農業(yè)工程技術范文精選

摘要本文綜述了目前國外“精細農業(yè)”實踐的主要目標及其技術思想的內涵。著重圍繞其主要支持技術發(fā)展，討論了有關工程技術創(chuàng)新及推動我國開展試驗研究的問題。目前國外對這一技術體系的研究與實踐，主要仍集中在基于GPS和GIS技術應用的作物生產系統(tǒng)精細管理方面，因此本文提出用“精細農作”的譯名來表達當前研究目標的內涵，希望引起學術界的討論。進入21世紀，基于知識和信息的“精細農作”技術思想，必將擴展到大農業(yè)經營的各個領域，推動傳統(tǒng)農業(yè)生產的信息化與知識化，即進一步發(fā)展到設施園藝、工廠化養(yǎng)殖、農產品精細加工及農業(yè)系統(tǒng)精細經營管理方面，逐步形成一個基于農業(yè)生物科學、電子信息技術及工程裝備為主導的“精細農業(yè)”技術體系，為建立優(yōu)質、高效和可持續(xù)發(fā)展的農業(yè)系統(tǒng)服務。

關鍵詞：精細農業(yè)精細農作GPS和GIS工程技術創(chuàng)新

引言

近兩年來，我國科技界在研究推進新的農業(yè)科技革命中，關于國外“精細農業(yè)”技術的發(fā)展，引起了廣泛的關注。新聞媒體陸續(xù)有了一些報導，科技部在篩選“面向21世紀解決16億人口食物安全的關鍵技術”項目、組織S-863農業(yè)高技術領域發(fā)展計劃研究以及農業(yè)部948引進項目立項中，也受到了重視。有的單位已開展了有關研究和試驗示范工程準備工作,加強了和國外的學術交流與合作聯(lián)系，國內學術交流也開始活躍。國外有關產業(yè)界開始向我國推薦其技術產品，密切關注中國走向21世紀實現農業(yè)現代化、信息化中這一巨大的潛在技術市場?？梢灶A言：“精細農業(yè)”技術體系的試驗示范及其相關技術產品的開發(fā)研究，將在世紀之交成為推進我國新的農業(yè)科技革命中的重要研究課題。信息技術革命為農業(yè)生產現代化發(fā)展提供了新機遇，在開拓新的前沿科技應用研究領域中，發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家的起跑線拉近了距離，時間上的差距在縮小。在某些重要領域實現技術發(fā)展上的跨越，將是機遇性的挑戰(zhàn)。主席1998.9在安徽考察工作時的講話中指出：“現在一些發(fā)達國家，已經把基因育種工程、電子信息互聯(lián)網絡、衛(wèi)星地面定位系統(tǒng)等高新技術應用于農業(yè)。我們必需有緊迫感，盡快迎頭趕上”。“精細農業(yè)”技術體系是?┭?、农业工倡H⒌繾佑胄畔⒖萍嫉榷嘀盅Э浦兜淖樽凹桑溆τ醚芯糠⒄貢亟慌苯用嫦蚺┮瞪哂τ梅竦牡繾有畔⒏咝錄際?，燃偤卫星定位系蛨觫地理信息系蛨觫?屑際醯吶┮滌τ?；农嚏毰息繝F儼杉瞧鰲⑴┨鋦鰲⑼練使芾懟⑴┮├謾⑽廴究刂頻仁視眉際鹺團┮倒こ套氨訃捌洳禱際醯難芯坑肟?，夺j貧夜謚逗托畔⒌拇撐┮迪執(zhí)?，具有赦j兜惱鉸孕砸庖濉?nbsp;“精細農業(yè)”，即國際上已趨于共識的“PrecisionAgriculture”或“PrecisionFarming”學術名詞的中譯。國內科技界及媒體報導中目前尚有各種不同的譯法和對其內涵的理解。實際上，目前國外關于PrecisionFarming的研究，基本上仍是集中于利用3S空間信息技術和作物生產管理決策支持技術（DSS）為基礎的面向大田作物生產的精細農作技術，即基于信息和先進技術為基礎的現代農田“精耕細作”技術。因此，作者認為采用“精細農作”譯名來表達當前這一技術思想的內涵可能更為確切?！熬氜r作”是直接面向農業(yè)生產者服務的技術，這一技術體系的早期研究與實踐，在發(fā)達國家始于八十年代初期從事作物栽培、土壤肥力、作物病蟲草害管理的農學家在進行作物生長模擬模型、栽培管理、測土配方施肥與植保專家?低秤τ醚芯坑朧導薪徊澆沂鏡吶┨錟諦∏魑鋝亢蛻せ肪程跫拿饗允笨詹鉅煨?，磦蝤提除f宰魑鐫耘喙芾硎凳┒ㄎ弧蔥璞淞客度?，或称“处纺_┳鰲倍⒄蠱鵠吹模輝諗┮倒こ塘煊潁云呤甏釁諼⒌繾蛹際躚桿偈滌沒貧吶┮禱底氨傅幕繅惶寤?、智能化紘素茧H?，农嚏毰息智能化采集与处理茧H躚芯康姆⒄梗由習聳甏鞣⒋錒葉耘┮稻斜匭杓婀伺┮瞪?、自嚨A⒒肪澄侍獾墓惴汗厙瀉陀行Ю門┮低度?、阶暭硽⒈M⑻岣吲┮道?、提高农产品手C【赫圖跎倩肪澈蠊鈉惹行棖?，为“精细农做棻茧H跆逑檔男緯勺急噶頌跫：M逭秸驡PS技術的民用化，使得它在許多國民經濟領域的應用研究獲得迅速發(fā)展，也推動了“精細農作”技術體系的廣泛實踐。使得近20年來，基于信息技術支持的作物科學、農藝學、土壤學、植?？茖W、資源環(huán)境科學和智能化農業(yè)裝備與田間信息采集技術、系統(tǒng)優(yōu)化決策支持技術等，在GPS、GIS空間信息科技支持下組裝集成起來，形成和完善了一個新的精細農作技術體系和開展了試驗實踐。迄今支持“精細農作”示范應用的基本技術手段已逐步研究開發(fā)出來，在示范應用中預示了良好的發(fā)展前景。近五、六年來，已有數千計的研究成果，實驗報告見諸于國際學術會議或學術刊?錚幻磕甓季侔熳ㄌ狻骯示概┮笛躚刑只帷焙陀泄刈氨訃際醪氛故凈幔輝諭蛭仙柚糜卸喔鱟ㄌ饌罰梢約笆輩檠接泄匱芯糠⒄剮畔?；灭仮英、澳、紦砣国一些著名大学设立了“精细农业”研究中心，开设翑\泄夭┦?、硕蕢ㄐ究份^蚣芭嘌悼緯蹋蝗鍘⒑裙昀匆鴨涌煒寡芯抗ぷ鰨⒌玫攪蘇棵藕拖喙仄笠檔拇罅χС幀9噬隙哉庖患際跆逑檔姆⒄骨繃壩τ們熬壩辛斯惴旱墓彩?，将成为侍m橢環(huán)⒄古┮蹈咝錄際跤τ醚芯康鬧匾翁狻?/P>

“精細農作”技術思想的內涵及其主要支持技術：

“精細農作”技術思想的核心，是獲取農田小區(qū)作物產量和影響作物生長的環(huán)境因素（如土壤結構、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區(qū)產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。正是信息技術革命為這一技術思想的實踐，提供了先進的技術手段。千百年來的作物生產，都是以地區(qū)或田塊為基礎，在區(qū)域或田塊的尺度上，把耕地看作是具有作物均勻生長條件的對象進行管理，如利用統(tǒng)一的耕作、播種、灌溉、施肥、噴藥等農藝措施，滿足于獲得區(qū)域、農場或田塊的平均產量的認識水平，很少顧及對農田的盲目投入及過量施肥施藥造成的環(huán)境后果。傳統(tǒng)的農業(yè)技術推廣模式，也是在區(qū)域尺度上進行品種選擇、土肥監(jiān)測，通過地區(qū)試驗積累的適于當地的栽培管理措施向農戶推薦使用。實際上，即使在同一農田內，地表上、下影響作物生長條件和產量的明顯時空分布差異性，包括農田內作物病、蟲、草害總是先以斑塊形式在小區(qū)發(fā)生，再逐步按時空變化蔓延的特性，早已為人們所認識。幾世紀前，農民把土地劃分為小田塊來耕作經營，正是受到對作物生長環(huán)境和產量空間變異的感性知識的影響。我國農民幾千年來在小塊土地上經過勞動密集的投入和積累的豐富生產管理經驗而形成的“傳統(tǒng)精耕細作”技術，也可以在小塊農田內達到很好的經濟產量，只是沒有現代科學方法的定量研究和現代工程手段的支持來形成大規(guī)模的生產力。本世紀初期，科學家就研究報告過作物產量和田間土壤特性，如N、P、K、pH、SOM含量等在田間分布具有明顯的差異性。1929年，Illinois大學C.M.Linsley和F.C.Bauer發(fā)表文章勸告農戶應繪制自己田區(qū)內的土壤酸度分布圖和按小區(qū)需求使用石灰的建議。之后，一直都有關于農田土壤和收獲量空間變異性研究的報導。八十年代以來，關于在農田中實施土壤肥力、植保和作物生產定位管理（SiteSpecificCropManagement）的技術研究受到廣泛的重視。世界著名廠商先后向市場提供了裝有空間定位和產量傳感器的現代谷物聯(lián)合收獲機，已可以在收獲過程中自動生成以12-15m2為單元組成的農田小區(qū)產量分布圖。多年的試驗實踐表明，田區(qū)內小區(qū)平均產量的最大差異可以超過100％。由于作物生產還受到氣候變異的影響，經連續(xù)多年對同一田區(qū)積累的數據表明，同一小區(qū)年際間的產量差異性也可能是十分明顯的。田區(qū)內產量上述明顯的時空分布差異性，顯示了農田資源利用存在的巨大潛力?，F代農學技術與電子信?⒓際醯姆⒄梗炕袢≌廡┯跋熳魑鍔ひ蛩丶白鈧帳粘傻目占洳鉅煨孕畔?，实施基又u逗拖執(zhí)萍嫉姆植際降骺兀锏教鍇謐試辭繃Φ木飫煤突袢【】贍芨叩木貌砍晌贍堋M?是精細農作技術思想的示意圖。其實施過程可描述為：帶定位系統(tǒng)和產量傳感器的聯(lián)合收獲機每秒自動采集田間定位及對應小區(qū)平均產量數據→通過計算機處理，生成作物產量分布圖→根據田間地形、地貌、土壤肥力、墑情等參數的空間數據分布圖，作物生長發(fā)育模擬模型，投入、產出模擬模型，作物管理專家知識庫等建立作物管理輔助決策支持系統(tǒng)，并在決策者的參與下生成作物管理處方圖→根據處方圖采用不同方法與手段或相應的處方農業(yè)機械按小區(qū)實施目標投入和精細農作管理。上述精細農作技術體系在許多發(fā)達國家的試驗和應用表明，可以顯著節(jié)約投入，獲得良好的經濟效益，受到農戶的歡迎。

黨的十六大提出：“統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經濟社會發(fā)展，建設現代農業(yè)，發(fā)展農村經濟，增加農民收入是全面建設小康社會的重大任務。”杜青林部長*3年9月在大連召開的全國農業(yè)產業(yè)化研討會上座談時指出：“我國農業(yè)現代化的基本內涵就是要用現代工業(yè)裝備農業(yè)，用現代科技武裝農業(yè)，用掌握現代科技的勞動者從事農業(yè)，用現代經營管理方式指導農業(yè)，實現農業(yè)的專業(yè)化、商品化、社會化生產，實現資源的科學開發(fā)、合理利用，實現農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?！秉h的十六大為我國農業(yè)發(fā)展新階段和全面建設小康社會明確了任務，為我國農業(yè)和農村經濟發(fā)展指明了方向。

一、我國現代農業(yè)的主要內涵與特征

（一）主要內涵

1.現代農業(yè)是繼原始農業(yè)、傳統(tǒng)農業(yè)之后的一個農業(yè)發(fā)展新階段。從世界范圍看，傳統(tǒng)農業(yè)向現代農業(yè)的轉變，是在封建土地制度廢除、資本主義商品經濟和現代工業(yè)有了較大發(fā)展的基礎上逐步實現的。

2.現代農業(yè)以科學技術為強大支柱?，F代農業(yè)是伴隨著科學技術的發(fā)展而發(fā)展的，并隨著現代農業(yè)科學技術的創(chuàng)新與突破而產生新的飛躍。

3.現代農業(yè)以現代工業(yè)裝備為物質條件。傳統(tǒng)農業(yè)單純依靠農業(yè)內部物質循環(huán)，而現代農業(yè)是依靠增加大量現代工業(yè)裝備和現代物質投入的、開放的高效農業(yè)系統(tǒng)。

關鍵詞農業(yè)工程；開放實驗室；實踐；對策

摘要結合農業(yè)工程實驗室開放的實踐，闡述實驗室開放的必要性，分析實驗室開放過程中出現的問題和原因，并對實驗室開放和管理提出一些建設性意見。

進入21世紀以來，高校的培養(yǎng)目標和教學內容日趨綜合化，更加注重素質培養(yǎng)，更加重視培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新和與人溝通協(xié)作的能力。面對新世紀科學技術日新月異的發(fā)展，確立適應21世紀我國農業(yè)現代化建設對高級農業(yè)工程技術人才要求的培養(yǎng)目標，構建和優(yōu)化農業(yè)工程類專業(yè)課程體系和完善實驗教學環(huán)節(jié)等，成為教學管理人員急需認真探討和思考的問題。農業(yè)工程類專業(yè)的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有一定工程背景的高級農業(yè)工程技術人才[1]。農業(yè)工程具有實踐性、綜合性強的特點，實驗教學是培養(yǎng)學生把理論知識轉化為實際能力的重要環(huán)節(jié)，一般占課內總學時的20%左右。農業(yè)工程類專業(yè)教學實踐體系要充分體現知識、能力、應用等全面素質綜合發(fā)展要求，重視學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和基本實踐技能的訓練，以達到全面提高的目的[2]。針對農業(yè)工程實驗室的現狀，筆者分析了實驗室開放的必要性以及開放過程中存在的一些問題，提出實驗室開放存在問題的解決措施。

1農業(yè)工程實驗室開放的必要性

1.1培養(yǎng)新型農業(yè)工程人才的需要我國是農業(yè)大國，在新要求、新形勢下，如何培養(yǎng)高素質的新型農業(yè)工程人才是當前農業(yè)工程院校教育實踐面臨的新課題。社會對農業(yè)工程型人才的需求已經發(fā)生變化，需要具有很好的實踐能力和創(chuàng)新能力的新型農業(yè)工程人才。傳統(tǒng)的農業(yè)工程院校在學生的創(chuàng)新能力、發(fā)現問題和解決問題的培養(yǎng)上存在嚴重不足，無法適應新環(huán)境。實踐證明，通過實驗室開放，在實驗中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、動手能力和協(xié)作能力，對于培養(yǎng)出適合現代農業(yè)工程發(fā)展需要的新型人才，是有很好促進作用的。

1.2培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力的需要“重理論、輕實踐”的教育思想和模式，分割了理論與實驗的聯(lián)系，機械式的實驗教學方法使學生只能按部就班地根據預設的實驗步驟進行實驗，很難體會到實驗失敗和成功的真諦[3]。在這樣的情況下，實驗室開放，可以使學生對所學的理論知識融會貫通，學生可以在實驗過程中積極思維，獨立解決所遇到的實際問題。學生可以根據自己的實際情況，相對自由地選擇實驗項目、實驗數量、實驗時間，主動去完成整個實驗過程，學生在實驗中可以充分發(fā)揮個性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，同時在專業(yè)知識面、協(xié)作能力、實踐能力等方面都有一定的提高。

摘要：太陽能工程是農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)課程體系的重要組成部分，涉及多個學科領域，綜合性較強，在教學過程中存在教材針對性弱、課程實驗設備匱乏、輔助教學資源較少以及考核方式單一的問題。文章根據農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)培養(yǎng)要求，提出了既體現學校自身的專業(yè)特色、又考慮人才市場需求和人才培養(yǎng)規(guī)律的太陽能工程課程建設方案。從課程內容設置、課程思政建設、課堂教學改革、課后創(chuàng)新實驗建設及考核方式多樣化等方面進行探討，并給出相應的建議，旨在滿足農業(yè)工程領域的太陽能工程應用人才培養(yǎng)需求。

關鍵詞：農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程；太陽能工程；課程建設；實踐教學；創(chuàng)新實驗；課程思政

1引言

農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程作為農業(yè)工程領域下轄的七個二級學科之一，是我國發(fā)展現代化農業(yè)產業(yè)、推進鄉(xiāng)村振興的基礎學科。由于專業(yè)的針對性不強、農業(yè)產業(yè)發(fā)展緩慢以及一些學生對從事農業(yè)領域工作的偏見，因此該專業(yè)較少有高校開辦且均由農業(yè)類大學設立。隨著傳統(tǒng)化石能源危機和全球范圍的環(huán)境問題、溫室效應越發(fā)突出，以及“雙碳”背景下農業(yè)現代化、農村城鎮(zhèn)化和現代新農村建設戰(zhàn)略的實施，該專業(yè)將在低碳化農業(yè)及“新能源+新農村”的建設進程中發(fā)揮決定性作用[1]。太陽能作為一種清潔環(huán)保的可再生能源（5%的太陽能相當于世界能源需求的50倍），將其應用于社會發(fā)展的各個領域是緩解甚至解決人類面臨的能源危機的根本途徑[2]。近年來，結合我國能源產業(yè)結構改革，太陽能光伏發(fā)電和光熱利用得到了廣泛推廣，從而推動了相關產業(yè)的快速發(fā)展。因此，農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程作為農業(yè)工程領域中與能源利用緊密相關的專業(yè)，設立太陽能工程課程對確保整個專業(yè)課程體系構建的完整性、合理性和科學性具有重要意義。本文結合農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和河南農業(yè)大學（以下簡稱我校）在農業(yè)工程領域的學科特色，對太陽能工程課程的內容設置、課程思政建設、課堂教學改革、課后創(chuàng)新實驗建設及考核方式多樣化等環(huán)節(jié)進行探討，從而實現對現有課程的改造與提升，滿足新時代的人才培養(yǎng)需求。

2太陽能工程課程教學存在的問題

（1）教材針對性弱。由于太陽能工程技術涉及學科眾多，因此太陽能工程課程的教材選擇要具有較強的針對性。目前有關太陽能利用技術的教材較多。根據培養(yǎng)目標的不同，有些教材主要圍繞光伏發(fā)電技術而展開，有些教材則是針對光熱發(fā)電技術來闡述，但已有的教材主要集中于太陽能在工業(yè)及高端制造業(yè)領域的應用，偏離了農業(yè)類大學課程建設和人才培養(yǎng)目標，因此缺乏適用于農業(yè)建筑環(huán)境與能源工程專業(yè)的優(yōu)質教材。（2）課程實驗設備匱乏。完善的配套課程實驗不僅可以激發(fā)學生的學習興趣，而且能夠幫助學生理解并掌握課堂理論知識，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力[3]。目前尚沒有企業(yè)開發(fā)針對太陽能光熱轉換和光伏發(fā)電的課堂配套實驗設備，已有的實驗平臺存在體積大、可移動性和操作性弱等問題，導致實驗教學不能有效融入課堂教學過程。（3）輔助教學資源較少。輔助教學資源是指可以豐富和強化教學過程的各類素材，如工程案例影視介紹、系統(tǒng)運行原理動態(tài)解析、復雜儀器的分解等教程。目前缺乏太陽能應用于農業(yè)工程領域的教學資源，從線上線下可以查閱搜集到的可用素材非常有限，且大部分素材為企業(yè)產品的宣傳視頻，不適用于課堂教學。教師只能采用文字描述或靜態(tài)圖片加文字注釋的模式進行教學，不能有效激發(fā)學生的學習興趣，課堂活躍度較低。（4）考核形式單一。在義務教育階段，主要采用傳統(tǒng)的考試方式，通過試題來考查學生對知識點的掌握程度，偏重于對理論知識的考核。到了大學后亦是如此，考試內容教材化、考試題型標準化、考核方式單一化以及考試前“臨時抱佛腳”的現象凸顯[4]。特別是大學生在脫離了家長和教師的約束后，容易出現遲到、曠課、逃學等問題，嚴重者甚至出現大面積掛科、拿不到學位證書的情況。

一根據資源稟賦，構建“雙鏈型”生態(tài)農業(yè)模式的技術

標準體系根據不同地區(qū)資源稟賦，選擇和創(chuàng)建適宜本地區(qū)發(fā)展的“雙鏈型”生態(tài)農業(yè)模式，并制定相應標準，進行示范推廣，形成地區(qū)特色生態(tài)農業(yè)和支柱產業(yè)。因此，各地應因地制宜地選擇和創(chuàng)建適合本地區(qū)發(fā)展的“雙鏈型”生態(tài)農業(yè)模式，不能盲目照搬照套其他地區(qū)的模式。近年來，通過對創(chuàng)建的“雙鏈型”生態(tài)農業(yè)模式的配套技術體系，逐步深化、熟化和生產實踐應用，制定了基于“四水”（水禽、水產、水生蔬菜、水稻）、“特糧特經與畜禽”、“特糧特經與畜禽、水產”等3種資源稟賦的13項地方標準（其中江蘇省11項，揚州市兩項），并頒布實施，初步構建了“雙鏈型”生態(tài)農業(yè)模式示范推廣的技術標準體系，為生態(tài)農業(yè)模式的標準化，提供了操作規(guī)程。

1基于“四水”生態(tài)種養(yǎng)模式的技術

標準江蘇省里下河地區(qū)水資源豐富，水稻種植、水生蔬菜種植、水禽養(yǎng)殖和水產養(yǎng)殖等“四水”種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)異常發(fā)達，形成了寶應荷藕和有機稻米、高郵麻鴨、邗江揚州鵝、興化大閘蟹、盱眙和江都龍蝦等各具地方特色的種植養(yǎng)殖帶。在傳統(tǒng)的種養(yǎng)基礎上，嫁接生態(tài)循環(huán)的現代農業(yè)理念，研究集成了水產-水生蔬菜、水禽-水產、水稻-水產、水稻-水禽等生態(tài)農業(yè)技術體系，并研究制定相應技術標準。目前已頒布實施的“四水”種養(yǎng)模式有9個，分別是：《茭白-克氏原鰲蝦共作技術規(guī)程》（DB32/T1687-2010）、《克氏原螯蝦-水稻共作技術規(guī)程》（DB32/T2346-2013）、《克氏原螯蝦-水芹共作技術規(guī)程》（DB32/T2339-2013）、《克氏原螯蝦-荷藕共作技術規(guī)程》（DB32/T2340-2013）、《克氏原螯蝦-芡實共作技術規(guī)程》（DB32/T2338-2013）、《克氏原螯蝦-鰱鳙混養(yǎng)技術規(guī)程》（DB32/T2337-2013）、《牧草-鵝-水稻鏈式操作規(guī)程》（DB32/T1157-2007）、《牧草-鵝-水稻-鴨鏈式操作規(guī)程》（DB32/T1667-2010）和《有機稻田套樣克氏原螯蝦生產技術規(guī)程》（DB3210/T54-2013）。

2基于“特糧特經與畜禽“模式”的技術標準

2.1經濟林果隙地種草養(yǎng)畜禽的生態(tài)農業(yè)模式