張莞玲 趙蓮蓮
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西西安 710089
陜西農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平長期滯后于全國平均水平,加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是陜西在“十四五”期間的重要任務(wù)?!笆濉逼陂g,陜西通過調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平,加快農(nóng)村土地流轉(zhuǎn),大力發(fā)展特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè),陜西農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化取得了歷史性成就,農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值持續(xù)增加,2020年全省農(nóng)林漁牧總產(chǎn)值實(shí)現(xiàn)4056.6076億元,同比增長14.7%,增速位于全國前列?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營體系初步構(gòu)成,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,形成了“糧食為基礎(chǔ)、果畜為支柱、采茶為特色”的產(chǎn)業(yè)布局,物質(zhì)技術(shù)裝備明顯提高。然而陜西農(nóng)業(yè)在多年連續(xù)高增長高起點(diǎn)上,支撐動(dòng)力在削減,制約因素在增多,新老問題交織疊加,內(nèi)外矛盾集中顯現(xiàn),亟須轉(zhuǎn)變高投入、高消耗、高污染的發(fā)展模式。農(nóng)業(yè)競爭力不強(qiáng),農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患依然存在,加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展,逐步建成現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體系,必須以農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線,以抓好糧食生產(chǎn)為首要任務(wù),以增加農(nóng)民收入為中心任務(wù),加速農(nóng)業(yè)發(fā)展方式向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方式以及數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體系轉(zhuǎn)變。
精確農(nóng)業(yè)利用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(GNSS)、遙感(RS)地理信息系統(tǒng)(GIS)等現(xiàn)代空間信息技術(shù)結(jié)合農(nóng)業(yè)技術(shù),根據(jù)農(nóng)作物生長的空間差異性,進(jìn)行及時(shí)、定位、定量的播種、施肥、灌溉、噴藥等農(nóng)藝操作,實(shí)施對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素空間差異化投入和管理,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)作業(yè),是一種節(jié)約生產(chǎn)要素投入,減少農(nóng)作物土壤污染,提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的可持續(xù)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系。劉海啟提出,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要表現(xiàn)形式,數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)路徑和本質(zhì)要求,我國發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的條件已經(jīng)成熟,各地區(qū)應(yīng)因地制宜地發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),加強(qiáng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)示范應(yīng)用。
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)興起于美國,在歐洲得到了廣泛的應(yīng)用,其技術(shù)和產(chǎn)業(yè)已趨成熟,在中國、印度等國家也開始推廣應(yīng)用。近年來,3S技術(shù)(GNSS、RS、GIS)、現(xiàn)代通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無人機(jī)等相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和推廣應(yīng)用,促進(jìn)了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。目前國際上成熟的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用技術(shù)有拖拉機(jī)導(dǎo)引/自動(dòng)駕駛技術(shù)、變量技術(shù)(變量施肥、噴藥、播種、鳥害防治)、田間地圖(GIS)、農(nóng)業(yè)遙感、無人機(jī)農(nóng)業(yè)、農(nóng)用傳感器等。根據(jù)2015年美國普渡大學(xué)關(guān)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用情況的調(diào)研數(shù)據(jù),顯示經(jīng)過10余年的發(fā)展,美國的自動(dòng)駕駛產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟,應(yīng)用也最為廣泛,達(dá)83%。使用無人機(jī)進(jìn)行田間信息采集和監(jiān)管成為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域新的應(yīng)用熱點(diǎn),使用率達(dá)16%。變量技術(shù)應(yīng)用廣泛程度僅次于自動(dòng)駕駛技術(shù),使用率超過50%。歐盟2017年《GNSS市場報(bào)告》中分析了GNSS在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,指出GNSS技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理的全過程,是農(nóng)場綜合管理技術(shù)的基礎(chǔ),未來農(nóng)業(yè)可能是無人機(jī)應(yīng)用面向的最大用戶市場,物聯(lián)網(wǎng)因價(jià)格合理、易于安裝,成為新興的高效生產(chǎn)方式,相關(guān)產(chǎn)業(yè)的年復(fù)合增長率達(dá)20%。
我國已經(jīng)具備發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基本條件。(1)空間基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善,已具備了為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)建設(shè)獲取空間數(shù)據(jù)的能力。隨著2020年北斗3號衛(wèi)星組網(wǎng)成功,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)具備了全球范圍內(nèi)的服務(wù)能力,其配套的CORS系統(tǒng),可以提供實(shí)時(shí)的厘米級定位導(dǎo)航服務(wù)。我國已經(jīng)發(fā)射了一系列高分衛(wèi)星,可提供高分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)服務(wù)。國產(chǎn)的GIS軟件,如超圖、Esri等已在各領(lǐng)域成熟應(yīng)用。(2)農(nóng)村土地空間數(shù)據(jù)庫基本建成,可為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。(3)5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)為3S技術(shù)創(chuàng)造了民用化、實(shí)時(shí)化、智能化的有利條件。(4)我國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)水平已達(dá)到世界前列,無人機(jī)質(zhì)保、無人機(jī)遙感在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用快速鋪開,尤其是無人機(jī)質(zhì)保推廣和應(yīng)用都取得了良好的效果。
目前我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)處于探索和示范發(fā)展階段,進(jìn)行了大量基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究和實(shí)踐,新疆石河子棉花精準(zhǔn)作業(yè)方式具有典型示范意義,在棉花種植中使用基于BDS的平地機(jī)、深松機(jī)、除草機(jī)、播種機(jī)、噴藥系統(tǒng)、采棉機(jī)進(jìn)行全過程精準(zhǔn)作業(yè),形成了我國相對完整的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和技術(shù)體系。在我國,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中基于BDS農(nóng)機(jī)引導(dǎo)/自動(dòng)導(dǎo)航駕駛技術(shù)和質(zhì)保無人機(jī)技術(shù)發(fā)展最快,應(yīng)用最廣,規(guī)模最大,涌現(xiàn)出一批大型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)企業(yè),如司南導(dǎo)航、聯(lián)適導(dǎo)航、中海達(dá)、華測導(dǎo)航等研發(fā)、生產(chǎn)基于BDS系統(tǒng)的GNSS農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng),大疆、極飛、雅德等研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)保無人機(jī)。
根據(jù)2020年陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒,截至2019年末,陜西省總?cè)丝谝堰_(dá)到3876萬人,全省常用耕地面積3010.52千公頃,僅占全省土地面積的14.6%,排名全國第19位,人均耕地面積僅為0.0801公頃,這一數(shù)值不僅低于全國人均耕地占有量0.09公頃的水平,更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全世界人均0.37公頃的標(biāo)準(zhǔn)。耕地后備資源嚴(yán)重短缺的狀況在短期之內(nèi)無法得到有效緩解。同時(shí),隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的逐步加快,耕地占用不可避免地存在。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)持續(xù)增收,提升農(nóng)業(yè)的競爭力和可持續(xù)發(fā)展的能力,亟須改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式,注入新的增長動(dòng)力,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)無疑是最好的實(shí)現(xiàn)手段。
關(guān)中平原地勢平坦,為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)施提供了重要的基礎(chǔ)條件。關(guān)中平原又稱渭河平原,是我國第四大平原,平坦耕地?cái)?shù)量多、比例高且土壤肥沃,自古以來就是全國聞名的富庶糧食產(chǎn)區(qū),為發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè),采用大型農(nóng)機(jī)進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)管理提供了重要基礎(chǔ)。
發(fā)展精準(zhǔn)灌溉可有效解決陜西農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾。我國水資源匱乏,人均淡水資源量僅為世界平均水平的1/4,但取水量最多,約占世界年取用量的13%。根據(jù)《2020—2026年中國水資源利用行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)分析及投資方向研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示:2019年用水占比最大的產(chǎn)業(yè)為農(nóng)業(yè)用水,占全國用水量的61%。2019年陜西水資源量495.32億立方米,不足全國水資源總量的2%,人均占有量僅為全國平均水平的52%左右,耕地畝均占有量僅為全國平均水平的58%,屬于我國貧水省。同時(shí),省內(nèi)水資源量的空間分布高度不勻,71%的水資源集中在陜南,關(guān)中、陜北地區(qū)水資源量僅占全省的29%,且65%的水資源集中在汛期,根據(jù)國際水資源人均最低標(biāo)準(zhǔn),關(guān)中、陜北屬于嚴(yán)重缺水區(qū)。關(guān)中地區(qū)作為陜西的主要農(nóng)業(yè)灌區(qū),水澆地占全省水澆地78.37%,2019年關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)用水占全省農(nóng)業(yè)用水總量的52.3%,農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾相當(dāng)突出,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可根據(jù)土壤墑情、農(nóng)作物含水率的空間差異,實(shí)施精準(zhǔn)灌溉,節(jié)水優(yōu)勢突出,具備良好的發(fā)展前景。
關(guān)中地區(qū)農(nóng)機(jī)現(xiàn)代化水平為發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)奠定了基礎(chǔ),“十二五”以來,陜西省持續(xù)推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)現(xiàn)代化水平,農(nóng)機(jī)裝備能力大幅提升,根據(jù)陜西統(tǒng)計(jì)年鑒,2010—2019年,農(nóng)村用電量從45.14億kW·h增長到161.22億kW·h,農(nóng)用機(jī)械總動(dòng)力從188.93萬kW增長到2331.49萬kW,2019年陜西省《關(guān)于加快農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的實(shí)施意見》提出到2025年,全省主要農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率達(dá)到75%,糧食主產(chǎn)區(qū)基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化。2019年關(guān)中地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備總量占全省59.5%,陜西省主要農(nóng)作物全程機(jī)械化示范縣(市、區(qū))主要集中在關(guān)中地區(qū),關(guān)中地區(qū)的現(xiàn)代化水平居全省前列,農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平為發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。
小農(nóng)戶經(jīng)營模式是我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要形式,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分散化經(jīng)營限制了大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用,阻礙了農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程,不能充分發(fā)揮關(guān)中地區(qū)耕地地勢平坦的優(yōu)勢?!笆濉薄笆濉逼陂g,陜西省農(nóng)民合作社和家庭農(nóng)場的數(shù)量不斷增加,土地集約化和規(guī)模化經(jīng)營的比重顯著提升,專業(yè)大戶和農(nóng)業(yè)合作社分別達(dá)8.3萬戶和3.6萬個(gè),農(nóng)戶入社率提高25%,家庭農(nóng)場達(dá)到2.3萬個(gè),其中省級示范家庭農(nóng)場500個(gè)。全省農(nóng)業(yè)龍頭也發(fā)展到2680家。建成省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)335個(gè),實(shí)現(xiàn)涉農(nóng)縣區(qū)全覆蓋,帶動(dòng)發(fā)展各級各類園區(qū)2350個(gè),占全省耕地面積11.8%。農(nóng)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營是實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)條件,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)規(guī)?;?jīng)營的必然選擇。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素進(jìn)行空間差異化投入和管理,可以減少投入、提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量、降低污染,是平衡資源環(huán)境沖突的有效手段。在長期分散經(jīng)營模式下,土地集約化、規(guī)模化經(jīng)營后,田間地塊之間的土壤結(jié)構(gòu)和成分在空間上差異明顯,且需持續(xù)較長一段時(shí)間,從而導(dǎo)致農(nóng)作物長勢和產(chǎn)量的差異,采取精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù),實(shí)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素變量投入和管理,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥可有效解決上述問題,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,減少土壤過渡污染,保證土壤的可持續(xù)生產(chǎn)能力。
根據(jù)陜西省第三次全國農(nóng)業(yè)普查主要數(shù)據(jù)公報(bào),2016年全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營人員高中、中專及以上學(xué)歷占比11.1%,關(guān)中地區(qū)占比13.4%,略高于全省平均水平。規(guī)模農(nóng)業(yè)經(jīng)營人員受教育程度略高于全省平均水平,高中及以上學(xué)歷占比15.2%,關(guān)中地區(qū)規(guī)模農(nóng)業(yè)經(jīng)營人員占比最高,但僅高出全省平均水平一個(gè)百分點(diǎn)。農(nóng)業(yè)經(jīng)營人員的受教育程度決定了其對新理念、新技術(shù)的接納能力、學(xué)習(xí)能力和應(yīng)用水平,制約了陜西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、尤其是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。《國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃》實(shí)施以來,黨中央、國務(wù)院高度重視現(xiàn)代新型職業(yè)農(nóng)民的培育工作,要求各級政府,鼓勵(lì)大中專院校開設(shè)涉農(nóng)專業(yè),組織社會力量開展現(xiàn)代新型職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn),先后制訂了多項(xiàng)關(guān)于新型職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)的政策。陜西省作為全國新型職業(yè)農(nóng)民培育整省推進(jìn)省份,2019年,全省累積培訓(xùn)職業(yè)農(nóng)民14.93萬,認(rèn)定87757人,2020年培訓(xùn)新型職業(yè)農(nóng)民達(dá)20萬。“十四五”期間,新型職業(yè)農(nóng)民的培育/培訓(xùn)工作仍將持續(xù)推進(jìn),高素質(zhì)農(nóng)民隊(duì)伍的持續(xù)壯大,為我省特別是關(guān)中地區(qū)發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了人才支撐。
陜西發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的空間基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善,已具備為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供空間數(shù)據(jù)的能力。2018年陜西已建成覆蓋全省,包含77座基準(zhǔn)站的陜西省北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站系統(tǒng),可以為陜西地區(qū)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)定位導(dǎo)航裝置提供厘米級的服務(wù)。陜西省衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心是面向省內(nèi)的衛(wèi)星應(yīng)用推廣和社會化服務(wù)機(jī)構(gòu),可以為我省發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供遙感影像信息產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)完善,為陜西大范圍發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了有利條件。陜西已基本實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)全覆蓋,截至2019年陜西4G通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面搭建完成,全省99%以上的行政村實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋,所有行政村實(shí)現(xiàn)光纖覆蓋。2020年5月底,陜西5G基站開通7621個(gè),為陜西省后續(xù)5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。陜西物聯(lián)網(wǎng)已實(shí)現(xiàn)全省城市區(qū)域全覆蓋,并向農(nóng)村地區(qū)不斷延伸拓展。
陜西省數(shù)字經(jīng)濟(jì)運(yùn)行賦能農(nóng)業(yè)的水平不斷增強(qiáng),為發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)有力的支撐。目前省級農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心、農(nóng)業(yè)農(nóng)村地理信息平臺等重點(diǎn)工程在加速建設(shè)中,未來可為我省精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃和管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
“十四五”時(shí)期,是我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵時(shí)期,數(shù)字農(nóng)業(yè)將為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化注入新的發(fā)展動(dòng)能。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以3S技術(shù)為基礎(chǔ),通過獲取農(nóng)作物生長的時(shí)空數(shù)據(jù),根據(jù)其空間差異性制定生產(chǎn)和管理決策,是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)形式,為數(shù)字農(nóng)業(yè)提供了載體和實(shí)現(xiàn)路徑,是現(xiàn)實(shí)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。
關(guān)中地區(qū)地勢平坦、土壤肥沃,農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平、規(guī)?;?jīng)營水平、數(shù)字化水平的持續(xù)提升,空間基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施日趨完善,農(nóng)村農(nóng)業(yè)空間數(shù)據(jù)庫基本建成,為該地區(qū)發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)和條件。陜西應(yīng)提高發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的必然性認(rèn)知,加快推進(jìn)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體的培育,推動(dòng)農(nóng)業(yè)規(guī)模化發(fā)展,加速精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)跨學(xué)科應(yīng)用研究,大力培育農(nóng)業(yè)信息企業(yè)以促進(jìn)基礎(chǔ)信息資源向生產(chǎn)決策的轉(zhuǎn)化,農(nóng)業(yè)經(jīng)營人員的受教育水平等方面入手,推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在陜西關(guān)中地區(qū)的快速發(fā)展。