摘要： 精细农业是信息高新技术成果在农业领域的集成应用, 是知识经济时代的农业科技革命。本文在介绍了精细农业的技术体系和特点, 分析了这场革命带给农业工程领域的机遇和挑战, 明确了高等农业工程教育肩负的使命, 提出了高等农业工程教育的应对措施。
关键词： 精细农业; 农业工程; 高等教育;
1 精细农业思想
“精细农业” (Precision Agriculture) 的概念首先由美国农学家于20世纪90年代初期提出来的, 其核心是“处方农作”, 实施过程主要包括农田信息的获取、农田信息的管理和分析、决策分析以及决策的田间实施。其中准确可靠的农田信息是精细农业实施的基础和依据, 而精细农业控制中心获取农田信息的关键是农田信息实时采集之后的及时传输。
精细农业起源于欧美发达国家, 国际上, 围绕精细农业农田信息采集、分析决策、作业技术开展了广泛研究。在农田土壤养分与水分、作物生长与生理参数、病虫草害分布等要素信息的快速采集技术上, 已取得了部分突破。根据自动化技术、通信技术和网络技术的发展, 农田信息的传输方式主要有以下几种:传统的离线田间取样方式、有线传输方式、无线传输方式和遥感方式。
2 精细农业的技术体系和特点
精细农业中的“精细”源于根据田块条件的不同而所实施的变量投入。变量投入的依据则是各种影响具体作物生长因素的空间差异, 而差异的取得要通过实际信息和样木信息的比较。通常将GPS接收设备安装在采样车、施肥机械、农药喷撒设备和收割机等设备上配合数据采集, 然后再把采集的各种信息按空间位置叠加起来, 对其进行比较分析, 以决定对每一具体田块的投入方案。这就是按田间具体情况得出的作物管理系统SCM (Site-specific Crop Management) , 它是精细农业的主要技术内容之一。
精细农业的技术体系由数据采集、信息处理和处方调控3个环节组成。其中包含了卫星全球定位系统 (GPS) 、地理信息系统 (GIS) 、决策支持系统 (DDS) , 遥感技术 (RS) 和管能控制系统 (ICS) 等技术内容和环节。各环节共同配合, 方可完成整个系统的正常运作。
从以上分析可以看出, 精细农业具有以下特点:
(1) 信息性。整个系统中流动的是信息流, 它所采用的技术设备都是信息高新技术设备。
(2) 系统性。实现精细作业的每一技术环节和作业过程都必须相互紧密衔接、协调配合, 以实现系统效益的最大化目标。
(3) 学科整合性。精细农业涵盖了电子信息技术、作物栽培管理、辅助决策支持技术、农业工程装备技术及经济学等众多的学科和门类, 它是多学科技术的大融合。
3 精细农业带来的机遇和挑战
精细农业是用现代电子信息高新技术武装农业生产的一场革命。它所带来的不仅是农业生产手段的现代化, 更重要的是它提出了一种经营现代农业的新技术思想。精细农业解放了人们的思想, 开阔了人们的视野, 找到了人们进行创新活动的载体, 开辟了创新的空间, 并引导人们一切从实际出发、实事求是。它既是新时代条件卜思想和思维方式的一场革命, 又是从传统农耕文明的精髓一定性的“精耕细作”到定量生产的质的飞跃。
新的农业技术革命的到来必将带动和促进一大批相关产业和技术的兴起和发展;必将加强各学科之间的交流和融合, 促进科研和生产应用的紧密结合;必将加速农业现代化和社会文明的进程。对此, 世界各国政府都给予了高度的重视, 并着手进行充分的准备。
4 农业工程教育所肩负的使命
精细农业的实质是以高新技术为基础的、新一轮的思想和技术的普及过程。作为农业工程人才培养和技术传播的主要阵地, 高等农业院校应该充分抓住和利用好这个千载难逢的发展机遇, 对农业工程教育的指导思想和办学方式进行调整, 加强信息高新技术和自控技术的教育, 突出学科的时代特色, 普及新的理念和思维方式, 使之培养出具有较强创新意识的、新型的农业工程技术人才, 并逐步提升我国农业工程理论研究水平和技术装备水平, 以促进我国农业现代化进程, 为农业走可持续发展之路打下坚实的基础。
4.1 农业工程教育的现状
目前, 我国农业工程类有农业生产机械化及自动化、农业电气化及自动化、农村建筑环境及能源工程和农业水利工程4个木科专业, 其中前两个专业和精细农业的联系非常紧密。各专业的教学计划中都突出了计算机方而的内容, 但系统性不强、缺乏具体的载体和明确的定位;教材内容陈旧, 联系实际不够, 无法反映学科当前的发展水平, 对学生缺乏足够的吸引力。目前, 在教学内容中加进了精细农业的学校为数不多。
社会的发展使得农业生产对农业工程装备技术的要求越来越高, 为生产服务应该是所有科研学术活动的目的。学科的整体发展和目标的最大化却要依赖于学科之间的彼此协调配合才能实现。在经历了由学科一分为二的漫长发展过程之后, 如今已经取得了丰硕的成果, 同时也迎来了合二为一的时刻。在生产实践中逐步发展起来的精细农业就是农业类学科由分到合的最好载体, 是农业工程技术发展的良好机遇。
精细农业以各种信息高科技为手段, 强调学科之间的协调配合, 以达到用最少的投入换取最大产出, 同时保护资源和环境。目前, 精细农业的发展尚处于幼年阶段, 给人的感觉是全新的。它所提供的、全新的思维方式和广阔的发展领域就是进行创新活动的平台和载体。我国的农业资源短缺, 劳动生产率低卜, 农业发展水平与发达国家相比有很大差距。随着我国加入WTO后, 农业领域逐步开放, 农业院校和科研机构将而临巨大的压力。因此, 必须抓住这个机遇、加速发展、缩小差距, 以此提高其竞争力。
4.2 改革现行的农业工程教育模式
(1) 成立相应的精细农业的科研机构, 进行相关技术的研制开发和推广传播工作, 随时了解精细农业的最新进展情况。
(2) 根据农业工程领域发展的实际情况, 重新审视和修订教学计划, 相应调整培养目标和教学内容, 以凸显时代特色。
(3) 组织力量对教材进行修订或重新编纂, 使其反映学科的最新发展, 以增加对学生的吸引力。
(4) 在学科内实行选课学分制, 以利于学生根据自己的兴趣来学习和进行创新活动。
(5) 在各专业的教学计划中增设有关精细农业的课程, 普及精细农业的思想和理念, 使学生具有全新的现代农业及农业工程观念, 并通过学生的几何辐射作用来推动农业及农业工程技术的发展。
(6) 对现有的专业设置进行进一步调整, 适当增加专业数, 必须与生产实际的发展相符, 走教学和生产相结合的路子。
(7) 针对精细农业的高新技术特点, 在夯实基础的前提下, 进一步加强信息技术的教育。
(8) 建立相应的教学实习基地, 为科研和学生的实习提供方便, 以促进教学和生产的共同发展。
5 结束语
(1) 培养学生的创新思维, 提高学生进行创新的动手能力, 用现代的农业理念来武装学生, 给他们提供进行创新的载体, 这样会大大激发他们学习和创新的积极性。
(2) 提高农业院校学生的自豪感, 以此激发他们的学习热情。精细农业又可称为数字农业, 与卫星、计算机、互联网及智能技术等现代信息高新技术紧密相系, 这样可使学生有走进了新时代的感觉。
(3) 一方面改革可以使教学内容与时代紧密结合;另一方而, 改革可以丰富农业工程学科的内涵, 吸引更多的人才进行农业工程领域的研究, 以促进农业工程技术的发展。
总之, 精细农业思想在高等学校的普及会造成一种特殊的气氛促进学科之间的调整和交流、促进教学科研和生产实际相结合。加速信息技术成果在高等学校的普及和应用, 以全而提升学校的办学层次和质量。
参考文献
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