兵团精准农业发展问题的研究

８６　兵团精准农业发展问题的研究　郭麟　（新疆石河子农机培训站，新疆　石河子８３２０００）　精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由　农业的重要发展方向。　信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地　精准农业是在信息科学发展的基础上．以３Ｓ　实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，精　（ＧＩＳ、ＧＰＳ、ＲＳ）为核心技术引发的一场新的农业技　准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息　术革命，它必将会对我国农业技术的发展产生重大　采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、　影响。从形式上看．精准农业是在发达国家大规模经　农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、　营和机械化操作条件下发展形成的新的技术体系．　系统集成、网络化管理系统和培训系统。　可能仅适用于我国规模化经营的大型国营农场和较　其核心是建立一个完善的农田地理信息系统　发达的地区，而在以家庭联产承包责任制为主要经　（ＧＩＳ），可以说是信息技术与农业生产全面结合的一　济形式的分散经营的大部分农村则难以应用。　种新型农业　精准农业并不过分强调高产，而主要强　但是，我们必须看到，精准农业发展的最基础的　调效益。它将农业带人数字和信息时代，是２ｌ世纪　技术路线和原则是在充分了解土地资源和作物群体　变异情况的条件下，因地制宜地根据田间每一操作　单元的具体情况，精准准确地调整各项管理措施和　收稿日期：２０１０—０４—０１　各项物资投入的量，获取最大的经济效益。　痧，—‘　、　９果实采收、分级与包装　和弗蕾无核结果母枝留３～４芽，克瑞森无核留５　鲜食葡萄根据果实在袋内的着色情况决定取袋　６芽。其余侧枝剪除，　．时间。取袋后在树上修整果粒，剪去小果、烂果、伤　１２越冬防寒　果、风斑果，并转动果穗，剪去遮挡枝叶。带布手套采　（１）及时清除落叶和杂草，做好防鼠工作，用溴　摘，成熟采收时尽量留长果梗。从贴近结果枝处剪　敌隆拌好的饵料根据鼠害情况每ｌ０—１５　ｍ一堆，每　下。轻采轻放，切勿损伤果粒和果粉。每天采摘时的　堆ｌ０～１５　ｇ，２～３　ｋｇ／６６７　ｍ。；（２）喷完石硫合剂后将　气温在２５　以下时进行。采摘后及时运到指定地点　枝蔓捆好，顺沟放入沟中，在根部垫好枕头土，再盖　分级、包装，要求在遮荫条件下进行，避免阳光直射。　上湿度适宜的土。取土位置应在距葡萄根茎１　ｍ以　１０装箱预冷　外，埋土厚度在４０　ｃｍ以上．埋土宽度在６０　ｅｍ左　长途运输要选用质量好的塑料箱和泡沫箱，箱　右，整个埋土沟呈梯形。为提高功效可采用先用人工　色以白色、红色为主。装箱后及时贴上标签，注明产　将枝蔓理顺放到沟里，再用埋土机埋土，对埋土机未　品名称、品种名称、等级、净重、企业名称、产地、编　盖住的枝蔓再人Ｔ加土覆盖；（３）埋土在平均气温下　号、质检员号、日期。装箱后迅速进入预冷库，降低田　降到５　左右时开始（１１月上旬）。压蔓前在根部堆　问热和呼吸热，按要求把果实温度降到０　２　ｃｃ，以　好枕头土，缓压枝蔓于沟底．覆土范围：以主蔓为中　利运输。　心６０　ＣｌＴＩ半径，覆土厚度大于３０　ｅｍ．应在距植株１　１１冬季修剪　ｍ外的垄背取土；（４）埋土结束后，再投放一次鼠药。　一般在ｌ０月中下旬进行，采用独龙干，主蔓延　冬季加强看护，防止牲畜人园践踏。　长枝长放修剪，要求枝条充分成熟，剪口下有２个饱　满芽，粗度０．８　ｃｎｌ以上，一般长度１．５　１ＴＩ以上。红提　这些原则适用于任何形式和任何规模的农业生　产。目前，计算机和信息技术突飞猛进发展，已逐渐　深入到社会生产和生活的各个层面，也必将会对我　们的农业技术革命产生重大影响。我们应该抓住这　一机遇，结合我国具体情况，研究发展适用于中国农　业的精准农业技术体系，以推动我国农业生产持续　稳定发展。　１新疆生产建设兵团发展精准农业的现状和存在　的问题　精准农业的最终目标是通过生物工程，培育和　发展高产优质的动植物品种，提高动植物的产量，为　人们提供更精美的衣食产品，为此必须有与之相配　套的现代遗传育种手段，能按人们的需要培育出“超　级水稻”、“超级棉花”、“超级畜禽”等。作为上述技术　的支撑，必须利用信息农业技术、农业生产管理专家　系统和农业工程装备技术相结合，实现六大精准技　术。即精准种子、精准播种、精准施肥、精准灌溉、精　准收获、精准田间生态控制。在具体操作上实现种子　精选化，播种精量化，灌溉节水化，在田间监测基础　上实现施肥、病虫害防治和栽培管理计算机化，实现　主要作物收获机械化。　新疆兵团在六大精准技术的引进和开发上做了　不少工作，如新疆农垦科学院、石河子大学等院校利　用遗传］二程进行外源ＤＮＡ导人获得了一批变异后　代；农八师已初步建立了地理信息系统（ＧＩＳ）平台；　新疆农垦科学院棉花所已建立了基于模型的棉花栽　培管理计算机辅助决策系统、平衡优化施肥计算机　系统；在农业工程装备技术上，农七师一二三团已经　引进种子精选和种子包衣成套设备，新疆农垦科学　院农机所已研制出棉花单粒种膜上点播机，由兵团　农业局主持、新疆农垦科学院农机所和农一师合作　已完成棉花机械采棉试验和棉花清花设备试运行；　由兵团水利局带头，新疆农垦科学院水土所和农八　师已共同完成棉花喷滴灌、滴灌中的关键技术及配　套产品制造：此外，在种子深加工、种衣剂研制、低毒　农药的筛选与试验方面也做了大量Ｔ作。　在国内范围，兵团在精准农业方面走在了全国　前列。但整体来说．兵团总体科技水平同国内外先进　地区相比仍存在很大差距．表现在：　１．１科技投入力度不够　主要研究领域和配套科技发展不平衡：作为种　子丁程的前提和依托的生物技术领域，兵团虽然开　展了外源ＤＮＡ导人等遗传工程技术的应用，但科技　投入水平低．科技力量及测试手段均差，单独承担不　８７　了大型生物技术项目．唯一的办法是同内地著名院　校合作进行研究开发；兵团也在开展“３Ｓ”技术和农　业生产管理专家系统研制应用，但由于科技水平和　计算机技术有限，单独研制的可能性不大，即使做出　了一些成绩，但总体来说，作为企业实体的兵团在这　方面支持力度也很不够。这种观念在科学技术落后　阶段尚有一定优势，但对建立起一套完整的精准农　业体系来讲是远远不够的。　１．２兵团某些研究和开发领域还有待加强　目前全球正在兴起“绿色产品”生产，无公害农　业及其配套技术已日臻成熟，兵团在设施农业方面　做了不少工作，但在大田作物主战场有待加大研究　开发力度，如果不是无公害生产，就不能称其为符合　生态持续发展观点的精准农业，因为生产的产品中　含有害物质不达标。做为食品的粮食、油料、糖料、果　蔬、肉、奶、蛋产品必须是无公害绿色食品。作为工业　原料及食品等用途的兵团支柱产品棉花，公害问题　也到了该引起警觉的程度：残膜“白色污染”的解决　实际上不但是技术问题，而且也有认识问题。从技术　角度讲，现已研制完成的收膜机之所以推广不开主　要是因为地膜过薄，抗拉力不够。如果加厚就可克服　回收中的重要难点，但加厚以后的成本必然加大，使　推广存在阻力。还有不合理倒茬、不施有机肥，仅以　超量化肥获取高产的做法，将破坏土壤结构、污染土　壤和地下水，造成土壤不可逆退化。　２兵团发展精准农业的措施　根据兵团现状．兵团在开展精准农业建设时，可　从现有条件人手，因地制宜开展下述研究和开发Ｔ作。　２．１加大支持力度，以外引内联形式开展生物技术　应用研究　从严格意义上讲，生物技术属于精准农业的外　延领域，但它是种子工程的前提。和依托，故应受到重　视。棉花几十年来的引育种经验证实，跨越大的生态　区从外省直接引种是不行的。目前在自育方面，在高　抗病、抗虫、高强力育种方面还需取得突破，这方面　基因Ｔ程是重要途径，应加大支持力度：其它作物育　种方面，也应加大支持力度，为外引内联创造条件。　２．２加大“３Ｓ”支持力度　“３Ｓ”技术即遥感（ＲＳ）技术、全球定位系统　（ＧＰＳ）及地理信息系统（ＧＩＳ），三方存在有机联系，　它是将信息高速、准确地采集、定位、处理、存贮、辅　助决策等诸多功能合于一体的技术。以农田作物栽　培为工作对象进行的农田生产及其管理决策依靠的　信息大部分由空间（遥感）提供，而以空间位置（全球　８８　定位）为框架的各种属性信息，包括土壤形状、作物　群体与个体性状、农田小气候以及相关信息，如道　路、农机具运行轨迹、农机农药销售网点等则由地理　信息系统来提供。实施“３Ｓ”技术为主体的农业管理　信息技术，将种植业产前、产中、产后加工、贮运决策　置于科学、合理、高效的基础上，避免了农业生产的　盲目性．使种植业中的耕作、施肥、灌溉、病虫害防治　等农田管理置于精准、及时、自动化管理之下，达到　最优化投人、最小的环境污染以及最大效益的生产　目的，使由“３Ｓ”等高新技术集成整合起来的农业管　理信息技术不仅将农业生产推上了自动化、信息化、　集约经营、精准生产的新台阶，而且为农业可持续发　展提供了有力的技术支撑（见图１）。　自动信息采集　信息处理　决策生成　指令生成　图１精准农业体系框图　目前．国内在“３Ｓ”技术应用方面日臻成熟。中　国农科院、中国农业大学等单位均可提供完整的技　术服务．建议在调研基础上引进２～３套应用系统，　来个“八仙过海，各显神通”，在兵团这个农业大平台　上争相斗艳。与机采棉比较，“３Ｓ”技术开发费用小，　但可获取效益的产投比要大，不应错失良机。　２．３　加大农业专家系统的支持力度（即后３Ｓ系统）　农业生产管理专家系统是“３Ｓ”技术不可或缺的　核心，因为一般的ＧＩＳ系统只提供了农田采集参数，　不能提供栽培措施的决策方案，即知其然不知其所　以然，必须由农业生产管理专家决策系统作出最终　决策方案，供决策层参照，最后交由农业工程准备系　统执行。农业生产（包括养殖业）管理专家系统大体　分以下系统：　２．３．１　种植业栽培管理专家决策系统　包括基于作物生长模拟模型的播前决策系统．　生育全程动态决策系统，网络支持系统等。目前“棉　花生长模拟模型和栽培管理计算机专家系统”，即基　于Ｃｏｔｔｏｎｐｌｕｓ的ＥＤＳＣＰ系统已由新疆农垦科学院　研制成功，在国内领先，部分领域在国际上有所创新　和发展。该系统适合新疆气象、土壤、耕作、品种条　件，已逐渐开始推广，效益显著．应继续予以支持。小　麦、玉米、水稻等作物生产管理计算机专家决策系统　在国内已１３臻成熟，应加大支持力度，尽快引进使其　在兵团境内有效化，甜菜、大豆等专家系统也可以开　展研究应用。　种植业生产管理专家决策系统集气象、水文、土　壤、耕作、种子、施肥、化调等条件于一炉，且建立在　作物生理、生化、生态学机理上，是具有全方位、系统　性、整体性、机理性极强的系统，应作为今后主要研　制推广方向。　２．３．２　蔬菜生产与植保决策服务系统及害虫田间辅　助鉴定多媒体专家系统　该系列系统基于ＧＩＳ的多媒体管理信息系统，　在北京已推广应用，引进推广的意义很大。　２．３．３平衡优化施肥计算机辅助决策系统　该系统国内和新疆有很多版本，它从全方位施肥　角度提供棉花等作物播前决策依据，适用性较强，但　由于只建立在知识和经验基础上，缺少生理、生化、生　态学机理，只能做局部决策使用，建议将各种版本决　策模型进行示范对比，从中选出最优模型推广。　２．３．４　养殖业主要是饲料优化配方推荐系统　２．４研制和建立兵团棉花全程机械化栽培的管理　体系　由于许多条件限制，兵团棉花已由机械化程度　很高的产业变成了劳动密集型产业，长此下去．不仅　劳动收入无法提高，且易因劳力运输、安置等造成社　会问题．只有实现棉田全程机械化栽培管理才是唯　一出路。　目前．以新疆农垦科学院农机所为主，研制了地　膜棉花农田机械化系列，为兵团精准农业的发展做　出了重要贡献。　棉田全程机械化管理体系的集成配套框图如图　２，包括下述技术（图２）：　１激光平地Ｉ　匡巫　图２棉田全程机械化管理体系的集成配套框图　２．４．１耕作机械化　目前朝大马力联合作业机械方面发展．新疆农　垦科学院农机所研制的ＥＬＺ一５．６型联合整地机．减　少了作业层次，整地质量好。受到用户欢迎。　２．４．２种子生产机械化　包括种子精选加工、包衣等。　２．４．３　实现播种、铺膜全程机械化　由新疆农垦科学院农机所研究的地膜棉精量精　密播种机已实现铺滴灌毛管、铺地膜及膜上单粒点　播一遍过；农七师一二五冈研制的铺点播机已实现　膜上单粒点播和株距调整：新疆农垦科学院农机所　还研制了适合机采棉的５膜２０行铺膜播种机．该机　综合了多种铺膜播种机的优点，将为机采棉推广提　供配套机械　２．４．４　实现残膜回收机械化　据玛纳斯县棉田残膜渊查，该县连作棉田时间　目前多在５年以下，但有半数左右地膜留在了棉田　种植棉花３～５年的土地，平均废膜残留量ｌ３．５　ｇ／　ｍ　，平均残膜残留量８．９９　ｋｇ／ｍ　，８～１０年的土地．平　均存废膜量ｌ２．５　ｋｇ／ｍ　，土地减产达７％．种植ｌ３年　以上的土地平均存废膜量２２．８７　ｋｇ／ｍ。，减产达ｌ７％。　兵团产棉区棉田面积占６０％以上，连作ｌ０年　以上的棉田比例很大，因此残膜留量估汁要超过地　方１倍以上。克服“白色污染”的唯一途径是将地膜　全部回收　近年来。兵团还研制成功了地膜回收机．　无法付诸实施的重要原因是地膜太薄，抗拉力不够　２．４．５实现灌溉、施肥、施药自动化　兵团位于我斟最干旱地区，滴水贵如油，因此实　施节水灌溉势在必行。近年来，兵团滴灌成套技术及　设施制造都已全部引进吸收，并已实施。　２．４．６　以化控代替整枝作业　包括打顶、打群尖在内的整枝作业也需大量人　工，也是承包面积受限制的重要原因，据我们通过计　算机模拟模型演算得知，在化控或整枝情况下，打顶　和不打顶对产量影响极小　２．４．７　实现收获机械化　兵团投　资通过近ｌ０年的努力，在引进美同约　翰迪尔公司生产的ＪＤ９９６５型等行距７６　ｃｍ（６８　ｅｍ＋　８　ｅｒａ）采棉机基础上进行了机采棉试验，日工效可达　１０　ｈｍ　左右，采净率９７％以上，同时引进的拉莫斯　公司清花设备，１　ｈ处理籽棉ｌ５　ｔ，皮棉的杂质率可　降到１％以下，采棉、清花费用折１　ｋｇ籽棉０．４元，　低于人工采棉费。相应的农艺研究，包括品种选育、　相应栽培技术研究及落叶剂试验均获成功，说明该　技术已臻成熟　通过上述７项技术措施的实施．棉花的全程机　械化就可以实现，人均承包面积可提高到１０　ｈｍｚ　以上，经测算，届时，棉　的农田劳动力可减少到原　来的３０％～５０％，真正实现减员增效，精准植棉的　目的。与此同时，实现小麦、　米、水稻、油料、糖料、　８９　果、瓜等作物精７俸栽培。　３精准农业发展方向　实现上述作物种子生产高标准，包括良种精选、　种子包衣技术：实现玉米、水稻、油料、糖料、果、瓜等　中耕作物精准播种；针对不同作物特点分别采取喷　灌、滴灌、涌泉灌等节水灌溉和平衡优化施肥措施；　研制和推广小麦、玉米、水稻等作物建立在ＧＩＳ平　台上的生产管理计算机专家决策系统及施肥、灌溉　计算机推荐系统，均是今后精准农业发展方向。兵　团农、林、草、牧、渔业精准农业技术还有很多，如大　马力农机具的引进和产业化；生态经济型退耕退林　还草　程的示范与推广：边境农牧团场的“金边工　程”；畜牧业品种改良和科学饲养技术的研究与示　范等等。总之，精准农业是科技含量高、覆盖面大，　经济、生态、社会效益均很大的系统Ｔ程，必须组织　起庞大的高科技队伍，调动起充足的财力、物力共　同去完成。　４新疆兵团发展精准农业的重大意义　用精准农业技术装备兵团农业意义重大。第一，　可以使农业职Ｔ从人工拾花、人工灌水、人工放苗封　土等繁重的体力劳动中解放出来，改善农业职Ｔ＝的　生产劳动条件，实现社会进步；第二，可以大大提高　职工劳动生产率。例如，棉花采用膜上精量点播、膜　下滴灌、机采棉。一个职工管理的面积可以达到　ｌ０．０～ｌ３．３　ｈｍ　．劳动生产率是原来的５～７倍：第　ｉ，可以提高作物的单产，采用精准农业技术不仅可　以节约物化劳动成本，而且可以提高单产达３０％～　５０％；第四，可以增加农业职工收入　由于劳动生产　率提高了，物化成本降低，单产提高，职＿丁的收入必　然提高：第五．用精准农业技术装备农业．将使农业　职＿Ｔ＝的思想观念发生变化，由小农经济的观念变为　大生产的观念：第六，用精准农业技术装备兵团农业　后，农业职工管理的面积大大增加．势必造成大田劳　动力的大量转移，这对发展畜牧业、林果业、瓜菜业　等二、＿二产业，乃至小城镇的发展大有好处；第七，用　精准农业技术装备兵团，可以使兵团农业从经验农　业走上精准农业的道路。总之，在兵团推广精准农　业，是一场ｒ互大的技术革命，这场技术革命的完成，　将推动生产力巨大发展，发展了的生产力必然要求　生产关系、上层建筑与之相适应，因此又会带来生产　关系和上层建筑领域内的巨大变革　真是一石激起　干层浪，精准农业技术的推广给兵团带来的变化将　是巨大的