#頭條創作挑戰賽#
水稻成熟的時節,在日本鄉下,也許你經常能看到這樣的場景:
一位白發蒼蒼的老人,正推著一輛前部呈錐形、底部緊貼地面的小推車,隨著他在稻田間行走,一叢叢水稻被“吞”進小推車內部,而後被自動整理成捆狀“吐”出。
在老人身後,這般打捆後的秸稈如矩陣般整齊地排列著,隻等老人一輪收割結束,將其一一拾起。
這就是運用微耕技術制造的“迷你收割機”。與傳統的聯合收割機不同,它幾乎沒有學習成本,僅需一人手推,就能完成收割、打捆,甚至脫粒等工序,可謂是日本土地資源緊缺下,因地制宜的產物。
那麼,何為微耕技術呢?
微耕技術是什麼?
所謂微耕技術,是為適應丘陵山區旱地以及果園等環境的特殊性,而開發的“以機適地”的新型農耕技術。微耕機的功率不大於7.5kW,以小型汽油機、柴油機或電動機驅動,具有機小、質輕、結構相對簡單等特點,能完成耕地、除草、播種、施肥、噴藥等多種作業。
日本土地資源緊張,人口老齡化嚴重,80%的國土面積屬於山地丘陵地貌,且農業人口大多超過65歲。這意味著那些上瞭年紀的老人傢,要在鑲嵌於大小山溝之間的小田地上勞作。
擺在他們面前的問題,除瞭高齡帶來的體能不足,對新知識、新技術的學習成本,還有環境多樣性帶來的土壤多樣性。傳統的農業知識,通常以經驗的形式在世代間傳承,而如此充滿未知的環境,無疑給傳統農業經營模式帶來瞭挑戰。
二戰之後,日本政府出臺瞭一系列促進農業發展的政策,1953年的《農業機械化促進法》便是微耕技術發展的開端。至今,日本在這項技術的應用上已取得諸多創新,如鴨子機器人、無人機噴藥機、智能播種機、土壤養分檢測機、微型灌溉系統,以及集成瞭多種農田管理功能的智能機器人等。
微耕技術的應用
在播種前期,農民可以用土壤養分檢測機選擇土地適合種植的作物。不同作物對營養元素的需求量、需求比例不同,因此需要基於土壤本身的營養環境,用不同成分的肥料作後期調整。
而土壤養分檢測機通過檢測土壤樣本,使其中的養分與特定顯色劑反應,通過最終得到的溶液顏色深淺,判斷其各種元素的含量。而且這種設備能與手機連接,農民可以隨時隨地瞭解土壤養分狀況,科學地規劃種植范圍,進行肥料的配比;
規劃好要種植的作物後,就要進行播種,而種子的挑選不僅是個技術活,為瞭提高種子的發芽率和抗病能力,還需進行消毒、浸種、施藥等處理。此外,根據不同作物的特性,播種的土壤深度、密度,以及行列間的間隔,也需要分別考慮,並非像通常想象的僅僅把種子放進土裡就好。
為瞭解決這個問題,智能播種機集中瞭多種決策算法和模型,可以實現不同品種的種植需求,同時它具備精密播種裝置,結合自動化控制系統,隻需將種子導入,便能根據攝像頭采集到的數據,對場地進行規劃和評估,最終自動完成種子的投放;
作物播種後,需要定期灌溉。傳統的灌溉方式需要打井、挑水、澆水,不僅需要周邊有充分的水資源,而且挑水和澆水都是體力活,對農民的身體素質提出瞭較高要求,還很容易造成水資源浪費。
而微型灌溉系統則解決瞭上述問題,它在植物根部附近鋪設直徑小於1毫米的輸水管道,直接將水送到植物根部的土壤,通過特殊設計的孔口或滴頭,將水過濾凈化後,再一滴一滴均勻地註入植物根系;
傳統的人工噴藥方式,由於不能精準覆蓋植物,不但容易造成農藥浪費,還會對非目標區域造成污染,導致土壤成分改變。
而搭載瞭定位系統和流量計的無人機平臺,則可以實現對農藥劑量和噴灑范圍的精確控制,且能快速覆蓋大面積農田,較之人力噴藥具備更高的作業效率。
由此可見,日本微耕技術的發展,代表瞭農業向智能化、無人化發展的趨勢。實際上,農業的變革,是工業和科技發展水平的集中體現,它不僅是城市化、人口老齡化,以及特殊地理環境帶來的必然趨勢,也是產業轉型的結果。
我國農業也面臨老齡化
如今,我國也迎來瞭和日本相似的問題,即進入嚴重老齡化階段,老齡化速度和程度都超過瞭世界平均水平。截至2023年末,中國60歲及以上老年人人口數量約為2.97億,占總人口的21.1%,且仍在以每年3.3%的速度增加。
此外,大多數年輕人傾向於去城市發展,不願留在鄉下,農村成瞭孤寡老人和留守兒童的聚集地。
那麼,我國是否也應該借鑒日本的微耕技術,促進農業發展呢?
我國推廣微耕技術嗎?
縱觀我國地理環境,主要分為三個階梯:第一階梯,海拔4000米以上,為高寒地區,不適合農作物生長;
第二階梯,平均海拔1-2km之間,如四川、貴州、雲南等區域,是我國農業生產重要區域;
第三階梯,平均海拔500米以下,也是我國農業生產重地。
其中第二、第三階梯,和日本的地貌有相似之處,適合運用微耕技術進行農業改造。
其實,我國農業早有機械化的趨勢,但主要分佈在華北、華東等平原地區,以傳統的大型農機為主。此外,我國屬於以傢庭為單位的小農經濟,個體收入不高,且傳統農機不適用於當地地形,若在機器上投入大量資本,不知何時才能回本,投資與收益必然不成比例。
2021年3月11日,十三屆全國人大四次會議表決通過瞭關於國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要的決議,即“十四五”。在“十四五”時期,實現鄉村全面振興,推進山區丘陵地區經濟轉型發展,則是我國的重大任務之一。
2008年,雲貴川渝等西南丘陵山區,機耕環節的機械化水平平均僅為19.06%,直至2018年,則以年均增長3.47個百分點的速度,增長到57.32%。
然而這一趨勢並未持續下去,目前增速已經放緩,且這種高速增長的趨勢隻出現在耕地環節,播種、收獲等環節的機械化水平,依然處於起步階段。
同時,微耕機的銷量近年呈現快速下滑的趨勢,以四川省為例,2016年和2018年的微耕機銷量,分別為110786臺和19032臺,下降瞭82.82%。
這些數據表明,丘陵山區的機械化進程較慢,並非是微耕機的供應量不足的原因,而是由於工作效率低、成本收益不匹配,使農戶對微耕機的需求量越來越少。
除瞭宣傳力度不夠、思想意識有待提升之外,主要問題仍是國內微耕機研究開始較晚,產品不能完全適應國內各種地理環境,功能較為單一,不能滿足更多生產環節的需要。
以微耕機在貴州地區的推行為例,在水稻種植方面,農民所使用的微耕機仍然以外國技術為基礎,沒有結合當地地形特點進行創新。
首先,其使用的水稻收割機中的刀片,源自日本工藝技術的50mm刀片,而這種刀片使用壽命較短;其次,這種收割機內部結構復雜,連接口較多,若操作不當,很容易導致刀片轉速過快,導致內部堵塞,機器無法正常運轉;此外,相對貴州地區梯田等類型的土地,這種機器依然體積較大,帶來作業不便。
在研發微耕機,“以機適地”的同時,我國也在嘗試“以地適機”的丘陵山區農田改造工作,即“地塊小並大、短並長、陡變平、彎變直和互聯互通,將地塊條帶狀分佈”。
進行宜機化改造後的土地,可使大馬力農機自由進出田地,大幅度提升生產效率,從而帶動經營主體自發進行投資改造,推動我國農業發展。
由此可見,我國發展微耕技術,推行農機創新,還有很長的路要走。這條路或許充滿未知,但在政府、科研人員、企業傢、農民等各方面的努力下,已經初見成效。
那麼,對於我國的微耕技術發展、農機創新,你有什麼想法和建議呢?
參考資料:
[1]張宗毅.“十四五”期間丘陵山區農田宜機化改造若幹重大問題與舉措[J].中國農村經濟.2020(11):13-26;[2]金娥.貴州地區微耕機的推廣與應用[J].服務三農.2023(3):163-165;[3]李雲飛,沈鎧,曾澤龍.農業生產中微耕機的作用及實現.廣東蠶業[J].2020(12):32-33;[4]仇飛,江琴.微耕機在農業生產中的應用及發展趨勢[J].2022(6):257-260