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文档简介
1.3.3 现代都市农业作业装备围绕制约湖北省都市农业装备小型化、轻量化、智能化及多功能等现代农业装备进程的核心问题,联合省内外的研发力量,建立适合本省的现代都市农业装备研发体系,开展系统性、基础性的研究。通过现代都市农业装备的协同创新,以现代都市大棚农业作业装备为突破口,形成适合现代都市农业作业装备设计理论体系,实现现代都市农业装备数字化设计、智能化与信息化技术的突破,为南方丘陵水网地区暨湖北省的农机产业跨越式发展提供科学技术基础,使协同创新中心现代农业装备的共性技术研发水平达到国内一流水平。(1)大棚蔬菜生产全程机械化装备目前国内随着种植面积的不断扩大,农民对实现蔬菜生产机械化的要求已经越来越迫切。长期以来,蔬菜种植生产主要沿用传统的手工劳作方式或半机械化作业,整个生产过程不仅生产周期长,劳动强度大,作业条件恶劣,而且生产率很低,耗损严重,造成蔬菜生产种植收入下降,直接影响了农民种植蔬菜的积极性,制约了蔬菜种植规模的扩大和产出效益的提高。与传统蔬菜生产方式对比,机械作业无论是从物料消耗、平均用工量,还是在作业成本等方面都具有明显的优势,同时还大大减轻了劳动强度,且现代的免耕直播技术、少耕技术还具有改善土壤微生态系循环、保墒增肥、减少水土流失等作用,由此可见蔬菜生产机械化具有巨大的经济、社会和生态效益。根据国外的蔬菜生产经验,实行机械化作业可以大大提高蔬菜生产的经济效益。我国平均水平一亩蔬菜从种到收大约需要12-14个工日,仅用工费就接近150元,占生产成本的60-70%。而加拿大、澳大利亚等国蔬菜生产实现了机械化,亩用工量不到1个,劳动力成本很低。若在湖北省蔬菜产区实现机械化生产,所需蔬菜联合直播机具数量可观。以每台机具生产率4.5-9亩/h,每天按8小时作业时间计,有效的作业时间按25天计,则每台每年可播种面积为900-1800亩,以湖北省蔬菜产区种植面积1870万亩推算,湖北省蔬菜产区所需机具大约11000-22000台套,若考虑设备的故障、维修等折算共需大约13000-27000台,由此可见实施湖北省蔬菜机械化生产,所需机具数量是可观的。若考虑向长江中下游地区的辐射,市场潜力更大。同时若考虑向周边地区的辐射,存在着巨大的市场潜力,因而,其产业化前景十分乐观。蔬菜机械化播种将有力促进当地的农业机械制造、农业机械维修服务业的发展,从而提供更多就业机会,促进农村劳动力转移,有利于实现农村的稳定和繁荣。然而目前蔬菜生产全程机械的关键技术有待从以下几个方面进行突破:智能移动平台机械系统研究蔬菜大棚农业环境智能移动平台其关键在于机械系统与导航控制系统的设计。智能移动平台能完成沿作物行行走并完成播种等相应的作业,要求控制系统和机械系统相互协调。其研究包括:轮系及轮子类型的确定、驱动及转向方式的确定、电机类型的选定等。机械系统结构紧凑、同时与之配套的驱动机构应具备良好的稳定性。针对实际大棚的作业环境,从总体布局、移动方式、驱动系统、底盘和从动轮以及配套的播种机械结构等方面进行机械结构的设计。运用模块化的设计思想及方法,增强系统的使用范围和实用性。通过建立三维数字化模型,研究其运动学和动力学特性。确保移动平台的平稳性、转向灵活、操作简便,并具有一定承载能力和低成本。 其执行机构的质量、机械误差和地面材质、转动的惯量、轮胎与地面出现打滑情况等各种因素会影响机器人的力学特性。此外,移动平台的方向和速度之间还存在着耦合问题,因此,该机械系统可视作一个强耦合、非线性的系统。而使用数学方程来描述此类系统,是当前此领域研究的主要内容,因此,建立一个可以反映系统特性的数学模型,对于设计机器人控制系统具体非常重要的意义。精量播种执行机构及其播种监控系统研究针对本项目纯电力动力源的特征,研究适宜于白菜、萝卜、菠菜等蔬菜的精量播种机具。开展适宜于电驱动特点的排种器、排肥器、开沟器、覆土器以及镇压轮等结构设计。研究简便实用的播种的行距、间距以及施肥量调节方法。整机设有铺土总成、打穴总成、播种总成、覆土总成、洒水总成、施肥总成、检测及控制系统、传输系统、触摸式显示屏等。为了保证整套系统正常工作,几乎每一道工作装置都有光感器来确保。播种监控系统研究通过采用合适的传感器,监测播种轮转速、漏播及施肥量、罐内料面的高度、已播面积和时间。整个工作流程为:第一次铺土后经过毛刷刷平,打穴、播种、施肥、第二次覆土至洒水完成。研究以单片机为核心,利用传感器检测播种机前进的即时速度和播种量,把测量的数据送到单片机,由单片机进行计算和统计。播种过程中,路程检测传感器检测播种机行走距离,并把检测的信号输入到主机单片机,播种检测传感器对输种管种子流动情况进行检测,并把检测的信号输入到主机单片机,主机单片机接收路程检测传感器和播种检测传感器的测量数据,进行计算和统计,根据播种机行走距离、播种数量、种子粒距、播种要求,进行分析判断播种机工作是否正常,并把分析计算的结果送入到从机单片机,如出现漏播,输种管堵塞等故障,从机单片机立即启动报警器进行声光双向报警,并通过显示器显示播种量、播种路程、缺种数、缺种率、缺种位置等。主要研究内容包括:监控系统整体方案的研究与确定;监控系统硬件研究与设计;监控系统软件研究与设计;监控系统测试及分析。可以显著提高精密播种机的使用效率和质量,不但能防止漏播,保证播量。(2)现代都市设施农业装备研究设施农业作为现代农业的重要组成部分,其综合集成了农业生物技术、农业机械与建筑工程技术、环境控制技术、信息技术和管理技术等多领域科学技术,是以此进行集约化种植业生产和养殖业生产的农业生产方式,实现了农业的高产、高效和优质生产。设施农业是在非传统农业生产环境条件下进行的,它突破了自然气候和季节性制约,真正实现了周年生产,全年供应,从而进一步大大提高了种植业的单位面积产量,也使养殖业个体生产量得到大幅度增长。然而这一体现必须由相关技术含量高的设施装备来实现,因此,设施农业装备技术的发展对发展我国设施农业尤为重要。在国外,荷兰、以色列、美国、日本等设施农业发达国家,设施农业已经发展到较高水平,已形成了成套的技术和完整的设施装备,这些设施设备小型、轻便、多功能、性能高,涵盖了耕作、播种育苗、灌溉施肥以及自动嫁接等,普遍实现了播种、育苗、定植、管理、收获、包装、运输等作业的机械化,自动化程度高。而且国外不断追求规模效益,在欧美温室生产中每个经营者的栽培面积由原来的2 hm2以下增加到4 hm2以上,而这种规模的扩张都是通过先进的管理,特别是先进的设施农业装备技术来完成的。经过多年的发展,我国设施农业相应技术装备先后不断突破,也已有了许多配套的装备技术。然而,我国设施农业装备技术还相对落后,拥有的小型耕作机械虽然可进行多项作业,但大多都存在操作灵便性差、耕作质量差、生产率不高和适应性较差等问题;种植设备中移栽机尚处于研发攻关阶段,对于播种行距、穴距及播深的自动调节,以及精确播种、覆土、喷淋等系列工序的自动控制,仍然不能满足生产实际作业要求;灌溉和施肥设备,目前已有喷灌、滴灌、渗灌以及施肥等设备,但整体性能及可靠性还不稳定,施肥和灌溉还不能实现按作物需求进行精确作业;环境调控设备,主要还存在环境调控能力不强的问题。在占我国温室面积80%以上的日光温室,绝大部分都没有环境自动控制设备,基本靠人为经验进行人工操作,极大地影响产品品质和产量。因此根据我国设施农业特点,目前需重点完善和开发以下装备技术:设施关键环节装备技术开发专用微型耕整地作业机械装备,要求体积和质量小,兼顾动力,操作性强,能减轻操作者的劳动强度,配套动力在 2.0 kW4.5 kW之间,作业主机应选择电动机为宜,并开发相应的配套机具,可完成复式作业。开发适合设施内作业的小型精量播种装备,能实现行距、穴距及播深可调。开发相关育苗移植装备,尤其开发与微型耕作机配套的小型钵苗移栽机,实现多穴攫取秧苗和栽植自动作业,并能自动检测坏苗,主攻半自动机型,逐步系列化、标准化实现全自动。开发具有可操作性的自动嫁接技术装备,中耕植保装备,采摘、收获技术装备,以及采后清选、分级和加工包装等装备。环境调控装备技术在强调改善环境来提高生产率的同时,结合相应生产模式,开发可以根据设施动植物等生长需求特性的环境自动控制装备技术,实时调节动植物的生长环境,优化创造动植物在可控环境下适宜的成长发育条件,提高设施产品实现高产、高效、优质、安全、生态。设施栽培介质消毒装备技术设施栽培中,尤其育苗基质的消毒,可防治枯萎病、根线虫病等,而消毒装备当以物理方式环保、安全。而我国还没有成熟的装备技术,重点需借鉴国外装备技术,开发适应性好,消毒彻底,安全、环保的设施栽培介质消毒装备。设施生理生态信息获取装备技术开发能够实时获取动植物生理、生态特性的装备技术。重点通过集成先进的机械、电子和控制开发出实时监控动植物生理、生态特性的生物传感装备,最大限度地获得动植物生长需求信息,最大限度减少人为影响,以进行科学生产和信息化管理。(3)基于物联网技术的现代都市农业研究物联网是发展现代都市农业的有力支撑。应用物联网技术改造传统农业,可使农业生产、用水、用肥、用药, 以及畜禽养殖和水产养殖实现精准控制,降低污染,促进农业增产和效益提高,实现农业高效可持续发展。同时物联网是农产品质量安全的有效保障。农产品质量安全是当前“三农”工作的重中之重。通过物联网技术的应用, 可以加大对农产品从生产到加工、再到流通的全过程的监管,完善农产品安全追溯系统,保障农产品质量安全。物联网是提升农业决策管理水平的重要手段。运用物联网技术,可以对农作物生长、畜禽和水产养殖、农产品加工和流通等进行全方位的监测, 可实现实时视频监控、准确感知、科学分析, 并提供准确的数据, 对提高农业决策水平具有重要意义。目前,农业物联网关键技术主要围绕农业信息感知、农业信息传输、农业信息处理等三个方面展开研究。国外农业物联网信息技术及感知产品相对较成熟,国内大部分的农业物联网信息感知产品在农业信息化基地逐渐使用;但大部分仍然处于试验阶段,产品的可靠性、稳定性等和国外有明显的差距。因此根据农业物联网特点,目前需重点完善和开发农业物联网发展中的智能化数据处理研究。物联网的感知层、传输层和应用层实现了农业数据的采集、传输和人机交互。而物联网的核心是对数据的处理和分析,并最终用来辅助人类的决策行为。而数据的分析处理涉及到人工智能、概率论、统计学、机器学习、数据挖掘以及多种相关学科的综合应用以及计算机建模与实现, 是当代信息技术的核心与前沿, 是智能化的源泉和动力, 只有实现了智能的数据处理, 农业物联网才能真正地展现出其巨大优势。农业传感器、无线网络及开发应用系统技术的应用已较为成熟,智能化必将成为下一阶段农业物联网研究的重点和前沿。1.3.3 农机化政策研究当前,我国已进入了全面建成小康社会新的发展阶段,发展农业机械化是全面建成小康社会的必然要求和迫切需要。如何加快湖北省农机化发展的步伐,面临新的形势、新的问题、新的挑战、新的任务。很有必要分析研究新的形势,并据此提出相应的对策。一、发展现状近几年来,在国家强农惠农政策东风的带动下,我省农业机械化事业快速发展,取得了巨大进步。到2013年我省主要农作物综合机械化水平达59%,比2012年增加1.5个百分点;机械耕整,小麦、水稻机收水平已达80%以上,部分指标接近90%。全省完成机耕面积7079万亩,比上年增加17万亩。机械播栽面积1831万亩,比上年增加196万亩,其中水稻机插面积839万亩(早稻148万亩,中稻605万亩,晚稻86万亩),比上年增加153万亩,机插水平达27.7%,居全国第三位;油菜机播312万亩,比上年增加115万亩,机播水平达18.5%。机收面积4797万亩,其中小麦机收1415万亩,机收水平达88.5%;油菜机收585万亩,机收水平达34.7%;水稻机收2682万亩,机收水平达88.6%。农业机械化的快速发展,大幅度提高了农业生产效率,提升了农业综合生产能力,促进了农业增效、粮食增产、农民增收,为全省社会主义新农村建设和加快建成小康社会做出了重要贡献。二、存在的问题一是我省农机装备总量虽在大幅度增加,但结构性矛盾仍然十分突出,关键环节机械化水平还不高,水稻机械插秧水平还不到30%,油菜机械直播、机械收获还处在起步阶段,棉花机械播种、机械采摘还是空白,这是影响我省综合机械化水平的瓶颈,急待突破。二是农机购置补贴逐年增多,补贴范围在不断扩大,由此带来的工作量越来越重,规范实施的要求越来越高,弄不好、稍不慎,农机部门就会越红线,闯红灯,就会坏了政策、损了形象、害了干部。三是工作亮点已呈现,跨越发展压力大。从周边省份来看,湖南省、安徽省水稻机械插秧面积均已超过600万亩,安徽省综合机械化水平已达64.6%,河南省已达71.8%,而我省综合机械化水平只有59%,稍不慎,我省在全国靠前的优势就有可能被超越。四是农机专业合作社发展快,但普遍规模不大,标准不高,质量亟待提升。黑龙江省资产在1000万元以上的农机合作社就有797个,而我省还寥寥无几。我省在全国率先提出的“培育壮大农机专业社,使其带头流转上万亩土地”发展思路,很有可能在外省“开花结果”。五是公益性任务越来越重,而乡镇农机推广机构无牌子、无人员、无手段、无工作经费,工作压力越来越大,如不抓住机遇,积极争取各级党委、政府的重视与支持,农机化跨越式发展的目标就会落空。六是农机农艺融合有了良好开端,但融合度还不够,主要体现在思想、工作方法和工作方式上。农机部门干部只有主动地适应农艺,主动地请教农艺专家,充分借助农业板块、国土整治、水利设施建设等项目的实施,才有收到更好的效果。三、对策措施1、突出重点,改善结构。要坚持因地制宜、典型示范、优化结构、突出重点、全面推进的原则,充分利用国家加大农机购置补贴政策的机遇,以调整优化农机装备结构、主攻薄弱环节、加强新型特色农机推广为重点,全面提高重要农时、重点作物、关键生产环节机械化装备水平、作业水平、服务水平、科技水平,实现农机科技推广工作的全面进步。一要以插秧机推广为重点,大力提高全省水稻生产全程机械化水平。要把机插秧技术的推广继续作为农机科技推广的重点,把插秧机推广作为机插秧技术推广的重点,加大机插秧技术的推广力度,扎实推进全省水稻育插秧机械化技术示范推广,努力实现插秧机推广台数、机插秧推广面积、机插秧产量三项指数逐年稳定提高,实现水稻育插秧机械化技术推广的顺利发展,解决插秧机发展步伐明显滞后的瓶颈制约,全面推进水稻生产全程机械化工程发展。二要以推广新型农机具为重点,大力调整优化农机装备结构。全力提高机耕、大力发展机收、努力突破机插,加强新型农机推广,全面加大调整优化农机装备结构工作力度。争取财政地方累加补贴,重点鼓励支持大中型耕作拖拉机、高性能插秧机、半喂入收割机、全自动烘干机等先进适用农机的发展。三要以特色农机推广为重点,大力提高全省的农业生产机械化综合水平,大力推广适应农业结构调整需要的新型实用农机具,并重点争取在规模种养、加工机械技术推广上实现新突破。2、落实政策,规范操作。实施农机购置补贴政策是落实党中央、国务院强农惠农政策的重要内容,对推动农业农村经济稳定发展和促进农民增收有着十分重要的作用。要在进一步争取并扩大农机购置补贴资金规模的基础上,按照“严格程序、严格纪律、阳光操作、规范操作、补贴到位、服务到位”的要求,进一步规范农机购置补贴操作,加强农机购置补贴的监督管理,努力实现农机购置补贴信息准确率、购机核查率、农民满意率均达到100%,确保国家惠农政策不折不扣地落实到位。具体要做到“四个到位”:一是加强组织领导,规范操作到位。要通过切实加强项目实施的组织领导,层层落实建立健全责任体系,形成相互制约的农机购置补贴工作领导、实施和监管责任机制。特别是要加强农机购置补贴政策实施的审核、操作、经销、监督等四个关键环节的政策责任落实,并制订相应的政策操作责任要求,确保惠农政策在落实过程中不走样、不打折扣、不出偏差。二是加强宣传公示,阳光操作到位。要进一步充分采用新闻媒体、网络平台、部门联动、政策下乡、发放宣传资料等多种形式加大政策宣传力度,大力推行信息公开、阳光操作、阳光经销,把政策信息原原本本、清清楚楚交给农民,努力做到购机补贴政策信息公开、购机补贴操作过程透明、购机补贴实施结果公示。三是加强政策纪律,监督管理到位。要加强对农机购置补贴实施的监督管理和核查力度,从源头上控制违规现象的产生。要进一步完善建立健全纵横交错、内外结合的农机购置补贴监督体系,全方位加强监管。要加强部门和社会监督,主动将购机补贴政策信息,包括补贴政策实施方案、补贴办理程序和补贴产品目录向社会公开,并报财政、纪检、减负等部门备案;主动分别开设财政、纪检、减负等农机购置补贴实时浏览监督网,主动接受财政、纪检、审计、减负等部门的监督。要定期开展农机购置补贴抽查、回访和实地核查,发现问题及时纠正,确保了农机购置补贴政策100%执行到位。要以制约权力、严守法纪、规范操作为重点,以推进农机购置补贴政策信息公开为着力点,以加强补贴政策执行情况监督管理为切入点,着力规范补贴办理、补贴机具监管、经销监管等行为,着力构建覆盖权力运行全过程的农机购置补贴廉政风险防控机制。四是加强作风建设,优质服务到位。要进一步加强干部职工教育,加强岗位承诺、绩效考核、责任追究等制度的落实监督,不断转变干部职工作风、提高干部职工服务意识,尽量简化操作程序,争取财政支持实行联合审批,提供“一站式”服务等多种便民措施,提高办事效率,创造农机购置补贴政策实施的良好环境。3、加强监管,确保安全。要围绕打造建设“平安农机”的目标,制定和完善农机安全生产责任制,加大宣传力度,加大监管力度,不断提高广大农民群众的安全意识和守法意识,提高农机安全生产水平,确保全年农机生产安全。一要加强农机安全生产宣传教育。通过走访慰问、路检路查、发放宣传资料等多种形式,广泛宣传农机安全生产法律法规和安全常识,营造良好的农机安全生产环境。二要大力开展安全生产专项整治。继续加大力度,有重点、有计划、有针对性地开展清理“黑车非驾”及报废拖拉机专项整治工作,制止查处各类违规违章行为,消除各类农机安全生产隐患,确保全年农机生产安全。三 要深入创建平安农机建设。继续组织开展“创建平安农机,促进新农村建设”活动,提高“平安农机”示范乡(村)、示范户的覆盖面。四要加强农机监理队伍建设。通过培训、教育,不断提高监理人员综合素质,加强农机监理队伍建设,提高执法人员依法行政的能力和水平。五要加强农机源头管理。全力提高农机“挂牌率、持证
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