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2.1健全農業科學技術管理體制,制定長期遠大科學技術發展戰略
針對農業科學技術發展的要求,以戰略高度的視角制定預期性部署,對各自為政的科技管理體制打破,強化和健全農業科學技術管理的法律保障,全力保護知識產權,對于獲得重大科研成果并轉為實際應用的單位和個人要重獎。組建科研成果轉為實際應用的保障機制,健全技術市場和金融市場。把農科研投放在公共財政保障上。要重視農業科研領域,把農業科研作為農業持續增長的需求。制定遠大的農業科學技術發展戰略目標,不但是農業經濟保持長期平穩發展的重大措施,現代農業科學技術要取得進步也必須這樣做。國家農業科學技術的主要管理部門和地方政府應該從長遠著想,使農業科學技術工作更加合理化、規范化,從而促成三個層次配置的最優化,給予我國農業由現行農業轉向新興農業一個廣闊的發展空間。
2.2努力貫徹科教興農戰略,快速將農業科學技術轉為實際應用
進行科學研究的目的就是希望使科學研究轉為實際應用,科學研究成果轉為實際應用涉及到各個階段的發展過程。從廣義上講,科研成果轉為實際應用主要包括科技提供、轉化、需求及科技條件系統等組成的大系統,包含創立、完善有關機制收入分配機制、考核機制、獎勵機制、調控機制等運行過程。從狹義上講,科研成果轉變主要由實驗室研究、實驗性試驗、生產性實驗、工業化生產等步驟組成,應管控大學、科研機構、研究開發及成果實際應用接續體系。做好大學、科研機構和工廠及地方的科技聯系,發動全體農業科教研究部門與民營企業參加多元化農業科學技術的推廣工作。農業科學工作要遵照市場經濟規律操作,生產企業部門的需求是科學研究的推動力量,科學研究成果只有轉變為實際應用才能使社會增值。生產部門以自身優勢研發、引進新品種、新工藝、新機械轉為創新型主體與推廣技術的載體,科研部門、主導企業和農民結成緊密利益相關體。這種利益相關體是教學和科技成果孵化器,推廣優良品種的產業部門,發揮有力科技輻射。
2.3提升農業科技人才水平,健全農業人才市場
教育、科學、人才是加快我國農業現代化的關鍵。將科技成果轉為實際應用主要依靠科技、管理方面的人才,使其通力配合,才能形成“政、企、校、研、資”全方位互動。所以需要組建和完善以知識產權作為參股的機制,強化知識資本在高新技術中的作用,使知識資本準入門檻降低。另外,具備條件的地區組建地區人才儲備庫,使之成為長效機制固定下來。大學和科研機構要為地方培養一些有知識、有技能、會管理、善經營的新一代農民,采取遠程教育和專業講座等方式,將各個最新農技項目散播于農業地區,為農村基層單位造就科技推廣工作者。為防止人才流失,主管部門要給予科技工作者創造必要的條件。只有這樣,我國的激勵人才流動要素、市場選擇的新型機制才能建立,從而促進我國農業的發展。
2.4改革農業推廣機制,健全農業推廣體系
強化改革和健全農機推廣體系關系到農業現代化體制改革成功與否的問題。在很多地區,農技站已經形同虛設。農業發達國家的經驗提供了很好的借鑒:不容忽略基層推廣站對農業發展所發揮的作用。要徹底解決三農問題就要組建現代化推廣體系。我國現行的農技推廣體系既不能迎合市場經濟體制,也無法面對加入世貿組織后國際農產品交易對我國現有農業經濟產生的沖擊,所以必須在保證農機推廣體系平穩的條件下,加深體制改革。組建符合新時期的農業科學技術推廣服務體系,強化農業科學技術推廣體系,不把追逐經濟效益作為目標,要考慮如何獲得最大社會利益。各個地區要以現實情況為出發點,深入地發掘地區農業的發展潛力,提升農產品的科技含量和市場準入資質,不能讓不合格的農產品進入市場坑害消費者。提高農產品在世界貿易中的競爭力,指導農民抗擊各種風險。
1、有助于構建社會主義農村小康社會
計算機技術及相應的網絡技術自誕生以來,就廣泛地應用于社會的各個領域,并為社會的發展及進步做貢獻了圖里。而在我國的社會主義新農村建設過程中,也應注重計算機技術的應用。該技術為加大了農村與城市之間的經濟及各方面交流,并實現了農業經濟信息化管理,為我國建設社會主義新農村小康社會做貢獻了巨大力量。
2、有助于促進農村經濟的產業化經營
隨著我國市場經濟體制改革的逐漸完成,使得市場呈現出前所未有的開放化,家業經濟要想在這樣激烈的競爭環境下生存及發展,就要加強農村之間的產業結合。
3、有助于培養專業的農業技術人才
發展農業的根本之一便是發展農業技術,強大的農業生產技術可以有效地提高農產品產出率及產品質量。將計算機技術應用于農業技術的研制當中,可有效地提高農業技術人才的科研水平及農業經濟管理水平,培養出的新型農業技術人才,反哺于農業發展,使得我國的農業經濟管理得到更好的發展。
4、有助于轉變傳統的農業經營形式
計算機技術應用于農業經濟管理,可以轉變原有的單一形式的農業經濟管理模式,提高農業經濟的市場競爭力。農業經營模式可參考如今的電子商務、網絡購物等模式,來實現地區農產品的宣傳,提高農產品知名度,從而提高銷量,使農民增收。
5、有助于幫助農民實現經濟效益的創收,提升農民的生活質水平
不管是何種形式的農業經濟管理方式,其最終目的均是提高農民收入,改善農民的生活質量。而原有的農產品銷售模式及策略過于被動,農民沒有自主的掌握市場。
二、農業經濟管理中計算機技術應用的途徑
在我國目前的農業經濟管理工作中,并未建立科學的管理體系,這使得農業經濟中的諸多管理工作僅僅是停留在表面,難以真正地實現其具體價值,要想改變這種現狀,就要加強農業經濟管理信息化建設,強化計算機相關技術在日常農業經濟管理中的應用,從而提高農業經濟管理質量和效率。
1.運用計算機網絡技術,實現多角度的農業信息服務
在社會信息化程度不斷加深的當下,各行各業都爭先利高信息含量的計算機網絡技術,來拓寬視野,農業經濟管理工作同樣也應該加強計算機網絡技術的運用,從而實現對新知識及新技術的不斷認識,優化并革新原有管理技術。
2.依靠計算機技術,完善農業信息數據庫的建設
我國的農業生產規模及農產品產量長期處于世界領先地位,但是相應的農業信息化管理卻并未有前兩者那樣優異的成績,但是隨著我國多年來對農業經濟管理的加強,以及將計算機等先進的信息化技術應用于農業經濟管理,使得我國的農業經濟管理信息化建設水平有所提升,在未來的農業經濟管理中,應加大力度建立農業信息數據庫,并在縣、鄉等基層單位為建設基礎,積極利用國家調配的各項農業管理專項資金,并且引入高素質信息化人才,從而有效的加快農業信息數據庫的建設步伐。
農業節水不僅是我國國民經濟和社會可持續發展所要求的,也是我國農業資源,尤其是水資源短缺、水土資源配置失衡等嚴峻形勢所決定的。農業節水對保障國家水安全、糧食安全和生態安全,推動農業和農村經濟可持續發展,具有重要的戰略地位和作用。我國農業缺水的問題在很大程度上要依靠節水予以解決,加強對我國節水農業技術的研究,以科技創新促進生產力發展,建立與完善適合我國國情的現代節水農業技術體系,將成為促進我國節水農業可持續發展的重大戰略舉措之一
1現代節水農業技術研究進展
隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇,世界各國,特別是發達國家都把發展節水高效農業作為現代農業可持續發展的重要措施。發達國家在農業生產實踐中,把提高灌溉(降)水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點和主要目標。在研究節水農業基礎理論基礎上,將生物、信息、計算機、高分子材料等高新技術與傳統的農業節水技術相結合,提升節水農業技術的高科技含量,建立適合國情的節水農業技術體系,加快由傳統的粗放農業向現代化的精準農業轉型的進程。
世界各國采用的節水農業技術通??蓺w納為工程節水技術、農藝節水技術、生物(生理)節水技術和水管理節水技術等四類。節水農業技術的應用可大致分布在四個基本環節中:
一是減少灌溉渠系(管道)輸水過程中的水量蒸發與滲漏損失,提高農田灌溉水的利用率;
二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失,在改善灌水質量的同時減少單位灌溉面積的用水量;
三是減少農田土壤的水分蒸發損失,有效地利用天然降水和灌溉水資源;
四是提高作物水分生產效率,減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗,獲得較高的作物產量和用水效益。節水農業發達的國家始終把提高上述環節中的灌溉(降)水利用率和作物水分生產效率作為重點,在建立了以高標準的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統和采用了以噴(微)灌技術和改進的地面灌技術為主的先進的田間灌水技術后,節水農業技術的研究重點正從工程節水向農藝節水、生物(生理)節水、水管理節水等方向傾斜,尤其重視農業節水技術與生態環境保護技術的密切結合。
1.1農藝節水技術
利用耕作覆蓋措施和化學制劑調控農田水分狀況、蓄水保墑是提高農田水利用率和作物水分生產效率的有效途徑。國內外已提出許多行之有效的技術和方法,如保護性耕作技術、田間覆蓋技術、節水生化制劑(保水劑、吸水劑、種衣劑)和旱地專用肥等技術和產品正得到廣泛的應用。如美國中西部大平原由傳統耕作到少耕或免耕,由表層松土覆蓋到作物殘茬秸稈覆蓋,由機械耕作除草到化學制劑除草,都顯著提高了農田的保土、保肥、保水的效果和農業產量。法國、美國、日本、英國等開發出抗旱節水制劑(保水劑、吸水劑)的系列產品,在經濟作物上廣泛使用,取得了良好的節水增產效果。法國、美國等將聚丙烯酰胺(PAM)噴施在土壤表面,起到了抑制農田水分蒸發、防止水土流失、改善土壤結構的明顯效果。美國利用沙漠植物和淀粉類物質成功地合成了生物類的高吸水物質,取得了顯著的保水效果。
節水農作制度主要是研究適宜當地自然條件的節水高效型作物種植結構,提出相應的節水高效間作套種與輪作種植模式。例如,在澳大利亞采用的糧草輪作制度中,實施豆科牧草與作物輪作會避免土壤有機質下降,保持土壤基礎肥力,提高土壤蓄水保墑能力。
在抗旱節水作物品種的選育方面,發達國家已選育出一系列的抗旱、節水、優質的作物品種。如澳大利亞和以色列的小麥品種、以色列和美國的棉花品種、加拿大的牧草品種、以色列和西班牙的水果品種等。這些品種不僅具備節水抗旱性能,還具有穩定的產量性狀和優良的品質特性。特別是近年來,在植物抗旱基因的挖掘和分離、水分高效利用相關的基因定位以及分子輔助標記技術、轉基因技術、基因聚合技術等在抗旱節水作物品種的選育上取得了一些極富開發潛力的成果。
近年來,水肥耦合高效利用技術的研究已將提高水分養分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根區濕潤方式和范圍等與水分養分的有效性、根系的吸收功能調節等有機地結合起來。通過改變灌水方式、灌溉制度和作物根區的濕潤方式達到有效調節根區水分養分的有效性和根系微生態系統的目的,從而最大限度地提高水分養分耦合的利用效率。美國、以色列等國家將作物水分養分的需求規律和農田水分養分的實時狀況相結合,利用自控的滴灌系統向作物同步精確供給水分和養分,既提高了水分和養分的利用率,最大限度地降低了水分養分的流失和污染的危險,也優化了水肥耦合關系,從而提高了農作物的產量和品質。
1.2生物(生理)節水技術
將作物水分生理調控機制與作物高效用水技術緊密結合開發出諸如調虧灌溉(RDI)、分根區交替灌溉(ARDI)和部分根干燥(PRD)等作物生理節水技術,可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。與傳統灌水方法追求田間作物根系活動層的充分和均勻濕潤的想法不同,ARDI和PRD技術強調在土壤垂直剖面或水平面的某個區域保持土壤干燥,僅讓一部分土壤區域灌水濕潤,交替控制部分根系區域干燥、部分根系區域濕潤,以利于使不同區域的根系交替經受一定程度的水分脅迫鍛煉,刺激根系的吸收補償功能,使根源信號ABA向上傳輸至葉片,調節氣孔保持在適宜的開度,達到不犧牲作物光合物質積累而又大量減少其奢侈的蒸騰耗水的目的,與此同時,還可減少作物棵間的土壤濕潤面積,降低棵間蒸發損失和因水分從濕潤區向干燥區側向運動帶來的深層滲漏損失。RDI是基于作物生理生化過程受遺傳特性或生長激素的影響,在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫(即人為地讓作物經受適度的缺水鍛煉)來影響其光合產物向不同組織器官的分配,進而提高其經濟產量而舍棄營養器官的生長量及有機合成物的總量。因營養生長減少還可提高作物的種植密度,提高總產量,減少棉花、果樹等作物的剪枝工作量,改善產品品質。國際上有關調虧灌溉的研究主要是針對果樹和西紅柿等蔬菜作物,對大田作物的研究較少。
近年來,國內外相繼開展了對作物需水量計算方法的大量研究,但這些研究大多以單點的和單一作物的耗水估算為主,在此基礎上采用插值法和面積加權平均法確定的區域作物耗水量的精度會受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點是將單點的單一作物耗水估算模型的研究擴展到區域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上,根據作物及其不同生育期的需水估算,使有限的水最優分配到作物的不同生育期內,為研究適合不同地區的非充分灌溉制度提供基礎數據和支撐。隨著遙感技術的應用使得采用能量平衡法估算區域作物耗水量成為可能,通過遙感獲得的作物冠層溫度來估算區域耗水量分布的研究變得十分活躍,并在一些發達國家得到了一定的應用。
1.3水管理節水技術
為實現灌溉用水管理手段的現代化與自動化,滿足對灌溉系統管理的靈活、準確和快捷的要求,發達國家的灌溉水管理技術正趨朝著信息化、自動化、智能化的方向發展。在減少灌溉輸水調蓄工程的數量、降低工程造價費用的同時,既滿足用戶的需求,又有效地減少棄水,提高灌溉系統的運行性能與效率。
建立灌區用水決策支持系統來模擬作物產量和作物需水過程,預測農田土壤鹽份及水分脅迫對產量的影響,基于Internet技術和RS、GIS、GPS等技術完成信息的采集交換與傳輸,根據實時灌溉預報模型,為用戶提供不同類型灌區的動態配水計劃,達到優化配置灌溉用水的目標。為適應灌區用水靈活多變的特點,做到適時、適量地供水,需對灌溉輸配水系統的運行模式和相應的自控技術開展研究。目前,國外多采用基于下游控制模式的自控運行方式,利用中央自動監控(即遙測、遙訊、遙調)系統對大型供水渠道進行自動化管理,開展灌區輸配水系統的自控技術研究。在明渠自控系統運行軟件方面,著重開展對供水系統的優化調度計劃的研究,采用明渠非恒定流計算機模擬方法結合閘門運行規律編制系統運行的實時控制軟件。
美國、澳大利亞等國已大量使用熱脈沖技術測定作物莖桿的液流和蒸騰,用于監測作物水分狀態,并提出土壤墑情監測與預報的理論和方法,將空間信息技術和計算機模擬技術用于監測土壤墑情。根據土壤和作物水分狀態開展的實時灌溉預報的研究進展也很快,一些國家已提出幾種具有代表性的節水灌溉預報模型。在此基礎開展的適合不同地區的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水條件下灌溉用水管理的基礎,隨著水資源短缺的不斷加劇,其研究在國內外得到普遍重視。
多采用系統分析理論和隨機優化技術,開展灌區多種水源聯合利用的研究,以網絡技術支持的智能化配水決策支持系統為基礎,建立起多水源優化配置的專家系統,提出不同水源組合條件下的優化灌溉與管理模式,合理利用和配置灌區的地表水、地下水和土壤水,對其進行統一規劃和管理。在最大限度地滿足作物對水分需求的同時,改善灌區的農田生態環境條件。
1.4工程節水技術
隨著現代化規模經營農業的發展,由傳統的地面灌溉技術向現代地面灌溉技術的轉變是大勢所趨。在采用高精度的土地平整技術基礎上,采用水平畦田灌和波涌灌等先進的地面灌溉方法無疑是實現這一轉變的重要標志之一。精細地面灌溉方法的應用可明顯改進地面畦(溝)灌溉系統的性能,具有節水、增產的顯著效益。激光控制土地精細平整技術是目前世界上最先進的土地平整技術,國內外的應用結果表明,高精度的土地平整可使灌溉均勻度達到80%以上,田間灌水效率達到70%-80%,是改進地面灌溉質量的有效措施。隨著計算機技術的發展,在采用地面灌溉實時反饋控制技術的基礎上,利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應用地面灌溉控制參數反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性,獲得最佳的灌水控制參數,有效地提高地面灌溉技術的評價精度和制定地面灌溉實施方案的準確性。
除地面灌溉技術外,發達國家十分重視對噴、微灌技術的研究和應用。微灌技術是所有田間灌水技術中能夠做到對作物進行精量灌溉的高效方法之一。美國、以色列、澳大利亞等國家特別重視微灌系統的配套性、可靠性和先進性的研究,將計算機模擬技術、自控技術、先進的制造成模工藝技術相結合開發高水力性能的微灌系列新產品、微灌系統施肥裝置和過濾器。噴頭是影響噴灌技術灌水質量的關鍵設備,世界主要發達國家一直致力于噴頭的改進及研究開發,其發展趨勢是向多功能、節能、低壓等綜合方向發展。如美國先后開發出不同搖臂形式、不同仰角及適用于不同目的的多功能噴頭,具有防風、多功能利用、低壓工作的顯著特點。
為減少來自農田輸水系統的水量損失,許多國家已實現灌溉輸水系統的管網化和施工手段上的機械化。近年來,國內外將高分子材料應用在渠道防滲方面,開發出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復合材料,研究具有防滲、抗凍脹性能的復合襯砌工程結構形式。如已在德國、美國應用的新型土工復合材料GCLS就具有防滲性能好、抗穿刺能力強的明顯特點。此外,管道輸水技術因成本低、節水明顯、管理方便等特點,已作為許多國家開展灌區節水改造的必要措施,開展渠道和管網相結合的高效輸水技術研究和大口徑復合管材的研制是渠灌區發展輸水灌溉中亟待解決的關鍵問題。
2現代節水農業技術研究發展趨勢
現代節水農業技術是在傳統的節水農業技術中融入了生物、計算機模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術,具有多學科相互交叉、各種單項技術互相滲透的明顯特征?,F代節水農業技術涉及的既不是簡單的工程節水和水管理節水問題,也不是簡單的農藝節水和生物節水問題。從支撐現代節水農業技術的基礎理論而言,需將水利工程學、土壤學、作物學、生物學、遺傳學、材料學、數學和化學等學科有機地結合在一起,以降水(灌溉)-土壤水-作物水-光合作用-干物質量-經濟產量的轉化循環過程作為研究主線,從水分調控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發,探索提高各個環節中水的轉化效率與生產效率的機理。另一方面,現代節水農業技術又需要生物、水利、農藝、材料、信息、計算機、化工等多方面的技術支持,來建立適合國情的技術體系。
隨著20世紀中葉以來科學技術出現的重大突破,節水農業領域中大量借助于土壤水動力學、植物生理學的理論和現代數學方法及計算模擬手段,試圖從整體上來考慮水-土-作物-大氣間的互動作用與關系,定量描述土壤-植物-大氣連續體中水分和養分運移的轉化過程,據此制定科學的水、肥調控方案,這使得對節水農業的研究已由以往單純的統計或實驗性質變為一門有著較為嚴謹的理論基礎與定量方法的科學。計算機技術、電于信息技術、紅外遙感技術以及其它技術的應用,使得在土壤水分動態、土壤水鹽動態、水沙動態、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數據監測、采集和處理手段得到長足發展,促進了農業用水管理水平的提高,而高分子復合材料和納米材料的研制創新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術上的重大突破。
在提高農業用水的利用率和水的生產效率的節水農業技術研究中,不僅涉及到與土壤-植物-大氣系統中的界面過程,水分傳輸和系統反饋的機制,水分調控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉化關系等相關領域內的前沿技術,還與利用現代高新技術對水資源、土壤水分和作物水分進行監測調控,根據作物需水規律進行精量灌溉等關鍵技術有關。為此,必須以具有學科交叉性的重大前沿性技術研究為基礎,研發與農業節水相關的重要關鍵技術,探索建立適合國情的現代節水農業技術體系。
3我國現代節水農業技術研究重點與內容
3.1現代節水農業前沿技術
圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領域,對現代節水農業前沿技術開展原創性研究。通過對水-土-植物關系、干旱條件下植物根信號傳輸和氣孔反應的機制、干旱脅迫鍛煉對植物超補償功能的刺激等問題的研究,帶來農業節水原理與技術的創新,促進節水農業新思路的問世和源頭高技術的產生,為我國現代節水農業的發展提供基礎理論和技術儲備。
作物高效用水與生理調控技術:
(1)研究主要作物節水條件下產量形成及可視化的生產模型,獲得維持農作物較高水分生產效率的生理和生態學過程參數,提出農作物根系微生態系統水分吸收功能調控模型和水分利用整體超補償功能環境反應模型;
(2)研究不同生態區域內主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉條件下的需水量季節分布和計算模式和不同節水灌溉技術條件下的作物需水和耗水模型,提出作物水分生產函數與有限水量條件下的非充分灌溉制度,得到不同節水灌溉方式下實施非充分灌溉制度的技術;
(3)研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻、果樹)調虧灌溉的指標體系(最佳凋虧階段和調虧程度),提出不同養分水平或施肥條件下調虧灌溉的模式及相應的指標,獲得作物調虧灌溉的田間實施技術;
(4)研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指標體系,提出不同養分水平或施肥條件下控制性分根交替灌溉的模式及相應參數,獲得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技術要素最優組合設計方法及的田間實施技術;
作物需水信息采集與精量控制灌溉技術:
(1)研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號轉導的過程,建立作物水分信號診斷指標體系,獲得利用作物莖桿變形測量診斷作物缺水狀況的新技術與新產品;
(2)研究作物水分區域分布監測技術和作物蒸騰過程快速監測技術,提出區域土壤水分空間變異性與最佳動態監測布點方式和區域土壤墑情監測預報技術,獲得土壤水分動態快速測定與預報技術及新產品;
(3)以土壤墑情監測預報、作物水分動態監測信息與作物生長信息的結合為基礎,研究運用模糊人工神經網絡技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統,研制開發智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預報與決策支持軟件。
農田水肥調控利用與節水高效作物栽培技術:
(1)以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象,研究不同區域、種植制度、地力基礎和水資源狀況下主要作物農田養分供應與利用模式,提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養分最佳參數組合;
(2)研究不同灌溉方式下作物根區水分養分遷移、轉化和吸收的動力學過程,提出相應的作物根際水肥耦合循環與調控模型,獲得以提高水肥耦合利用效率為目標的田間節水灌溉技術參數的最優組合;
(3)以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象,研究農田高效用水的作物群體時空分布特征,影響農田整體抗旱特性和水分利用效率的群體因素和調控技術;構建主要農作物高效用水群體優化結構的綜合栽培技術體系。
3.2現代節水農業關鍵技術
以田間節水灌溉、灌溉用水管理、農藝與化控節水等為重點,適當考慮干旱缺水地區特殊水源的開發與高效利用,研究現代節水農業關鍵技術,創制一批新型的農業節水新產品與新材料,促進節水農業技術水平的提升,為我國農業節水提供適合國情的實用性應用技術。
田間節水灌溉技術:
(1)研制抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器,開發新型微灌過濾器、注肥器及系統控制設備;
(2)研究節能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度的噴頭、噴灑區域為矩形的噴頭,開發適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置,改進扇形轉動的搖臂式噴頭,研制新型移動式輕小型噴灌機組和智能控制低壓變量自走式噴灑機組;
(3)研究土地精平標準與激光控制平地技術,開發國產激光控制平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統,提出與激光控制平地技術實施相配套的田間灌排工程系統模式,研究地面灌溉技術控制參數,開發田間波涌灌溉控制設備、田間多孔閘管灌溉系統和田間灌溉自動控制設備;
(4)研發適合家庭規模的可調式小型免耕坐水播種技水與設備,創制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機。
灌溉系統輸配水監控與調配技術:
(1)研發水分損失小、價廉、精度高、抗干擾性強的渠系量水設備,研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等,開發經濟實用的灌區自動化量水二次儀表及設備、井灌區計量與控制用水裝置等;
(2)開發基于局域網絡、Internet網絡與RS和GPS技術相結合的灌區動態管理信息采集、傳輸和分析技術,研究灌溉系統的計算機識別技術和動態配水系統下非恒定流模擬仿真技術和水量與流量的實時調控技術;
(3)研究灌區中央控制系統自動控制技術和水力自動控制技術,開發灌溉配水系統的閘門控制模式及基于模糊控制方法的靈活方便的控制器。
農藝節水技術:
(1)以小麥、玉米等大田作物及林草為重點,應用分子標記輔助選擇、轉基因、基因聚合技術結合常規育種的方法,創制抗旱節水型、水分高效利用型的優異育種新材料,選育抗旱節水與高產優質相結合型的新品種(組合);
(2)研究主要生態區域節水高效型的作物種植結構和適合區域特點的節水高效間作套種與輪作等種植模式,提出主要種植制度周期內農田水分高效利用技術控制要素和集成化參數,得到節水型農作制度優化技術及其量化指標;
(3)以旱地土壤水庫增容為核心,研究等高種植集雨蓄水保墑技術和田間集雨栽培技術、少耕免耕保水保肥技術、地力培肥有機旱作技術、降低田間蒸發的覆蓋保墑技術等雨水就地高效利用技術,提出旱地農田節水抗旱能力的糧草輪作技術、糧經飼作物立體種植高效用水技術等。
新型農業節水材料與產品:
(1)研究利用納米技術改進防滲材料的性能,研制新型土壤固化劑、新型復合土工膜料和填縫材料,鹽漬土和膨脹土等特殊土類渠道的專用防滲材料,開發新型保溫復合材料和環保型混凝土補強新材料,創制用于管道輸水的高分子復合材料大口徑管材和管件;
(2)研發適合旱區應用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠色環保型集雨面噴涂材料、生物集雨材料和田間集雨材料等;
(3)篩選具有控制蒸騰功能的外源物質,研究植物蒸騰抑制劑,研制具有抗旱節水、防病殺蟲、高效環保等多種功能的種衣劑,開發以生物材料(藻類、纖維、沙漠植物等)或化學材料為基質的新型保水劑,創制低成本的高效多功能水土保持劑與土壤結構改良劑;
(4)研發由天然材料和改性天然材料(重點是植物纖維和淀粉類)制成的可被微生物完全分解為對環境無害物質的新型覆蓋材料,開發具有增溫、保墑、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料,改性和創制新型液膜等。
水源開發與高效利用技術:
(1)建立區域雨水資源高效利用技術體系和最優開發模式及智能決策系統軟件,研發適合旱區應用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式,提出新型集雨設施結構形式和現場成型技術,獲得雨水集蓄與高效利用工程系統設計軟件;
(2)研究低成本、節能型的微咸水開發利用技術,建立微咸水灌溉下的控制指標體系和作物灌溉制度,提出微咸水灌溉下土壤水鹽運動規律與調控技術,得到咸水與淡水混灌和輪灌的應用模式;
(3)研究再生水灌溉對土壤、地下水及作物品質的影響,提出再生水作物安全高效利用指標量化體系,開發利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水與潔凈水混灌或輪灌的應用技術以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。
4現代節水農業技術研究帶來的貢獻
農業機械是一種技術含量高、結構相對復雜的專門化生產工具,一般進行作業的工作條件比較惡劣,操作人員的使用技術水平和專業知識素質差別較大。同時,作為一種生產工具,隨著使用期限的延長,機械零部件也會因正常磨損而引起使用性能下降,影響到正常使用。所以,農業機械的使用管理中缺少不了維修保養這個環節。本文就農業機械維修保養中過的相關問題進行探討。
一、農業機械的保養
農業機械的保養要按照“防重于治、養重于修”的原則,切實執行技術保養規程,動力機械要按主燃油消耗量確定保養周期,按時、按號、按項、按技術要求進行保養,達到技術保養標準,確保機具處于完好的技術狀態。
農業機械的保養要嚴格按照使用說明書及當地農機管理部門規定的內容進行。機車的高級保養應在機務管理人員指導下在室內進行。燃油動力機械要做到四小漏(小漏油、小漏水、小漏氣、小漏電)、五凈(油、水、氣、機器、工具)、六封閉(柴油箱口、汽油箱口、機油加注口、機油檢視口、汽化器、磁電機)、一完好(技術狀態完好);配套農具要實行常年修理,做到三靈活(操作、轉動、升降靈活)、五不(不曠、不鈍、不變形、不銹蝕、小不件)、一完好(技術狀態完好)。
二、農業機械的維修
1、從農業機械維修的技術方面,無維修設計是其理想的目標,即使需要維修也是很簡單的,基本上不花費時間費用。但現實情況不能兼備理想的設計制造工藝、理想的工作環境、理想的操作使用程序以及理想的使用者。因此無維修設計只能是在一定范圍內的。這就對農業機械的故障診斷技術及維修技術提出了更深更廣的要求。以前由于農業機械基本是由各級國營農機站掌握和使用的,維修體制基本沿襲前蘇聯計劃維修體制,也就是預防維修制,即按一定的時間周期進行大修或更換部件,而維修周期都是基于過去的統計數據確定下來的,所以又叫定期維修。
隨著農業機械的發展,設備診斷技術也隨之發展,且診斷的技術及設備日益全面和簡單。如以前測試拖拉機功率用水力測功率,隨后又發展到簡易機械式測功儀到便攜式電子測功儀,使很多只能定性不能定量、定部位的故障得到了更明確的結論,減少了維修的盲目性和材料、人力的浪費。這種根據狀態進行維修的方法叫預知維修,它取代了過去的定期維修和事后維修,它與定期維修所不同的是:一個是以時間決定維修活動的維修,一個是以現狀決定維修活動的維修。預知維修較預防維修有以下4個優點:一是減少了機械引起的災害;二是增加了運轉時間;三是減少了維修時間;四是提高了生產率。但是,如果缺乏用以確定缺陷的檢知方法,或者設備診斷所需的費用大于設備診斷所得到的收益,則不宜采用預知維修的方法。
2、從農業機械維修的經濟方面看,即設備的使用、維修、更新只能以經濟壽命為依據。經濟壽命是指設備還具有一定的生產能力,但由于有形損耗和無形損耗,使設備的使用經濟性下降,如果繼續使用這種設備,將會造成經濟損失。也就是設備運行到一定時間由于費用急劇上升,就必須進行修理,這樣才能在合理費用支出下保證設備的正常運轉。設備每進行一次這樣的循環,費用就較前一次上升一些,運轉周期就短一些。經過數次循環后,就必須考慮更新設備。
3、從農業機械維修系統的經營管理方面看,經濟效益是一切經營管理活動追求的目標,農業機械維修的經營管理同樣是圍繞著經濟效益這一中心目標來開展活動的。這就需要用經濟理論價值工程的原理和方法,研究維修技術政策方針措施的經濟效益,建立評價經濟效果的指標體系,預測設備的剩余壽命和確定其最佳使用壽命,進行設備一生壽命周期費用分析,對設備的修理、改造和更新進行分析評價,選擇技術和經濟相結合的最優方案,為維修決策提供依據。
當前隨著農機向著小型化的發展,及農機保有量的迅速增加,農機維修市場也得到了快速的發展,但同時也出現了一些負面影響,維修過程中頻繁出現質量糾紛和質量事故,侵害了農民的權益。為了避免和減少這種情況的發生,除了有關部門對農機維修市場加強管理外,農民在對農機進行維修時也要做到理性和理智,切實提高自我保護能力,增強維權意識。常見事故如下:
1、調試、修理或排除故障不切斷電源動力
這類事故占維修事故總數的25%,未切斷動力而進行維修作業,實際上是一種嚴重違反農機操作規程的行為,出事故也是必然的。雖然農機監理部門反復強調,但是不少機手仍我行我素,導致此類事故不斷出現。比如有的機手在收割作業中,因碰到割刀纏繞雜草、輸送或脫粒等部件堵塞、皮帶脫落等小故障時,為了搶時間,在未切斷動力的情況下,自接排除故障或安裝,常常造成傷亡事故。
2、維修技術不熟練
機修工由于維修技術不熟練,未弄清機械部件結構,不懂拆裝竅門,盲目硬拆硬裝,憑力氣蠻干,其后果一是會損壞零部件,二是一旦扳手等工具由于用力過猛滑脫,常會造成修理工受傷。如某一修理工在安裝一臺拖拉機電機時,由于擰螺絲時用力過猛,螺絲擰斷,造成人從發動機上掉下,臉部被摔壞出血。
現在農村的拖拉機都是私人所有,不少機手貪圖眼前利益,修理時能省則省,平時不注意檢查、保養,農忙時一旦出現故障,維修時只求快,采取頭痛醫頭,腳痛醫腳的辦法,造成維修事故多發。
4、修理工沒駕駛經驗
拖拉機經修理后,通常需要駕駛一下,有的車要試一下剎車等部件是否調整到位。有的車由于更換了活塞、缸套,需要牽引磨介。有的修理工修理技術還可以,但駕駛技術不一定行。如一臺泰山-25型拖拉機牽引磨合時,開車的修理工無證駕駛,制動不及時,致使后車撞前車,造成拖拉機前橋、水箱等嚴重損壞事故。
5、維修設備不完好
完好的修理設備是維修質量的重要保證。有的鄉村維修網點,沒有起碼的維修設備,照樣進行大修業務,形成修理事故隱患。如某鄉農機站修理一臺農用運輸車,用小千斤頂和麻繩將485型柴油機抬上駕駛室,還未等固定,千斤頂滑脫,整個發動機向后倒去,麻繩根本拉不住,正砸在后面一修理工的手上,手指被砸斷。深刻教訓告訴我們,條件不具備不應接收大修理的業務。
結語:從以上農機修理事故分析可以看出,農業機械出現了故障要及時進行排除和修理,絕不能怕花錢而讓機器帶病作業。要機手記住,這樣做是很危險的,若等事故發生了后悔也來不及了。所以,機具使用中發現異常后要立即停機,查明原因并確認已排除后方能重新投入生產進行作業。遇到自己排除不了的故障,要找專業人員幫忙解決和修理。因此,應加強對農機維修人員的技術培訓,提高維修人員的業務素質,使設備的完好率、出勤率均保持在一個較高的水平上,充分發揮其在農業生產中的作用,促進農業的增產增收。