農(nóng)業(yè),是關(guān)乎國計民生的重要行業(yè)。想要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得顯著增長,就需要不斷應用新的科學與技術(shù)。在大力倡導智慧農(nóng)業(yè)的背景之下,國外農(nóng)業(yè)領(lǐng)域值得關(guān)注的五大技術(shù)趨勢,一起來看看!
無線傳感技術(shù)
對于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言,如何實現(xiàn)環(huán)境的實時在線監(jiān)測,并將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中心,其秘密就在于它所使用的各種傳感器。
傳感器是將溫室環(huán)境因子等非電物理量轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)能夠識別的電信號的基礎(chǔ)元件,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的不同需求,溫室配備的傳感器數(shù)量和種類也大不相同。從與作物生長息息相關(guān)的環(huán)境因素來看,科技農(nóng)業(yè)中應用到的傳感器主要有溫濕度傳感器、水分傳感器、營養(yǎng)元素傳感器、二氧化碳傳感器、光照傳感器等。鑒于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高溫、高濕的極端惡劣環(huán)境,傳感器對于穩(wěn)定性、靈敏度的要求高,以致價格相對來說比較貴。但是,在無線傳感技術(shù)的輔助下,種植者能夠使作物得到適宜的溫度、光照以及精確控制的水肥,為作物創(chuàng)造符合其生長的最適宜的外部環(huán)境,從而達到提高品質(zhì)、增加產(chǎn)量、節(jié)約能源的目的,并為作物大數(shù)據(jù)平臺的建立和農(nóng)產(chǎn)品溯源提供數(shù)據(jù)支撐。由此可見,在智慧農(nóng)業(yè)中,無線傳感器的應用前景非常廣泛。
機械全自動化
農(nóng)業(yè)機械自動化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容之一。它可以節(jié)省勞動力、減輕勞動強度、實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),并提高作業(yè)質(zhì)量、改善生產(chǎn)經(jīng)營條件,提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益、生態(tài)效益。
近年來,農(nóng)業(yè)機械全自動化技術(shù)取得了長足進步,“機器人”們在提供種植照料和監(jiān)測方面更加靈敏和便捷,自動種植和自動采摘是農(nóng)業(yè)機器人發(fā)展最快的兩個領(lǐng)域。
3D打印
沒有什么新技術(shù)能比“打印”新產(chǎn)品更能提高全球制造業(yè)的發(fā)展。如今,人類肝臟和腎臟的生物打印已經(jīng)成為可能,更重要的是,新的疫苗和藥物已經(jīng)能夠在“生物學的模塊構(gòu)建”下被部分打印出來,種種創(chuàng)舉讓人不免遐想:當主要應用于工業(yè)和制造業(yè)領(lǐng)域的3D打印技術(shù)遇上傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),又會碰撞出怎樣的火花?
3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),通過粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,以逐層堆疊累積的方式構(gòu)造物體的快速成形技術(shù)。目前,我國農(nóng)業(yè)界對于3D打印技術(shù)的應用,主要集中于農(nóng)業(yè)機械裝備的研發(fā)和復雜部件制造。傳統(tǒng)農(nóng)機研發(fā)的流程一般是:設計目標—設計方案—綜合比較—方案確定—技術(shù)分析—樣機設計—復雜件制作—整機試制—田間試驗—改進設計—產(chǎn)品開發(fā)。
3D打印可以改變傳統(tǒng)的設計流程和制作工序,在設計方案綜合比較時即可打印出模型,不僅可以直觀地進行結(jié)構(gòu)方案比較,而且還可以多角度進行技術(shù)分析,在制作環(huán)節(jié)中也無需考慮對于生產(chǎn)工藝的依賴,在無需模具的情況下就可以短時間制造出來。將3D打印技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)機械研發(fā)和生產(chǎn)后,可以突破局限,開辟出巨大的設計研發(fā)空間,為農(nóng)機設備的發(fā)展帶來無限可能。
植物心理學
1966年,有個名叫巴克斯特的情報專家在給庭院花草澆水時,異想天開地把測謊儀綁到了一株天南星葉片上,想測試一下水從根部到葉子的上升速度究竟有多快。隨后,他驚奇地發(fā)現(xiàn),測謊儀顯示水從根部上升時的曲線圖形,居然與人在激動時測得的曲線圖形十分相似!當他嘗試用點著的火柴接近葉子時,指針的劇烈擺動甚至超出了記錄紙的邊緣,說明植物已產(chǎn)生了強烈的恐懼心理。
前蘇聯(lián)科學家維克多也做過一個有趣的實驗。他先用催眠術(shù)控制一個人的感情,并在附近放上一盆植物,然后用儀器把人的手和植物的葉子連接起來。維克多讓實驗者感到高興時,植物便豎起葉子,舞動花瓣;當維克多描述冬天的寒冷使實驗者渾身發(fā)抖時,植物的葉子也會瑟瑟發(fā)抖。也就是說,植物會思考,也會體察人的各種感情。這項研究已發(fā)展成為一門新興的學科——植物心理學。
一位科學家每天早晨給含羞草演奏25分鐘音樂,聽音樂的含羞草比沒聽音樂的含羞草高1.5倍,而且葉子和刺長得更為密集??茖W家在實驗中發(fā)現(xiàn),植物喜歡聽古典音樂,對爵士樂不喜歡,喧鬧的噪音會引起植物的煩惱,生長速度減慢甚至枯萎死去。
2002年,英國科學家羅德和日本巖尾憲三特意制造出了植物活性翻譯機,只要連接上放大器和合成器,就能聽到植物的聲音。
植物和人一樣,有完整的神經(jīng)系統(tǒng),有思維活動規(guī)律,有心理活動,掌握了解植物的心理活動及其規(guī)律,對于揭秘大自然、服務大自然、服務人類、服務生產(chǎn)都具有重要而深刻的意義,也是對集約化作物生產(chǎn)設施新設計的又一重大貢獻。
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)
目前,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)正處在從小農(nóng)經(jīng)營為主向規(guī)模化、機械化、集約化過渡的階段,這為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應用提供了巨大空間。
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)以涵蓋種植業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)等子行業(yè)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域為核心,涉及飼料生產(chǎn)、化肥生產(chǎn)、農(nóng)機生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工等相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè),并整合包括統(tǒng)計數(shù)據(jù)、進出口數(shù)據(jù)、價格數(shù)據(jù)、乃至氣象數(shù)據(jù)的宏觀經(jīng)濟背景數(shù)據(jù)等環(huán)節(jié),是跨行業(yè)、跨專業(yè)、跨業(yè)務的數(shù)據(jù)分析、挖掘與可視化。
“這些數(shù)據(jù)將成為農(nóng)業(yè)決策的大腦,”中環(huán)易達物聯(lián)網(wǎng)專家認為,在未來,農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)除了對種植提出建議外,還將為種植者提供種什么、怎么種才能達到收益最大化的系統(tǒng)解決方案,規(guī)避同類產(chǎn)品扎堆上市的同質(zhì)化風險,“包括市場預測、農(nóng)民征信、農(nóng)業(yè)金融等,都需要建立在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上?!?/p>
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是融合了農(nóng)業(yè)地域性、季節(jié)性、多樣性、周期性等自身特征后產(chǎn)生的來源廣泛、類型多樣、結(jié)構(gòu)復雜、具有潛在價值,并難以應用通常方法處理和分析的數(shù)據(jù)集合,使農(nóng)業(yè)內(nèi)部的信息流得到了延展和深化。隨著計算機的速度和容量不斷增加,收集和使用有關(guān)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)各個方面的信息的能力將會爆發(fā),將永遠改變?nèi)祟惡妥魑锏慕】禒顩r。