人工鱼礁的材料种类繁多,从汽车到轮船,从水泥到玻璃钢。投放人工鱼礁的用途也多种多样,既可以渔业生产增收为主,也可与休闲游钓等旅游项目结合起来。目前世界上很多国家已在本国沿海投放人工鱼礁。
(3)耐盐植物
“海水农业”的科学原理是利用生物细胞的全能性,使陆生植物“下海”,也可理解为陆生植物重返海洋。人类可以通过多种途径获得耐海水植物,第一通过遗传改良,将耐海水和耐盐碱的野生植物改造成可以栽培的农作物品种;第二通过基因工程和细胞工程技术以及常规育种技术将不耐海水的植物培育成耐海水的植物。
为节省淡水资源,墨西哥培植出了一种喜盐蔬菜品种“海芦笋”,该蔬菜适合于沿海的土壤种植,可直接用海水灌溉。由于海水中含有高度的盐分,“海芦笋”在生长中不需施用农药和化肥,具有环保、生长快、营养丰富等特点,近年来大量出口于欧盟、美国等国家,深受国内外消费者的欢迎。在高科技的指导下,这些农作物将为人类创造巨额财富。
科学家预测,通过基因重组,适应海水灌溉的作物将达数千种,甚至有朝一日海水农业的生产规模会超过海洋渔业。可以想象,一旦海水农业形成气候,传统的以淡水灌溉支持的传统农业将发生巨变,农业生产将进入一个更为广阔的空间。
六、时尚的信息农业
信息技术赋予了事物去思考的能力,植物也是一样。她每天都需要甘露,需要阳光,需要肥沃大地的滋养。她在一天天长大,当微风拂过,她开始欢畅,她想表达自己的喜悦……
1.聪明的农业
千百年来的作物生产,都是以地区或田块为基础,在区域或田块的尺度上,把耕地看做具有作物均匀生长条件的对象进行管理,如利用统一的耕作、播种、灌溉、施肥、喷药等农艺措施,满足于获得区域、农场或田块的平均产量的认识水平,很少顾及对农田的盲目投入及过量施肥施药造成的生产成本增加和环境污染后果。传统的农业技术推广模式,也是在区域尺度上进行品种选择、土肥监测,通过地区试验积累的适于当地的栽培管理措施向农户推荐使用。实际上,即使在同一农田内,地表上、下影响作物生长条件和产量的明显时空分布差异性,包括农田内作物病、虫、草害总是先以斑块形式在小区发生,再逐步按时空变化蔓延的特性,早已为人们所认识,但是当时力不从心,即使实施精细化农作管理,效率也比较低下。
但是,现代随着生物技术、信息技术、食品加工技术等现代高科技广泛应用于农业,这一粗放的传统耕作模式正在改变。农业迎来了低碳、高效、健康发展的难得机遇。
农业信息化的一个主要用途就是精准农业。它是指将遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、计算机技术、通讯及网络技术、自动化技术等高科技与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机结合,实现在农业生产全过程中对农业作物、土地、土壤从宏观到微观的实时检测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境状况进行定期信息获取和生态分析。在此基础上,通过GIS、GPS、RS和自动化控制技术的应用,按照田间每一操作单元上的具体情况调整各项农业投入,达到减少浪费、增加收入和保护农业资源以及控制环境质量的目的。精准农业是促进农业持续稳定发展的信息化、智能化的农业高新技术。
2.神奇3S
精准农业主要由十个系统组成,即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其中最重要的是3S系统。
(1)全球卫星定位系统
全球卫星定位系统不断发展与完善,为实践农田作物生产的定位精细管理提供了基本的条件。GPS由包括24颗地球卫星组成的空间部分,由地面控制站和一组地面监测站组成的地面监控部分以及用户接收机三个主要部分组成。GPS卫星是一组能发射精确的卫星轨道参数和时钟信号,在两万多千米高空环绕地球运转的轨道卫星系统。这些信号穿越太空、电离层和大气层到达地面,被接收机接收,经过数字信号处理进行定位计算。空间卫星的布局,可以保证在地球表面任何地方、任何时间和任何气象条件下,接收机均可至少获得其中四颗以上卫星发出的定位定时信号。理论上只要用户能接收到四颗卫星信号,即可解算出用户所在的三维位置信息。
(2)地理信息系统
地理信息系统是一个用于输入、存储、检索、分析、处理和表达地理空间数据的计算机软件平台。当然,GIS软件需要装载在适当性能的计算机上,并为计算机配置必要的输入输出外部设备,如用于输入数据的扫描仪、数字化仪、读卡机和用于输出和显示结果的计算机显示器、彩色打印机或绘图仪,并以不同格式将处理结果保存在存储介质中备用。在“精准农作”技术体系中,GIS主要用于建立农田土地管理,土壤数据、自然条件、作物苗情、病虫草害发生发展趋势、作物产量等的空间信息数据库和进行空间信息的地理统计处理、图形转换与表达等,为分析差异性和实施调控提供处方决策方案。
(3)遥感技术
遥感技术即RS技术,是未来精准农作技术体系中支持大面积快速获得田间数据的重要工具,它可以提供大量的田间时空变化信息。近年来,RS技术在大面积农业资源监测、作物产量预测、农情预报等方面作出了重要贡献。遥感是指用飞行器或人造卫星上装载的传感器来收集地球表面地物的空间分布信息,它具有广域、快速、可重复对同一地区获取时间序列信息的特点。RS用来测量地物对太阳辐射能的反射光谱信息或地物自身的辐射电磁波波谱信息。每一地物反射和辐射的电磁波波长及能量都与其本身的固有特性及状态参数密切相关。RS在精准农业管理中虽不是直接测量土壤水分、植物冠层营养水平、籽粒与生物质产量等信息,但可通过多光谱测量推断出结果。
3.信息农业乐无穷
由于智能技术的应用,种庄稼可以用更加聪明的办法,也更有乐趣。
(1)精准播种
将精准种子工程与精准播种技术有机结合,要求精准播种机播种均匀、精量播种、播深一致。精准播种技术既可节约大量优质种子,又可使作物在田间获得最佳分布,为作物的生长和发育创造最佳环境,从而大大提高作物对营养和太阳能的利用率。
(2)变量施肥
一台正在田间作业的变量旋耕施肥机,竟能“智能化”地读取每个不同地理位置的数据信息,从而根据土壤中氮、磷、钾等营养成分的高低,对其“因需施肥”。众所周知,农民施肥通常都是把化肥均匀地撤播在地表,而这种做法有可能使土壤养分高的地方施肥过量、养分低的地方施肥不足,影响化肥的利用率。
(3)实时收割
在麦浪起伏的田野里,谷物联合收割机一边进行收割,一边就能测出地块的产量。原来,从全球卫星定位系统中能获得联合收割机的实时位置信息,而通过麦子的流量能计算出每块地的实时产量,全过程仅在1秒钟左右。随后,计算机又把每个地块的产量反馈到地理信息系统中,形成整个农场的产量图。并且利用精准收获机械做到颗粒归仓,同时可根据一定标准准确分级。
(4)手机种田
用手机扫描食品上的二维码,即可快速查询食品相关的生产、质检等信息;发个短信,就能遥控开关田间的滴灌阀门控制器,同时采集到气象、病虫害等信息;将手机与监控中心绑定,就能通过安装在农业大棚中的传感器实时采集农作物生长过程中的温度、湿度、二氧化碳等信息,得到阀值报警信息,实现无人值守的大棚精准作业……真像看科幻片。
一个信息农业时代正在向我们走来。通过精准农业和人工智能,未来农业将更精准、更低碳、更健康。