
数字农业如何破解传统农业发展瓶颈?
(一)工作对象复杂
作物生产机械的作业对象为作物及与作物生长有关的环境条件-土壤、水、肥料、气候等,而这些情况又根据区域、作物类别、种类、自然条件和栽培制度的不同变化较大,这就要求作物生产机械具有较强的适应性。
(二)季节性强
作物生产具有很强的季节性,往往是在时间比较集中的高强度条件下进行作业,这就需要作物生产机械具有较高的可靠性和生产效率。
(三)工作环境条件差
许多作物生产机械是在地面状况较差的田间和高速行走状态下工作的,作物生产机械必须有较高的质量和管理水平。
其次气候、地面状况、作业速度相互之间产生影响。
(一)世界作物生产机械化发展
作物生产有近万年历史:
公元前3000年左右埃及等地开始用牛拉犁耕地,从而进入人力、畜力并用的时代。
1873年美国以蒸汽为动力的履带式拖拉机,1892年美国以汽油为动力的拖拉机。
20世纪初,装备内燃机的拖拉机开始推广应用。
20世纪40-50年代发达国家以拖拉机及其他机电动力成为农业生产的主要动力。
20世纪70年代后,水稻生产为主的日本、韩国基本实现了水田作业机械化,北美和欧洲发达国家作物生产全面机械化。
以美国为代表的西方发达国家早在上个世纪 60 年代就已经基本上实现了农业机械化,70 年代初实现了全方位机械化,并逐步被自动化所取代。
80 年代末期,基于现代电子信息技术、农业生产辅助决策支持技术和农业工程装备自动化技术等集成组装起来的作物生产精细经营技术-精确农业在西方发达国家开始研究应用。
精确农业是农业机械化、自动化的高度体现,同时也是对传统农业生产经营方式的一种新挑战,最为关键的是他使人们对农业现代化在观念上发生了革命性的变化。
(二)发达国家作物生产机械化现状
1、全方位实现作物生产机械化并向自动化方向发展;
2、大马力拖拉机迅速发展,高宽幅作业机具普遍应用。最大工作幅宽的播种机为120行,植保机具100米,最大犁为31铧,收获机最大幅宽为9米,大大提高了劳动生产率;
欧洲的Profi Gigant Trac 3500超级拖拉机,长7120mm、宽4800mm、高3750mm,最大马力为650匹.
折腰转向拖拉机-实现最小转弯半径
3、高新技术快速应用,为提高农机化自动化水平创造了条件。无人驾驶拖拉机、可控农机具等;
4、农用飞机的普遍采用为农业遥感、防虫治病、自然灾害预防、农田作业精准化创造了条件;
5、基于GPS、GIS、RS技术的精确农业,使农业生产更加科学化、精细化。
精确农业-基于现代电子信息技术、作物栽培管理辅助决策与支持技术和农业工程装备技术等集成组装起来的作物生产精细经营技术。它是以知识为基础的农业微观管理系统,其特征是根据当时当地测定的作物实际需要确定对作物的变量投入。
精确农业系统组成
精确农业工艺框图
精确农业的技术系统关系图
精确农业过程示意图
(三)我国作物生产机械化现状
耕播作业在1980年前快速增长,包产到户后土地细化、大中型机具难以作业,机械化程度下降。
1986年后小型机具增多,机械化程度上升。
1997年以机械耕、播、植保、收、脱粒、运输、灌溉七项作业综合计算的机械化程度接近45%。
2009年小麦生产基本实现了全程机械化。
2014年机械化程度达到61%,2016年全国农作物耕种收综合机械化率达到65.2%。2017年水稻、玉米机械化率超过80%。
(四)我国作物生产机械化存在的问题
1、发展不平衡,表现为“两高两低”
作物上,小麦水稻玉米三大主粮的综合机械化水平较高,棉油糖等经济作物的综合机械化水平较低;
区域上,北方平原地区机械化水平较高,南方丘陵山区机械化水平较低。
2、发展不充分,表现为“三多三少”
(1)小马力、中低端机具多,大马力、高品质机具少;
(2)单项农机作业的技术多,集成配套的农机作业技术较少;
(3)小规模自用型农机户较多,大规模专业化农机服务组织较少。
(4)发展不充分的主要特征是作业质量不高,科技含量低,农机化的作用没有充分发挥。
(5)农机“下田难”“存放难”和“保养难”问题比较突出。
(五)我国作物生产机械化发展趋势
1、作物生产机械质量提高
2、农机农艺融合,加快薄弱环节机械化发展
3、高新技术在农业机械新产品上应用更加广范
4、机械使用方便性、舒适性、自动化和智能化水平进一步提高
5、专业化作物生产机械服务组织
来源:快资讯
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