现代物理农业工程技术

现代物理农业工程技术（精选10篇）

现代物理农业工程技术 篇1

“蔬菜、瓜果、花卉等不使用农药、化肥，而靠物理技术实现节本增效、环保绿色的‘低碳’农业生产。”这是记者日前在天津参观物理农业工程技术和设备示范基地——杨柳青园艺科技博览园所看到的场景。2010年11月17日，中国农业机械学会组织有关会员30余人赴天津市西青区，参观杨柳青园艺科技博览园，了解现代物理农业工程技术及设备在设施农业生产中的实际应用情况。

物理农业是依赖于现代物理技术基础之上的农业实用技术，是将电、磁、声、光等物理学知识和高新技术通过特定方法应用到农业生产中，对农作物进行处理，可在减少化肥和农药施用量的情况下，达到增产、优质、抗病的效果。现代物理农业工程技术是物理农业技术和农业生产的有机结合，是一种新兴的农业生产技术，它集成了物理、机械、电子和农艺等相关学科知识。

与我国传统的化学农业相比，物理农业优势明显。能避免长期以化学农业造成的土壤板结、地力下降、污染环境和破坏生态平衡等弊端，是安全可靠、绿色环保的农业新技术;应用物理农业技术，在提高农作物产量的同时，又能促进早熟、防治病虫害、改善农产品的品质及延长储藏时间;既能提高农产品的经济价值，又有利于人体健康，是实现绿色、无公害农产品生产的重要途径。

我国应用的现代物理农业工程技术主要包括植物声频助长技术、温室空间电场防病促生技术、温室二氧化碳增施技术、温室病害臭氧防治技术、电子式杀虫技术、等离子体或电场种子处理技术和温室补光技术等。综合应用物理农业技术，可有效减少温室、畜禽舍病虫害的发病率60%以上;提高蔬菜、水果和畜禽的抗病能力;减少化肥、农药的施用量近30%;增加产量20%;并大大降低农产品化学污染，提高市场竞争力。目前，天津、大连等地的农机研发、管理部门在物理农业的推广方面做了许多有益的尝试，取得了不少经验和成果。

早在2005年，天津市农机部门就开始广泛引进和示范应用现代物理农业工程技术与设备。2007年，天津市农业机械推广总站组织实施了《设施蔬菜物理农业工程技术示范推广》项目，并将部分产品列入天津市农机购置补贴产品目录，极大地促进了物理农业各项技术的推广应用。

本次参观的杨柳青园艺科技博览园，集成应用了温室电除雾防病促生、臭氧防治、二氧化碳增施技术，这个组合系统不使用杀真菌剂、杀细菌剂、杀微小害虫剂，创建空气清新洁净安全的、最适宜于作物生长的、最适宜于人游览休闲的温室环境。

据介绍，杨柳青园艺科技博览园占地面积36 hm2以上(540多亩)，总投资约3.5亿元，是环渤海经济区发展都市农业、率先实现农业现代化的导向性工程，是我国园艺科技标志性示范园区。园区集科技展示、观光休闲、生产示范和技术推广4大功能为一体。园区主要分为蔬菜栽培模式展示馆、蔬菜规模化栽培展示馆、花卉展示馆、热带亚热带果树展示馆、现代化育苗馆、综合大厅、园艺科技展示区、绿色蔬菜生产区、露地果树栽培区、加工包装区和生态休闲餐厅等。

通过本次参观，会员们对现代物理农业工程技术和设备的实际应用有了感性认识，并探讨了该项技术的应用前景。此次活动是中国农业机械学会2010年组织开展的第二次会员日活动，旨在促进科学技术普及和推广的同时，加强学术交流、促进科技人才的成长和提高。

现代物理农业工程技术 篇2

内蒙古大学农业物理工程技术研究中心简介

当前我国农业基础薄弱、环境污染等问题已成为制约农业继续发展的重要问题，随着物理学及物理技术的进展，发展农业物理学，研究农业物理技术的条件已完全具备.农业物理工程技术主要是以能量与信息的形式作用于农业生产过程，它相对于“化学农业”来说是一种具有能量可循环使用、高效、清洁、无环境污染且成本低廉、易实现经济效益的转化等优点的新型农业技术，对于我国发展可持续农业及农产品深加工具有重要作用.农业物理工程技术是交叉学科，具有旺盛生命力及广阔的发展前景.在我国实施“科教兴国”战略的形势下，要求科技工作者“强化应用技术的开发和推广，促进科技成果向现实生产力的转化，集中力量解决经济社会发展的重大和关键技术问题.”而发展农业物理工程技术学科正是适应这种形势的最好机遇.内蒙古大学农业物理工程技术研究中心就是适应上述形势建立的.它是目前全国唯一专门从事农业物理工程技术领域的应用基础研究、开发研究和成果转化的科技单位.它面向经济建设主战场，以“农业物理工程技术”为主要研究开发方向，以多种学科交叉和技术组合为特点，实行产学研结合，强化“中试”，以产业化为目标，建成“农业物理工程技术”的高新技术辐射基地.十多年来，“中心”先后承担国家自然科学基金项目4项，省部级科研项目6项，其中“静电场处理甜菜种子提高产质量技术”经实验室研究、三年田间小区试验、三年田间试验示范、工业型处理设备研制及批量生产、机理研究、大面积推广等，截止1996年累计推广面积310万亩，创经济效益1.8亿元.其机理研究成果被国家自然科学基金委员会生命学部收录到1995年“科技成果年

报”(科学出版社出版)中，我们还对油葵、玉米、小麦等作物种子进行系统试验，取得了明显效果.并力图运用现代物理仪器测试技术进行机理研究，如用X射线衍射仪对种子进行粉末衍射测定，用顺磁共振仪对种子进行自由基含量的测定，用液体闪烁仪测定种子的超弱发光强度等均取得突破.另一项国家自然科学基金资助研究课题是“静电干燥特性研究”，现除在机理研究取得进展外，已完成“中试”，经国际联机检索并通过技术鉴定，被认定为“国内首创，在干燥技术领域达到世界领先水平”，现已申报专利.现正在进行工业化试验，它主要是针对农副产品、土特产品、作物种子、中药材、生物制品等热敏性物料的干燥技术，具有物料不升温、节约能源、不破坏营养成分、不污染环境的特点.梯度磁场处理马铃薯块茎提高产量技术，经试验示范，亩产可提高20%左右，还可提高淀粉含量，具有明显的经济效益，现已在组织推广，静电杀菌保鲜技术也在研究开发过程中.“中心”也是生物物理硕士点环境生物物理方向的培养基地之一，“中心”成员由教授、高级工程师、实验师等相关学科人员组成，专业结构合理，是一个“创新、敬业、务实、协作”的科研群体.“中心”主任为梁运章教授.“中心”真诚欢迎各界同仁携手合作，共创我国农业物理工程技术辉煌前景.

现代物理农业工程技术 篇3

创新农业信息获取技术，夯实农业监测预警基础

获取信息是利用信息的前提。农业信息采集就是利用多方法和多手段，获取所需农业信息的过程。我国传统的农业信息采集方法主要依靠手工填报、人工审核、逐级上报等方式进行，加上农产品数量大、生产地域广、流通轨迹多等因素，存在耗时长、投入大、成本高、效率低等突出问题，动态即时性信息获取难度更大。随着农业农村市场化进程的不断深入，传统的信息调查采集方法已不能满足农业产业发展和市场化改革对农业全产业链动态信息的需要。因此，加强农业信息获取技术研究，提高信息采集的及时性和准确性，最大限度地获取包含农产品生产、加工、消费、市场等多维度的农业全息信息，既是农业监测预警的内在要求，也是现代农业发展的重要基础支撑之一。

现代化信息技术的不断发展和进步为全面、及时、有效获取与农业相关的气象、生产、流通、市场和消费等数据，全方位扫描产业链过程提供了可能。传感器技术、移动数据采集技术、物联网技术、遥感技术等智能化数据获取技术的发展和广泛应用，推动了监测数据的海量爆发，大幅提升了农业生产过程、农产品消费过程、农产品市场流通过程相关数据采集能力，获取数据的时效性、动态性、准确性、针对性增强，数据信息实现了由“传统静态”到“智能动态”的转变。

针对不同农业信息数据的特点，其获取的渠道和方法差异较大，要研发适应不同条件的数据获取技术与设备，创新农业信息获取技术，夯实农业监测预警工作的基础。如研究适应农业生产多变化过程环境的数据设备化采集技术，研究可重组、自检测、可容错、恶劣环境适应性强的数据采集技术与设备，实现连续高密度监测，获得待测目标空间、时间和环境的动态变化信息;大力研究自然环境高适应性、生命对象高适应性与应用条件高适应性的智能化采集终端技术，解决数据的系统性、操作的简便性与价格可适应性之间的矛盾。中国农科院农业信息研究所研发的便携式农产品市场信息采集设备——“农信采”，具有简单输入、标准采集、全息信息、实时报送、即时传输、及时校验和自动更新等功能。目前已在天津、河北、湖南、福建、广东、海南等省市广泛使用，并在农业部农产品目标价格政策试点工作的价格监测中推广应用。

创新农业信息分析技术，增强农业监测预警核心能力

信息处理分析是监测预警的关键技术方向。农业信息分析就是基于现代信息技术手段，应用数据处理、模型工程、关联分析等方法，通过基础信息与即时信息、显性信息与隐性信息的揭示，对农业生产、农业市场、农业事件等研究对象作出评价、判断、推论、预测、预警的过程。

从国际发达国家农业发展的历程看，创新信息分析技术是各国在农业监测预警领域保持核心竞争力的通用做法。如美国历来高度重视研究农业信息分析模型建设，通过持续创新发展，保证了研究模型的独特性和先进性，从而主导农产品国际贸易话语权。美国农业部开发的Baseline模型，综合运用经济学、计量经济学、计算机技术等，能够分地区分产品对农产品生产、消费、贸易和价格进行预测，并覆盖率全球43个国家和地区在内的24种重要农产品;IFPRI运用GAMS软件构建的农业贸易局部均衡模拟模型，对农产品生产、消费、贸易和价格等中长期预测及政策效果进行模拟分析。

近年来，我国相关部门也建立了一些大型的农业信息分析系统。如农业部的农产品监测预警系统，国家粮食局的粮食宏观调控监测预警系统，商务部的生猪、重要生产资料和重要商品预测预警系统和新华社的全国农副产品农资价格行情系统等，在实际中均有较好的运用。要提升我国农业监测预警的核心竞争力，就需要采用当前国际先进的智能化、系统化数据分析技术，构建具有中国应用特色的农业信息智能分析系统，以实现对农业生产、市场行情、供求形势、突发事件等相关数据的处理分析，有效防范农业生产风险、市场风险等造成的危害。针对农业信息分析工作量大、影响因素多、多学科交叉等情况，需要充分运用人工智能、数学建模等先进技术，构建大型系统分析平台，实现农产品监测预警信息处理和分析的系统化、集成化和智能化，提高预警分析的效率和准确性。中国农科院信息所近年来坚持自主创新，研究开发了具有短期、中期、长期分析的大型智能复杂模型系统——中国农产品监测预警系统。该系统在机理分析过程中实现了仿真化与智能化，具有监测、模拟、展望和预警等功能，系统覆盖农产品市场主要品种，可全天候即时性开展农产品信息监测与信息分析，能够基本满足不同区域不同产品的多类型分析预警需求。

创新农业信息服务技术，拓展农业监测预警功能

信息服务已经成为现代农业与农村经济发展的重要支撑，不仅影响着现代农业建设的效率，某种程度上也左右着农业现代化的进程。农业信息服务既是监测预警过程的重点，也是监测预警工作开花结果的重要途径。但从现实情况看，信息不对称一直是影响农产品市场稳定的重要因素，信息服务技术落后、服务水平不高是其发生的重要原因之一。因此，创新农业信息服务技术，发展信息智能服务技术，大力提升信息服务的质量和水平，既是强化拓展农业监测预警功能的重要途径，也是实现农业监测预警工作服务现代农业建设目标的必然选择。

农业信息智能服务技术，是在农业信息技术的基础上，紧密围绕提高农业综合生产能力、抗风险能力和市场竞争能力，助推现代农业科学化发展和兼顾高产、优质、高效、生态、安全农业综合目标的有效技术系统，是针对农业生产经营的不同对象、不同需要，为提供个性化、精准化、智能化服务而采取的有效技术。尤其是作物品种优化布局辅助决策技术、个性化推送服务技术、多源信息协同服务技术、普适性农业信息嵌入式服务技术、农业市场信息可定制服务技术、农业发展趋势展望技术等农业信息精准服务技术的应用，对加快传统农业向现代农业转变具有重要意义。

通过农业智能信息服务技术，将海量数据自动获取、智能预警系统自动处理分析形成的包括农产品流向、流量和农产品市场深度分析报告，准确、及时地送达农业生产经营管理者，才能实现农业监测预警的目的和作用。当前，特别要针对我国农业信息服务个性化不强、精准性不足的问题，建立农业用户个性化需求分析方法，根据区域、品种、对象等用户需求特征，利用网络、短信等建立个性化、专门化信息推送服务和信息可定制服务，满足不同区域、不同用户的信息需求，从而为广大农户的生产经营决策提供及时、准确、可靠的市场信息。同时，通过建立农产品平衡表制度和农业展望制度，运用中国农产品监测预警系统（CAMES）等智能化分析技术，形成月季年度农产品供需形势展望报告，并以固定时间、固定内容、固定形式对外发布，不仅能有效引导市场预期、促进农产品市场平稳运行，更能为政府部门掌握生产、流通、消费、库存和贸易等变化、调控市场提供重要的决策支撑。

现代物理农业技术(二) 篇4

国外研究表明, 对作物生长起重要作用的酶是一种半导体, 在外加磁场的作用下, 酶的表面形成了一个势能, 进而改变了酶的功能和活力, 促进植物根系生长和吸收。国内有关研究起步较晚, 较有代表性的解释是中科院物理所提出的三项理论。其一是金属磁化离子的作用。农作物体内多含有金属元素或离子十余种, 其中有八种是过渡金属磁性离子, 它们多是在各种酶中起重要作用的成分。因此磁场力作用可以促进功能酶的活动, 促进植株生长发育, 提高产量。其二是磁场与生物等离子体的相互作用。生物体内存在着准粒子和它们的相互作用, 在磁场的作用下, 一些有重要生物意义的离子性能发生改变, 产生生物效应。其三是生物磁场相干效应理论。外磁场与生物本身磁场相互作用, 使生物体内磁能等参数发生变化。

农作物种子在播种前用磁场直接进行磁化处理, 通过物理作用, 激发了种子酶的活力, 改善种子素质, 幼苗素质, 使根系发达、活力增强, 增强抗病虫害能力, 改善作物的新陈代谢功能, 提高吸收水、肥的能力, 使其稳健生长, 以达到作物增产的目的。试验证明经过磁场处理后的小麦增产幅度达8.1%, 玉米的增产幅度达11.8%, 蔬菜增产10%以上。

等离子体种子处理技术

现代物理农业工程技术是将当代高新的物理技术和农业生产相结合的产物。它将电、磁、声、光、热、核等物理学原理通过一定的装备应用在农业生产中, 用特定的物理方法处理农作物或改善作物生长环境, 实现农业生产环境防控和节本增效的有机结合, 达到增产、优质、抗病和高效的目的。

对于植物来说, 种子是植物生长的基础, 种子的优劣直接关系到植物的以后的生长。等离子体处理是物理农业技术常用的种子处理方法之一。

等离子体种子处理技术的发明是受到航天育种的启示而产生的。种子在太空中受高真空、微重力和宇宙射线的影响发生了变异, 经过选育而成为新的品种。太空的三个因素中, 主要是宇宙射线对种子的影响, 而宇宙射线主要来自太阳这个巨大的等离子体。航天育种试验告诉人们, 等离子体发出的物理能量可以改变种子内部机理, 也可以使农作物增产。等离子体种子处理机就是根据这一物理原理研制而成的。

等离子体种子处理机在耀室中安装了等离子体发生器, 通电后等离子体发生器产生等离子体, 激发种子内部各种物质的活性, 同时产生的能量击开空气中的氧气产生臭氧, 杀死种子表面的细菌。由于等离子体发出的能量较低, 作用时间很短, 种子没有发生变异, 农作物没有性状变化。作物种子受等离子体和交变电感的作用, 活力得到提高, 离子交换能力增强, 酶的转化加快, 可溶性糖和可溶性蛋白增强, 从而使作物从种子萌发到成熟结果整个生命周期具有综合优势, 增加产量, 改善品质。

等离子体种子处理技术要在农作物播种前5～12天对种子进行处理, 经过处理后的种子活力得到提升, 它不仅能使活力降低的种子提高活力, 就是原本活力并没有降低的种子也可以得到提高。经过处理的种子更加健壮, 提高种子的整体品质, 种子个体之间的差异缩小, 特别是幼苗的整齐度明显提高。

温室空间电场防病促生技术

近年来, 随着反季节蔬菜、花卉等作物的市场需求不断增加, 受效益驱动和国家政策的引导, 我国设施农业发展迅速, 温室建造面积也在不断扩大。但是由于温室内部常处于高温、高湿的状态, 因而雾汽、粉尘非常严重, 这样不仅严重影响温室采光, 不利于温室作物生长, 而且还极易导致气传病害的发生。

为了有效解决这一温室难题, 科技人员发明了温室空间电场防病促生技术, 它是通过在温室中架设可使气体电离的空间直流电场, 因而会产生大量的阴阳带电离子。在电场力的作用下, 雾汽、粉尘等悬浮物被带电离子立刻荷电而做定向脱除运动, 并迅速吸附于地面、墙壁、作物表面等, 同时附着在雾汽、粉尘上的大部分病原微生物也会在高能带电粒子、臭氧的双重作用下在做定向脱除运动的过程中被杀死、灭活。从而有效抑制雾汽的升腾和粉尘的飞扬, 隔绝了气传病害的气流传播渠道, 能够使生产环境持续保持少菌少毒状态。另外, 在电场力的作用下, 土壤—植株的生活体系中会形成微弱的直流电流, 该电流与空间电场、臭氧、高能带电粒子一同作用, 防治了土传病害。

温室空间电场防病促生技术对温室作物的生长有很好的促进作用。这是因为, 受空间电场的作用, 一方面植物对CO2的吸收加速, 有益于植物体内糖类、蛋白质等干物质的合成;另一方面植物的光补偿点降低, 即在弱光环境中仍有较强的光合强度, 延长了光合作用时间, 所以在实际应用中, 通常要在温室中增施CO2来满足了植物在空间电场环境中对CO2的旺盛需求。不仅如此, 在空间电场作用下, 植株体内Ca2+离子浓度的变化随电场强度的变化而变化, 它的变化调节着植物多种生理活动过程, 也促进了植物在低地温环境中对肥料的吸收, 增强了植物对恶劣气候的抵御能力。

农业现代化进程中的农业技术推广 篇5

摘 要：随着社会发展和科技的进步，农业生产逐渐进入专业化、机械化、规模化、生态化、现代化的发展步伐。在农业生产单位亩产不断提高、效益不断增加的情况下，却面临着环境污染加剧、土壤地力下降、病虫害严重等一系列问题。如何解决这些问题，只有加快农业技术创新，加速农业科技推广力度，让新技术普及到农业生产者的生产活动中，才能实现农业的可持续发展。

关键词：农业现代化；农业技术推广

近年来，政府不断加大对农业技术推广的投入力度，南丰镇根据省、市农业技术推广政策法规要求，积极创新实践，开创了农业科技推广服务工作新局面。在队伍建设上，加强基层农技人员知识更新和再教育工作，提高农技人员的业务素质，适应农业生产发展需要。在服务形式上，建立技术人员包村联户服务机制，结合实施科技示范县项目，建立农业科技示范基地，服务实力不断增强。在重大技术推广、设备应用上，政府配套资金鼓励技术方案实施，促进一些农业重大技术的普遍使用，较大提高了劳动生产率，促进农民持续增收。目前的农业技术推广办法

1.1 科技人员联村入户工程 南丰镇农业服务中心现有技术人员11人，与镇区各村实施网格化对接，一人负责一村农业技术指导工作。并结合省科技入户工程，每年发展示范户200余户，由技术指导员挨家挨户上门进行技术指导和推广，通过实地了解查看，分析生产管理利弊，面对面、手把手总结经验，示范指导。通过培育示范户，辐射带动千家万户，实现科技与农民零距离接触，建立人、财、物直接进村入户的科技推广新机制，促进农业科技供给与农民科技需求的有机统一，推动现代科技与乡土知识的融合应用，极大地激发了广大农民科学种田的积极性，带动了当地农户整体科技能力不断提高。全镇蔬菜主推品种覆盖率达90%，蔬菜水肥一体化灌溉技术覆盖率达到80%，有力推动了农业生产水平和效益的提高。

1.2 政府政策资金支持 在一些农业重大技术、设备、品种的推广上，为加快实施进度，镇政府配套落实了补贴和奖励资金。在农业机械推广上，截止2013年，全镇已拥有中拖83台（包括大棚王），手扶插秧机44台，高速插秧机54台，水稻直播机14台，收割机47台，机动植保机601台，静电喷雾机1325台，油菜移栽机1台，田园搬运机一台，撒肥机1台，田园管理机20台，大棚园艺喷雾用药机2台，蔬菜播种机1台，自走式起垄覆膜机1台，深松机2台，旋耕机56台，盖籽播种机19台，条播施肥机13台，开沟机35台，水田耙秸秆还田机83台，秸秆打捆机2台，水稻育秧设备2台，农业机械总动力33256千瓦。借助农业机械的使用，2012年水稻机插秧18600多亩，机插秧率达85%，水稻机直播（旱直播及水直播）4000多亩，机械化种植面积占全镇水稻面积的99.3%，基本淘汰落后的人工直播。在一些新优品种和重大技术上，镇政府加大投入，有力推动了常农粳5号、武运粳19号、甬优8号、扬麦16号等品种的覆盖面。新技术主要推广温室水稻育秧、机械化油菜种植、秸秆打包利用等新技术；继续示范扩大秸秆还田、果园套种绿肥、机插秧育秧及高产栽培、病虫草综合防治等技术；推广水稻壮秧剂、稻麦叶面肥、井A蛇床子素生物新农药。

1.3 科技示范基地的建设 南丰镇农业技术推广充分发挥示范基地的窗口作用，建立了2个稻麦高产示范方，1个蔬菜高产示范基地，1个健康生猪养殖示范基地。引进并试验、示范新品种、材新料、新技术，为推广工作提供科学依据，同时通过组织农民和技术人员、基层干部观摩学习，充分发挥示范样板作用。示范基地建设依托农业专业合作社和种田大户，建立高标准粮食、油料生产等主导产业示范区，联合涉农企业、农民专业合作社、农业专业服务组织等开展农技推广服务，引导发展新型农业技术服务组织，构建新型农技服务推广形式，激活农技推广工作。

1.4 农业技术培训工作 2013年南丰镇共组织市镇两级培训班6期，累计培训1000人次；编印、发放农业科普资料、告农户书施肥建议卡计8万余份次；召开农业生产现场会6次。通过培训，提高了农民种养殖技术水平，促进了新技术、新品种、新模式的应用，有助于推动农业转型升级。存在的主要问题

总结南丰镇近年来农业技术推广工作和成效，虽然农业技术水平取得了很大的提高，但与现代农业发展要求还存在一定的距离。农业技术推广方法存在一定的滞后性。主要表现在农业技术推广人才素质还需进一步提高，农业推广知识主要集中在技术方面，缺乏现代农业经营管理、农业机械化方面的知识。还有一些农业推广办法流于形式，不能发挥真正的技术示范推广效果，目前农业生产上还存在许多亟待解决的问题，依目前的办法将耗费大量的人力物力，需要摸索出新的办法。农业现代化过程中农业技术推广的建议

3.1 农业技术推广内容的更新和丰富 随着农田承包流转和城镇化的加快，农村务农劳力越来越少，目前从事农业生产的主要为50岁以上的农村劳动力，再过几年，这一批劳动力由于年龄偏大将逐渐退出农业生产，年轻人大多又不愿意务农，农业生产面临短缺大量劳动力的情况。农业未来必由之路是机械化、规模化、自动化，因此，必须加大农业机械的推广力度和相应的农业机械应用知识、公司化经营管理知识的培训。现在农业生产中还存在肥料利用率较低、病虫害防治困难等很多问题，很多作物还没有标准化的管理标准，这些问题都需要通过农业技术推广得到解决。

3.2 提高农业技术推广人员的素质 农业技术推广者尤其是基层的农业技术推广者，肩负着长传下达的推广作用，直接与农民接触为农民服务。他们素质的高低决定着农业技术推广的效果和成败。相比较国外发达的农业技术推广系统和高素质的人才，我国的农业技术推广人才水平参差不齐，很多没经过系统的教育，还有部分缺乏扎实的实践知识。一方面要从农业高等院校吸收优秀毕业生加入到农业技术推广队伍中来，另一方面要对基层农业技术推广人员进行系统培训，提高素质，以适应新时期的农业技术推广工作。

3.3 创新农技服务方式，狠抓农技推广效果 随着农村信息化水平的提高，近年来，探索形成了“农民手机报”、“农民网上培训”等手机和网络农技推广模式，对推动农业科技进步起到了一定的作用。下一步，在农技推广中，应更加重视内容的丰富性，增加多媒体视频展示及实际案例的剖析实践，让培训内容更具有直观性和可操作性，老百姓既学到理论知识又学会实践操作，使推广获得最佳效果。农业示范基地的建设也应更具有展示型和模范性，示范基地不仅仅展示新成果效果，更应该展示如何使用，技术如何操作，成为传帮带的模范

窗口。

3.4 强化农民的科技意识，激励农民农业技术创新和示范推广的动力 一是要大力宣传运用农业科技成果致富的典型，引导和激励农民学科学、用科学，增强农民采用新技术的意识；二是要切实改善农业生产的内部和外部环境条件，千方百计增加农民收入，增强农民的经济实力，增加农民采纳农业科技成果的条件和能力。农业生产中，农民的实践经验最丰富，有些技术水平高的农民也能摸索出新的管理办法和试验出新的品种，但是由于对农业知识产权知之甚少，分享这些创新知识又没有相应的报酬，因此缺乏将自己的成果进行分享示范推广的动力。如何调动充分调动农民科技创新积极性和示范推广性。一是要加强农业知识产权保护，研究出的成果应及时申报专利，加强自我保护意识。另一方面要让科技创新的农民从知识产权转让、开发中获得收益。政府要出台相应的政策，规定农业科技成果的完成人在推广示范中可以从中获得经济利益。

参考文献

[1] 王涛、程序。农业技术推广案例选编。中国农业大学。2006.123

现代物理农业工程技术 篇6

然而由于物理农业技术以物理手段为主要特点, 没有其他农业技术简明、直观, 在实际应用中缺乏一些应用效果的考量, 导致目前各地在推广应用物理农业工程技术方面进展缓慢。

文章通过对各主要物理农业工程技术工作原理及国内外研究进展进行综合阐述, 以期为该技术的推广应用提供技术参考。

1 现代物理农业工程主要技术及工作原理简介

1.1 植物声频控制技术

植物声频控制技术是近年来发展的一项农业新技术, 其基本原理是利用声频发生器对植物施加特定频率的声波与植物自发声的频率相匹配, 产生谐振, 促进其生长发育, 达到增产、优质、抗病的目的。

1.2 空间电场技术

空间电场技术是空间电场防病促生技术系统简称, 是在空间电场力的作用下, 借助空间电场放电产生臭氧、氮氧化物、高能带电粒子, 温室内的粉尘、雾气等悬浮物在带电粒子作用下做定向脱除运动, 同时附着在粉尘、雾气中的大部分病源微生物也会在臭氧、高能带电离子的双重作用下被灭杀, 隔绝了气传病害的传播渠道, 起到防病促生的作用。

1.3 种子磁化技术

磁技术是利用外加的物理因素, 对被处理物进行刺激、调动其自身的调节作用, 激发内部活力。种子磁化处理技术是在外加磁场作用下, 增强种子中酶的功能和活力, 调节个体发育中的物质转化和能量代谢, 促进植物根系生长和养分吸收。

1.4 臭氧物理病害防治技术

臭氧是一种强氧化剂, 利用臭氧的强氧化性特性, 不仅可氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶, 使细菌灭活死亡, 还能够透过细胞膜组织, 作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖, 使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。温室病害臭氧防治技术的原理是对抽入机内的空气进行高电压放电而使空气臭氧化, 借助扩散系统释放臭氧来实现气传病害的预防和病原微生物的灭杀。

2 现代物理农业工程技术发展概况

现代物理农业工程技术作为由化学农业向生态、可持续农业全面过渡转型的主要途径 (另一种是生物工程) , 得到了各国的高度重视, 联合国已明确提出了“物理农业”的概念。

2.1 国外发展概况

目前现代物理农业工程在国外发达国家都有研究和应用, 主要涵盖种植业、畜牧业等。

声频控制技术方面:法国人切诺伊, 她用声波处理的方法提高了啤酒厂大麦的发芽率;美国人Daniel系统地研究了植物细胞壁的力学性质, 并阐述了外界应力与细胞生长之间的关系;美国D·Carlson公司采用高频声波 (4000~6000 Hz) 处理作物、D·R·Carlson则研究了声波与化学肥料联合作用下植物的生长发育问题[5]。空间电场研究方面:2006年、2009年韩国、法国在温室中引入了空间电场系统以验证其在促进作物生长和防治病害方面的作用;日本在20世纪90年代便开展了空间放电提高香菇产量的试验, 并有一款用于香菇生产的放电器在市场销售;美国于2001年开展了鸡舍电净化技术的试验, 主要用于排气系统电净化以控制养鸡舍布氏杆菌病;日本于2008年开展了针对口蹄疫控制方面的猪舍的空气电净化试验[6]。磁技术方面:20世纪70年代, 日本、前苏联便开始了对种子经过磁场处理后的生物学效应研究;日本Pham Thanh Van等用恒定磁场装置处理蝴蝶兰球茎, 得出磁场处理2~7周后球茎增值量增大, S极比N极效果更为明显[7]。

2.2 国内发展概况

国内现代物理农业技术在2007年之后逐步形成, 大致可分为2大部分:一类是物理技术正向化, 利用物理技术机理提高农产品产量和品质;一类是物理技术逆向化, 利用物理学原理对病源微生物和害虫进行灭杀。

在促进作物生长、提高农产品品质和质量方面:侯天侦及其团队通过对植物声学特性研究得出该技术可显著促进设施蔬菜的生长发育、提早开花结果、增加产量、提高抗病虫害能力[4];杨桂娟、白亚乡利用高压静电场处理大麦、甜菜、玉米等农作物种子后, 得出不同剂量的静电场均能提高干种子及发芽种子的趋弱发光强度[1];李旭英、刘滨疆等通过研究空间电场对植物吸收CO2和生长速度的影响, 得出空间电场的极性对植物吸收CO2的速度有显著影响[8];郑世英等用可变电磁场处理器对小麦种子进行处理试验得出了发芽率、发芽指数、活力指数与磁场强度、处理时间之间的相互关系[9];周清、曲英华等研究了声频处理对草莓生长性状及叶绿素光系统Ⅱ的荧光参数的影响, 得出:声频处理35d后, 草莓的开花数、结果数、叶绿素含量及叶片光合作用能力均有所提高[10]。

在改善农业生产环境方面:马正义、刘滨疆研究了土壤根结线虫的电处理方法;大连市农业机械化技术推广站研制的空间电场/CO2同补控制病害系统在促进植物CO2吸收的同时, 控制空气传播病害;谷玉环研究认为空间电场防病促生系统能在地面与电极线间建立起自动循环间隙工作的空间电场, 实现对病菌和害虫灭杀[11];苏州市农业机械技术推广站采用臭氧发生器对设施大棚内西红柿、黄瓜、西葫芦等作物开展了病害防治效果试验研究。

3 现代物理农业工程技术发展存在的主要问题

虽然现代物理农业工程技术在我国部分地区已经开始小范围推广应用, 但是直到现在仍未大规模推广应用, 究其原因主要存在以下几个方面的问题。

3.1 对现代物理农业工程技术的认识还不够

现代物理农业工程技术在国内起步时间不长, 农业主管部门、科技人员和农民对其应用效果的认识程度有待提高;另外现代物理农业工程技术多是以“看不到、摸不着”的方式作用于作业对象、缺乏一些效果的考量, 不同于化肥、农药等以比较直观的方式作用于作物本身, 更不像传统的联合收割机、插秧机等产生“立竿见影”的作业效果, 一定程度上限制了这项技术的推广应用。

3.2 现代物理农业工程技术装备研发落后

目前大部分现代物理农业装备生产企业规模小、研发能力弱、生产工艺工装水平落后、缺乏严格的质量控制体系, 产品质量稳定性差, 制约了现代物理农业的整体发展。

3.3 现代物理农业工程技术工作原理与作物生长间的内在关系尚未理清

虽然国内外相关文献中均有借助现代物理农业工程技术提高被试作物产量和品质等方面的研究报道, 但是具体作用机理尤其是与作物间内在的物理关系还都处于探索、研究阶段。如我国声学第一人侯天侦教授首先提出了“植物经络学说”, 并研制了植物声频发生器应用于大田和温室生产, 但是植物声频特性与植物生长间的内在关系还处于研究的初级阶段, 有待从理论上进行严格的论证。

3.4 对现代物理农业工程技术在农业上的应用效果尚存在争议

以设施作物病害臭氧物理防治技术为例, 虽然臭氧作为强氧化剂在水质处理、化学氧化、食品加工保鲜和医疗卫生领域已有较高水平的研究与设备开发, 但其在设施大棚内作物病害防治效果目前还存在较大的争议。杨宇红、冯兰香研究认为臭氧防治温室蔬菜苗期意义不大, 成株期防治效果需进一步研究确认;刘迪林、蔡杰明确质疑了臭氧防治温室病害理论, 认为温室中使用臭氧防治病虫害是个错误。因存在诸多争议, 政府主管部门在推广应用现代物理农业工程技术过程中格外谨慎, 目前尚未出台相应的国家标准。

4 对策建议

4.1 加强基础理论研究

现代物理农业工程技术是现代物理学、材料学、植物学及农学领域的育种、栽培、土壤和遗传等多学科交叉和综合而成的一门新生学科, 应从基础理论研究着手, 加强各学科间技术机理研究, 理清其内在作用原理, 为现代物理农业工程技术发展提供理论依据。

4.2 提升装备研发和生产能力

装备是技术实现的载体, 现代物理农业工程技术的发展离不开先进、适用、安全、可靠的装备支持。为此国家相关部门应制定严格的生产、使用技术标准, 出台相应的扶持政策, 引导生产企业提升装备研发和生产能力, 努力为用户提供性能优良、技术先进、质量可靠的装备。

4.3 完善技术效果评价体系

目前现代物理农业工程技术及装备在应用过程中存在的各种争议, 归根结底还是缺乏相应的技术效果评价体系。现代物理农业工程技术效果评价体系是保障该技术发展的重要组成。技术部门应当尽快出台相应的技术使用效果评判标准、统一装备使用作业质量, 为主管部门对现代物理农业工程技术装备形成有效监管提供参照。

4.4 加快推进成熟技术装备的示范、推广

通过产、学、研、推之间的相互协作和联合, 依托现代物理农业技术示范工程, 建立科技示范基地、产业园区, 扩大技术推广渠道, 强化技术培训和宣传力度, 加快推进成熟技术装备的示范、推广。

5 结论和展望

现代物理农业工程技术作为一门新兴的、多学科交叉融合的学科, 尚处于发展起步阶段, 还存在很多亟需解决的问题:如在技术研究上, 基础理论研究还比较薄弱;在装备研发上, 生产企业良莠不齐, 总体处于较低水平;在认识上, 人们对现代物理农业工程技术的认识程度普遍不高;在评价体系上, 缺乏相应的技术应用评价体系。这都需要不断地在实践中进行研究和总结, 并上升到理论, 并由理论指导实践, 只有如此不断的往复、螺旋式前进, 才能将这项技术逐步丰富和完善, 进而推动我国现代农业健康可持续发展。

参考文献

[1]白亚乡, 胡玉才, 迟建卫.物理技术在农业生产中的应用进展[J].沈阳农业大学学报, 2003 (3) :232-235.

[2]张俐, 申勋业, 杨方.高压静电场对生物效应影响的研究进展[J].东北农业大学学报, 2009 (3) :307-312.

[3]何兴华, 程昌明, 陈杰.磁化水对作物种子的生物效应研究[J].西南农业大学学报, 2003, 25 (2) :120-122.

[4]侯天侦, 李保明, 腾光辉, 等.植物声频控制技术在设施蔬菜生产中的应用[J].农业工程学报, 2009, 25 (2) :156-159.

[5]张建国.植物声频控制装置的改进及其应用[D].南京:南京农业大学, 2011.

[6]郭光照.空间电场和声波助长仪对日光温室蔬菜生长发育的影响[D].乌鲁木齐:新疆农业大学, 2014.

[7]Van P T, Teixeira da Silva J A, Ham L H, et al.Effects of permanent magnetic fields on the proliferation of Phalaenopsis protocorm-like bodies using liguid medium[J].Scientia Horticulturae, 2011, 128 (4) :479-484.

[8]李旭英, 刘滨疆, 陈淑英.空间电场对植物吸收CO2和生长速度的影响[J].农业工程学报, 2007, 23 (10) :177-181.

[9]郑世英, 徐建.磁处理对小麦种子萌发及光合特性的影响[J].麦类作物学报, 2010 (1) :79-82.

[10]周清, 曲英华, 李保明, 等.声频处理对草莓植株性状及叶片叶绿素荧光特性的影响[J].中国农业大学学报, 2010, 15 (1) :111-115.

现代物理农业工程技术 篇7

1 现代物理农业应用技术对土壤水分的影响

现代物理农业应用技术的应用, 给作物创造了良好的生长环境, 有效地控制了虫害, 促进了作物的生长, 加快了作物对土壤中水分的利用。不同耕作条件下对0~20 cm土壤水分的影响如表1所示。

2 现代物理农业应用技术对土壤养分的影响

声波作为一种机械波, 刺激作物根系和茎叶, 提高作物对可溶性糖和蛋白质的吸收, 为作物生长提供条件。电子杀虫灯的使用, 降低农药的喷洒次数, 降低了虫害, 降低了土壤中的农药残留量, 减少了农业开销[3,4]。将二者引进于温室, 通过技术集成, 强化2种技术在一起的优势, 形成优势互补, 其对土壤养分的影响如表2所示。

(mg/kg)

3 现代物理农业应用技术对土壤容重的影响

在0~20 cm土壤层, 与物理农业应用技术的容重平均值比较, 以传统农作技术下的土壤容重高[5,6], 如表3所示。

(g/cm3)

4 结论与讨论

现代物理农业应用技术, 减少了肥料与农药的使用, 不但有效保护了土壤, 保护了农业资源, 有效地遏止了虫害的发生, 而且增加了产量[7,8]。此项农业技术, 达到了增产目的, 同时保护了农业资源, 真正实现了绿色农业, 无污染农业。

参考文献

[1]胡伟.现代物理农业工程技术概论[M].天津:天津科学技术出版社, 2011.

[2]何勇.精细农业[M].杭州:浙江大学出版社, 2003.

[3]承继成.精确农业技术与应用[M].北京:科学出版社, 2004.

[4]高焕文.农业机械化生产学[M].北京:中国农业出版社, 2002.

[5]李其昀.深松覆盖免耕沟播机械化技术[J].农业工程学报, 1996, 12 (4) :132-136.

[6]周勋波, 吴海燕, 姜德峰, 等.不同结荚习性大豆株型特征与产量表现[J].中国油料作物学报, 2004, 26 (2) :61-64.

[7]吕景良, 岳德荣.大豆高产高效配套技术研究:Ⅰ种植方式与适宜密度[J].吉林农业科学, 1999, 24 (2) :3-7.

现代物理农业模式及其应用 篇8

一、无毒优质果蔬生产模式与应用

这是一种能够控制植物全生育期病虫害发生的物理植保技术集成的模式, 它包括设施农业和露地生产两部分, 即无毒优质蔬菜设施生产模式、抵御连阴天的果蔬生产模式和环境安全型农场生产模式。

1. 无毒优质果蔬设施生产模式

它以环境安全型温室为单元, 以植物的土壤病虫害、地上病虫害为控制目标, 通过物理调控植物生长与病虫害预防的技术集成来实现果蔬生产的无毒优质或有机目标。其模式和物理农业技术装备标准配置见图1。

植物的病虫害分别来自于土壤、地上部分及空气, 只要能够通过物理的方法有效地预防以上3方面带来的病虫害威胁, 那么, 果蔬的生产就易于实现有机食品的标准要求。

(1) 土传病虫害的控制

土传病虫害包括土壤微生物引起的诸如枯萎病、根腐病、青枯病等土传病害、根结线虫病和虫害三大部分。目前能够综合处理和有效预防土传病虫害的物理农业装备为3DT系列土壤连作障碍电处理机, 其中以自动处理方式的最为有效。

(2) 气传病害的控制

气传病害多数为霜霉病、灰霉病、疫病等真菌性病害, 可有效控制它们的物理技术装备为能够产生空间电场的3DFC系列温室电除雾防病促生系统。

(3) 微小与大型飞翔类害虫的控制

蚜虫、白粉虱、蓟马等微小会飞翔的趋色微小体型害虫以及趋光的蛾类、金龟子、蝼蛄等大型飞翔害虫的防控可采用多功能静电灭虫灯和防虫网。

(4) 生长调控

空间电场/二氧化碳增施技术的配合使用可获得产量倍增效应。如果与烟气二氧化碳相结合, 还可有效控制许多作物的白粉病。

(5) 成熟度控制

在果实类蔬菜生长接近常规商品质量时可采用声波技术进行促早熟控制。

针对全国多个环境安全型温室产出的果蔬做了DDT、HCH、百菌清、氯氰菊酯、毒死蜱、多菌灵等农药的残留分析, 检出最小浓度为0.002~0.300 mg/kg, 能够满足多个出口国的进关要求。空间电场/二氧化碳同补技术系统已经开始用于特殊果蔬的生产, 譬如水果化萝卜的生产, 其经济效益显著。

2. 抵御连阴天的果蔬生产模式

维持植物的生长需要一定的气温、地温、光照、二氧化碳。在低地温 (低于8℃) 、弱光 (小于600LUX) 的环境中, 大多数植物的根系就会逐渐停止养分的吸收, 植物慢慢死掉 (类似枯萎病) 。而当地温合适但光照不足时, 即使气温再合适, 植物也会因无光合作用产物向根的输送慢慢枯死。因此, 真正能够抵御暴雪连阴天的技术措施就应该是下述的集合方案, 即土壤电加温线+空间电场发生系统+补光灯+热风炉。该方案中, 空间电场所起的作用是提高植物的低温吸收 (钙、磷) 和合成营养 (光和作用合成碳水化合物) 的能力, 补光灯和热风炉则是提供必要的光照和二氧化碳。我国最北部的温室采用了这种方案就可以抵御长达15d以上的极端低温连阴天。

热风炉和补光灯的联合作业就是提供植物生长所需要的气温、光照和烟气二氧化碳。在温室里安装的热风炉会释放出大量的二氧化碳, 在空间电场和光照下, 植物的光合作用强度会大幅度增加。

3. 环境安全型农场

露地农产品生产所面临的病虫害威胁以及农药残留远高于温室果蔬生产, 杀虫剂的毒性和残留时间是植物产品农药残留的主要来源。物理防虫和可预防大面积爆发的锈病、枯萎病等病害的实践正在实施。多功能静电灭虫灯、空间电场设备 (3DFC系列温室电除雾防病促生系统) 、3DT系列土壤连作障碍电处理机已在香蕉枯萎病、樱桃根癌病、小麦锈病以及单一植物品种产区开始了防治病虫害的试验示范。物理植保技术的集成效果远远优于单机作业。

这是一种可从空气中提取水分的空间电场聚水系统, 红色的绝缘子之间拉有细细的不锈电极线, 电极线带有5万V的直流正高压, 地面建立的静电场可以把夜间的水汽凝聚而沉降于地面, 久而久之, 草原就处于湿润状态, 而且这种空间电场还可以促进牧草的生长并对牧草病害进行自动防治。

二、环境安全型菇房生产模式及应用

白灵菇、杏胞菇、香菇等食用菌生产伴随着接种、催发菌丝、菌丝转化为菇蕾、菇蕾生长等一系列生理生化形态变化, 期间会遭遇木霉、链孢霉、毛霉、曲霉、青霉、细菌等20多种杂菌、数十种害虫的危害。许多国家对食用菌制订了严格的农药残留限量指标, 如日本对蘑菇类制定了48种农药残留限量指标。食用菌的农药残留主要来源于具熏杀和触杀菇蝇类的成虫、幼虫以及跳虫作用的敌敌畏以及一些杀螨剂。使用物理防治方法有效预防这类病虫害的发生是生产优质安全食用菌的根本措施, 因此, 利用食用菌病虫害物理防治方法建立的环境安全型菇房才能够满足这一生产目标。其中, 对食用菌药残影响最大菇房是首选的环境安全改造对象, 见图3。

环境安全型菇房采用3DFC系列食用菌空间电场促蕾防病系统控制杂菌污染, 并利用等功能静电灭虫灯控制菇蝇类的成虫、幼虫以及跳虫, 而螨类可采用牛骨头配合电击杀技术来减少其数量, 实践表明, 它可以完全脱离禁用农药的使用并能大幅度减少其他农药的使用量。而此系统除了具有预防落菌污染的功能以外, 还具有很强的食用菌生长调控能力, 特别是对香菇菌丝的生长以及菌丝转化为菇蕾的速度具有强烈的促控能力, 实践表明可缩短出菇时间1/3~2/3d。

三、环境安全型畜禽舍生产模式

疫病预防是养殖企业的生命线, 养殖环境的优劣直接关系到这条生命线的存废。在已发生的疫病中至少有40%以上的疫病是通过空气传播的, 另有40%之多的疫病是通过流媒接触传播的, 近10%的疫病与粪便关联。而在突发的烈性疫病中有70%之多与环境空气质量相关, 因此控制空气安全和粪便安全就能控制住一半以上的疫病发生。环境安全型畜禽舍是一种可以自动预防动物疫病、具有自分解臭气能力且空气安全的新型畜禽舍, 因此, 环境安全型畜禽舍生产模式是以环境安全型畜禽舍为建设单元的一种动物食品安全生产方式。环境安全型畜禽舍的建设内容见图4。

它是一种可以自动防疫而且无臭的畜禽舍。它的关键之处在于采用了整体空间的空气净化技术, 即空间设置了畜禽舍空气电净化自动防疫系统、粪道则采用了粪道空气电净化自动防疫器或粪道等离子体除臭灭菌系统。

环境安全型畜禽舍现已发展为多种类型, 涵盖了猪、家禽、牛、羊以及宠物的饲养。其中, 猪场和养鸡场的应用较多, 防疫效果理想;而牛羊舍的空气质量以及疫病的发生率都有了显著变化, 养殖企业效益显著增加。

四、环境安全型水产养殖模式

我国各地水产品市场普遍存在着硝基呋喃类代谢物、恩诺沙星、环丙沙星、氯霉素、孔雀石绿、红霉素等禁用渔药残留, 一些水产品所含土霉素超标数倍。有关专家指出, 硝基呋喃类药物、氯霉素、环丙沙星等在国际国内均为禁用渔药, 如长期大量摄食硝基呋喃类化合物, 存在致癌可能。长期食用含抗菌类药物残留的动物食品也将导致病菌对抗生素的耐药性而影响临床疗效。因此只有采用物理防病方法来控制水产品养殖环节的疫病发生与传播才能够解决水产品的渔药残留问题。利用空气微生物空间电场控制技术、水电解—介导渔礁菌控技术、水底补光技术等物理方法的集成就能够设计出一个环境安全型水产养殖模式。见图5。

1. 技术说明

水生动物病害的发生通常是多个因素综合作用引发的, 即与发病原因以及影响健康状况的因素直接相关, 如病原微生物的存在、宿主对病原的敏感性、宿主暴露在病原微生物的概率、环境中的毒素、病毒传播载体情况等。任何自动防疫技术都需要开展病原、宿主、环境、设备等四方联合的研究, 既要考虑病原的控制, 又要考虑设备对病原宿主的影响, 还要考虑对环境的作用。海水养殖与淡水养殖有很大的不同, 特别是在水体的理化性质方面的差异给水处理技术带来了巨大的差异, 也就是说不同的水体有不同的处理模式。如何才能控制好水生动物的微生物病害, 以及消解理化因素造就的生长障碍, 是物理农业物理预防技术需要解决的关键问题。

环境安全型水产养殖模式包含了水槽水体微电解技术系统和循环水微电解处理器、空气落菌的空气电净化自动灭菌系统以及介导渔礁、LED灯补光器等。

这种技术模式的主要特点就是采用了海水或淡水微电解与人工介导鱼礁。利用两个惰性电极插在塘池两端, 两电极间设置无数个介导鱼礁, 当通电的时候, 鱼和其他水生动物就会躲入鱼礁内部, 而鱼礁具有屏蔽电场和电流的作用。躲入鱼礁后, 可加大电解电压, 随后就可控制水体微生物的数量和氨氮含量, 进而实现优化水质。

2. 应用

由空气电净化自动灭菌系统、体微电解技术系统、介导渔礁组成的环境安全型水产育苗室已经开始了海胆、海参、鱿鱼、泥鳅、金鱼的养殖实验, 以观测水生动物集体健康状况的发病率、感染率、死亡率、致死率等。

五、物理农业发展预测

现代物理农业工程技术 篇9

党的十八大和新世纪以来指导“三农”的第10 个中央一号文件都明确地提出了要落实新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化“四化同步”的发展战略。2013 年3 月份, 中共中央政治局常委、国务院总理李克强先后到江苏、上海考察时也强调: 以扩大开放释放改革红利, 以农业现代化支撑新型城镇化, 而城镇化建设被看作是我国经济未来的增长点以及稳定和提升GDP的动力。显然, 发展农业现代化将处于“四化”协调发展中的不可忽视的位置。

2007 年的中央一号文件也曾对新时期农业现代化的内涵进行过全面阐释, 即“用现代物质条件装备农业, 用现代科学技术改造农业, 用现代产业体系提升农业, 用现代经营形式推进农业, 用现代发展理念引领农业, 用培养新型农民发展农业。”目前, 我国农业现代化的发展方向是: 着力构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系, 在新型工业化、信息化、城镇化的拉动影响下, 加快中国特色农业现代化步伐的建设步伐; 同时, 在高效、低耗、高品质、高土地产出, 实现经济规模效益、社会效益和生态效益的统一上也大做文章。可以看出, 在这样的宏观阐述指引下, 如何落实到具体的、实实在在的、落地的技术层面上, 则是接下来科研工作者们要重点关注的问题。

基于此, 为了理清发展农业现代化的内涵, 有必要将这个农业现代化大系统划分出几个层面。笔者认为, 发展农业现代化要有大概念、大空间、大思维。基于以上阐述, 按照递阶大系统架构[1], 可以初步地勾画出农业系统及其现代化的3 层体系, 如图1 所示。图1 中, 底层为农业生产系统, 包括各种大田、温室、养殖、种植及农产品加工等; 中层为农业支持系统, 包括规模经营、融资、服务、物流及仓储、劳动力分配及培训等; 高层为农业决策系统, 包括农业整体系统的决策与布局、政策支持、国民经济与农业资源宏观管理等。这3 个层面的内容和发展是彼此关联的。在这个农业现代化大系统中, 底层的农业生产和加工是农业体系的最终产出渠道, 因而是农业系统的基础和根本。笔者认为: 发展农业现代化更应该注重这个层面的现代化发展和科技提升。这个层面的技术进步可以直接影响到整体农业系统的现代化进程。

基于此, 本文不谈农业的适度规模经营及金融和政策问题, 也不谈农民进城和土地流转问题, 也不谈提高农民科技教育和培训等中层和高层问题, 而是着重谈在底层的农业生产与加工过程中技术的提升对发展农业现代化的支撑。

1 农业现代化的内涵及架构

农业现代化是指把传统农业转变为现代农业, 建立起广泛采用现代生产工具、现代科学技术和现代经济管理方法的农业生产体系。其中包括[2]:

1) 农业生产手段现代化。运用先进设备代替人的手工劳动, 特别是在产前、产中和产后各个环节中大面积采用机械化、自动化作业, 大大降低农业劳动者的体力强度, 提高劳动生产率。

2) 农业生产技术科学化。把先进的科学技术广泛应用于农业, 提高农业生产的科技水平和农产品的科技含量, 提升农产品品质和农产品国际竞争力, 降低生产成本, 保证食品安全。

3) 农业经营方式产业化。转变农业增长方式, 主要是大力发展农业产业化经营, 使农产品生产、加工、流通诸环节有机结合, 形成种养加、产供销、贸工农一体化的经营格局, 提高农业的经营效益, 增强农业抵御自然风险和市场风险的能力。

4) 农业服务社会化。形成多种形式的农业社会化服务组织, 在整个农业生产经营过程的各个环节中都有社会化服务组织提供专门服务。

5) 农业产业布局区域化。各地面向国际国内两个市场, 根据自身的资源、地理和环境条件, 发展各具特色的并有一定规模的农业支柱产业和拳头产品, 形成优势农产品产业带, 提高农产品的市场竞争力和市场占有率。

6) 农业基础设施现代化。既有利于增强农业抗御各种自然灾害的能力, 又有利于农业资源的高效利用, 农业发展后劲大为增强。

7) 农业生态环境现代化。推进农业现代化建设必须用现代化的手段保护生态环境, 不但不能在农业生产过程中破坏生态环境, 而且要大力发展生态农业和环境友好型农业, 使农业生态环境变得更优更美。

8) 农业劳动者现代化。要提高农业劳动者的综合素质, 主要是提高农业劳动者的思想道德素质和科技文化素质, 使农业劳动者熟悉农业生产的相关政策和法律知识, 掌握2 ~ 3 项农业实用新技术, 提高劳动技能, 以适应发展现代农业的需要。

9) 农民生活现代化。增加农民收入, 让农民物质生活和精神生活过得更加美好, 这是农业现代化的一个重要目标。

上述9 种论述农业现代化的内容均能够在图1 的3 层结构中找到对应层面, 如1, 2, 6, 7 点可以对应于底层的农业生产和加工层面。

综上所述, 发展农业现代化有许多关键点, 如人力资源、科学技术、资金投入、智力因素等; 但综合分析后, 还是要回到根本的问题上, 即要在底层大做文章—利用高科技改善农业基础设施, 提高农业过程的科技含量, 在生产和加工手段以及设施上彻底提升技术水平, 让科技显示出巨大能动力。

2 农业科技含量的实质

从传统农业到现代化农业的转变过程中, 毫无疑问, 在全球信息化浪潮中, 农业信息化起了助推器的作用。中国科学院中国现代化研究中心2012 年发布的《中国现代化报告2012———中国农业现代化研究》这样描绘农业现代化的第四次浪潮: “受高技术、信息革命和生态革命的影响, 世界农业前沿深刻变化。信息革命引发农业的信息化浪潮。生态革命引发生态农业、持续农业、有机农业和绿色农业等的兴起。高技术包括生物技术等的发展, 丰富了农业的技术选择, 扩展了农业的发展前景……。梳理一下近一个世纪以来农业科技的发展, 可以看出有两个并行发展的分支: 一个是农业信息化的发展, 它经历了电脑农业、数字农业、精准农业, 目前有专家认为其朝着智慧农业 ( Wisdom Agriculture) [3]方向发展; 另一个是农业智能自动化的发展, 其经历了农业机械化与电气化、农业简单自动化、到农业工厂化, 目前向着智能农业 ( Intelligent Agriculture) [4 - 6]方向发展。稍有知识的人士都知道, 以上这两个发展的阶段不同, 立足点和发展目标也不同, 但殊途同归, 如图2 所示。特别是进入21 世纪后, 许多的技术相互交融与融合, 故二者的发展也是相辅相成的, 它们对农业科技的进步与农业现代化发展都必将起到至关重要的作用。因此可以说, 农业科技含量的绝大部分存在于这两个方面。

按照以上农业3 层大系统构架划分, 就我国目前农业信息化的发展看, 其更多地表现在对农业信息的“软处理”上, 如中层的农业经营、管理与社会服务, 大量的应用基于数据库的信息管理和处理系统、云服务等。基于此, 农业信息化可以看成为是农业大系统中的“软件与信息支持系统”, 而智能农业的最新内涵则包含两个层面: 一是更多地涉及到农业生产加工系统中的各种“硬件及控制”层面[7 - 8], 如各种自动化的调控设备、农用智能装置、农业机械化自动化设备、农用传感器与检测装置、信号处理仪器及相关网络等, 这些关系到农业系统产出的环节, 因此可以看成为农业系统的“硬件与驱动系统”; 二是智能农业还涉及到农业复杂大系统的宏观智能调控与管理。这里的智能农业跳出了具体的生产环节的智能自动化调控概念, 而更多的是基于云计算和大数据处理构建出的复杂大系统调控架构, 并与农业信息化融合, 构建宏观大系统的调控“大脑”, 在更高层面上处理农业。大系统的智能、有效的运行问题包含复杂大系统的建模、智能调控算法、调控手段与网络、通讯手段等, 是关乎“大系统控制”的问题, 而不是单单农业信息所能驾驭的问题。此时, 如果将农业体系看成一个相对可控的“闭环”大系统, 那么农业信息化是这个闭环控制大系统的信息流, 而智能农业则是对农业大系统3 层内容进行全面智能调控, 并对产出做最终驱动的系统硬件及智能运算手段。此时, 对农业系统的调控可以用图3 来描述。

笔者认为, 农业信息化进步还不能完全做到让农业系统的最终产出就是高效、低耗、生态和安全的。农业信息化的实现离不开具体的调控设备和操作系统, 而具体的调控设备和系统也离不开信息化的支持。但无论如何, 如果农业信息化只做到提供信息、对信息加工处理及显示的地步, 而具体到大田、温室、养殖、加工等生产过程的操作层面上还需要人通过手动实施的话, 那么农业信息化的成果只能是做到50% 。

因此, 智能农业中的控制及技术必将发挥主导的作用: 结合智能装备和检测手段, 通过控制核心设计加上智能的推理, 可以做到尽可能地减少人的参与, 实现自动化处理各个农业生产过程并提高产出质量, 犹如工业自动化生产线一样, 农业产品的最终的高质量、无害、低成本的产出才可能有保障!

基于以上分析, 农业科技含量应该更多的具体到农业信息化和智能农业两个方面上。特别要重视“信息化”和“智能化”的结合, 并在底层农业生产与加工系统中进行智能自动化技术的推广和应用。

3 发展我国农业现代化的技术构想

逐步实现农业现代化是中国社会主义现代化建设的重要组成部分。我国具有人口众多、相对资源少、经济基础薄弱、科学文化落后、地区差异很大等特点, 搞农业现代化需要吸取外国经验, 并从我国的国情、国力出发, 走出一条具有中国特色的社会主义的农业现代化道路。基本要求是: 以建设具有世界先进水平的发达农业、富裕农村、良好环境为长远战略目标, 根据整个国民经济的发展状况, 有计划、分阶段地加以实现[9]。从本文所谈论的科技角度出发, 笔者认为发展具有我国特色的农业现代化应该从以下两大技术入手, 并缺一不可。

3. 1 农业信息化相关技术

应该着重发展广义农业信息获取、表达、加工和计算机识别技术, 农业电子商务技术, 农业数据通讯和物联网技术, 农业病虫害专家诊断系统, 农业大数据处理和云平台数据共享建设等。这方面姑且简称为“网上”的“软”技术。

3. 2 农业智能化相关技术

应该着重发展农用智能装备与技术、农作物信息监测与传感器技术、农业生产系统自动控制与智能化管理技术、农产品加工自动化智能化控制技术、农业大系统的智能管理与决策技术等。这部分姑且简称为“网下”的“硬”技术。

回顾我国农业科技的发展模式, 似乎农业信息化的建设突前了一些, 重点表现在我国“九五”“十五”和“十一五”部分期间发展起来的电脑农业、网上农业、数字农业等信息化普及上, 其取得的最明显的成果是农民可以上网了。这期间农业信息化的发展更多地是涉及到农业电子商务、病虫害的专家诊断等方面[10]。研究发现, 这期间虽然有了一些对精准农业的研究, 但更多的是分散的、含具体对象的检测和调控, 还没有对农业大型智能装备、大型调控系统, 特别是整体系统的智能管理和控制进行深入的研究, 从而直接导致了底层的农业生产及加工层面上智能的自动化系统、实用硬件开发以及农业大系统的管控研发成为了我国农业现代化发展的短板。特别是大田农业中, 绝大部分还是由农民根据经验和网上的建议去实际操作灌溉、施肥、播撒农药等, 绝大部分的劳动力和劳动强度并未降低, 也因此产生了大量的农产品和土地的不安全隐患。

按照智能农业的大系统设想, 如果构建了这样一个系统的“大脑”, 采用大量的智能农业装备, 并形成了“闭环”的调控体系, 那么就可以将人的参与程度降到最低, 也因此把由于人为因素造成的农业生产过程的质量隐患降到最低, 同时还可以做到资源优化和节能降耗。要实现这个理想, 还要将智能农业与智慧农业融合在一起。这样的架构可能是: 完全将云平台、物联网、农业信息处理、各种传感器、智能装备、人机界面等集成在这个大系统中, 按照闭环控制系统构造递阶型的“前向通道”和“反馈通道”, 在大系统“智能控制器”—大脑的调配下有机的、智能的运行, 并与农业系统的ERP系统联通。

因此, 建议在我国“十二五”期间和接下来的“十三五”期间, 要大力发展智能农业及其相关技术, 应该较好地借助于先期发展的农业信息化成果, 将农业信息化和农业智能化良好地融合, 开发出实用性农用智能“硬件”, 构建农业大系统的各层“闭环”的智能调控系统, 大力研发和推广实用型农用智能装备和传感器。同时, 构建农业大系统的“智能大脑”, 并借助物联网载体和云平台, 实现大系统的有机智能调控以及管理。

4 结论

发展农业现代化是长期而复杂的任务。对其研究更多的是涉及到宏观的方法论问题[11]。本文从技术角度出发, 将农业现代化系统划分为3 个层面, 给出每一层面对应的现代化发展含义。同时, 简单梳理了我国农业科技进步的脉络, 在农业信息化和农业智能自动化两方面给出了各自现代化发展方向和各自对应农业现代化系统的层面, 也对发展我国农业现代化的技术构想进行了简述。同时强调:

1) 农业信息化不等于农业智能化。

2) 农业科技的进步应该是以降低劳动强度、解放生产力、高效产出为目的, 因此要更多地关注智能农业及其相关技术。

3) 借助于前期的农业信息化建设, 在农业现代化进程中更应关注底层农业生产和加工系统, 研发实用性智能装备和控制系统, 加快发展农业智能自动化。

4) 在大力发展智能农业的相关“硬件”同时, 以大系统控制理论为基础, 在高层构建农业大系统的“智能大脑”, 融合农业信息化的相关信息技术, 实现农业大系统或行业系统的智能化决策和管控[12], 真正实现农业的智能化, 为加快农业现代化发展步伐提供强有力的技术支持。

参考文献

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[2]中国电信智慧农业研究组.智慧农业:信息通讯技术引领绿色发展[M].北京:电子工业出版社, 2013:3-5.

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[10]赵春江.农村信息化技术[M].北京:中国农业科学技术出版社, 2007:7-10.

[11]杨秀艳.农业现代化指标体系与评价方法研究[EB/OL].[2013-02-18].http://theory.com.cn/n/2013/0218/040531-20515927.html.

农业技术推广与现代农业生产 篇10

1 农村农业技术应用现状

1.1 农村农业技术推广的成就

1.1.1 显著提高了粮食和主要农产品的供给能力

用不到世界10%的耕地养活占世界22%的人口, 不仅解决了13亿中国人的吃饭问题, 对世界农业做出了积极贡献。而且, 粮食、棉花、肉类、禽蛋和水产品等主要农产品产量均居世界第一, 农产品供应丰富, 为我国市场稳定和生活水平提高奠定了基础, 支持了我国经济的持续快速健康发展。

1.1.2 显著提高了农业产业竞争力

我国农业科技创新与推广应用体系开发应用了大量先进农业实用技术, 显著提高了农业产业竞争力。突破了杂交水稻、杂交玉米、转基因抗虫棉、矮败小麦、杂交油菜、航天育种等一系列重大核心技术;取得了盐碱地改良、病虫害综合防治、重大动物疫病持续有效控制等一大批自主创新成果;利用生物防治方法防治多种农林害虫取得明显成效, 森林覆盖率与水土保持稳步提高;农业机械化水平不断提高, 实现了由传统农业向现代农业的转变。

另外, 实施了农业科技创新与推广应用体系改革, 编制了《基层农业技术推广体系建设规划 (2009-2011) 》。2005年4月, 国家农业部与科技部牵头, 会同有关部门成立了国家农业科技创新体系建设领导小组, 制定了《国家农业科技创新体系建设框架》和《国家农业科技创新体系建设方案》。实施了农业科技入户工程, 启动实施了现代农业产业技术体系建设。2005年农业部颁发了《关于推进农业科技入户工作的意见》和《2005年全国农业科技入户示范工程试点行动方案》。实施了农业科技培训工程。从2004起开展以“阳光工程”等项目的农村劳动力培训, 2004~2008年共培训1580万农业劳动力。2008年底在全国启动了基层农技人员大培训活动, 至2009年10月底, 培训各类人员80余万人。在取得上述成就的同时, 我国农业技术推广工作仍然存在不足。

1.2 存在的主要问题

1.2.1 推广经费不足

没有足够的经费支持品种试验、示范、新技术推广和科技培训, 导致很多工作无法正常开展, 步履十分艰难, 在一定程度上影响了农业科技推广工作的顺利进行。

1.2.2 技术人员知识更新缓慢

目前, 乡镇农业站技术人员具有本科专业学历的人员较少, 技术人员平均年龄较高。受编制限制的影响, 近年来一直没有新进农业院校的毕业生, 严重影响推广队伍专业技术水平的进一步提高。受经费缺乏的影响, 技术人员知识更新速度缓慢, 队伍整体技术素质不强, 也难以满足农民群众在生产上所急需的特产、养殖、设施农业等新兴产业方面知识的需要。

1.2.3 农民科学文化素质偏低, 并且缺乏“科技兴农”积极性、主动性

农民是农业技术推广对象, 是农业生产的主体。现代化的农业技术对农民的文化科技素质要求较高, 而现阶段我国的农民素质普遍偏低, 低水平的科技文化素质使农民缺少足够的接纳新技术的能力。同时, 绝大多数农民仍然倾向于采用传统的生产方式, 对于新兴的农业技术, 大多数的农民采取观望态度, 不愿积极主动学习使用新技术。虽然有的农民愿意接受新技术, 但由于资金缺乏等问题, 自身没有足够能力去配备相应的农业设备, 这也影响了农民采用新技术的主动性和积极性。另外, 农民缺乏“科技兴农”主动性还源于部分农业科技效益不高、收益不明显。

3 改善基层农业技术推广工作的建议

近年来, 党中央国务院一贯重视“三农”问题, 农业基础地位得到了不断强化。各级政府要切实提高对基层农业站基础地位的认识, 克服传统的大农业思想, 消除片面追求政绩和急功近利思想, 在明确农业技术推广体系职能的前提下, 扎实推进农业技术推广体系建设, 发挥基层农业站在农业生产一线的作用。

农业主管部门要把基层农业技术人员培训作为经常性的工作, 有计划、有针对性地采取各种方式对基层农业技术推广人员进行技术培训, 通过骨干人员培训、举办技术短训班和技术讲座, 加强知识更新, 重点学习农村新兴产业方面的知识, 提高基础理论和操作技能, 培养多面型人才。

新形势下的农业技术推广工作, 要根据农业产业化发展、农业生产经营和农民生产生活需要进行。要加强基层农业站与上级业务部门的合作, 开展农作物新品种和实用技术的试验、示范, 通过展示, 增强农民群众的感性认识, 提高农民群众对先进农业科技的掌握程度。要增强自身服务能力, 通过农业技术服务工作及时为农业合作组织、农资经营组织、种植大户提供农业新产品、新技术市场需求、产品购销和先进的管理经验等方面的信息服务, 拓宽推广视野, 积极引导广大农民群众更好的掌握运用农业科技, 实现推进城乡一体化建设的目标。

提高农民的科技文化素质是个循序渐进的长期的过程, 因此从根源上来讲就必须要大力发展农村科技文化事业, 要在农村形成一种“学科学”“懂科学”“用科学”的风气, 完善农村各种文化站、文化室的建设, 将农业科技寓于农业文化的发展之中。与此同时, 政府必须要积极深入开展精神文明创建活动, 广泛深入普及科技文化知识, 帮助广大农民建立科学的生活方式和学习方式, 强化政府各部门的责任, 切实担负起农村科技文化建设的重任, 针对农村发展现状, 采用不同的科技文化建设方案, 坚持以政府为主导, 以乡镇为依托, 社会各界齐抓共管, 深入贯彻落实党和国家的相关政策, 切实做好农村科技文化建设工作。

4 总结