智慧農業的發展對策與出路

發表時間:2022-08-12 15:13

智慧農業的基本原理


智慧農業必須借助于發達的現代農業生產理念、技術、裝備、方法和手段來實現。但其基本的工作原理并不復雜,與工業自動化原理及生物條件反射原理是相同的。完整的智慧農業處理工作單元由傳感器、信息傳入通路、數據處理決策中心、信息傳出通路和效應器五部分組成。


傳感器也稱感受器,是能夠感受土壤水分、土壤養分、溫度、空氣濕度、光照等因子變化的感受器。傳感器進行作業面各因子的信息采集,并轉化為數字信號,通過傳入通路到達數據處理中心,進行分析、計算、比對、判斷、決策,制定最優化的執行方案,并轉化為數字化為指令;由傳出通路將數字化執行指令發送到效應器,即執行裝備,由效應器執行指令,進行作業面的操作,完成一個作業周期。比如:田間傳感器檢測到土壤水分不足信號,通過電子線路將信號發送到數據處理器進行分析和決策處理,判斷是否需要澆水、灌溉,灌多少,什么時間灌,做出決定后,再將指令發送給效應器灌溉設備,執行灌溉作業。



這是水分單一因子智慧管理的基本模式。實際應用中,經常是多因子、多功能、多模塊的集成??陀^上,影響農作物生產的因素很多,比如品種、氣溫、濕度、墑情、肥力、光照、病蟲害、通風、二氧化碳等。每一個因素都需要傳感器,每一個因素都需要相應的效應器,所以需要一系列的傳感器和效應器裝備。有時需要多因子同時處理,提高工作效率,降低生產成本。比如:檢測墑情的時候,同時檢測肥力,灌溉時,可以把追肥與加入灌溉水中,一次性操作完畢。


在實際應用中,由于技術的不成熟,體系不完整,或設備的不可靠性,經常需要人為干預,或只進行部分因子、部分環節的自動化操作,很多其他方面需要人為干涉。在傳感器端,傳來的信息需要人工驗證;系統做出的分析和決策,也需要人工判斷;作業面作業時,還經常需要人工查看,排除故障等等。


一個真正自動化的智慧農業系統,目前還很少有,也不敢完全依靠。但可以預見,隨著現代科學技術和軟件智能化水平的提高,智慧農業技術也將日漸完善,自動化水平越來越高,人工干預越來越少,方案越來越優化,工作效率和經濟效益越來越高。簡單說就是聰明程度越來越高。


智慧農業目前存在問題與窘境


1、技術不夠成熟,需要不斷完善。

智慧農業發展涉及到材料科學、檢測手段、信息技術、軟件技術、控制技術、自動化、人工智能等很多學科和領域,是多學科技術的集成,因而也受到各學科發展水平的制約,同時,也受到農業生產自身的經營觀念、理念、文化、生產方式和認識水平的影響。所以,智慧農業依然處在不斷進步、完善和發展的動態過程中。


2、系統裝備成本高,農民用不起。

農業各生產環節需要有不同的智慧農業檢測裝備、決策系統和效應裝備,多環節的系統集成,體系龐大,費用高昂,動輒十幾萬、幾十萬元,小農經濟和一家一戶的農民無力承擔高昂的資金投入。所以,智慧農業技術難以迅速普及。



3、小農經濟的小規模作業不適合。

從經營規模上講,幾畝地的經營規模無法承擔智慧農業的高投入。盡管智慧農業技術可以提高生產效率,降低單位成本,提高經濟效益,但小規模經營背景下,高效率所帶來的收益,不足以抵消高投入,嚴重影響到智慧農業的推廣應用。



4、技術要求高,需要進行技術培訓。

智慧農業技術系統的操作,需要比較高的文化和技術素質,普通農民的知識和技術技能水平達不到要求,難以操作復雜的智慧農業系統。智慧農業系統需要進行專業技術培訓,甚至需要獲得專業技術職業技能鑒定證書。同時,智慧農業需要多系統的技術和裝備配套使用,比如,農產品質量保證系統的建立需要有優良品種選擇、化肥農藥的科學施用、規范的田間作業管理、配套的采收加工技術、產品質量認證和質量追溯系統等多環節的相配套,這進一步增加了對農民的知識和技術素質要求。


5、缺乏了解和需要,智慧農業還沒有完全被市場用戶接受。

智慧農業缺乏宣傳與普及,農戶農民、農場及行業管理人員,并不真正理解智慧農業的含義,更不知道如何應用智慧農業技術。目前真正應用智慧農業系統的是較大規模的農場、農業園、示范園、種植基地、樣板工程。智慧農業技術開發和生產企業,甚至把重點瞄向為政府機構,依靠政府上項目來購買和應用智慧農業系統。但政府必定不能代替市場現實需要,只有市場需求,才是推動智慧農業可持續發展的真正動力。



智慧農業發展對策與出路


1、加強基礎研究、應用研究、裝備研發開發,加快平臺軟件系統開發和升級換代,提高系統實用性、可操作性、分析決策能力和技術成熟度,改善用戶體驗、友好程度和親和力,提高生產效率,并降低生產成本。使智慧農業技術系統好用,農民會用、用得起。


2、改變農業生產的組織形式,擴大農業生產作業規模,提高對智慧農業技術的應用能力。通過專業合作社、土地托管經營、合伙經營、企業加農戶、企業加合作社加農戶等模式,擴大土地經營規模,提高合作經濟體的綜合實力、投資能力和抗風險能力;成立專業服務公司、服務合作社,開展設備租賃業務,采用共享經濟模式和農機銀行模式,實現裝備資源共享,讓一家一戶農民也能夠分享到智慧農業帶來的好處。在這方面,聯合收割機、植保無人機的應用,已經有比較成熟的經驗,值得借鑒。



3、設立智慧農業技術技能職業標準和工種,或在農技員等現有農業技術職業技能中增加智慧農業的內容,提高從業人員隊伍的知識水平和職業技術技能水平,提高農業科技服務水平,做好為“三農”服務工作。


4、加強智慧農業技術技能培訓,提高農民整體技術技能素質,加強新型職業農民的隊伍建設,讓普通農民也能明白智慧農業概念,懂得智慧農業應用技術,能夠操作智慧農業系統裝備。


5、加強宣傳力度,提高行業行業管理人員對智慧農業的認識水平,認識到農業技術的發展方向和發展前景,加強政策、資金、技術、培訓支持力度,提高服務意識和服務水平。


發展智慧農業應該注意的問題


1、農業技術創新和智能化農業的推廣應用應符合當前技術發展階段的要求,不應超越,農業技術的發展有其自身的規律性,既要考慮農業產業的承載能力,又要考慮農業的長遠發展,還要考慮具體的實際需要。


2、根據不同地區經濟發展水平、勞動力資源充足程度和勞動力價格因素,有必要因地制宜地開發和推廣智能農業技術的應用,使農民在逐步提高農業現代化水平的同時,享受科技進步帶來的效益。


3、現代工業技術的應用不能片面追求"高、大、上",要滿足當時地方農民的實際需要,保證農民的實際收入,同時逐步實現農業現代化,走得太快,走得太大,要求太高,事半功倍,事與愿違。



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