昌吉州智慧农机在数字农业发展中的应用.pdf
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1、802023 年 11 月下Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺昌吉州智慧农机在数字农业发展中的应用*张岳,田聪华(新疆农业大学,新疆 乌鲁木齐 830000)摘要:随着科技的进步和农业现代化的推进,数字农业成为引领农业发展的重要方向,智慧农机的推广应用,给农业生产带来了新的机遇和挑战。研究团队概述了数字农业的定义、优势及发展现状,分析了昌吉州的农业资源及数字化基础设施现状,结合具体数据探讨了昌吉州智慧农机在农业种植、养殖和农田管理等环节中的应用成果,以及智慧农机在资源利用效率提升、农产品质量提高、农村经济发展与农民收入增加等方面带来的效益,并针对目
2、前昌吉州智慧农机发展存在的问题提出相关可行性建议,从而提高昌吉州智慧农机应用水平以及农业可持续发展能力。关键词:智慧农机;数字农业;农业生产效率;农村经济发展中图分类号:F323.3 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-3872.2023.22.022随着科技的不断发展和农业现代化的推进,数字农业已成为引领农业发展的重要方向,智慧农机的推广应用,为农业生产提供了新的机遇和挑战。昌吉州是一个重要的农业产区,传统的农业生产模式面临着许多问题,在这样的背景下,智慧农机的应用为昌吉州农业发展带来了新的希望,对于推动农业产业结构升级和农村经济发展起到重要作用,为农村经济带来新
3、的增长点,有助于促进农村地区的就业和收入增长,推动农村经济的健康发展。1 数字农业概述1.1 数字农业的定义数字农业是将现代信息技术和通信技术,包括云计算、大数据、物联网、人工智能等,应用于农业生产、管理和决策过程的一种新型农业模式;它通过收集、传输、存储和分析农业数据,实现农业生产过程的精准化、智能化和可持续发展。1.2 数字农业的意义及优势数字农业可以提高农业生产效率,利用先进的技术和信息化手段监测、分析和优化农业生产过程,通过精确施肥、灌溉和高效病虫害防控,提高作物产量和品质,跟踪和记录农产品的生产、加工、运输等全过程信息,并且通过建立溯源系统和追踪机制,保障农产品的质量安全,降低资源浪
4、费和损失。农民可以借助数字农业系统提供的数据和决策支持,合理安排种植计划和经营管理工作。数字农业通过收集、分析和利用大量的农业数据,可以为农民、农业从业者和政府部门提供准确的决策支持,帮助实现农作物的精准种植、合理施肥、科学病虫害防控等,提高农业生产效益、降低风险,带动农村经济的发展。1.3 数字农业的发展现状与趋势我国的智慧农机设备种类目前主要有智能化的播种机械设备、智能化的施肥机械设备、智能化的农药喷洒机械设备、智能化的农田灌溉机械设备、智能化的农作物收割机械设备等1-2。随着传感器技术和无线通信技术的发展,数字农业可以获取到更多、更准确的农业数据,数字农业系统中的自动化设备和机械正在不断
5、发展和完善,促进了农产品追溯体系的建立与完善。数字农业被认为是推动农业可持续发展的重要途径,它可以帮助农民合理管理资源,减少化学农药和化肥的使用,优化生产过程,降低对水资源的依赖程度,提高土地的利用效率,并增强农民环境保护意识,不仅有助于提升农业生产效率和农民收入,也为农村数字化转型提供了契机。2 昌吉州农业资源及数字化基础设施现状2.1 昌吉州农业资源概况昌吉州位于中国新疆维吾尔自治区,拥有较大的农用土地面积,约为166.2万hm2。其中,耕地面积约为129.9万hm2,土壤质量较好,适宜农作物的生长。昌吉州处于天山山脉的北麓,拥有丰富的水资源,该地区多条河流流经,为农业生产提供了可靠的灌溉
6、水源。昌吉州的农业发展以种植业为主导,主基金项目:新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目(KY2022023)作者简介:张岳(1999),女,新疆阜康人,硕士研究生,研究方向为农业经济。通信作者:田聪华(1978),女,甘肃武威人,硕士研究生,研究员,研究方向为农业经济。2023 年 11 月下81Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺要农产品有小麦、玉米、棉花、水稻、大豆等作物,此外,畜牧业也是该地区的重要农业产业,养殖有绵羊、牛、猪等。2.2 昌吉州数字化基础设施现状大力推进智慧农机的发展应用,是现代农业发展的重要方向,同时也是提升
7、农业生产效率、促进农业可持续发展的重要保障3-4。2022年,昌吉州农机总动力达269万kW,主要农作物综合机械化水平达98.2%,拥有各类拖拉机6.37万台,配套农机具13万台套,农机装备水平位居全疆前列。3 昌吉州智慧农机在数字农业发展中的应用3.1 昌吉州智慧农机在农田管理中的应用1)智能测土仪。智能测土仪能够通过土壤传感器获取土壤养分含量、pH 值、土壤温度等数据,这些数据可帮助农民了解土壤状况,制定科学施肥方案,提高施肥效果,同时,也可以用于土壤质量监测和评价。2)智能播种机。智能播种机通过GPS定位和传感器技术,可以实现播种行走线路的精确定位以及种子的精确投放。昌吉州大力推广“干播
8、湿出”种棉技术,2022年昌吉州完成棉花种植225.9万亩,智能播种机不仅解放了劳动力,也提高了农作物产量。3)智能植保机。智能植保机通过图像识别和传感器技术,可以监测作物的病虫害情况,根据设定的阈值进行精确的喷洒控制。新疆开展植保无人机作业试点始于2010年前后,2016年呈井喷式发展态势,2018年无人机植保作业面积达6 000万亩次以上。截至2022年底,昌吉州精量播种、精细整地、精确植保作业面积达到播种面积的90%以上。4)数据管理与追溯。应用智慧农机可以记录农田管理过程中的各项数据。可以对这些数据进行统计分析,帮助农户了解农田管理情况,并提供参考依据。同时,这些数据也可以用于农产品追
9、溯体系的建设,实现农产品质量安全追溯。3.2 昌吉州智慧农机在农作物种植中的应用1)智能化施肥。智慧农机可以通过传感器检测土壤的养分含量和作物的需求,从而提供精确的施肥方案,根据作物类型和生长阶段等信息,智慧农机可以自动控制施肥设备的操作。近几年,昌吉州将水肥一体化智能灌溉施肥技术纳入高标准农田建设项目,加大技术推广力度。截至2022年,昌吉州使用水肥一体化智能灌溉施肥技术的农田已达50多万亩,预计在“十四五”末,昌吉州水肥一体化智能灌溉施肥技术应用面积将达到550万亩,从而进一步推动昌吉州农业生产提质增效。2)病虫害监测与防治。智慧农机利用图像识别技术和传感器监测农田中的病虫害情况,及时发现
10、和预警可能的病虫害问题,通过智能化的病虫害防治系统,为农民提供针对性的防治建议,包括合适的药剂和防治措施,减少病虫害对作物的损害。2022年以来,昌吉州农业技术推广中心重点围绕棉花、小麦、玉米等主要产业,把农作物病虫害防治作为落实州“稳粮优棉”重点工作来抓,昌吉州千名农业技术人员在乡村进行常态化蹲点,向种植户提供病虫害防治技术服务,调查监测当前农作物主要病虫害发生情况,指导农民科学防治病虫害工作,帮助农户解决实际问题。3)农事决策支持。智慧农机收集和分析大量的数据,为农民提供决策支持。通过整合土壤信息、气象数据和作物生长情况等多种数据,智慧农机可以帮助农民制定最佳的种植计划和作业安排,提高农作
11、物的产量和质量。3.3 昌吉州智慧农机在养殖中的应用1)智能化喂养管理。智慧农机可以通过传感器和监测设备实时监测饲料的消耗情况、动物的进食量和饮水情况等。昌吉市大力推进农区畜牧业振兴、奶业振兴行动,围绕现代畜牧产业园、州级农业奶业产业园创建,加快推进畜牧业高质量发展。2)智能养殖环境控制。2020年以来,昌吉国家农业科技园区先后启动泰昆集团30万t高档猪饲料、20万套种鸡场、4 800头种猪场、50万头生猪屠宰加工厂、麦趣尔万头奶牛绿色养殖基地等项目建设。智慧农机可以自动控制养殖环境,保持良好的养殖环境,利用智能饲料搅拌车、自动挤奶厅、粪污处理等设备,实现了多个养殖环节的自动化处理,提升动物的
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