为了提高农业技术水平,解决我国农业种植水平落后的问题,我国提出了农业现代化的目标。所谓的农业现代化,就是把新技术、新产品融合到农业种植上,用这种办法来提高农业种植水平。农业种植中的新技术,主要包括:计算机信息技术的应用,生物技术的应用。但是无论是什么技术,都应该根据当地农业发展的实际需求来应用,避免技术的滥用造成浪费。
1信息技术在农业种植中的应用
现代社会是一个信息化的社会,信息技术与计算机技术高速发展,并且信息技术被广泛应用于国民生产,其涉及到的领域方方面面。信息技术在农业种植中的应用主要包括:数据库技术、光技术、无线传感器监控技术和可视化技术等。
要实现农业种植的信息化,就必须运用计算机技术,建设一个农业信息系统,而农业信息系统的建设需要数据库的支撑。农业信息数据库能够对农业种植的过程,做出信息化的管理,这样可以方便种植人员信息的查询和共享。依托于数据库技术还可以建立专家系统和模拟种植系统。专家系统指的是,将专家的专业知识和分析问题、解决问题的方式,输入到数据库当中,当种植人员遇到难以解决的问题时,可以通过专家系统找到问题的解决方案。这就省去了请专家亲自过来解决问题,从而直接提高了农业生产的效率。模拟种植系统,通过系统分析和模拟,可以直观的看到各项参数的问题,从而可以及时纠正,提高劳动生产效率。
农作物的生长对于温度、湿度、光照时间、二氧化碳浓度、土壤的pH值等环境条件,要求的比较严格。尤其在反季种植的过程中,由于外界环境无法满足农作物生长的条件,因此,必须人为的创造出适合农作物生长的条件。为了满足农作物生长条件,就必须对周围环境进行监测。无线传感器监控技术可以在种植过程中,实现实时的监控。如果再连接上处理器的话,则可以在第一时间作出反应,真正实现了农业生产的精细化管理。
在农业生产过程中,还可以使用可视化技术。可视化技术指的是,利用监控摄像头,将农作物的情况实时显示在电脑屏幕上,为工作人员作参考。可视技术能够保证工人按照工作要求和规范来操作提高劳动效率。并且对于发生的一些问题,可以通过调取监控录像找到原因,从而避免同样的问题再次发生。
农作物的生长离不开光合作用,而光合作用效率的高低主要决定于光照的情况。在农业生产的过程中,有时候自然光很难满足农作物光合作用的需要。因此,要想提高农作物的产量和质量,就需要使用人工光源。目前,实际生产过程中比较常用的人工光源主要是:日光灯、白炽灯等。不同的农作物需要的光源种类不同,对光照强度的要求也不同,而且同一种农作物在不同的生长阶段,对光照的要求也不同。因此,要根据农作物的种类来选择合适的光源,同时根据农作物不同的生长阶段,来调整光照的强弱。同时,由于很多虫子都有趋光性,还可以利用光源,对害虫进行捕杀。
2生物技术在农业种植中的应用
生物技术的应用主要包括:组织培养技术、生物农药技术、转基因技术。组织培养技术主要是通过人工诱导的方式,缩短农作物从种子生长为幼苗的生长周期。通过组织培养还能有效防止细菌、病毒对幼苗的侵害。病虫害严重影响了农作物的产量,而传统的化学农药对人们的身体损害比较大,并且有些还会污染环境。生物农药技术是一种绿色环保的杀虫技术。生物农药技术是利用生物的新陈代谢产生杀虫物质,因此不仅杀灭了害虫,而且对生物本身并没有太大影响。但是由于生物农药的技术成本比较高,因此,它的发展受到了阻碍。转基因技术近年来被人们所熟知,转基因技术就是通过提取某些植物的优良基因,植入到农作物中,对基因进行重组和再造,因此可以使农作物具备某些特殊的特性。例如:提高农作物的抗病虫害能力,提高农作物的抗冻能力,提高农作物抗倒伏的能力。然而人们对于转基因技术的安全性还有很大的争议,目前还没有一个肯定的结论。因此对于这项技术的推广,应该谨慎负责。使在利用技术提高生产效率的同时,避免新的技术对生活和健康造成危害。
[关键词]物联网农业生产引用研究
一、物联网技术简介
物联网代表着现代信息技术的最新发展方向,其是“信息化”发展走向实际应用的一个阶段。其英文名称是“Internetofthings(IoT)”。物联网虽然在应用过程中更加注重实际推广应用,但其核心还是互联网,它通过把互联网的功能细化和延伸,向外传递信息作用的表达;物联网由于在实际的应用过程中也是对信息的交换和通信,通过它实现智能感知、智能识别等通信感知技术。其随着互联网技术的发展,其应用的范围也越来越广。物联网是在互联网的基础上开发应用的,物联网的发展离不开互联网技术的支持。互联网现已广泛应用于各种工业生产中,其中在农业生产中也有广泛应用。
二、物联网技术在农业生产中的应用研究
2.1应用情况简介
物联网技术在农业生产中的应用研究有许多方面。如:农业施肥一体化物联系统,就是通过物联网技术帮助农民在施肥中自动化、智能化,帮助农民在生产过程中减少劳动力的使用;农业收割物联系统,就是在互联网的基础上,利用物联网技术,帮助农民实现智能化收割粮食作物;农业监视物联系统,就是通过物联网技术实现对农作物的土地实时监测、智能感知等。物联网技术在农业生产中的应用已经体现在了农业的各个方面,对农业生产具有重要的意义。
2.2应用于农业环境监测
在进行农业生产环境检测的过程中,可以通过使用物联网技术,对环境监测项目中的环境温度、环境湿度、周围光照情况以及种植土壤中的养分含量组成等情况进行监测,通过使用相关的物联网技术,使得这些参数能够及时监测出来,并且在环境参数变化的过程中,也可以让相关设备进行自动监测,并能够对农业生产环境进行控制,使得农作物能够具有良好的生产环境,保证农作物健康生长。通过应用物联网技术,相关科技人员可以对农业生产环境进行远程监控,可以在远处利用手机或计算机来读取农业生产环境的相关参数数据,这样就能及时了解农作物生长的实际环境,就可以对生产环境的中的相应设备进行调控,及时满足农业生产的需求。使用物联网技术来进行农业生产环境的检测,能够及时把环境调整到农业生产所需要的最佳环境,能够使得农产品增产增收,同时也可以提高农产品的品质,那么就可以提高农业生产过程中的经济效益。
2.3应用于智能节水灌溉
就目前而言,淡水资源相对比较紧缺,这也成为了农业发展所要面临的难题,同时也会威胁到世界粮食的安全。因此,很有必要实施节水灌溉技术。通过使用物联网技术,可以把一些相应的设备放置到田间,然后远程对设备信息进行接收,并通过相关软件来进行分析,然后做出相应的决策,再对田间设备发出合理的灌溉指令。具体的工作原理如下:利用相关的传感器和监测设备(包括土壤、气象、作物等方面的设备),对农业生产环境中的土壤、作物、气象等各种项目进行检测,然后再利用信息采集站把相关设备监测到的数据传到计算机中央控制系统,然后再通过相关的软件将这些数据进行分析。例如:相关软件可以监测出土壤水含量,也能够检测土壤的灌溉饱和点和补偿点,然后相关软件再把它们进行比较分析,就可以得出要进行灌溉还是应该停止灌溉的结论,在通过中央控制系统把相应的指令传输到阀门控制系统,然后再通过阀门控制系统来对灌区的阀门进行控制,也就是根据指令来开启阀门或者是关闭阀门,这样就能够实现节约灌溉水资源。
2.4应用于动植物远程诊断
在我国农村,尤其是一些偏远地区,在进行农业生产的过程中会受到畜禽病害和农作物病虫害等很多因素的影响,然而又没有专业人才进行指导,难以对现场情况进行诊断。而通过使用物联网技术,就能够远程了解现场情况,并对其进行诊断,有效解决动植物所遇到的危害。例如:大唐电信就具有物联网农业远程诊断系统的功能,它可以实时监控农业生产中动植物的实际情况,并对动植物灾害进行防治。目前,这个产品主要有以下几个方面构成:1)相关的前端设备;2)具有通信功能的无线通信传输网络;3)对现场进行诊断分析的平台;4)具有高素质的专业领域专家等。通过对现场进行监控,使用图像采集处理技术来获得现场的信息,然后再使用网络传输技术把相关信息传输到诊断平台,再由专家来进行指导操作。其中,前端设备具有不同的传感器接口,它既能够满足音频、视频流的应用,同时也可以把相关数据传送给专家进行处理;而农业专家也能够携带移动终端,例如可以通过手机来获取信息,然后对其进行诊断,再给农民相应的指导;同时,农民也可以登录农业诊断系统,这样就能够减少因缺乏专业人才带来的危害,促进农业的现代化发展。
2.5应用于农产品质量追溯
随着我国经济的发展,人们的生活水平也在不断提高,尤其是农产品国际贸易得到较大的发展。因此,人们也越来越关注农产品的质量问题。农产品质量的好坏可以影响到人们的健康,甚至是生命安全,同时也能反映国家经济发展和社会稳定的情况,所以农产品质量安全就成为了农业和食品产业竞争力的重要原因。
就目前而言,通过使用物联网技术,很多地区都已经建立了“农产品质量安全追溯系统”,通过这个品台,能够给农产品建立一个质量划分的标准,同时还可以对农产品质量进行监控,建立农产品质量安全数据库。通过这个平台,可以按照相关规定来严格要求农产品的各项相关信息,并把相关信息进行记录分析,如果不合格就不能进入市场进行买卖。同时,这个平台还引进了农产品编码技术,在产品生产过程中进行监控编码,并把相关的数据录入数据库中,这样就形成了农产品从农田到市场这样的一个追溯链条,可以更加便捷的对农产品质量进行管理,保证进入市场的农产品质量都满足相关规定的要求。
三、总结
关键词:农业物联网;传感器;射频识别;信息处理
中图分类号:F124.3文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20161032065
随着经济的发展及计算机技术的应用扩展,农业生产从传统的人工种植,发展到现在的基于物联网技术的现代化设施智能农业。现代化的物联网农业是市场化、集约化、智能化、国际化的必然农业产业形态。物联网技术给与农业生产赋予了生命的气息和人类的智慧。
物联网是一种由多种信息技术融合而成的新型技术体系,继计算机、互联网之后的第3次浪潮。物联网融合了射频识别技术、无线传感技术、全球定位等技术,将物与物进行互联、相关信息的交换、监控、管理,并通过定位系统智能识别和追溯。因此,物联网在农业中的应用,加强了人类与农业的信息沟通,在动态的生产过程中,对农业生产有更加精细的认知、管理并控制农业生产中的各要素,加强人类对农业生产的调控及突发事件的处理。我国是农业大国,农业的生产与农产品的质量具有十分重要的地位,因此对于农业生产的研究也十分重视,因此,物联网技术作为新兴的技术,在多个领域的应用都取得了良好的成果。因此对农业物联网在农业中的应用进一步推进了农业的发展,并且已经成为我国农业信息领域发展的重要手段。物联网技术在农业中的应用,减少了劳动力,提升了农产品产量,使得农业从传统的人工种植,转变为高效、先进的现代化种植方式,提升了农产品的产量。农业生产是个复杂、难度极大的领域,生产过程中的各种因素都可能影响农产品的产量及质量。农业物联网已经成为物联网技术研究的一个非常重要的部分,从种植业、到养殖业等都受到了世界的关注,对其研究也日益深入。本文结合当今农业物联网发展及关键技术在关键环节的应用做出了阐述。
1农业物联网发展现状及存在的问题
1.1国内外发展现状
随着物联网技术在农业中的广泛应用,在互联网、数字技术以及传感技术的发展带动下,新工艺的传感器不断涌现。逐渐向嵌入式、智能化、集成化且微型化发展。目前,在传感器技术和制造工艺方面,美、日、德处于国际领先地位[1]。农业传感器技术的迅速发展,专业化程度越来越高。农业传感器的生产包含了土壤传感器、气象传感器、水体传感器、植物传感器等,随着人们对土壤重金属含量的关注,随之产生了土壤重金属检测传感器。各种精准的传感器的生产,越来越符合农业生产的复杂环境,各种检测的传感器,为农业生产数据采集提供了强大的支持。农业物联网中Zigbee无线网络实现了无线自组织数据传输,与RS485总线结合,是无线和有线数据传输有效融合,保证数据的远程传输的便捷性,稳定性。在智能控制方面,物联网的核心控制芯片研发取得了优异的进展。核心芯片融合了无线传感、控制、通信及数据处理等能力。在农业生产中的实时检测方面,20世纪70年代,国外开始对农作物生长监测进行研究并取得一定的成果,特别是欧美发达国家,如美国、荷兰等实现了机械化。欧美等国家利用卫星对大田种植进行精准作业、监测及水肥等智能监测,同时也建立了完善的生产过程。美国的农业物联网技术应用最为领先。大农场的构建采用了精准的农业模式,可以实现自动的杂草识别、精准施肥,大型的精准喷灌等。美国有15%以上的农户在农业设备上安装GPS系统,实现精准的定位。信息技术的发展推动着发达国家对农业物联网应用的健全和完善,在监测和智能管理的基础上,融合了人工智能技术,提升了传感器采集来的数据的利用,通过人工智能技术实现预测等功能,将农业物联网技术、在监测和控制的基础上结合了专家系统,有助于种植者的种植经验的提升和作物的精准管理。农业物联网技术的应用,在很大程度上推动了农业的发展。
1.2农业物联网应用中存在的问题
我国农业物联网的应用和技术处于初级阶段,在农业生产过程中,由于大田等开放式农业生产环境的复杂性,因此在农业物联网技术在农业的应用过程中,仍然存在一些问题。在农业生产过程中的信息感知技术仍有待提高。在农业物联网的应用过程中,信息感知技术是智慧农业中非常重要的组成部分。在传感器的种类上有待增加。在农业生产过程中,农作物在种植、生长等过程中受到各种因素影响,现今比较成熟的传感器主要有光照、温湿度、pH值等传感器,而对于作物的生理生态信息、植株形态等的传感技术还不够完善[2]。在传感技术方面,传感器设备种类不够全面,不能够满足农业生产需求,精准度还有待提高。农业物联网安全方面也待提升,在完善传感设备、感知技术的同时,注重网络安全的管理。在信息处理方面,大量数据的采集和管理及分析也成为日后专家系统完善的依据,加强大数据的分析和算法应用,依据采集数据的内部联系的分析,推出做在生长过程中各种因素的关联性,为提前预测做准备。
2物联网技术在农业领域应用
2.1传感器技术
在农业生产过程中,影响农业生产的参数很多。包括土壤温湿度、空气温湿度、土壤酸碱度及作物生长的相关参数,而这些参数的采集均由传感器采集。传感器作为农业数据采集的最直接的部件,是农业物联网的基础。随着传感技术的研究和发展,传感器的发展逐渐向微型化、集成化发展。目前,生物传感器、微电传感器、物性型传感器应用最为广泛[3]。其中,物性型传感器主要是自身的材料敏感度的物理变化实现信号转变。而生物传感器是利用生物自身,将其作为敏感元件,根据其对外界的反应来传递信息;微机电传感器是新一代的研发技术,低成本、高可靠性、低功耗,同时传感器体积小,便于安放。各种传感器的应用有效的监测作物生长的相关参数。
2.2信息传输技术
在农业生产过程中,生产过程的相关因素的监测是物联网农业至关重要的部分。国外的农业物联网的感知监测技术相对比较成熟,国内还在发展阶段。物联网应用过程中,数据的传输是至关重要的一部分。而无线传感网络是物联网中感知的消息传输的重要手段。在物联网的网络组建过程中是由有线网络和无线网络组成的。而无线网络是无线网络检测区较为灵活,便于管理的网络。在复杂的种植生产环境过程中,有线的网络不便于管理和布线。无线的传感网络可以在监测区域布置大量的传感节点,进行多跳式自组织成监测网络。无线传感网络构成的系统可以由无线网关、传感节点和监测中心3部分构成。作物生产需要监测的参数通过传感器节点进行采集和传输。例如土壤温湿度、空气温湿度及酸碱度等。
2.3信息处理技术
在农业生产监控的过程中将会采集大量的生产数据,且数据具有实时、动态、海量等特点。信息处理技术就是负责将采集的数据进行收集和分析处理。利用数据挖掘等方式发觉数据内在的练习,进而发现数据间新的影响关系等。为后续的专家系统及用户的后续操作提供基础支持。信息的处理技术一般采用人工智能技术,对获得的数据进行数据的处理和分析。目前粗糙集、卡尔曼滤波[4]、动态贝叶斯等智能算法能够挖掘数据间的练习,并进行预测分析。对于海量的农业生产数据的存储、计算和相关处理工作,云计算技术能够有效的解决。同时大量涌现的云服务平台能够实现农业海量信息的存储及搜索、分析等服务。
2.4射频识别技术
射频识别技术(RFID)是一种非接触式的自动识别技术。是物联网感知个体的主要技术。结合网络及相关通信技术能够实现全球的农产品定位和信息跟踪。射频识别技术在农产品质量安全及监测过程中起着至关重要的作用。能都对农作物进行农产品产地、加工、物流等进行全面的跟踪定位。射频识别系统的组成有3部分:电子标签、读写器及数据处理系统[5]。随着农业物联网技术的发展,射频识别技术仍有许多地方需要改进和提升。例如识别的精准度、成本及面临的信息安全等。
3展望
物联网融合了多项的信息技术,本身就具有一定的复杂性。物联网在农业中的应用,不仅包含了自身的复杂技术,同时结合了农业生产过程中复杂的影响因素。未来农业中传感技术、定位技术、信息通信技术及云计算等将会贯穿整个农业生产过程,逐渐实现农业生产的现代化和智能化。但是,在农业物联网飞速发展的过程中,应关注农业物联网的网络安全,在完善农业物联网相关技术的基础上,更加要重视农业物联网的安全,加强安全的网络管理。农业物联网是农业生产新的变革,不仅有助于提升农业产量,同时也能够有效的提高农产品的质量,减少劳动力的付出,提高农民的收入。真正的实现农业的现代化和智能化。
参考文献
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[3]李瑾,郭美荣,高亮亮.农业物联网技术应用及创新发展策略[J].农业工程学报,2015(02):200-209.
关键词:微生物技术;治理;农业面源水污染;应用探讨
中图分类号:X52文献标识码:ADOI:10.11974/nyyjs.20161132033
前言
根据《第一次全国污染普查公报》显示,我国的农业生产过程中所产生的污染已经完全超过了工业以及城市所产生的污染,高居我国面源污染的首位。农业污染大大破坏了相关自然环境以及资源环境,尤其是江河湖海方面水资源的污染。其中,水污染最显著的表现就是水体富营养化,造成这一现象的原因如下:农田直接排污;农村生产以及生活过程中的直接排污;农村畜禽养殖的直接排污。现阶段,为了进一步减少这一现象的出现,农业资源保护部门能够系统采用的防治措施主要有3种:污染源头的不断减少;农业生产污染过程中的拦截;污染终端的最终修复。在以上3个过程中,对污染进行预防以及控制贡献更大。在进行农业污染防控的过程中,以生态环境自身的吸附以及净化为基础,同时结合相应的微生物技术的应用,不仅仅能够进一步提高化肥、饲料以及农药等物质的利用效率,还能够进一步提高自然生态系统的自我修复功能,大大降低农业污染。根据相关资料显示,微生物的技术已经被广泛的应用于废水污染处理过程中,并起到十分有效的作用,我们应该重视这一方面的分析以及探索。在此,综述微生物技术在农业污染过程中的应用,分析其中存在的问题,希望能够进一步促进微生物技术应用的水平。
1利用微生物技术减量农业水污染的源头
作为一种水污染的防治方法,“源头控制”是一种十分有效的方法。在进行微生物减量的方法采取过程中,利用微生物技术进行生物肥料、饲料以及农药的生产,进行传统产品的替代,这具有十分重要的意义,其主要内容如下。
1.1减量化肥的施用量
根据相关数据显示,我国农业化肥的用量占全世界的1/3,位于第1位。虽然使用化肥能够在某种程度上减少劳动力,提高农作物的产量,但是由于化肥的过度使用,这导致我国的水体受到极大的影响,造成水体富营养化。随着人们对于这一方面意识的提高,开始使用有机肥,但是由于有机肥使用不方便,其推广受到一定的限制。微生物肥料其中包含多种土地所需的微生物,包括解磷菌、固氮菌、硝化菌、放线菌和纤维素降解菌等,能利用空气中的氮源,激活土壤中的速效磷,降解有机质,最终提高肥效,减少肥料施用量。除此之外,微生物肥料还能够在一定程度上改善我国土壤的性质,为农作物的健康生长打下坚实的基础。现阶段,为生物肥料主要应用农业生产的各个方面,可以较为有效的提高作物的生长质量,进一步减少农田营养物质的流失,是传统肥料的有效代替物。
1.2减少农药的使用量
我国农药的使用量也居世界第一位。魍车呐┮┧淙辉谝欢ǔ潭壬峡刂屏瞬〕婧Φ挠跋欤提高农作物的产量,但是,由于农药的长时间使用,这导致土壤的功能被极大地破坏,整个生态平衡破坏。传统的农药对于人体的伤害也较大。为了能够更好地进行农业污染的治理,我们可以采用微生物农药进行传统农药的代替,微生物农药主要指微生物活菌,这种农药的防治效果较好,其安全性较高,对于环境的污染较小,是一种新型的生态农药。
1.3减量养殖废弃物
根据《第一次全国污染普查公报》显示,现阶段我国的畜禽养殖的排放物成为农业面源污染源之首。这些排放物通过各种渠道进入到水体,不仅仅会直接造成水体的富营养化,同时,由于这些排放物未经过相应的处理,其中存在病原体,会导致流行病的出现。为了进一步减少污染源,我们应该将微生物技术应用到排放物的处理过程中。通过微生物添加剂的应用,可以有效的保持微生物菌群的整体平衡状态,提高畜禽的免疫力,对排泄物进行处理,进一步提高畜禽的生产质量。例如,使用微生物堆肥剂,可以不断加快养殖粪便的堆肥化,通过这样的方法可以让农肥化工艺不断稳定,在一定程度上提高实际利用率,进而减少排放量。
2微生物截留农业水污染过程
在进行水污染治理的过程中,微生物截留是其中一项十分关键的措施,通过微生物截留不仅仅可以较为有效的减少农业污染的大范围扩散,还能够进一步缩短烟厂污染物的滞留时间,进行农业污染物的截留。在这样的生态体系中,无论是人工湿地还是生态沟都具有一定的缓冲能力,能够不断提高土壤的污染处理能力。进行微生物技术的应用,可以有效地进行农业污染的截留,其主要应用措施如下。
2.1扩大缓冲区的功能面积
其截留面积的建造主要包括2个方面:物理空间面积;生物的功能面积。微生物技术的应用可以进一步扩大缓冲区的功能面积,主要表现在以下3个方面:提高植被的覆盖率。通过微生物技术的应用,可以将相应的有害物质逐渐分解,同时,还能够激化营养物质,在一定程度上减轻不良环境的影响,进一步提高植被的覆盖率,促进污染治理效果的提高;扩大根区面积。通过微生物技术的应用,不仅仅可以促进植物根系的生长,还可以通过相应的菌体进一步扩大净化功能面,污染治理得到进一步的控制;强化生态位。植物是自然界的生产者,同时,微生物也是自然界的分解者,通过这两者之间的协调,进行污染物的转化,进一步减少污染源的面积。除此之外,微生物技术的应用,还可以进一步提高、稳定植被的整体覆盖率,与植物进行整体的协调,提高植物的净化效率。
2.2环节缓冲区功能周期
在我国大部分生态系统中,为了能够促进其污染物的不断分解,往往采用植被缓冲带、湿地以及生态草沟等方法,但是,这些措施的采取往往会涉及到越冬问题。尤其是在春季,农田施肥之后,这将会直接导致流域水体的氮浓度大大提高,直到5月份出现最高峰。由于初春缓冲带的植被大部分还处于冬眠状态,其根系的生长代谢较慢,其净化功能将会直接丧失。针对这一问题,可以针对性使用微生物技术,不但能够提高植被的整体抗冻能力,还能够进一步缩短植被的返青时间,还能够延长缓冲区的功能周期。如接种丛枝菌根真菌能改善黄瓜、玉米的形态结构,增强玉米、黄瓜、小麦的生理生化反应,最终增强宿主的抗寒性,提高植株对低温胁迫的耐受性。除此之外,采用菌剂进行相应植物的处理,还能够增加草坪草主根长度、数量以及整体防御功能,进而不断提高这一植物的整体抗寒能力。根据相关资料显示,植被根系的微生物的种类越多,其吸氧细菌就越多,这样的环境十分有利于有机污染物的有效分解。通过植物御寒能力的提高,不断增强相应的植物系统在冬季的整体净化能力,进而较为有效的进行污染物的分解以及处理,这对于农业污染的整体治理具有十分关键的作用。
2.3改善缓冲区的土壤质量
由于土壤本身具有吸附能力,在一定程度上能够影响污染物的整体扩散情况。通过微生物技术的应用,可以与植物的联合系统进行结合,进一步改善土壤的整体质量。同时,通过微生物技术的应用,还能够为维护土壤的聚体结构,不断强化土壤的入渗。除此之外,还可以利用微生物进行土壤有机碳含量的提高。通过相应的微生物的应用,可以将土壤的pH值降低,这样的环境十分有利于矿物质的溶解,同时,还能够增加土壤微生物的数量以及根系分泌物的含量。通过微生物的应用,不仅提高土壤的整体能力,不断提高土壤的整体吸附能力,为污染物的有效治理打下坚实的基础。
3总结
进行微生物技术应用方面的研究对于农业污染治理具有十分关键的作用,通过微生物技术的应用,不仅仅能够进一步提高化肥、饲料以及农药等物质的利用效率,还能够进一步提高自然生态系统的自我修复功能,大大降低农业污染,因此,要重视这一方面的发展。但是,要清楚的意识到,在进行微生物技术的实际应用过程中,往往会导致一些安全事故的发生。部分微生物对于农业自然环境是十分有益的,例如铜绿假单胞菌、荧光假单胞杆菌。这些微生物不仅仅能够降解污染物,处理农业或是生产过程中的废水,同时,还能够促进农业植物的生长。但是,这些微生物对于人体具有一定的危害性,它们属于条件致病菌,若是宿主的免疫能力下降,将会直接导致宿主疾病的发生。因此,在进行微生物应用的过程中,管理人员一定要重视安全问题,高效地进行微生物技术的应用,进一步减少农业污染。
参考文献
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关键词:种植结构;技术采纳应用;农业科技供给
中图分类号:S-01文献标识号:A文章编号:1001-4942(2017)06-0168-05
AbstractToguidefarmerswithdifferentplantingstructuretoadoptsuitableagriculturaltechnologiesisthekeytoachievetheeffectivetransformationofagriculturalscienceandtechnique.Throughthecomparationbetweengraincropandeconomiccropcultivationfarmers,wefoundthatthereweresignificantdifferencesbetweentheminapplicationlevelofagriculturaltechnologiesanddemandsfortechnicalguidanceandagriculturaltechnologies,buttherewasnosignificantdifferenceinemphasisdegreeandadoptiontargetofagriculturaltechnologiesandbenefit.Itwasalsofoundthattheagriculturaltechnologyadoptionandapplicationleveloffarmerswascorrelatedwiththesupplyanddemandsituationofagriculturaltechnologiesandrestrictedbythepersonalfactorsandattitudeoffarmerstoagriculturaltechnologies.Thesupplyprecisionofagriculturaltechnology,thenewfunctionalassignmentofagriculturaltechnicalpopularization,thesegmentedadvancementoffarmertrainingandthereformationoffarmers’irrationalbehaviorweretheeffectivemeansforincreasingthetechnicalapplicationleveloffarmers.
KeywordsPlantingstructure;Technicaladoptionandapplication;Supplyofagriculturalscienceandtechnology
2012年“中央一号文件”明确指出,我国已进入全面依靠科技进步促进现代农业发展的历史新阶段。农民作为农业技术的最终接受者和应用者,其农业技术的采纳行为决定着农业科研成果是否能够转化为现实生产力[1]。我国各地区自然禀赋、经济发展水平以及当地政府农业发展政策存在明显差别,直接影响农户对种植结构的选择和农业技术的采纳,因此有必要对不同种植结构农户技术采纳应用问题进行研究,找准不同种植结构农户采纳农业技术的特点和对农业技术的差异化需求,为政府分类引导和精准化农业科技供给提供决策参考。
1不同种植结构典型村农户种植状况
院东头镇位于山东省临沂市沂水县西南,总面积106km2,耕地2133hm2,属于典型的农业镇。为了解不同种植结构农户采用农业技术的真实情况,课题组于2015年6月应用“不同种植结构下农户技术采纳应用对比研究”调查问卷对该镇两典型村农户进行抽样调查。发放问卷200份,回收有效问卷184份,有效率为92%,内容涉及农户基本信息、种植结构和农户技术采纳应用三部分,通过SPSS17.0软件和独立样本检验方法对不同种植结构农户采纳农业技术进行了具体分析。
1.1两典型村种植结构情况
院东头镇农户种植结构较为单一,主要是粮食作物和经济作物。调查抽取两类典型作物村进行对照研究,一是种植粮食作物的A村,主要种植作物是小麦、玉米和大豆;二是种植经济作物的B村,主要种植作物为生姜,包括大姜、小姜和面姜。x择这两个村作为调查对象,是基于两村同属一个镇,自然禀赋,如温湿度、气候,社会条件,如交通、通讯设施以及政府农业政策引导基本类似。另外,两村种植结构较为典型,都属单一型。
1.2两典型村种植结构调整状况
近几年,伴随政府对种植结构调整引导和农户对作物增产增收的需要,两地充分遵照地形、土壤特点和种植传统,形成了适宜的种植结构并出现明显差异。A村种植结构基本没有变化,B村种植结构调整明显。
之所以两村种植结构调整出现明显差异,主要在于:一是生产规模化程度不同。A村粮食作物属于规模化种植,有用于播种和收割的农业机械,有固定的粮食收购点,施用农药大致相同,农户应用的农业技术亦非常类似。B村粮食作物没有形成规模化种植,粮食作物种类分散,规模偏小,无用于作物生产的机械和固定的粮食收购点,农业效益低下。种植结构调整后,粮食作物种植比重逐步减小,生姜种植比重逐步增大,经济作物种植逐步形成规模。
二是经济效益的差异。A村粮食作物种植规模较大,有便捷的粮食销售渠道,由此带来较高的经济效益。B村粮食作物种植规模小,农业效益低,当地农户为改变落后的种植局面,开始种植效益明显的经济作物,较为适合的作物就是生姜。事实证明,生姜种植的确能够获得较高收益,这也是B村调整种植结构的主因。
三是行政干预程度不同。A村村委重视农业发展,积极帮助农户拓展粮食销售渠道。B村种植粮食作物时较少得到村委帮助,但调整种植结构后,村委开始注重在生姜种植和营销过程中的统领作用。
2不同种植结构下农户技术采纳应用比较分析
种植结构不同,种植作物类型不同,直接影响着农户对农业技术的差异化需求,亦使农业技术的实际应用呈现出独自特点。
2.1农户采纳农业技术目的对比分析
通过独立样本检验,两类种植户采纳农业技术目的――“提高产量、提高质量和降低劳动强度”的Sig.(双侧)均大于0.05,两类种植户没有表现出明显差异。深度访谈发现农户采纳农业技术与农业增效、农民增收之间的逻辑关系:农业技术有助于农作物产量和质量的提高,而作物产量质量的提升则是农户增加经济收入的有效途径,这在一定程度上印证了“小农是理性经济人”[2]的假设。两类种植户对农业技术可以降低劳动强度的目的性认识,为农民从传统农业中解放出来,农业向现代农业转型奠定了农民转型的理念基础。
2.2农户对农业技术重视程度对比分析
通过独立样本检验,Sig.=0.337>0.05,方差相等,Sig.(双侧)=0.063>0.05,两类种植户对农业技术的重视程度没有表现出显著差异。A村93.8%、B村97.5%农户认为农业技术对作物种植很重要。就此可见,不论种植何种作物,农业技术都是生产中的关键要素。
2.3农户应用农业技术水平对比分析
通过独立样本检验得出,Sig.=0.42>0.05,方差相等,Sig.(双侧)=0
进一步研究发现,两村之所以出现农业技术应用水平的差异,究其原因,第一,A村种植结构没有发生较大变化,在长期粮食作物种植过程中,农户已经摸索到适宜的优良品种、测土配方施肥和机械化播种收割等技术,而B村近些年调整了种植种类,原有种植技术已不适应经济作物的要求,必须重新选择恰适技术,由于农户还处在对技术的摸索中,故而当前农业技术应用水平较低。
第二,应用农业技术的水平与农户家庭经济收入有关。生姜种植需要品种、催芽、密植、测土配方施肥等方面的技术支持,技术要求的精致化与科学性必然决定技术投入成本的提高,占比半数的家庭经济收入中等及以下的B村农户反映难以负担较高的技术投资,致使生姜种植技术水平普遍不高。
2.4农户农业技术需求对比分析
通过独立样本检验,发现在农药、良种选用和作物储存技术方面,Sig.=1>0.05,方差相等,Sig.(双侧)=0
选择性能好、适宜本地种植、市场需求量大的优良姜种以及选择既能有效杀虫又能保证生姜品质的农药是B村农户当下对良种、良药技术的急迫需求,排序居首,紧随其后的是病虫害防治技术,位居第三的是储存技术,这显然与生姜贮存要求适宜的温湿度有直接关系。
A村农户对病虫害防治技术、农产品营销技术和良药、良种选用技术的需求位居前三位。调查中获知,病虫害防治是当前粮食作物种植农户遇到的最大难题,而仅靠个体经营户收购,压级压价现象存在,催生了种粮户尤其是大户对粮食营销技术的迫切要求。
2.5农户技术采纳后种植效益对比分析
通过独立样本检验,Sig.=0.901>0.05,方差相等,Sig.(双侧)=0.841>0.05,两类种植户采纳农业技术后种植效益没有显著差异。统计显示,A村81.3%农户采纳农业技术后种植效益提高,B村比例为86.3%,虽然不同种植结构决定了农户对良种、良药、病虫害防治、田间栽培管理和储存等农业技术类型、内容需求的差异,决定了农业技术应用水平的高低,但采纳应用农业技术的最终结果都实现了农业增产、农民增收。从行为发生机制看,应用农业技术目的的实现,会进一步强化农户采纳农业技术的动机,推动农户采纳农业科技行为的纵深发展。
3不同种植结构农户农业技术采纳应用影响因素对比分析
r户农业技术采纳应用水平与农业技术供需状况有关,并受到农户对农业技术的态度和自身因素制约。
3.1农业技术供给与农户技术需求关系对比分析
农业技术供给结构与农户对技术需求结构是否一致,关系到农户农业技术实际采纳应用率。农业技术供给内容、渠道、技术支持是反映供需状况的三个指标。
从供给内容看,粮食作物种植村农户实际获得的技术指导排在前三位的是新技术、农业政策与农村法规和农业生产经营管理,需求实用技术依次是病虫害防治技术、农产品营销技巧、良药良种选用技术;经济作物种植村农户获得的技术指导依次是新技术、农业生产经营管理、新品种,需求技术是良药良种选用技术、病虫害防治技术、储存技术。
在供给渠道上,粮食作物种植村农户获取农业技术主要是通过向邻居亲友学习、电视、广播、网络、书报查询、参加培训班,认为理想渠道是参加培训班、涉农院所科技下乡、涉农企业示范培训。经济作物种植村农户获取渠道依次是向邻居亲友学习、涉农企业示范培训、农技推广机构,期望渠道是农技推广机构、科技示范户和种植大户带动、涉农院所科技下乡。
就技术供给主体支持性看,技术员每年上门指导次数有限,未指导占绝对优势,接受过1次指导的,A村占36.3%,B村为41.3%;农户主动咨询次数,基本停留在1次上,从有限的指导质量看,满意度较高,A村为86.3%,B村为90.1%。
由以上数据可以看出,不论何种种植结构,农业技术供给与农户需求都存在错位现象,表现在:一是农业科技供给重农业产前新技术推广、农业生产经营管理介绍,轻种植过程中良药良种选用、病虫害防治技术推广,农户作物管理实用技术需求未得到满足;二是农户获取农业技术渠道更多依赖人际传播,农技推广机构、涉农高校等专业渠道功能未充分发挥,致使农户本应能够获得的技术指导和教育培训缺位;三是农业技术指导员作用有限,农户农业生产中未获得及时有效帮助。
3.2农户主体因素对农业技术应用影响对比分析
农户对待农业技术的态度直接影响采纳应用农业技术的行为。调查显示,两村半数以上农户对待农业技术的态度都是看效果,适时采用,但选择“了解技术,立马采用”的农户B村比A高7.5%;对政府号召采用新品种、新技术,积极响应的经济作物种植村占60%,粮食作物村占37.5%,而“不相信”和“徘徊观望”者,A村为43.8%,B村23.8%,这两组数据反映出农户重视农业技术的作用,并且经济作物种植村对农业技术的需求更高;但农户对待农业技术的态度却较为谨慎,除非看到技术效果,或是政府大力号召,否则不会盲目采纳,就此可见,农业技术效能与政府推动是影响农户对待农业技术态度和采纳应用农业技术积极性的重要因素。
从农户个体因素看,由于本次调查采取目的分层抽样方法,样本年龄集中于中青年农民,年龄40岁以下约占30%,41~55岁为40%,55岁以上占30%,实际上两村从业农民年龄普遍较大,基本都在55岁以上;从学历看,A村、B村学历为初中及以下占到83.9%和68.8%,中职、高中程度为15%、28.8%;种植规模上,A村、B村5×666.7m2以下占68.9%和60.0%,(6~10)×666.7m2分别为29.0%、40.0%,10×666.7m2以上仅A村为2.1%。通过交叉分析发现,不同年龄、学历农民受思想观念、身体素质、种植经验影响,不同种植规模农户受劳动力数量、经济实力、机械化水平影响,在农业技术态度、采纳农业技术积极性和农业技术应用水平方面存在差异,一个基本规律是农民越年轻、学历越高、种植规模越大对农业技术需要越旺盛,实际农业技术应用水平越高。
4基于农户技术需求的农业技术供给创新
农业技术应用不仅仅是一个农户从技术采纳到应用的过程,而是一个由农业技术供给、农业技术推广和农业技术应用构成的完整过程。提高农户农业技术应用水平,需要从农业技术供需实现平衡,强化农业技术推广和优化农户农业技术采纳行为入手。
4.1农业技术供给精准化,满足农户技术需求
农业技术供给与农户需求错位是当前农业技术应用效率低下的源头因素,政府农业技术供给精准化,实现与不同种植结构农户技术需求的有效对接,是提高农户农业技术应用效果的关键。不同种植结构农户对农业技术类型、内容,对农业技术获取途径与方式存在不同要求,政府作为农业技术供给主体,应该按照农户对技术的差异化需求,提供精准化技术。
一是根据自然禀赋条件,科学划分作物种植产业带,结合农业主导产业,建立服务当地种植制度的农业技术库,为农业科技研发、农业技术推广以及政府精准化农业技术供给做好储备。
二是建立农户农业技术需求评估机制[3],地方政府会同农业科技研发机构、农业技术推广机构就当地农业产业发展水平、自然禀赋、耕作制度进行摸底调查,就农户种植作物类型、农业技术应用水平、农业技术需求、农户年龄、文化素质等情况进行重点调查,评估农户作物种植制度、使用技术措施的效果,明晰不同种植结构农户对作物产前、产中和产后的技术需求,对农业技术类型、内容、层次的需求,对农业技术获取方式渠道的偏好,为政府农业技术精准化供给提供方向。
4.2农业技术推广功能赋新,推广培训重要农户
农业技术推广是促使农业科技研发成果向实际应用技术转化的中介环节[4],作为我国农业技术推广主体的农业技术推广站,承担着向农户推广有效技术、对农户进行技术指导与培训的任务。
一方面,强化农业技术推广站农户技术需求评估功能建设,推广员深入农村,走近农户,搜集、分析农户的技术需求,明确农户技术需求满足情况及其成因,形成农户技术需求评估报告,据此按需推广关键、重点技术。
另一方面,依据农户获取农业技术更偏好人际传播途径的特点,重点加强对具有科技创新意识和较强科技应用水平的合作社技术带头人和科技示范户的技术培训,发挥其科技示范辐射作用,以点带面带动周边普通农户科技种田。
此外,农业技术推广员定期下乡,调查农户技术需求满足和技术应用情况,及时解决农户种植中遇到的问题,同时对重要农户进行科技素质教育和技术培训。
这样经过完善的农业技术推广体系被赋予了农户技术需求评估的新功能,而纯粹以“技术”为推广对象的农业技术推广体系,开始注重提高重点农户的科技素质,农业技术推广中“见物不见人”的倾向得到扭转[5]。
4.3农民科技培训按类分段推进,提高农户科技素质
农户是农业技术应用的主体,其科技素质高低是影响农户农业技术采纳效果的重要因素。农民科技素养与科学种田能力提升是一个长期且连续的过程,鉴于我国农业现代化发展对新型职业农民当下与长远需要,可以将农民科技培训按类型分阶段推进,一类是为现实新型职业农民开设的科技培训,一类是为潜在新型职业农民开设的入职培训。
针对目前正在从事种植业的家庭农场主、种植大户、科技示范户,依据不同种植类型,分别通过“一事一训”、“短期培训”等途径,以实践操作、参观考察、专家讲座等方式,进行现代农业理念、职业教育和科技教育,逐步转变农民对待“三农”落后理念,改善农民职业知识结构,增强农民科技素质和作物种植实践能力;针对农民后代、返乡农民工及大中专毕业生等潜在新型职业农民[6],虽然目前尚不能充分参与农业生产经营,但也要为其中矢志农业群体,利用其返乡机会开展宣传教育和教育培训,从现代农业发展理念、职业道德和社会责任感、创新意识与自我发展能力方面提升其从业愿望和科技素质。
4.4开展农业科技宣传教育,改造农户非理
农业技术的有效扩散需要深刻理解农户的技术采纳行为。受文化程度、科技素质以及趋利本性等因素影响,农户出现现代农业理念淡薄、农业科技视角狭窄、技术投资行为乏力、作物种植与经营求稳、追求短期效益等非理[7],需要矫正并引导。
为此,开展现代农业和农业科技宣传教育,充分利用视、广播、手机短信、宣传栏等媒体,以新闻、专题等形式广泛深入地宣传现代种植业发展和农业科技观念,普及作物种植经营科学知识,倡导农业生态可持续发展,为农户有意识运用农业技术、把农业科技融于种植过程奠定观念基础;同时,通过表彰奖励科技示范户等先进典型,推荐新型职业农民参加科技培训、参观农业科技示范园等方式,强化农户科学种植行为,对在作物优良品种选择、化肥农药使用以及作物种植经营中出现非科学行为的农户给予批评教育、职业农民降级处分等形式,弱化农户非理性种植行为。
参考文献:
[1]张水玲.外源推动与内源驱动整合:农业科技推广模式创新机制研究[J].江苏农业科学,2014,42(9):484-486.
[2]周未,刘涵,王景旭,等.农户新品种技术采纳行为的研究综述[J].天津农业科学,2010,16(4):128-132.
[3]张水玲,袁学国.基于社会建构主义视角的农业科技推广体系创新研究[J].山东农业科学,2014,46(3):151-156.
[4]张水玲.基层农业科技推广现实困境与改革创新研究――以青岛市为例[J].山东农业科学,2014,46(11):153-156.
[5]范玉陶.河北太行山区农民技术行为选择模式研究[D].保定:河北农业大学,2009.