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互联网+现代农业的发展模式

发布时间:2020-12-25 09:29 作者:昕爵国际 来源:昕爵国际 点击: 字号:

目前大部分国家(地区)全面开展农业信息化建设,” 互联网+”现代农业初步进入产业化发展阶段。美国、德国、荷兰和日本等发达国家无论是技术体系建设还是产业发展均处于领先地位,印度和韩国等农业领域的互联网应用创新虽然起步晚,但发展速度快,并结合自身农业发展需求开展了不同模式的农业互联网实践,形成了具有较高参考价值的模式与特色。对于我国在互联网环境下加快形成具有中国特色的“互联网+”现代农业产业新形态有重要

意义。

1、美国的全程全网化精准农业模式

美国是当今世界农业现代化程度最高的国家。以信息技术为支撑的精准农业20世纪90年代初在美国开始出现,结合Daberkow等、Schieffer和Dillon、 Schimmelpfennig对美国精 准农业发展历程、技术应用、技术影响等方面研究,美国在发达的农业网络体系基础上,精准农业在农业生产全过程、全环节得到快速发展,并形成了-种互联互通的系统,这种模式可总结为全程全网化的精准农业模式。

目前,国20%耕地、80%的大农场均采用了物联网设备和技术,其中玉米小麦主产区的39%生产者使用了物联网技术。根据Erickson和David对201 5年美国精准农业技术应用的分析及预测,国六大精准农业技术应中,土壤取样、农田绘图、变率处理播种技术的应用最为广泛无人机应用增速最快。

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从美国"互联网+”现代农业的实践来看,集中在变量施肥喷药、动识别技术,大

型喷灌机的精准控制技术的规模化、产业化应用。对于特大型农场,更是形成了”计算机集成自适应生产”模式,即将市场信息、生产参数信息(气候、土壤、种子、农机、化肥、农药和能源等)、资金、信息和劳力信息等集中在- -起,经优化运算,选定最佳种植方案。

在知识模型应用方面, Setiyono等在已有光合作用和生物量累积模型的基础上,构建了近最佳生长条件下大豆生长和产量模拟模型Soy Sim,为如何对作物选择有利环境从而提升产F量提供决策支持工具。在“互联网+”农机应用方面, 2008年美国20%的农场用直升机进行耕作管理,很多中等规模农场和几乎所有大型农场都安装了GPS定位系统。

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此外,美国农机智能装备市场已基本成熟,美国Ag Junction公司、Ag Leader Technology.Dickey-John公司、Teejet Technologies、Deere公司、 天宝导航系统、Precision Planting公司、ACGO公司、Topcon精准农业公司和Raven公司成为全球精准农业市场的重要企业。

2、荷兰的工厂化设施农业物联网模式

荷兰是典型的人多地少、资源匮乏、都市农业主导的国家。针对人口密度大、可耕地少(人均耕地面积0.06 hm2)和全年日照时间短的环境条件,荷兰以提高土地利用率和农业附加值为目标,大力发展高标准的温室农业,使其成为世界农业出口大国。据不完全统计,目前,荷兰设施农业已成为农业经济的重要支柱产业,其玻璃温室建筑面积约有1.1亿m2,占全球玻璃温面积的1/4,主要用于栽培高档花卉和设施蔬菜,年产值高达12亿美元。

荷兰的农业信息化起步于20世纪60年代中期的作物模拟技术的研发应用,到70年代开始实施温室革命,通过借助欧洲先进的工业自动化技术,其以提升自动化生产水平为核心,大力发展温室内部自动化生产装备,并有机地集成各作业环节生产装备构成自动化生产线,建立温室农业高效生产体系,成为世界农业生产机械化、自动化程度领先的国家。目前以工厂化的设施农业物联网发展模式为代表的“互联网+” 现代农业已成为荷兰设施农业生产的主要技术应用模式。


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荷兰设施农业物联网的应用主要包括三大方面:

一是温室环境的自动化控制。 近年来,基于机器人学习的温室黄瓜自动采摘机器人基于物理的温室知识模型和多幅图像的水果自动识别与计数控制器等设施农业生产智能化技术产品得到发展应用。如Jansen等证实可以利用计算机系统对气相色谱质谱仪获取的温室作物挥发数据进行自动处理,以准确测定温室中作物健康相关有机物的浓度。

二是设施农业智能化节水控水技术的广泛应用。荷兰高度重视节水控水,每个农户都有计算机控制的喷淋、滴管灌溉和人工气候系统,灌溉用水需要进行再收集、处理, 反复使用,水的计量单位精确到了“滴”

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3、德国的技术创新驱动型“互联网+”农机智造模式

德国的农业发展主要以50hm2以下的中小家庭农场为主,其农业的战略定位除了提供食物外,更重要的是重视“绿色、生态、节约”,即通过系列技术与产业创新,实现高效节水、土壤保墒和生物多样性等目标。目前, 在工业4.0战略框架下,德国通过突破重点农业信息化关键技术,构建自身的技术优势,从而带动整个农业领域信息化进程,在“互联网+”现代农业领域逐步形成了以农用智能装备为主导的“互联网+”农机智造模式,农业信息化建设进入信息技术熟化、产业化和专业化发展阶段。

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德国"互联网+”现代农业发展的应用主要集中在计算机模拟模型、作物病割预测预报及诊断决策系统等多项技术的应用。特别是精确农业技术,能够控制同一地块中不同位置所需施肥量和植保剂的施用量,以避免由于多施用所造成的环境污染和经济上的浪费。

另外,德国在智能农机具自主创新上取得较大成效,发明的基于"3S" 信息技术的大型农业机械装备,可在室内计算机自动控制下进行各项农田作业,完成诸如精准播种、施肥、除草、采收、畜禽精准投料饲喂、奶牛数字化挤奶台等多项功能。如Gerhards和Oebel利用2年时间研究了甜菜、玉米、冬小麦、冬大麦冬油菜和春大麦的田间除草系统,该系统利用数字图像分析、计算机决策和全球定位系统控制贴片喷雾进行杂草在线检测。Philipp等用数码相机拍摄甜菜田间图像,利用程序和参数处理不同的图像来计算单、双子叶植物和植物区,实现了精确农作的自动杂草制图。

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