智慧农业的发展对策与出路

发表时间:2022-08-12 15:13

智慧农业的基本原理


智慧农业必须借助于发达的现代农业生产理念、技术、装备、方法和手段来实现。但其基本的工作原理并不复杂,与工业自动化原理及生物条件反射原理是相同的。完整的智慧农业处理工作单元由传感器、信息传入通路、数据处理决策中心、信息传出通路和效应器五部分组成。


传感器也称感受器,是能够感受土壤水分、土壤养分、温度、空气湿度、光照等因子变化的感受器。传感器进行作业面各因子的信息采集,并转化为数字信号,通过传入通路到达数据处理中心,进行分析、计算、比对、判断、决策,制定最优化的执行方案,并转化为数字化为指令;由传出通路将数字化执行指令发送到效应器,即执行装备,由效应器执行指令,进行作业面的操作,完成一个作业周期。比如:田间传感器检测到土壤水分不足信号,通过电子线路将信号发送到数据处理器进行分析和决策处理,判断是否需要浇水、灌溉,灌多少,什么时间灌,做出决定后,再将指令发送给效应器灌溉设备,执行灌溉作业。



这是水分单一因子智慧管理的基本模式。实际应用中,经常是多因子、多功能、多模块的集成。客观上,影响农作物生产的因素很多,比如品种、气温、湿度、墒情、肥力、光照、病虫害、通风、二氧化碳等。每一个因素都需要传感器,每一个因素都需要相应的效应器,所以需要一系列的传感器和效应器装备。有时需要多因子同时处理,提高工作效率,降低生产成本。比如:检测墒情的时候,同时检测肥力,灌溉时,可以把追肥与加入灌溉水中,一次性操作完毕。


在实际应用中,由于技术的不成熟,体系不完整,或设备的不可靠性,经常需要人为干预,或只进行部分因子、部分环节的自动化操作,很多其他方面需要人为干涉。在传感器端,传来的信息需要人工验证;系统做出的分析和决策,也需要人工判断;作业面作业时,还经常需要人工查看,排除故障等等。


一个真正自动化的智慧农业系统,目前还很少有,也不敢完全依靠。但可以预见,随着现代科学技术和软件智能化水平的提高,智慧农业技术也将日渐完善,自动化水平越来越高,人工干预越来越少,方案越来越优化,工作效率和经济效益越来越高。简单说就是聪明程度越来越高。


智慧农业目前存在问题与窘境


1、技术不够成熟,需要不断完善

智慧农业发展涉及到材料科学、检测手段、信息技术、软件技术、控制技术、自动化、人工智能等很多学科和领域,是多学科技术的集成,因而也受到各学科发展水平的制约,同时,也受到农业生产自身的经营观念、理念、文化、生产方式和认识水平的影响。所以,智慧农业依然处在不断进步、完善和发展的动态过程中。


2、系统装备成本高,农民用不起

农业各生产环节需要有不同的智慧农业检测装备、决策系统和效应装备,多环节的系统集成,体系庞大,费用高昂,动辄十几万、几十万元,小农经济和一家一户的农民无力承担高昂的资金投入。所以,智慧农业技术难以迅速普及。



3、小农经济的小规模作业不适合

从经营规模上讲,几亩地的经营规模无法承担智慧农业的高投入。尽管智慧农业技术可以提高生产效率,降低单位成本,提高经济效益,但小规模经营背景下,高效率所带来的收益,不足以抵消高投入,严重影响到智慧农业的推广应用。



4、技术要求高,需要进行技术培训

智慧农业技术系统的操作,需要比较高的文化和技术素质,普通农民的知识和技术技能水平达不到要求,难以操作复杂的智慧农业系统。智慧农业系统需要进行专业技术培训,甚至需要获得专业技术职业技能鉴定证书。同时,智慧农业需要多系统的技术和装备配套使用,比如,农产品质量保证系统的建立需要有优良品种选择、化肥农药的科学施用、规范的田间作业管理、配套的采收加工技术、产品质量认证和质量追溯系统等多环节的相配套,这进一步增加了对农民的知识和技术素质要求。


5、缺乏了解和需要,智慧农业还没有完全被市场用户接受

智慧农业缺乏宣传与普及,农户农民、农场及行业管理人员,并不真正理解智慧农业的含义,更不知道如何应用智慧农业技术。目前真正应用智慧农业系统的是较大规模的农场、农业园、示范园、种植基地、样板工程。智慧农业技术开发和生产企业,甚至把重点瞄向为政府机构,依靠政府上项目来购买和应用智慧农业系统。但政府必定不能代替市场现实需要,只有市场需求,才是推动智慧农业可持续发展的真正动力。



智慧农业发展对策与出路


1、加强基础研究、应用研究、装备研发开发,加快平台软件系统开发和升级换代,提高系统实用性、可操作性、分析决策能力和技术成熟度,改善用户体验、友好程度和亲和力,提高生产效率,并降低生产成本。使智慧农业技术系统好用,农民会用、用得起


2、改变农业生产的组织形式,扩大农业生产作业规模,提高对智慧农业技术的应用能力。通过专业合作社、土地托管经营、合伙经营、企业加农户、企业加合作社加农户等模式,扩大土地经营规模,提高合作经济体的综合实力、投资能力和抗风险能力;成立专业服务公司、服务合作社,开展设备租赁业务,采用共享经济模式和农机银行模式,实现装备资源共享,让一家一户农民也能够分享到智慧农业带来的好处。在这方面,联合收割机、植保无人机的应用,已经有比较成熟的经验,值得借鉴。



3、设立智慧农业技术技能职业标准和工种,或在农技员等现有农业技术职业技能中增加智慧农业的内容,提高从业人员队伍的知识水平和职业技术技能水平,提高农业科技服务水平,做好为“三农”服务工作。


4、加强智慧农业技术技能培训,提高农民整体技术技能素质,加强新型职业农民的队伍建设,让普通农民也能明白智慧农业概念,懂得智慧农业应用技术,能够操作智慧农业系统装备。


5、加强宣传力度,提高行业行业管理人员对智慧农业的认识水平,认识到农业技术的发展方向和发展前景,加强政策、资金、技术、培训支持力度,提高服务意识和服务水平。


发展智慧农业应该注意的问题


1、农业技术创新和智能化农业的推广应用应符合当前技术发展阶段的要求,不应超越,农业技术的发展有其自身的规律性,既要考虑农业产业的承载能力,又要考虑农业的长远发展,还要考虑具体的实际需要。


2、根据不同地区经济发展水平、劳动力资源充足程度和劳动力价格因素,有必要因地制宜地开发和推广智能农业技术的应用,使农民在逐步提高农业现代化水平的同时,享受科技进步带来的效益。


3、现代工业技术的应用不能片面追求"高、大、上",要满足当时地方农民的实际需要,保证农民的实际收入,同时逐步实现农业现代化,走得太快,走得太大,要求太高,事半功倍,事与愿违。



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