面对未来的无人农场,当前的农业科技有哪些?

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张朝阳
2018-11-28 20:32
[ 亿欧导读 ] 农业人均耕地面积少、资源短缺等问题是个不争的事实,但以数字农业和精准农业为基础的农业科技有望解决这些问题,中国农业正在面临着前所未有的机会。文章中列举了主要的几项农业科技,希望能供大家参考。
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中国农业正面临着人均耕地面积少、资源不足、劳动力短缺等问题。根据统计,中国的人均耕地面积只占0.08%,只占世界人均耕地面积的1/3,同时中国农村劳动力平均年龄已经接近了55岁,农村65岁以上老年人口比例由5.0%上升到10.06%。而以数字农业和精准农业为基础的农业科技有望解决这些问题,中国农业前所未有的机遇即将到来。

随着新技术的发展以及成本的降低,未来将会是一个无人化的农业场景,但由于中国土地、种植作物、耕种环节多种多样且南北温度差异大等不同,使得同一项技术或者同一个模型、同一套系统不足以支撑整个农业的发展。农业分为农业种植和农业养殖,为了实现农业科学、高效地种植,这篇文章我将主要讲述农业方面用到的技术。

影响农业种植的因素主要包括四个方面,种子研发、土地培育、气候监测及精准管理,其中种子研发主要指的是生物基因技术、土地培育当前阶段主要在做的是测土配肥技术、气候监测主要是通过卫星监测天气等情况、精准管理主要是在种植过程中,对作物进行精准施肥、精准打药、精准灌溉处理。而对于种植者来说,精准管理是可操作且最简单的方式,因为种子研发、测土配肥不能进行自主性改变,同时对于大田作物来说,虽然能用卫星监测大气变化,但如何进行预防或者更改处理还较难,所以本文主要是对农业管理方面的新技术进行了梳理:

滴水灌溉技术

根据数据统计,中国80%左右的耕地分布在相对缺水的北方,而水分对作物增产的作用很大,如果水分供应不足,则作物生长缓慢或者会导致死亡。同时,我国农业水资源缺乏,农业灌溉用水的水分利用率仅为40%,这就为滴水灌溉技术发展提供了应用场景。滴水灌溉技术主要有滴灌、漫灌和喷灌三种,包括动力和加压设备、灌水器设备、输送设备以及控制设备等,以色列被认为是有最好的节水灌溉技术,中国自20世纪70年代引进此项技术,到现在已经取得了很长远的发展。

遥感技术

遥感技术是3S技术(定位、地理导航和遥感)中的一种,可使用卫星、无人机以及手持的方式进行遥感监测,根据不同作物的光谱不同来获取信息。卫星/无人机遥感技术可用于气候监测、农药精准喷洒以及化肥精准喷洒的前期监测,通过监测作物的生长情况,来计算作物所缺的营养元素,如氮磷钾等元素,随后使用无人机喷洒农药以及水肥一体化技术来对作物进行精准管理。无人机喷洒农药能有效地缓解农村劳动力短缺以及农药喷洒过量等问题,但还不能进行实时的监测,并实时喷洒的效果。

农机自动驾驶技术

伴随着汽车自动驾驶技术的发展,农机自动驾驶技术也发展起来。在2018武汉农业博览会上,中国一拖已经研制出了自动驾驶农机,能够实现环境感知,路径规划以及获得气象、土地等数据,但由于成本及使用场景较少等原因,实际的应用还很少

智能化植物工厂

植物工厂是设施农业的一种,为了节约资源以及防范土壤对作物的影响,通常利用荧光灯、LED等为植物提供光照,利用营养液为植物提供营养元素,利用传感器测量温湿度、二氧化碳浓度等参数,并配有循环风机、空调等设备,实现全程自动化生产。一般采用垂直的方式来充分利用空间,使得单位面积的产量能提高几十倍或者几百倍。但当前还存在成本高、盈利能力差等问题,然而随着智能化农场的到来,会渐渐地走向高效益以及高品质的健康之路。

 除此之外,还有物联网、大数据、人工智能等综合性技术,能够对数据进行获取、存储及建模型分析,通过综合利用这些技术,最终实现农业无人化阶段。但当前土地规模化较小,经营规模在50亩以下的耕地面积占到了全国总耕地面积的80%多,同时由于成本及技术等原因,部分农业科技还未大范围应用,如卫星或无人机遥感监测等技术,还只是以政府性项目为主,未来还有很大发展前途。

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