源问题,走可持续的农业发展道路。同时,更精准的农药喷洒量可以减少农药对人体健康的危害,实现绿色农业、绿色中国[1-3]。
2研究方法
2.1数据挖掘
利用统计软件R在济南超算中心平台下,对数据进行高效准确的挖掘。主要基于关于果树疾病研究的权威书籍、文献,挖掘患病果树树叶图像,治疗各种果树疾病的农药种类及用量等的相关记载。
2.2数据库构建
利用已经拥有的果树疾病研究的权威书籍、文献以及其他合作院校所提供的数据资料等有效研究资料建立数据库,包括各种患病果树的树叶图像,各种果树疾病治疗所需的农药种类及用量。根据这些参数,利用统计软件R在济南超算中心平台下,根据已经挖掘出地准确数据进行数据分析、计算得到最佳结果,实现农业的经济、绿色发展。当获得一张患病树叶图像时,可以根据图像数据分析,搜索到该树的患病种类、患病程度、所需喷洒的农药种类、所需农药喷洒量以及所需农药喷洒浓度等。数据库的建立工作是长期的,需要及时更新最新的农药种类,最大程度上地保证搜索得到的农药最适宜、对环境污染最小、对水果的质量影响最小,保证水果是绿色健康的。因此,要及时将最新数据导入数据库,详细搜集患病果树的树叶图像,各种果树疾病治疗所需的农药种类及用量,不断完善数据库,使分析结果更加准确。
2.3数据捕捉
采集利用无人机对目标果树或目标范围内的果树进行图像的采集,并将采集的数据传送至系统后台。
2.4数字图像处理
将无人机采集的图像进行数字图像处理,提取有用信息,利用数据库已有数据分析该树的患病种类、患病程度。
2.5结果
得出将数字图像处理得出的信息利用大数据分析,得出该树的患病种类、患病程度、需喷洒的各种农药种类选择、所需农药喷洒量以及最适宜喷洒浓度。
3研究过程精准
农业是当今世界农业发展新潮流。本项目是基于大数据与数字图像处理的精准农药的定量分析研究,致力于建造一个野因树而异冶精确农药喷洒量的绿色经济农业大数据分析系统。该系统研究过程主要包括利用无人机对图像进行捕捉传递;对传递回的信息进行数字图像处理分析;以济南超算为后端对完成数据挖掘、分析;得出最适宜的农药喷洒浓度和喷洒量渊图1冤。
4成效
4.1经济
因树而异,根据1株果树或1片区域内果树的患病程度不同,确定最适宜的农药种类排名,相应给出最适宜的农药喷洒量和喷洒浓度。这样更有利于果树的生长,降低了农药的使用量,减少了农民的投入成本,降低了农民的经济负担,提高了农民的收益[4]。
4.2绿色
农药使用量的不断增加,不仅有技术层面和从农人员的原因,也有农药质量参差不齐的原因,通过提高农药质量、控制农药喷洒量可以缓解日益严峻的农药过度使用问题。农药的过度使用,会污染大气、水环境,造成土壤板结,同时还会增强病菌、害虫对农药的抗药性。适宜喷洒农药会减少环境污染,营造更绿色的环境,使农业生产可持续化。利用大数据及信息科学技术改造和装备实现绿色农业产业科技化,进而实现经济与绿色健康的相互促进[5]。
4.3健康
在食品健康日益受到关注的今天,精准喷洒农药可减少因过度喷洒造成的农产品质量下降,严格控制农药喷洒量及喷洒浓度更有益于人类健康。过度使用农药不仅会危害人类健康,还会破坏生态平衡,造成野生生物和畜禽中毒等。因此,适宜的农药喷洒量与喷洒浓度会大大减小对人类和动物健康的威胁。
4.4高效
提高农业生产效率以缓解我国人口不断增多所带来的粮食生产压力,同时无人机的使用节约了人力资源,进一步实现了农业机械化、信息化。在我国农田集中处,研究、应用并推广适合的精准农业,实施恰当的农药喷洒技术,对提高农产品产量和质量具有重要意义。
1重要意义
1.1能为我国粮食自给自足和粮食安全性提供精确的数据
为了使获得的农业数据真实可靠并且具有全面性,需要对我国农业科技开展基础性长期性数据监测工作,从而促进我国农业更快地发展,为国家的相关重要决策提供数据支持。在这个过程中,需要工作人员对影响我国粮食安全的所有要素和数据都进行采集,并进行科学保存和系统分析,以保证国家能够在第一时间掌握我国农业发展现状,并能以这些数据为依托制定出更符合农业发展特点的宏观决策。此外,做好农业科技基础性长期性数据监测工作也能够同时解决农业环境、消耗资源、粮食产量、农业发展等重要问题,在此基础上才能建立起一套完善的、科学的、能够准确跟踪并掌握我国粮食安全问题的机制[1-2]。这不仅方便对收集来的信息进行整理、分析以及深入研究工作,还能对未来农业的发展起到预警和预测的作用。
1.2有效促进农业发展、科学技术进步以及科学理论创新
从目前农业发展情况来看,我国农业发展受到了一定阻碍。究其原因是随着人们生活水平的提高,人们对资源的需求也越来越大,但随之而来的生态环境恶化问题也对农业发展造成了不良影响。目前,农业发展过程面临的主要问题是环境污染严重、土地质量下降以及地下水存量不足等问题,要解决这些问题就必须应用综合集成技术,该技术整体性较强的特点有助于农业技术的整体提升。同时还应该了解到,农业科学的试验性很强,因而就需要通过长时间的系统动态监测来对农业生产过程中的关键要素进行全面掌握。这样不仅对农业发展有着极大的促进作用,还对探索自然规律、人们的日常生活对自然界的影响以及在多种观测数据的基础上构建模型有着较大的帮助。
1.3全面促进农业科技的资源集成
随着科学技术的不断发展,人们逐渐认识到科技基础性工作的重要作用,其对于科学技术的革命和突破有着关键作用。在此前提下,农业科技研究和创新也在朝着社会化、网络化和全球化的方向发展,从而使相关的服务和数据资源建设全面迈入数字化时代。在现代农业发展过程中应用单项技术对生物、信息和工程技术进行了科技创新,并使其呈现集成化的发展态势。现代农业的科技创新,离不开大量基础数据的收集以及分析整理,这就需要依靠系统的长期性监测数据的支持,从而为农业科学技术创新打下良好基础。
2现状
科技基础性长期性数据监测工作无论是对于发达国家还是对于发展中国家都有着重要意义,科学技术创新离不开科技基础性长期性数据监测工作,这对于农业科技创新来说也同样适用。我国的专家学者们也基于此工作为农业科技发展以及创新而努力,并取得了重大突破。在农业科技基础性长期性数据监测工作的要求下,我国先后在20世纪60要70年代建成了包括湖南祁阳、山西寿阳以及山东德州在内的多个环境科学实验站,并在“七五”期间投资近700万元建成数据标本库,从而组建了土壤肥力监测网络,对全国进行农业数据的监测和整理分析。编制了国家农业科学数据中心观测监测指标清单及标准规范,这些规范在作为后续观测工作的依据的同时也形成了完整的工作体系,不仅在多个方面(如生态环境数据研究、土地质量数据分析等)取得了积极的进展,也使我国农业基础性长期性的科技工作进入了系统化、全面化以及深入化的新阶段。
3存在的问题
3.1规划不充分
传统的农业数据监测通常是将其并到某一个科技项目中执行,在这个过程中由于数据监测工作不是作为独立工作存在,因而对农学数据监测工作的规划就不够充分,从国家的角度来看缺乏长远规划。再加上我国农业科研机构众多,各部门之间缺少相互协调机制,这就使当前的农业数据监测工作缺乏系统设计,继而在某些重要的学科领域有空白现象产生。
3.2各监测部门缺乏共用共享机制,监测网络尚未形成
由于各农业科研机构各自为战,严重缺乏合作和互动,这就使各机构不能进行数据互通并实现数据共享。同时还要注意的是,各监测机构没有统一的管理规范,在工作过程中没有工作依据,共享方式落后,严重阻碍了学科之间的交叉和渗透,从而影响研究成果的产出。
3.3对数据缺乏系统分析及正确的处理应用
虽然目前我国通过长期对各区域进行监测取得了大量的农业科研数据,但还缺少一个能将科学数据进行二次开发的平台,这也是提升我国农业发展水平的关键。
3.4经费投入不足,科技创新能力不足
目前,我国对于数据监测工作的投资机制还不完善,这就使监测研究工作的系统性和长期性受到严重影响。同时,由于经费不足,相关设备比较落后,限制了各机构的科技创新能力,影响了农业科技的发展速度。
4建议
4.1农业大数据前沿基础研究
各科研机构应对农业大数据的特点进行分析,对数据密集型的知识理论进行深入探究,并在结合当前对于农业科技技术的需求前提下,开展对于农业大数据的复杂性研究,从而更快地构建出复杂性模型,以促进农业科技水平的发展[3]。
4.2完善农业大数据的标准规范
应根据农业大数据的特点,基于协同方法对网络化农业大数据采集和监测技术进行进一步的完善。针对农业大数据的采集和监测过程的各个环节建立一套科学的管理规范和标准化体系,使工作人员在进行相关工作时有据可依。
4.3农业生物资源的数据构建
工作人员在进行监测工作时,要注意对农作物的品种、畜禽养殖资源以及产品效应进行数据监测并进行进一步的整理分析,全面掌握其变化规律,以全面提升农业生物育种效率。
4.4农业生产要素的数据构建
进行生产要素的数据构建,主要是对农田土壤质量以及农业生产过程中的各个环节进行长期的数据监测。这其中包括使用的肥料和农药种类、田间的水分含量、养殖过程中喂养禽畜的饲料类型以及用过的兽药,在对这些要素的长期观测中应掌握变化规律,为农业生产要素的科学使用打下良好的基础。
4.5农业灾害数据构建
与国外比较,我国农业发展的金融支持体系仍然不健全。虽然政府给予了很多惠农政策,但效果并不很理想,尤其是民间组织没有与政府形成相互补充、相互促进的发展模式来共同支持农业发展;金融机构也未能给予农业发展更加优惠宽松的信贷条件。根据高振宇(2005)的研究[1],我国农业财政支出总量在绝对数字上不断上升,但是农业财政支出占总财政支出的比例在不断下降。主要是现在中央政府只承担很低的农业支出份额,筹资主体由县、乡两级财政负担所造成。对此,解决农业发展应该首先利用高新技术提高粮食产量,调整农产品结构,而农村基础教育支出不应该与县乡等基层财政收入直接对应,应该由更高级直至中央财政承担。赵黎明,张心淼(2010)[2],在分析城市反哺农村问题中认为,农业问题的特殊性应该充分考虑客观的地理和气候等因素,非常谨慎地给出因地制宜的对策建议,不能套用一般经济理论一刀切地解决农业发展问题。在其研究综述中对于城市反哺农村的研究也都提出了各自的建议,但是,没有对政策的可行性和可靠性进行充分的分析。与农业发展相适应的农业保险保障机制的建立对农业风险的防范,加速农业产业结构调整,提高我国农业的竞争力意义十分重大。因此我国应该逐步建立政策层面的农业保险保障机制。张新光(2008)[3]认为当前中国农业现代化发展面临的一个重要问题是,在农业人口和农业劳动力不足的前提下,如何提高农业生产效率从根本上解决农业生产低效与高农业需求之间的矛盾,必须使农业生产市场化。让城市化和工业化产生的效益反哺农业。武翠芳(2006)[4]在农业信贷对我国农业经济增长贡献的实证分析中发现,与发达国家相比,我国农业信贷对农业产出的贡献仍是相对较低的。农业固定资产在农业经济增长中发挥着重要作用。农业劳动力对农业经济增长的贡献已居于次要地位。农业信贷中只有流动资金贷款,而没有固定资产贷款,严重影响了农业产业结构的调整,进而影响到农业经济增长,因为许多结构调整是同大量的固定资产、基础设施投资相联系的。
二、对日本农业金融支持研究现状的分析
信息化、智能化时代背景下,我国农业发展同时面临着机遇和挑战。以全面感知、可靠传输和智能处理为核心的物联网技术的应用,推动了传统农业向现代农业的变革,其前景不可估量。种子行业作为农业生产的根本,必须要重视物联网技术应用,逐步整合有效资源,并实现优化配置,为广大企业及农户提供更加全面、智能的信息服务。
1物联网技术概述
所谓的物联网,是指人与物或物与物之间的信息交换和互联,需要传感器、二维码以及RFID等多种信息技术的支撑。其中,传感技术主要应用于自然信源信息的采集、识别和处理,是物联网技术的核心部分。而RFID是对通信嵌入技术的突破,能够自动识别人和存储物件信息的电子标签。目前,物联网以极大的技术优势,改变了现代农业的生产经营模式,促进了其数字化、智能化的发展。从宏观的角度讲,物联网的核心理念是“感知世界、服务人类”,它创新了经济增长点,大大提升了资源的利用率,符合可持续发展观的要求。同时,从微观的角度看,物联网技术在农业领域的应用,有利于降低生产成本和提升生产效率,为广大农户及相关企业提供更加智能的信息服务平台,是现代农业发展的根基。
2物联网技术在种子行业的运用
作者基于对物联网技术的认识,主要从生产与营销两个方面,探究了其在种子行业的运用,并提出了一些相关建议,以供参考和借鉴。
2.1生产
种子物联网技术在生产阶段的应用,体现为信息监测、智能灌水、苗情控制以及智能驱虫等系统的构建,这样既可以保障种子培植的效率,还大大提升了种子培植的质量。该服务平台主要分为信息感知层、网络传输层和处理应用层3个构架,其中,信息感知层通过传感器搜集农田土壤、生态、气象、灌溉及作物生长等信息,之后由网络进行传输,最终到达处理应用系统,从而实现对整个种子生产过程的控制。基于种子物联网平台的智能控制系统,使得整个生产过程更具科学性、实效性,同时还在一定程度上节约了人力资源,是现代农业的重要标识,也是我国大力提倡的。具体而言,该服务平台可远程监测种子农田的生态环境,如空气湿度、土壤温度及含水量等,可以直观地演示其数据动态变化,经过科学合理的处置,能够使种子达到最佳生长状态。此外,智能灌水系统可以根据种子的生长规律和信息反馈,自动调节灌水量及灌水时间,同时满足了种子生长及节水示范的双重功能。因此,种子物联网是绿色农业发展的主要途径之一。
2.2营销
种子营销是整个种子行业关注的焦点,影响其他环节的发展。我国是一个农业生产大国,对不同类型种子的需求量很大,为种子行业的发展创造了有利时机。事实上,种子行业的发展还相对滞后,其根本因素在于营销模式存在缺陷。在信息化时代背景下,人们逐渐形成了对互联网的依赖,也更倾向于新的信息服务方式。而物联网技术在种子营销阶段的应用,扩大了营销信息的传播范围,有助于整个资源平台的配置优化。以物联网技术为基础的种子营销链条,既可以向农户及采购企业直接展示种子生产全过程,以增强他们的品牌信心,还可以通过信息共享平台,实现资源的优化配置,有利于供应链条的核心竞争力提升。在此过程中,营销中心与物流平台进行信息共享,整合种子供应链条相关信息,并结合经济市场的动态变化,及时调整营销方案。而在运输阶段,仓储中心要根据物联网数据库的备案,合理地安排仓储、出货及运输等时间,并与车载传感器和GPS进行连接,以充分了解种子运输途中的存放环境或地理位置,在保证质量的前提下快速送达农户手中,以免错过种植良机。
当前,世界各国,无论是发达国家还是发展中国家都十分重视农业信息化建设,甚至将其提升为国家战略高度。美国作为世界上电子信息产业发展的第一大国,信息技术的应用范围非常广泛,其农业信息化在信息技术和市场高度发达的支撑下,得以与整个社会的信息化协调同步发展[1]。在农业信息化建设方面,美国农业科技信息的研究、开发和应用主要依托于教学科研机构、当地大学、地方农业推广中心及公司来完成[2]。美国政府对农业的支持,主要是通过千方百计扶持农业信息化发展的策略使本国农业和农民间接受益。从发展水平方面看,以美国为代表的发达国家的农业信息技术正在快速步入新的阶段,通过多年的建设已经形成了从农业信息采集到加工处理,最后到对外,一整套健全完善的农业信息体系。信息技术在农业中的应用也不再局限于某一独立的农业生产过程、单一的经营环节或某一有限的区域内,而是往横向和纵向同时扩展[3]。国外农业信息化水平的专业化、信息的集成化、多媒体的自动化和普及化等发展趋势为我国农业信息化的建设提供了有益的借鉴。
(二)国内研究现状及发展趋势
农业发展问题严重制约着农业现代化建设的步伐,农业信息化影响并决定着我国农业现代化未来发展方向,而农业信息化发展的主要障碍表现在农民对信息化建设的认识不足,信息观念肤浅,相对落伍的农业设备,同时也表现在缺乏高素质信息化人才。目前,我国农村信息化发展处于较低的水平,尚处于起步阶段,存在许多困难,其中农民迫切的信息需求和信息相对匮乏之间的矛盾比较突出。高校图书馆有着丰富的信息资源优势,高校图书馆则在农民需求信息资源上实现对接,将高校图书馆内部大量的农业信息资源充分发挥作用,用以解决农民在人才和技术方面的信息需求是优化资源配置,将图书馆资源利用率最大化的可行之路。随着我国农业信息化建设的深入,高校图书馆与农业信息化相结合将具有更为广阔的空间,高校图书馆的资源信息优势会发挥出巨大的能量。近年来,随着我国农村经济飞速发展和农民信息意识的觉醒,新农村建设步伐的逐渐加快,我国农业信息化正在逐步形成新的格局。为解决农业信息需求的复杂化,政府加大对农业发展的主导作用;在服务上,呈现出多渠道、多手段、多模式的发展态势,整合社会力量,大力推进农业信息化进程。
二、高校图书馆独特的资源优势
(一)先进的技术和设备
随着信息时代的不断发展与深化,计算机与网络技术的普及,政府对于高等教育事业的投入的加大。高校图书馆的技术和设备同时得到大力的提升,各种设施日益完善,学校师生以及社会服务的能力进一步提升。高校图书馆服务当地农业,农户可以利用这些先进的技术和设备,查询相关的农业生产文献,并将文献转化为现实的生产力,提升农业的科技含量和生产水平。
(二)大量的馆藏资源信息
高校图书馆收藏了丰富的中外农业图书和相关的报刊杂志。这些书籍信息数量庞大、内容齐全、品种多样。随着信息技术快速发展,高校图书馆所拥有的电子信息资源也日益丰富[4]。高校图书馆可以根据自身的优势,采用多样化的信息咨询形式,将这些丰富的知识向农村推广,对于增加农民收入、提高生产效率、提高农民文化水平、促进社会主义新农村建设,都会起到良好的推动作用。高校图书馆丰富的馆藏资源必将受到农村的欢迎,为农民所接受。
(三)专业的馆员教师队伍
根据有关资料统计,高校图书馆工作教师78﹪以上具有本科学历,30﹪以上具有硕士学历,60﹪具有图书馆相关专业的人员[5]人力资源优势明显,整支队伍综合素质较高。高校图书馆服务农业信息化建设必须依靠先进的计算机技术、发达的网络资源、精确的检索技术需要一大批高素质、高水平的复合型专业化人才,而图书馆馆员队伍能够胜任农业信息化的需求。另外,高校图书馆历来非常重视馆员素质的培养与教育,通过培养和培训,使得图书馆员在文献信息的收集、加工、推广方面拥有方法上的优势。在高校图书馆工作的计算机专家和网络工程师人数也非常巨大,使图书馆在网络信息服务上有着人才保障。
(四)国家政策的扶持
1996年我国开始进行高校数字图书馆建设,1998年中国数字图书馆进入实质性操作阶段,到2001年中国的数字图书馆研究、建设已经初具规模,总投资已超过1.9亿元。具有代表性的是北京大学、清华大学和上海交通大学的图书馆。近年来,随着信息技术的发展,数字图书馆不仅在高校中快速建设,也逐渐走进寻常百姓的生活。随着国家和各级政府加大对高校数字图书馆建设的投入力度加大,高校数字图书馆的建设为社会数字图书馆发展提供了经验和借鉴,特别是对社会农业数字图书馆建设可以提供人力和技术上的支持。
三、高校图书馆服务农业信息化建设的建议
(一)农业信息化服务是高校图书馆教育目的和作用的进一步延伸
高校图书馆作为文化的重要组成部分,它所收藏的资源信息,不仅仅为满足广大在校师生的文化需要,更应该将其职能扩展到农村文化建设中去。《普通高校图书馆规程》第一条明确提出高校图书馆“是学校信息化和社会信息化的重要基地”[6],所以高校图书馆就应充分利用自身资源的优势,将服务延伸到农业信息化建设中。
1.建立高校图书馆与“科技图书下乡”的资源共享为解决广大农民群众读书难的问题,2007年3月,新闻出版总署会同其他相关部门开始在全国范围内实施“农家书屋”工程。在高校图书馆与农家书屋之间建立合作关系,定期将科技含量高、时效性强的科技图书资料等及时传递给农户。同时可以利用网络传输、信息检索等方式,将先进的农业生产管理技术以及当前某一类农作物虫害预防措施等信息,在第一时间里被农户所掌握,使他们在家中就可以找到解决疑难问题的方法,提高生产效率增加收入。
2.通过在校学生的培养来传递农业信息知识在校学生一部分来自农村,他们熟知不同的区域、不同的农作物种类,农户需要什么科普知识,他们作为知识的启蒙者,承载着农业科技信息的传播的重要作用。学校图书馆可以面向学生开设农业科技信息服务的专题讲座或专门书库区域,学生可以利用暑期的社会实践活动,将所学的知识及新技术、新成果带到农村,同时将农村急需的信息反馈回来,可以使学校及图书馆做到有的放矢的服务[7]。
(二)整合信息资源,准确为农户提供信息
随着国家经济的飞速发展,信息的准确性一定程度上对农业的生产起到关键性的作用。高校图书馆作为获取农业信息途径之一,必须根据不同区域的土壤、气候等状况,针对农户所需求的信息进行归纳总结,并进行详细分类,准确地为农户提供所需信息。
(三)利用优秀的教师队伍,针对农户缺乏的问题开设专题讲座
高校拥有各个不同专业的教师,他们深入研究其领域内的实际问题,深耕自己专精的学科,有着丰厚的实践经验。高校图书馆可以组织这些优秀教师定期步入农村开设专题讲座,为农户解决他们现实中存在的问题,同时又使这些老师自身积累更多的经验,为其以后的研究课题提供重要数据[8]。
(四)提升高校图书馆咨询教师的整体素质
数字图书馆已经随着时代的发展进入高校,而在这种发达网络环境下成长的高校图书馆,它的结构模式、服务方式必须在传统的模式下进行转变。所以,这就要求高校图书馆的工作人员应该熟练地掌握计算机操作技能,灵活地运用信息检索技术。同时,不断提升自身的专业知识,提高理论与实践的研究能力,为农户所需的信息提供全方位、多层次、高水准的服务。
(五)利用发达的网络资源,建立专家咨询服务平台
高校图书馆可以利用其自身的网络信息资源,根据农户所需要的实际问题,采集重要的文献信息并加以专业化的组织和管理。同时在内部网站建立一个专家咨询服务平台,实现远程协助或者在线咨询服务。专家的解答与建议,是农户解决问题的重要方式,但是由于种种因素,专家不可能第一时间赶赴农户家中解决实际问题,通过咨询服务平台,专家可能通过远程协助等方式及时准确的解决存在的困难。
(六)培养农户信息咨询的意识,增强农户文化素质
目前,我国农村绝大多数的农户文化水平比较低,信息咨询意识较低,这就导致他们始终坚持自己以往的经验,从而放弃对先进网络资源的利用。所以,高校图书馆应该利用自身的优势,引导农民走先进文化的发展道路,培养他们具备过硬的文化素养。提高农民素质能够促进技术进步,而技术进步又能够进一步提高生产要素的生产率,促进经济增长,增加收入,实现经济可持续发展。
在北京某商超蔬菜销售区,笔者用手机微信,对准小白菜包装盒上的追溯编码扫一扫,其产地、基地负责人、生产管理标准、农残检测等信息随即映入眼帘。
按图索骥,笔者来到了这棵小白菜的生产基地――北京小汤山特菜大观园。在这里,目睹了小白菜从种植中的田间管理,到加工包装配送,再到销售追溯的全程数字化之旅。
“通过生产管理、温室管家两套以互联网和大数据为主体的系统对蔬菜的生产环节进行管控。”蔬菜大棚里,基地技术员秦晨光点开手机上的APP说,根据市场对小白菜的需求量签订基地合同,基地和农户签订产量合同,农户据此安排种植计划,做到按需定产,智能排产。
进入种植阶段后,利用移动互联网技术,农户在技术员的帮助下可以用手机在田间实时记录定植档案、投入品使用情况,对小白菜生长的全过程进行记录和管理。系统还具有农药安全间隔期预警功能,安全间隔期内采收系统会自动报警。
从小白菜采收,到入库、出库、加工贴标,始终记录其种植时的大棚编号,以该编号作为追溯的依据,对产品进行全程监管。在物流环节,系统对蔬菜运输进行全程管控,包括车辆轨迹、车厢温度、车辆开关门监控等。最后这棵小白菜被送入商超供人们选购。
“互联网+”为农业带来新变化
“‘互联网+’农业给企业、农户和消费者带来的是共赢。”北京天安农业发展有限公司执行董事林源说,它将生产者和消费者联结起来,使信息更透明,使彼此信更加任,从而促进消费。同时监督生产者,出现质量问题可以召回产品,追究责任,促进安全生产。
现代农业指的是智慧农业,是与工业4.0或后工业时代对称的农业现代化。现代农业不同于农业产业化,也不同于农业工业化,而是智慧农业,是智慧经济为主导、大健康产业为核心的自动化、个性化、艺术化、生态化、规模化、精准化农业。现代农业是现代产业体系的基础。我国发展现代农业是解决“三农”问题的根本途径,是经济可持续发展、实现赶超战略的根本途径。现代农业是指以现代科学技术为基础,应用现代经营方法理论来进行的农业生产方式,是工业化发展到一定阶段的产物。我国人口众多,耕地面积有限,发展现代农业势在必行。吉林省作为国内的农业大省,应在现代农业发展方面有所作为。
1吉林省现代农业发展现状
从人均国内生产总值、农业劳均社会总产值等13项指标完成情况看,吉林省的农业科技进步贡献率、农业机械化综合水平、农村生态环境、人口平均预期寿命、恩格尔系数、粮食综合生产能力都比较好,达到初步农业现代化达标率的75%以上。但人均国内生产总值、农业劳均社会总产值、农民人均纯收入和农村劳动力素质4项指标,仅在35%左右,反映出吉林省经济指标落后,劳动生产率低,农村经济呈现负向增长,农业和农村产业结构层次低,农业生产效益差,县域经济欠发达,农村工业化、城市化水平低等主要问题。如何加快吉林省农业现代化发展进程,应从以下几个方面入手。
1.1加快推进农业和农村经济结构的战略性调整
突出重点,进行布局调整,抓好优质粮食工程建设,搞好特色农产品加工基地建设,抓好优质绿色畜产品生产加工基地建设,大力推进林业产业化发展步伐。
1.2大力推进农业科技进步
加强科技创新体系建设,建立新型农技推广体系,加强农业科技示范区建设。
1.3积极推进农业产业化经营
大力发展龙头企业,大力发展专业化合作经济组织。
1.4全面推进农业标准化建设
加快农产品质量安全体系建设,建立农产品质量安全管理体系。
1.5大力推进农业机械化建设
加快农机具推广步伐,建立农机发展多元化投入的新机制。
1.6大力推进农业社会化服务体系建设
加快农业信息体系建设,完善农产品市场体系建设。
1.7扩大农业对外开放
引进新技术和现代管理经验,吸引人才,扩大招商引资,开拓国际市场。
1.8加快农村富余劳动力转移步伐
积极发展乡镇企业(农村工业),放开发展农村非公有制经济,积极推进城镇化进程,大力发展劳务经济。
1.9持续提高农业综合生产能力的可持续发展能力
加强农田水利基础设施建设,加强农村生态环境建设,加强农村能源建设。
2吉林省当前农业发展中科技的应用
农业科学技术主要是指育种、栽培、饲养、土壤改良、植保等方面的科学理论和技术。改革开放以来,吉林农业科学技术推广应用步伐加快,在一些领域形成了局部优势。近年来,吉林省农用机械拥有量全面增长。大中型拖拉机拥有量继续回升,小型拖拉机发展势头不减;收获机械连续几年都有较好的发展,联合收割机的发展突飞猛进,农机装备结构逐步趋于合理。在现代生物技术方面,依托吉林农业大学、吉林省农科院组织实施了一批优质良种产业化工程项目。经过几年的努力,建立了较为完善的种子质量监控和技术服务体系。同时,吉林省还建成了“农友网”、“吉林省农业经济信息网”等涉农网站,构建了吉林省科技信息共享平台;利用智能化农业专家系统,开展了农作物栽培、土壤墒情监测、灾情预报等工作;把计算机技术应用到节水灌溉、森林防火、病虫害防治、反季节农产品生产等领域。
3吉林省现代农业发展分析
3.1吉林省现代农业发展的愿景
根据吉林省对农业发展的定位和目标,进行前期文献研究,并结合实地调研对照前期文献分析结论及调研,经行业专家咨询论证再次确认,去掉技术重要度、技术发展水平较低但产业化成本高的因素,得出吉林省在“十四五”期间现代农业发展应该具备以下几方面的目标。质量标准制定技术,玉米种植的量化技术,尽快出台优质生产补贴及农业保险等扶持政策。吉林省应该在中期(5~10a)优先发展的技术为遗传育种分子标记辅助选择手段、良种产业化繁育技术、新品种选育的基础研究、新品种选育的分子育种技术、病虫草害快速监测技术(包括应用卫星光谱等先进手段)、多靶点治疗机理研究、杂草防治新技术、无公害栽培技术、农药减施技术、肥料减施技术、病虫菌害防治技术。除此之外,在远期吉林省还应该在产品的推广营销上提前布局,重点发展。吉林关键技术发展路径可分以下几类,自主研发,主要是选择吉林省科研基础好,相关创新资源充分且并不急于解决的技术问题;自主研发与联合研发的选择,这类技术主要是对于时效性要求较高,目前已经成为产业发展的瓶颈亟待解决;需要通过技术引进解决,这类技术吉林省并无科研创新储备,而且对于技术需求的要求较高。根据专家讨论和技术预见的结果,吉林省关键技术的实现时间集中在2021—2027年期间。但总体上,多数技术的实现还需要8~9a左右的时间。依靠吉林省相关发展规划,建议未来吉林省可以在质量标准制定、农业生产标准化和农产品综合开发方面增加科技立项支持,推动现代农业发展。
3.2吉林省现代农业发展的短板
吉林省现代农业发展中的一个首要问题就是农民政治思想水平不足。当代农民要具有过硬的思想政治素质、健康的身体和心理、较强的学习能力、主动学习的态度以及一定的创新精神,这些都是一直从事传统农业的农民所不具备的。在现代农业的建设中,很重要的一个手段就是农业的信息化发展。现代农业主要是应用信息化农业生产工具促进农业生产的一种发展模式,其显著的特征是农业生产环境资源数据的信息化、农村社会经济状况的信息化、农业生产管理的信息化、农业科技教育的信息化以及农产品市场的信息化5个方面。有研究显示,现代农业有有效提高农业生产力水平、农业经营管理水平以及农产品的竞争力等作用。中国的农业整体上正处于从农业电气化向农业自动化过渡的阶段,而现代农业则是这个历史进程中的一个重要阶段,是未来我国农业发展的必然趋势。现代农业的过程一般由以下3个阶段构成:农业电气化,其标志就是技术上可实现的农业生产绝大多数环节实现电气化;农业信息数字化,其标志是包括运输销售等农业生产的全流程数据信息数字化;农业智能化,也就是建立能够自动完成农业信息的处理,提供农业生产所需要的必要科技情报。
4吉林省现代农业发展模式选择
4.1大力推广产业集聚化、规模化发展模式
引导企业通过合同契约、投资入股、资产参与等多种形式,鼓励农业经营主体与农户之间建立和完善利益联结机制,带动和帮助小农户进入专业程度高、附加值高、经济效益好的生产、加工、流通等环节,实现小农户与现代农业的有机衔接,提高农民自我发展能力,带动脱贫,增加经济收入。
4.2试点建设现代化农业生产基地
如,吉林、通化优质水稻生产基地、长白山区的食药用菌生产基地、松花江两岸优质无公害水稻生产基地、白城地区的小杂粮生产基地以及延边的优质苹果梨生产基地等,通过标准化生产、科学化管理、产业化经营,建设一批在国内外具有较强竞争力的现代农业生产基地和拳头产品,促进产业集聚,转变发展方式。
4.3在农业高新技术领域重点开展技术研发
实现传统农业的技术升级,优先发展生物技术、信息技术等重点领域的高科技并实现其产业化,力争在应用作物新品种选育、生物反应器技术、基因工程研制等方面取得技术突破,开发具有竞争力的名牌产品,逐步形成农业高科技产业化。
4.4大力培养新型农民,全面推进农业现代化发展
把义务教育和农民职业技术培训结合起来,整合农业职业教育资源,充分发挥新型职业农民培育和农村实用人才培育的主渠道、主阵地作用,广泛运用现代媒体和远程教育手段,扩大培育对象覆盖面,努力培养造就有文化、懂技术、会经营、适应社会发展的新型职业农民。
4.5依法保护耕地、水资源和基本农田,提高粮食
中图分类号 F320 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)01-0282-02
河南省是国家确定的粮食生产核心区之一,粮食产量占全国1/10,2012年全年粮食产量继续稳定在5 500万t以上。如何在不牺牲粮食生产的前提下,增加农业效益、提高农民收入,是当前农村经济发展和全面建成小康社会宏伟目标的迫切需要。校县合作建立转变农业发展方式改革试验区,是依靠科技创新手段,加快发展现代农业,确保粮食增产、农业增效、农民增收的一种尝试和探索。通过转变农业发展方式,推动土地大规模流转,将一家一户分散承包经营的耕地集中起来,由农业企业、农民专业合作组织和种粮大户规模经营,通过科技注入、要素整合、设施建设、新品种引进,提高土地的利用率和贡献率,把节省的土地用来发展高效农业,增加农民收入[1-4]。在此基础上,加快新型农村社区建设,实现农民“不离土、不离乡”,就地城镇化,推动河南省由农业大省向农业强省跨越。方城县赵河镇转变农业发展方式改革试验区(以下简称“试验区”),是河南农业大学和方城县政府校县合作所结的硕果,具有强大的示范带动作用。
1 校县合作试验区现状
赵河镇位于方城县西南部,拥有良好的农业生产传统、得天独厚的自然资源条件和坚实的农业生产基础,人口9.3万人,2.2万户,镇域面积152 km2,耕地面积8 800 hm2,是一个典型的平原农业大镇,是全国15个粮食生产超5万t乡镇、农业部确定的20个粮食生产整体推进乡镇之一。试验区规划面积3 333.33 hm2,涉及13个行政村,第1批实施面积1 333.33 hm2,其中核心区面积666.67 hm2。试验区于2010年9月启动。
试验区由粮食高产稳产区、高效农业区、新型农村社区和河南农大教育教学改革实践区组成,以“不牺牲农业和粮食、生态和环境”为前提,以“农地集中、居住集聚、经营集约”为重点,以“农大设计、政府实施、部门联动、企业带动、农民参与”为运作模式。由河南农业大学负责试验区规划设计、决策咨询、技术开发、成果转化、人才培养、新品种引进等方面服务;帮助和组织农民成立专业合作社,发展订单农业,进行种养“两高一优”开发,引导农民与大市场对接;建立河南农业大学教育教学改革试验区,发展设施农业、观光农业、高效农业、现代农业,为农业发展方式转变做示范、带动和引领作用。方城县政府协调农户承包土地由分散经营,向入驻试验区的农业企业、农业专业合作组织、种植大户规模经营转变;筹集资金,加大农业基础设施建设力度,吸引农业企业入驻试验区;全方位跟踪服务,协调工作、化解矛盾、争取项目、落实各项政策和任务;推进新型农村社区建设,动员村庄整体搬迁,做好腾出土地的整治和复耕工作。按照9∶1的模式,依靠科技长入和土地规模经营,充分挖掘土地潜力,用90%的土地生产出100%~110%的粮食,用节约的10%的耕地发展蔬菜、养殖、花卉等高效农业,推动传统农业向现代化农业迈进,促进农村经济和县域经济发展,加快农民脱贫致富奔小康步伐,最终实现“钱从规模效益来,人到非粮产业去,民生中心社区办,粮食高产创建保”的目标。
2 取得的成效
2.1 规范土地流转行为,提高粮食生产集约化、标准化、机械化、科学化水平和规模效益
在河南农业大学专家的指导下,赵河镇试验区在土地流转中采取以出租作为主要方式,依据依法、自愿、有偿原则,最大限度调动农民的积极性。村委会作为土地流转中介,指导农民与种养大户签订土地流转协议,监管土地用途和质量。按照国家土地承包政策,出租时间为国家二轮承包期的剩余时间,年租金1.2万元/hm2(前3年租金不变,3年以后逐年递增),国家给予农民的各种补贴由原土地承包经营农户享受。由于土地流转手续规范合法、价格公平合理、程序公开透明,土地流转进展顺利。目前,试验区已流转土地773.33 hm2,引进农业企业和经营大户10多家,建设了万亩连片吨粮田示范方,成立农机、农作物、蔬菜专业合作社9家。示范区内良种利用、种子包衣、测土配方施肥、秸秆还田、病虫害统防统治、机械作业等关键技术覆盖率达到100%。规模化种植促进了秸秆还田、宽窄行播种、打畦起垄等高产技术的推广普及,节约支出15%左右,增加了农民收益。
2.2 以科技为支撑,初步实现高产稳产保粮区“以九收十”的目标
试验区积极推广吨粮田集成技术,大力推广氮肥后移、新品种推广、测土配方施肥、土地深翻、宽窄种植、秸秆还田等实用技术,广泛使用新品种、新技术、新成果,提高产品的质量和单位面积的产量。2011年粮食产量达18 330 kg/hm2,比试验区外分散田增产20%以上;2012年在小麦生长后期遭受蚜虫、赤霉病严重危害的情况下,试验区小麦仍取得了单产8 835 kg/hm2的好收成,比区外高出10%以上,初步完成了用90%的耕地生产出100%的粮食的目标。
2.3 数字化、科学化农田控制系统日趋完善,农业发展上档升级
创建河南农业大学教育教学改革实践区,设立河南农业大学村官驻赵河乡村工作站,建立综合试验站,实现了6个学院与试验区6个行政村一对一帮扶。建立了测土配方精准施肥系统、专家智能系统、农作物生长发育及病虫害远程监控系统,实现科学施肥、农作物病虫害远程诊断。安装了5套太阳能提水灌溉抗旱系统,开创了中原地区太阳能提水灌溉的先河。建立了自动气象观测站,建成了现代农业、气象综合信息服务平台,安装了“星陆双基”农田和大棚小气候监测系统,能把试验区内农作物生长情况,通过河南农业大学科教服务远程视频中心,传输到农业科技专家的电脑平台上,对农作物墒情、苗情、病虫害等实时监测会诊,实现“监测自动化、传输网终化、实景可视化、资料信息化、服务专业化”。
2.4 发展高效农业,促进农民增收,初步破解当地农民转移就业的难题
据不完全统计,自试验区启动以来,试验区筹建、施工就为当地农民提供就业岗位逾2万个,解决当时就业农民工800余人。试验区引进的10多家农业企业和经营大户,成立的9家农机、农作物、蔬菜专业合作社,又直接带动农民就业100多人,基本实现不出家门就可就业。高效农业区以发展大棚蔬菜为主体,目前已建成日光温室大棚和春秋生产大棚145座,采取承租大棚种植模式,引进河南农业大学培育的彩虹西瓜、黑珍珠番茄等优质高效瓜果蔬菜新品种。种植的彩虹西瓜、袖珍西瓜和豫甜脆甜瓜深受消费者喜爱,每棚效益高达3万元以上;普通蔬菜大棚的每茬效益也均在8 500元以上。
2.5 高标准做好新型农村社区规划建设,有效推进城镇化进度,基本实现节地目标
按照“节地、生态、宜居”的思路,沿赵河一河两岸重点打造,多村整合,形成万人社区,实现土地节约。目前,枣庄万华锦社区正精心打造,稳步推进,态势良好,社区面积122 hm2,整合后节约土地47.2 hm2。按照试验区目前的规划和操作,预计通过居住集聚、迁村并点、土地整治,经过8~15年的过渡性搬迁,可以节省土地逾206.67 hm2。
3 校县合作的建议
3.1 学校方面
3.1.1 培养一批扎根农村的“专家”。学校专家教授往往因为工作、家庭和事业,不可能在农村作过多停留,而农业生产过程中的问题又往往是临时、多变、突发的,需要一批悟性好、责任心强、具有奉献精神、能吃苦耐劳的农村“土专家”,随时指导解决农业生产中的问题。只有高素质的农民才能理解党在农村的各项方针政策,才能理解时代的变迁,才能自觉投身于转变农业发展方式的潮流中并起到应有的作用[1]。学校协助政府在当地做好人选物色工作,并有意识地为其提供培养锻炼机会,使其成为能独立处理农业生产实际困难和问题的高级农业专门人才或农业生产技术骨干。
3.1.2 打造一所迁不走的“农业院校”。农业和农村经济的发展,靠的是农民科技素质的提高和扎根农村的人才。通过多层次、多渠道的教育形式,让农民有针对性地掌握1~2门农村实用技术,逐步提高农民基本素质,为农业、农村经济的发展提供技力智力支持。学校应根据农业生产时节定期组织专家过来服务团进行现场会诊,帮助农民解决实际困难;或设立“星期天农校”、“节假日农校”,每到周末、节假日就有专家过来进行授课;也可以派科技副县长、科技副镇长常驻农村指导农业生产,使学校的服务更贴近农业、贴近农民、贴近实际。
3.1.3 建设一个永久性示范“基地”。农业是高风险产业,也是投资大的产业。要让农民快速接受新技术、新品种、新成果和新方法,需要靠基地示范、带动。河南农业大学建立的绿壳蛋柴鸡养殖基地、农大学生蔬菜大棚教学实践基地,示范带动效果明显,许多农民纷纷效仿。
3.2 政府方面
3.2.1 全力支持,搞好配合,做坚强后盾。政府各部门要站在落实中央“三农”政策,实现农业增效、农民增收的高度来认识校县合作的重要性,应成立相应的机构强化对校县合作工作的领导协调,出台相应的政策予以保障。目前,资金支持力度不够是制约农业产业化的突出问题[2],积极做好招商引资、资金筹措等工作,培育龙头加工企业,创新新型城镇化、新型工业化和新型农业现代化“三化”协调科学发展的新路径。
3.2.2 积极做好产业布局规划,指导农村经济结构调整。按照保障粮食等主要农产品供给和发挥比较优势的要求,搞好产业布局规划,科学确定区域农业发展重点,按照高产、优质、高效、生态、安全的要求,积极推进农业结构调整。积极发展无公害、绿色、有机农产品,增强农产品市场竞争力,提高农产品市场知名度。加强农产品营销,促进农产品销售,完善农产品市场营销网络,避免出现增产不增收的尴尬局面,造成工作被动。
3.2.3 转变政府职能,建立精干高效的农村行政管理体制。政府要做好角色定位,按照现代市场经济的一般要求,向社会提供市场充分有效供给的公共产品和准公共产品。同时积极发挥好市场配置资源的作用,最大限度调动市场交易参与者的积极性和智慧,充分提供需求信息和市场价格。建立精干高效的农村行政管理体制,在减轻农民负担的前提下,为农村经济发展、逐步实现基本公共服务均等化创造条件[3]。
4 结语
从赵河镇综合改革试验区的实施情况看,校县合作符合当前我国农业发展和农村现状的客观实际,示范效果明显,值得推广和复制。校县合作,不仅仅局限在农业院校与地方政府的合作,非农业院校也可以利用本专业的优势和特长,在县域经济发展与新型农村社区的规划、设计、建造和管理方面发挥全方位的、多层次的合作,走新型城镇化为引领、新型工业化为主导、新型农业现代化为基础的“三化”协调科学发展的新路子。
5 参考文献
[1] 池明学.加快转变延边农业发展方式探讨[J].延边党校学报,2011,26(1):8-10.
中图分类号:S127文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)03-0143-05
AbstractOn the basis of analyzing the research and applications of precision agriculture at home and abroad, the common restriction factors in the technological development of precision agriculture in China and the main problems in scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong Province were found out. The key direction of scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong was cleared, and the related countermeasures and suggestions were put forward.
KeywordsPrecision agriculture; Scientific and technological innovation; Restriction factors; Countermeasures; Shandong
山东是农业大省,粮食产量全国第三,蔬菜、水果、畜产品和水产品产量全国第一,但存在大而不强、多而不优、快而不稳的问题。通过精准农业科技示范工程,在山东优势农业领域打造一批精准农业绿色发展模式,实现种、肥、水、药等生产要素的高效利用,减少浪费、提高效益、保护环境,提升农业现代化水平,是山东省现代农业发展的内在需求。
本项目从山东农业实际出发,贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,围绕山东精准农业发展的重大需求,以资源环境约束问题为导向,以实现农业生产全过程精准化管理为目标,按照关键技术突破、服务一体化设计[1],充分利用国家农村农业信息化示范省建设成果,广泛吸纳国内外先进成熟经验,以切实服务山东区域农村经济和社会发展为重点,发挥专家咨询和政府引领作用,有效聚集创新要素和资源,研究提出精准农业科技创新的对策,促进山东农业的转型升级和现代农业的发展。
1精准农业的内涵与发展概况
1.1精准农业的涵义
精准农业作为传统“精耕细作”农业的现代延伸,是科学合理利用农业资源、提高农作物产量和品质、降低生产成本、解决改善生态环境及促进经济和环境协调发展的典范[2]。
精准农业是由信息技术支持的根据空间变异,定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统[3]。实施精准农业就是要确保我国农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质、解决资源缺乏且利用率低及环境污染等问题的有效方式[4]。
1.2国外精准农业研究与应用概况
20世纪90年代精准农业首先在美国、加拿大进行产业化实施,目前部分精准农业技术和装备已经成熟,但还没有形成系统,仍然处在研究发展阶段[5]。
美国最早将3S技术应用于精准作业、农情监测等方面。据统计,美国有近16万个年收入25万美元以上的大规模农场,其中60%~70%采用精准农业技术,提高产量、降低成本[6]。在GPS产业化方面,几家大规模农机制造商成功推出绑定GPS系统的精准农机,并提供精准作业服务。
加拿大多年碇铝τ谝劳GPS系统开展精准耕作,提倡民间资本进入导航产业,鼓励企业将GPS技术用于精准农业领域,参与导航基础设施建设,并由政府购买企业的导航定位、数据挖掘等增值服务。
法国不断探索将卫星应用技术推广到农业生产中,开展精准农业,提高农业生产效率。在精准作业方面,通过引进基于GPS的大型农机、自动导航驾驶仪等设备,农业机械精准作业水平得到了显著提升,逐步实现了变量施肥、变量施药、变量灌溉等精准作业。
韩国注重农业卫星应用技术的实效性和产业的延续性,现已形成完善的农业卫星应用体系,利用农情监测、精准作业等手段实现农业增产、稳产,并通过商业化运营开展数据增值业务,政府和民间资本共同注资建立精准农业应用公司,向大规模农户提供精准作业服务。在精准作业方面,基于GPS发展导航产业,实现农田精细耕作。
1.3国内精准农业研究与应用现状
我国精准农业研究始于20世纪90年代[7]。1999年,黑龙江农垦总局从美国凯斯公司购买了20台2366轴流谷物收获机,并在其中1台上安装了精准农业系统,标志着精准农业在我国实施的开始。此后,北京、陕西、黑龙江、新疆、内蒙古等地相继建起了一批具有一定规模的试验区[8],如北京小汤山精准农业开发园区。目前,国家“863计划”已在全国20个省市开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”。但从总体上看,我国的精准农业仍处于试验示范和孕育发展阶段[9],目前还存在技术支持不足、信息收集系统不全、专家系统未完善等问题,特别是高精度农业机械精密控制系统产品长期依赖国外产品,成本投入过高,严重影响了我国精准农业的发展。
1.4山东省精准农业技术研究与应用情况
《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》后,山东把农业精准作业与信息化作为农业领域科技发展的优先主题[10],列入省科技支撑计划、星火计划、农转资金、国际科技合作专项及科研院所技术开发研究专项等计划的支持,以建设智慧农业为目标,依托数字农业技术、精准作业技术、物联网技术、农村信息服务技术等,研发了一批核心关键技术产品,有利地推动了农业生产的智能化、管理数据化、服务在线化,在引领和支撑山东现代农业发展上发挥了重大作用;利用多种方式构建“官产学研用”相结合的协作机制,通过政策引导、产业化推动、人才培养、研究创新以及示范带动[11],有力地推动了山东精准农业的发展。
近年来,山东省结合国家示范省建设,围绕特色优势农业产业发展需求,重点面向设施蔬菜、设施畜禽、设施水产等领域开展农业物联网、精准农业等规模化示范应用,重点在1 000多个设施蔬菜大棚、300万平方米水产养殖场和200多个规模化设施猪、牛、鸡养殖场推广应用物联网和精准农业生产技术,实现了生产现场的信息采集、无线传输、智能处理、智能控制,生产效率有了明显提升,示范和辐射带动作用明显。
2精准农业发展及其科技创新存在的主要问题2.1制约我国精准农业发展的共性因素
2.1.1成本因素精准农业机构实施的做法在农场产生额外的费用被认为是过度消费,尤其是在以家庭为单位的生产模式和在产品价格比较低时。
2.1.2农艺障碍因素早期的精准农业应用某些谨慎和有效率的方法如产量映射扩展法、选站点的具体做法,包括作物营养和精确农业信息系统等,在大多数情况下精准农业的快速发展受益于改良土壤和投入管理,使得作物产量、品质和销售业务显著提升。但精准农业目前仍处于农艺学婴儿期[6],存在重大障碍。
2.1.3技术障碍国外对于先进农业技术设备的垄断,国内农业科技的落后,研发能力的不足,致使我国精准农业技术装备大量依靠进口,专用肥料和作物品种的开发也严重依赖进口。
2.1.4传统因素国外精准农业技术是针对大平原地区、大块农田来实施,而我国复杂的地形条件,各式各样的农田类型,农机化技术水平、土地利用率、规模化集约化程度、综合生产力等都与发达国家相比存在相当大的差距,且大都是以农户为单位的小块耕作,大型智能农业机械在有些地区根本就无法实施。
2.1.5基础设施因素我国农业基础相当薄弱,发展相对滞后,还达不到精准农业的相关要求。据调查,由于农田水利灌溉设施老化,现有耕地有效灌溉面积不足45%,中低产田比例高达78%[12]。此外,农村青壮年劳动力中,文化程度在初中及以下的占90%,而大专及以上的仅占0.6%。
2.2制约山东省精准农业发展的主要因素
一是耕地类型差异、地形条件及不同地貌区域经济发展水平差异较大,耕地高度细碎化,农业机械化和集约化水平不高。二是农业基础设施建设滞后,经济效益显现时间漫长,农民素质整体水平不高。三是信息技术和装备对农业支撑不够,设施装备简陋,特别是计算机管理不能完全配套,难以达到精准操作,专用品种及肥料的研发滞后[13]。四是经营管理水平较低,行业质量标准难以统一,产品市场定位不明确针对性不强,缺乏专门的营销配送网络,经济效益不高。五是精准农业关键技术仍依靠国外引进,成本较高且针对性不强。山东精准化养殖走在全国前列,但大田的精准化作业与东北相差很大,智能化农机装备少。
2.3山东省精准农业科技创新存在的主要问题
2.3.1创新效率与产出效益不高山东在人均课题数量、获奖成果、技术性收入等方面与先进省市相比差距较大,在国内外有重大影响的科研成果相对较少,农业科技投入增幅有限,农业科研成果产出效率较低。
2.3.2科研队伍整体实力不强有重大学术影响的专家和创新团队少,部分领域缺乏高水平学科带头人,高层次后备人才储备不足。
2.3.3相关学科发展不平衡农业科研院所、高等院校之间发展不平衡,内部存在着学科研究方向不明、布局重复、传统优势学科弱化、新兴学科发展缓慢、综合学科不强等问题。高水平研究人才主要集中在几个优势学科,分布不均衡,科技推广力量相对薄弱。
2.3.4农业科研成果转化机制不完善农业科研与产业有效对接的机制以及农业科技成果快速转化的渠道还未建立;知识产权的利用、保护和管理水平还比较低,对外农业科技合作的领域层次和机制模式等需要继续拓展和完善,科技产业开发能力需要提升。r业科技对产业发展支撑不足,对农民增收的显示度不高。
3支持山东省精准农业科技创新的对策建议
结合国内外精准农业的发展趋势及具体省情,山东省精准农业科技创新应关注以下主要方向:一是粮食作物精准种植,以各级农业科技园区为主体,结合渤海粮仓工程深度实施,重点研发精准播种、收割技术以及节水、节肥精准农业技术体系。二是自主研发与引进相结合,储备和发展精准农业信息技术、智能设备及种肥等配套物资;因地制宜地引进以以色列、荷兰为代表的小型工厂化精准农业和投资少、对设施要求不高的新西兰数字农业模式,推进集成创新和引进消化吸收再创新。三是开展农田信息和农情监测服务,通过地理网络信息系统和基于传感器的精确田间管理系统提供农田基本信息;利用卫星遥感监测数据进行产量预报,通过基于多源遥感数据的协同反演与监测提供基于农田尺度的关键农情参数,满足农业生产管理的远程调度和即时调整需求。
随着山东农村经济实力的不断增强,农村土地的三权分立使土地流转加速,农业经营规模不断扩大,生产组织形式逐步由单家独户向农业合作社统一经营,精准农业技术在全省大范围应用的时机已经基本成熟。本研究从以下几方面提出支持山东省精准农业创新的对策建议,全面推进精准农业技术的应用和快速发展。
3.1把握精准农业科技创新重点
适应山东现代农业发展需求,坚持“三化两型”,提升精准农业关键核心技术的原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力,加快研发性能稳定、操作简单、价格低廉、维护方便的适用“傻瓜”型智能装备,逐步实现精准农业技术重点领域的自主、安全、可控。
工程化:建设精准农业技术学科群,进行工程化技术创新,科学布局一批工程化实验室,培育成果孵化平台,构建“基础研究-工程化-产业化”科技创新链条。
智能化:研发适合省情的传感器、采集器、控制器,推动传统设施装备的智能化改造,提高设施和装备的智能化水平。重点进行光、温、水、土、肥、饲料投喂、灾害防治等精准管理技术研究[14]。
机械化:以农业机械化为突破,研究适合复杂地形的大中小型智能机械,建立农业机械信息收集体系[15],提升农业生产精准化、智能化水平。
绿色型:围绕高效绿色种养、循环农业、资源综合利用以及资源数据的采集、分析与管理等,开展相关工程化技术创新研发。
安全型:促进农机精准作业、遥感监测、病虫害远程诊断、温室环境自动监测与控制、水肥药智能管理、精准饲喂、水体监控、饵料自动投喂等快速集成应用,构建健康栽培、生态养殖模式和标准化体系以及质量安全可追溯体系。
3.2以农业产业发展需求为导向,开展精准农业关键领域创新
精准农业的发展要由市场定位, 并随着市场的变化在更高层次上实现精准农业科技创新[16]。以市场为主导,面向产业需求,促进精准农业关键适用技术研发和成果转化。一是建立以产业需求为导向的科研立项制度和机制,强化激励机制,鼓励科技人员通过技术入股、技术承包等形式,创办涉农科技型企业、家庭农场、农民专业合作组织等生产经营主体。二是加强关键技术节点的衔接研究,精准对接产销,推进产业链与创新链的整合。三是对接产业技术支撑体系。以创新团队、重点实验室、试验台站为主构建产业技术支撑体系,实行产业配套、技术集成、市场运作相结合,建设农业产业链技术支撑。四是发展科技金融。完善金融资金支持精准农业科技创新的政策措施,探索社会资金投入创新的机制[17]。五是围绕农业转型升级,运用跨界融合、共建共享的互联网思维,促进现代信息技术在精准农业各环节、各行业的应用。
3.3加强政策引导,完善创新管理
充分发挥政府的引导作用,强化精准农业科技创新与服务,促进科技成果转化[18];持续投入、技术进步、人才储备是精准农业科技创新的不竭动力。要加强协同创新,推进产学研、农科教紧密结合,探索科研与创新并重、创新创业一体化的科技创新管理机制,引导科技人员围绕精准农业创新体系建设开展科学研究、技术创新和市场应用。以科企联合研发为抓手,企业和团队相互融合,搭建科技创业孵化服务和技术交易等平台,加快培育领军人才、专业人才和创新团队,提高科研效率和效果。
3.4研究构建精准农业全程社会化服务体系
工业化、城市化的发展,造成了农村大量劳动力的转移,精准农业是未来农业发展的趋势。围绕“种、管、收、运、储、加”全产业链,探索建立全省精准农业社会化服务体系,通过科研院所、农业企业、专业合作组织与政府管理的紧密结合,实现科技、推广、培训服务一体化,推动全省精准农业科技服务社会化。
3.5构建精准农业科技创新体系
为满足农业现代化发展的要求,研究适度规模的、高度机械化、装备智能化的精准农业技术模式,有针对性地开展精准农业科技创新,构建农机农艺相结合的精准农业标准化技术支撑体系,集成创新支撑精准农业发展的信息化、生态化、标准化关键技术,研发一批适合不同区域、不同对象的精准高效的农业生产智能化装备,培育精准农业产业集群,形成一批适合山东主要粮食作物、设施蔬菜、果树、畜禽、海洋水产等产业特点的精准农业发展模式。具体来说,一是进行农业信息精准处理与决策关键技术研究;二是精矢种控制技术研究;三是水肥药精准施用技术研究;四是高效采收控制技术研究。
3.6实施山东省精准农业科技示范工程
以切实服务山东区域农村经济和社会发展为重点,有效聚集创新要素和资源,建立健全覆盖全省的精准农业协作攻关体系,构建运行高效的协同创新模式。以实现农业节本增效和农田生态环境改善为目标,探索适合山东特点的精准农业发展模式和创新机制。选择农业产业化龙头企业、农民合作社、家庭农场、互联网企业等市场主体,加快主要粮食作物、设施蔬菜、果树等精准农业技术的推广应用,通过信息化、智能控制等技术,实现农业产前、产中、产后全产业链上的精准化、生态化、标准化,促进农业产业结构调整和转型升级。
参考文献:
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我们对应泰州市农委的要求,根据《农业统计工作目标管理考核办法》进行了细则完善,对本系统农业统计工作进行了进一步规范和目标管理。对上级主管部门布置的统计工作任务,按规定按要求组织实施,进行统一扎口规范、审查、核实、提供、公布本部门范围内的统计数字,确保了统计数据的质量。对上级各部门布置的农业结构调整、农业服务业、农业生产综合、农产品及农用生产资料价格等统计月报、定报、季报、年报等专项业务工作,都能做到全面、准确、及时、规范,保质保量,并按要求形成书面分析材料进行报送。将年度报表、相关资料及分析材料分别装订成册,分门别类地进行保管,做到有案可查,井井有条。我局的计划统计工作获得了泰州市农委主管部门的高度肯定,继续在四市两区中处于先进行列。XX年、XX年被泰州农委表彰为系统计划统计工作先进集体。
二、积极开展农业生产形势分析研究和职能工作情况调查,为领导决策提供服务
按照泰州市农委、市委市政府有关部门和局领导的要求,我们经常组织开展农业生产调查研究,认真进行生产形势分析,为上级领导决策和指导全市的农业生产提供服务。
今年来主要是按季度开展了农业生产和经济形势的调研、预测、分析工作,及时总结研究各阶段生产中的情况和问题,提出建议,形成专门材料上报市委、市人大、市政府有关部门,并在上级各有关部门召开的经济形势分析、情况调研总结等会议上进行了交流。按照泰州市农委及市政府和局领导的要求,组织开展了观光农业、休闲渔业、现代农业发展及高效农业规模化建设等五次专项农业调查和分析,并形成了专门材料、报表等进行了报送。
为了确保系统全年各项职能工作任务的全面完成,将上级各部门对局和局对各单位、乡镇的考核任务专门拟文进行了分类汇总,并就有关事项进行了详细说明和明确。全年分三次对系统各项职能工作任务完成情况进行了调查和汇总并报局各位领导参考。
另外,结合职能工作的开展,还进行了系统农业招商引资、乡镇考核指标完成情况的调查分析,累计全年共组织进行农业生产调查十四次,超额完成了年初制定的农业调查等任务指标。
三、认真做好规划、计划、政策意见制定等项工作
一是组织进行了XX年农业重点工作目标的调研,制订了《XX年泰兴市农业重点工作及考核办法》,以市委办文件形式下发,将考核结果纳入市对乡镇农村经济工作百分考核,为促进系统职能工作的顺利开展提供保障。
二是根据市政府编制“十一五”农业发展规划及有关专项规划的要求,我们组织全系统各单位及相关专门人员对十五期间我市农业发展的成效进行了总结,客观分析了存在的问题和不足,结合国家、省、市新时期发展现代农业的方针、政策和总体规划,完成了泰兴市农业发展“十一五”规划和“十一五”期间政府投资农业专项规划的编制工作。
三是根据局领导的安排,和办公室一起研究制定了XX年农业系统目标管理百分考核工作意见。根据省委[XX]2号文件精神,配合农工办完善了我市发展农村合作经济组织有关的政策性意见。
客观分析全年的工作,虽然做了一点琐碎的事情,取得了一点成绩,但也存在许多的不足,XX年,我们将继续在上级的正确领导下,紧紧围绕科室职能的履行和发挥,按照“编制计划,切实可行;提供信息,准确可靠;农情调研,经常深入;事务管理,系统规范;为农服务,热情周到”的工作要求及服务承诺,从严要求,从现在做起,进一步加强学习,开拓创新,着重在以下几个方面进行认真的改进和提高。
一是多到农业生产一线进行调查研究,切实提高农业调查与研究的广度和结合度,努力做到吃透上情,熟悉下情,克服就数据、材料分析情况的现象,充分发挥本科室为农业生产指导和决策提供服务的作用。
我们对应泰州市农委的要求,根据《农业统计工作目标管理考核办法》进行了细则完善,对本系统农业统计工作进行了进一步规范和目标管理。对上级主管部门布置的统计工作任务,按规定按要求组织实施,进行统一扎口规范、审查、核实、提供、公布本部门范围内的统计数字,确保了统计数据的质量。对上级各部门布置的农业结构调整、农业服务业、农业生产综合、农产品及农用生产资料价格等统计月报、定报、季报、年报等专项业务工作,都能做到全面、准确、及时、规范,保质保量,并按要求形成书面分析材料进行报送。将年度报表、相关资料及分析材料分别装订成册,分门别类地进行保管,做到有案可查,井井有条。我局的计划统计工作获得了泰州市农委主管部门的高度肯定,继续在四市两区中处于先进行列。年、年被泰州农委表彰为系统计划统计工作先进集体。
二、积极开展农业生产形势分析研究和职能工作情况调查,为领导决策提供服务
按照泰州市农委、市委市政府有关部门和局领导的要求,我们经常组织开展农业生产调查研究,认真进行生产形势分析,为上级领导决策和指导全市的农业生产提供服务。
今年来主要是按季度开展了农业生产和经济形势的调研、预测、分析工作,及时总结研究各阶段生产中的情况和问题,提出建议,形成专门材料上报市委、市人大、市政府有关部门,并在上级各有关部门召开的经济形势分析、情况调研总结等会议上进行了交流。按照泰州市农委及市政府和局领导的要求,组织开展了观光农业、休闲渔业、现代农业发展及高效农业规模化建设等五次专项农业调查和分析,并形成了专门材料、报表等进行了报送。
为了确保系统全年各项职能工作任务的全面完成,将上级各部门对局和局对各单位、乡镇的考核任务专门拟文进行了分类汇总,并就有关事项进行了详细说明和明确。全年分三次对系统各项职能工作任务完成情况进行了调查和汇总并报局各位领导参考。
另外,结合职能工作的开展,还进行了系统农业招商引资、乡镇考核指标完成情况的调查分析,累计全年共组织进行农业生产调查十四次,超额完成了年初制定的农业调查等任务指标。
三、认真做好规划、计划、政策意见制定等项工作
一是组织进行了年农业重点工作目标的调研,制订了《年泰兴市农业重点工作及考核办法》,以市委办文件形式下发,将考核结果纳入市对乡镇农村经济工作百分考核,为促进系统职能工作的顺利开展提供保障。
二是根据市政府编制“十一五”农业发展规划及有关专项规划的要求,我们组织全系统各单位及相关专门人员对十五期间我市农业发展的成效进行了总结,客观分析了存在的问题和不足,结合国家、省、市新时期发展现代农业的方针、政策和总体规划,完成了泰兴市农业发展“十一五”规划和“十一五”期间政府投资农业专项规划的编制工作。
三是根据局领导的安排,和办公室一起研究制定了年农业系统目标管理百分考核工作意见。根据省委[]2号文件精神,配合农工办完善了我市发展农村合作经济组织有关的政策性意见。
客观分析全年的工作,虽然做了一点琐碎的事情,取得了一点成绩,但也存在许多的不足,年,我们将继续在上级的正确领导下,紧紧围绕科室职能的
履行和发挥,按照“编制计划,切实可行;提供信息,准确可靠;农情调研,经常深入;事务管理,系统规范;为农服务,热情周到”的工作要求及服务承诺,从严要求,从现在做起,进一步加强学习,开拓创新,着重在以下几个方面进行认真的改进和提高。