农业种植技术范文
时间:2023-03-31 10:05:44
导语:如何才能写好一篇农业种植技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
1有机农业的特点
1.1安全饮食,利于健康
传统的农业会向农作物喷洒一定量的农药,而农药的使用虽然会在一定程度上提高农产品的产量,但是残留在食物表面的农药会影响人们的身体健康。而农药不仅会对人们的身体健康造成影响,还能造成环境污染。当今,很多的疾病发病率的上升,跟环境污染有关,其中化肥和农药的使用占据了很大一部分。有机农业生产的食品具有纯天然性、安全性等,有利于人体健康。
1.2减轻环境污染,恢复生态平衡
化肥和农药会对生物造成危害。在化肥农药的喷洒过程中,农民本想杀死害虫,但是也会杀死一些益虫,并且也会使害虫的抗药性增强,使病虫害变得更加顽固。当病虫害变得更加顽固时,农民往往会增加药量,如此反复形成恶性循环。相反,在有机农业中,食品的安全性更高,还能够降低环境污染,有利于打造一个生态平衡的生物链。
1.3增加就业率,提高农业生产水平
有机食品的市场价格往往比普通产品要高,有的甚至是普通产品的几倍,有机食品的利润非常大。然而,有机农业是一项系统性的工程,其需要更多的劳动力投入,并且对于专业知识型人才的需求量较大。所以,如果发展有机农业,那么就能够在一定程度上降低农村的失业率,增加就业率。同时,还能够提升农业生产水平,使农业生产向可持续的方向发展。
2有机农业种植技术的方法和措施
2.1 采用轮作、间作和套作的种植方式
有机农业种植可使用轮作的种植方式,不但能够改善土壤结构,还能够增强土壤肥力。合理的间作和套作,能够将资源充分利用,提升有机农产品的收入。通过不同的农产品根际的微生物之间的拮抗作用,也能够在一定程度上预防病虫害传播。例如韭菜套种冬瓜,能够大大降低冬瓜的发病率。
2.2有?C农业的施肥方式
有机农业的施肥类型不仅包括有机肥,还包括了生物菌肥。在有机农业种植的过程中,人工化学合成的肥料是被禁止使用的。有机农业生产提倡优先使用人畜粪肥。与此同时,绿肥和田肥也是很好的有机肥料。然而,在有机农业生产实践中,可发现这些生物肥料的量远远不能满足规模化生产的要求,所以生产多效生物肥是当前迫切需要解决的问题。
3有机农业的病虫害防治
3.1采用农业方法防治
要把握好病虫害的发生规律,通过规律选择有抗性的种子,实践证明,这是防治有机农作物病虫害有效的方法之一;要定期对栽培环境进行清理,调整种植密度,降低农作物在生长过程中的发病率。
3.2采用物理方法防治
一是使用防虫网覆盖技术,这种方法成本较高,但是能够阻断虫害传播,一般应用在瓜果类和叶菜类中比较合适;二是通过灯光诱捕的方式来杀死害虫,这是因为害虫有趋光性,可以利用这一特性,将害虫消灭。
3.3采用生物方法防治
在农田中,放置害虫的天敌,以此来消灭害虫。例如赤眼蜂属的多种卵寄生蜂,以此可以利用赤眼蜂来防治主要鳞翅目害虫。另外,还可以从植物体内提取一些杀虫成分来对虫害进行防治,例如韭菜中的杀菌活性物,能够被制成杀虫剂或杀菌剂。
篇2
【关键词】绿色农业;种植技术;概念;推广对策
目前,我国的社会经济处速发展阶段,人们的生活水平也随之提高,食品安全问题一直是人们所广泛关注的问题,绿色农业产品也成为了人们餐桌上不可或缺的部分。加强对绿色农业种植技术的研究,能够为食品的安全与卫生提供重要保障。下面我们将对绿色农业种植技术的概念进行研究,并且具体分析绿色农业种植技术的推广策略,从而实现绿色农业的更好更快发展。
1绿色农业种植技术的具体概念与研究意义
1.1对绿色农业种植技术的概念分析
我们都知道“绿色”是大自然的原始颜色,而绿色农业指的就是把农业生产与环境保护相融合在一起,在保障农户经济收入稳定增长的基础上,确保农作物绿色、无污染,绿色农业种植形式也能起到环境保护的作用。相对来说,绿色农业种植的流程是比较复杂的,它所涉及到的种植技术多种多样,要想使绿色农业得到发展,不仅要熟悉轮耕技术、农业管理技,还要对生态循环以及农业生物学有所了解。我国的绿色农业种植经验十分丰富,并且对绿色农业种植技术的研究也是比较早的,要想实现绿色农业种植的发展与进步,就要对种植技术进行积极的研究与推广,这样才能使其与新时期的社会发展相适应,从而保障绿色农业的质量与产量。
1.2对绿色农业种植技术研究的意义
下面我们将对研究与推广绿色农业种植技术的意义进行具体分析。首先,绿色农产品具有更好的安全性,传统的农作物生长需要大量使用农药化肥,而绿色种植技术的应用可以很好的解决这一问题,减少农作物中的农药残留,这样不仅可以起到环保的作用,还能够对人们的身体健康提供保障。其次,绿色农业种植技术具有经济性特点,现阶段绿色农业种植技术深受人们的欢迎,并且经过调查与分析可以发现,绿色农作物的销量有所提升,在这种情况下,有利于促进绿色农业种植技术的发展。最后就是绿色农业技术的资源性,农作物采用绿色种植技术,可以在一定程度上实现对环境的保护,从而缓解现阶段我国的资源问题,而且绿色农业种植技术的推广,还有利于培养农户的技术能力[1]。
2绿色农业种植技术发展与推广的具体策略分析
2.1对国内外先进的种植经验进行借鉴
要想实现绿色农业种植技术的发展与进步,首先就要对我国实际的发展情况进行分析,并且对国外一些先进的绿色农业种植技术进行借鉴,如果能够把国外先进的技术与经验合理的学习与使用,不仅可以促仅我国绿色农业种植技术的发展,还能够弥补我国在绿色农业种植技术上的不足,从而对现阶段的种植技术进行完善[2]。
2.2创建绿色农作物示范种植基地
相关部门可以创建绿色农作物示范种植基地,在对基地进行创建之前,首先要对农户进行专业知识的培训,使农户能够对绿色农业种植技术有基本的了解。并且可以邀请专业的讲师为农户传授相关方面的技术知识,这样可以加深农户的学习印象。如果能够合理的创建绿色农业种植基地,不仅可以促进绿色种植产业的发展,还能够使农户的信心得到提升,绿色农作物示范种植基地也可以作为农户的学习基地,农户可以在基地中把绿色农业种植的理论知识与现实相结合,从而有效的提升绿色农业种植效率。在此基础上,相关部门还应加强对绿色农业种植技术的研究,并且可以充分借鉴国外的一些种植经验。在进行绿色农作物示范种植基地的建设过程中,相关部门还应注重对专业技术人员的培养与引进,从而建设一支专业知识强、实践经验丰富的绿色农业种植技术研发推广队伍[3]。
2.3加强绿色农业种植技术的宣传工作
要想使绿色种植技术实现更好的推广效果,首先就要使农户对该技术达成认可,由此可见,相关部门应对绿色农业种植技术进行积极的宣传,从而加深农户对该技术优势的了解,这样才能使技术推广的意义得到真正的发挥。政府与相关部门应依据地区绿色农业的实际发展情况,积极的开展绿色农业种植技术宣传活动,并且为该宣传活动提供一定的经费支持。相关部门也可以组织当地的农户或者种植基地的农户开展座谈会活动,这样可以使农户们在会议中互相交流种植经验,并且沟通绿色农业的种植技术,从而实现共同进步的目标。在对绿色农业种植技术进行宣传的过程中,政府应充分发挥自身的引导作用,把绿色农业种植技术的关键内容提取出来,传授给农户,从而使农户了解绿色农业种植技术的意义。相关部门也应针对广大的消费者进行绿色农业种植技术宣传,从而使消费者了解绿色产品的安全性,这样可以使宣传起到事半功倍的效果,并且也可以把绿色农作物与常规农作物进行对比,这样才能使消费者了解绿色农产品的优势,这样的宣传形式不仅可以促进绿色农业种植技术的发展,还有利于提高绿色农作物的销量。
2.4政府政策的支持
在对绿色农业进行推广的过程中,政府也应充分发挥自身的带头作用,积极制定有利于绿色农业种植技术发展的政策,政府政策的支持对于绿色农业种植技术的发展具有直接影响,因此政府与相关部门应提高对绿色农业种植技术推广的重视,经过调查与分析发现,很多农户对绿色农业种植技术还存在观望的态度,如果有相关政策的支持,绿色农业种植技术的可信度就会大大提升,从而实现发展与推广。
篇3
【关键词】绿色农业;种植技术;推广策略
农业作为给人民群众提供食品的行业,一直以来和每个人的生活都息息相关。绿色农业种植技术为农业发展提供了新的技术和发展方向,一定程度上满足了广大人民群众的需求。随着现阶段经济水平的发展,人民的生活水平得到了极大幅度的提高,群众对于自身健康越来越注重,倾向于选择更为绿色安全的食品。在此种需求的呼唤下,国家应该对绿色农业种植技术进行推广,对国家经济进行促进的同时,使得人民的幸福度得到提升。
1推广的必要性
1.1满足群众需要
食品安全问题作为当前阶段社会问题的重点,一直以来备受各方关注,且频频爆出的有关负面新闻,导致公众对于当前的食品安全产生了很多质疑。而随着人们生活质量的提高,对于健康有了更高层次的需求,对于食品安全也就提出了更高的要求,这就对农产品的质量和数量提出了新的要求。故而对绿色农业种植技术进行推广,为群众提供足够的,优质的农产品是非常重要的。
1.2保护生态,减少污染
传统的农业种植过程中,会用到种类众多,计量巨大的化学产品,这些产品固然能够对农产品的产出质量和数量起到良好促进作用。但是另一方面,其对农田造成了很大的污染,不仅如此,有的甚至对周边的水源等造成了污染,极大地破坏了生态环境。绿色农业种植技术的应用,能够减少对于化学产品的使用,尽可能地规避了对于环境的破坏。
1.3促进经济
作为需求量大的绿色农产品,其商业前景良好。农业在促进我国经济发展中有着重要地位,同时相关技术的发展以及运输也可以带动行业的发展,为我国的经济长足平稳的进步起到巨大的正面影响。
2推广措施
2.1进行相关科普
一般来说,农民群体对于传统农业的认可程度高,不太愿意放弃现状去接受新鲜事物。再而作为一项新兴技术,并不为公众所充分了解。因而在绿色农业技术推广中,首先应该注重对于农民观念的转变。相关部门可以通过分发科普宣传单、开展讲座等措施,对农民群体进行一定的教育和科普,使之对于该技术有一个正确而全面的认知[1];同时在进行科普时,应当注重针对不同文化水平的农民,选取多种科普方式。在进行科普的同时,除了使农民全面认识到该技术到底是什么外,还应当对其前景进行一定的描述,可以辅以成功的案例,激起农民对于该技术的兴趣。
2.2政策扶持
新技术的推广和大面积的普及,必然是需要一定的经济作为其基础的。一般来说,农民群体收入并不算高,因此要求农民进行大量资金的投入是有些强人所难的。因此政府在进行推广的时候,应当对这一点进行充分的考虑,并且提出有效的措施保证该技术推广的顺利进行。比方说,可以使得农民之间进行合作帮扶,几家几户共同出资,先进行一部分对于该技术的应用,在取得一定成果后,再进行全部分的应用。同时政府也需要在相关政策方面进行优惠,也可以采取进行重点补贴和帮扶等举措,以保证绿色农业技术推广的顺利进行。
2.3发展技术
目前来说,绿色农业技术的发展已经取得了一定的成果,但作为一项刚刚起步的新技术,其仍旧有很多不成熟之处。因此导致的失败案例使得很多原本有想法的农民对其望而却步。针对这一点,对于其技术的发展还应进行大量投入,总结失败和成功的经验,结合同农作物以及不同地区的环境,针对性地研究适合其应用的技术[2]。对一些国家地区先进的经验进行借鉴,结合我国实际情况应用。若国外有较为先进的技术,也可以进行购买和推广。绿色农业技术应该在应用中不断发展,不断完善自身不足之处。政府应当为技术的发展提供资金等方面的支持,为顺利推行绿色农业种植技术做好准备工作。
2.4培养专业人才
在对该技术进行推广的过程中,应当保证农民群体于其的全面了解和能够进行熟悉的操作,这对相关人才的质量和数量都提出了要求。任何行业的发展都离不开相关人才的贡献,目前来说,整个社会上对于绿色农业种植技术关注度不足,其人才方面有很大的缺口。无论是在技术发展抑或是与对农民的培训上,都需要极为专业的人才,对于相关人才的培养是推广该技术所不能缺少的。针对这一点,相关部门应该注重引进和培育高质量的人才。
篇4
关键词:生态农业;山区林地;立体农业
立体农业作为生态农业的一种,同样结合了现代农业生产技术和传统农业生产技术,因此不但继承了传统农业的优势,也汲取了现代农业的高效便捷。作为一种新兴农业生产模式,立体农业主要通过多种农业生物的协调配合,利用不同种群在时间、空间以及功能上的联系,促进农业生产效率,因此可以说立体农业是一种综合利用率较高的高效农业结构。
山区立体农业主要在山林地区依照国家政策集中相关农业生产资源,利用工程收单、生物技术等,利用动植物、植物和植物、动物和动物之间相互利用、相互依存等关系,进行层级化种植、饲养。依照山区环境特点,对山区没有被充分利用或没有开发利用的农业资源进行生态农业的建设或进一步深入开发利用,最大程度的实现山区农业资源的利用,建立可持续发展的循环农业,形成立体式的集约农业生产。在单位面积土地上生产多种农产品或多种利用价值高的产品,从而提高山区农民收入,并解决山区农业生产对环境破坏的难题,全面推东生态农业发展。
1 山区经济发展概况
我国山区经济发展相对落后,农业生产水平也由于地域、条件限制而相对滞后。但是综合分析,山区经济落后的最根本原因在于没有充分利用资源,生产模式较为单一,综合性的农业经济相对低下,仍旧进行传统粗放式的农业生产,在农业种植上过于依赖于自然气候条件。目前山区农业生产主要以粮食生产、林业生产、果树种植为主,但由于山地地理条件限制,粮食产量相对较低,仅仅能够满足自身需求,而林果业较长的生长周期以及复杂的管理,使得山区农民收入水平较低,一年收入仅能维持基本生活需求,而想要改善生活水平,依靠以来青壮年外出打工,而老弱病残、妇女儿童则成为了留守人群,进行山区农业生产,使得农业生产力低下。加之山区教育水平低,很多人受教育程度较差,因而在山区农业生产中科技利用率低、市场观念较差,无法高效购入生产资料,因此山区农业生产水平难以提高。
2 立体农业种植技术
2.1 立体生态循环技术
立体生态循环种植对生态环境利用率较高,利用自然生态循环提高农业生产力,促进农业生产质量、产量的提升。从而实现可持续发展的生态农业,以提升山区农业的经济、生态、社会等多重效益,最终令山区农业进入良性循环。通过分析我国北方山区地理特征、自然气候环境,可以推广作物――水产――禽畜共生的立体农业种植模式。例如适宜种植水稻的地区,可以推行水稻――鱼――鸭鹅的立体种植模式,首先要挖塘抬梗,将田埂加宽到2m左右。种植时,在浅水田种植水稻,深水处的池塘则可以用来养鱼、放养鹅鸭。同时,在水塘和水田中留出的田埂空间,还可以载种石榴树,最终实现种植养殖的合二为一,互为补充的模式。结合当地土壤状况,应以优质稻、酸甜石榴作为主推的种植品种,打造特产。组织当地群众成立畜禽养殖协会,致力于畜禽产品牌的大力推V,重点培植鹅、鸭等养殖业。而大量的饲料原料可以通过种植业得到,经过加工再被应用到养殖业中,从而减少种植业和养殖业的成本。另外养殖家禽家属的粪便也可以被处理后用做土壤肥料,令土壤中有机质更加丰富,这种方式不但降低了农业生产成本,更可以有效提高农业生产效率,同时也满足了绿色无污染的环保条件,生产出的农产品也是绿色有机食品,更加安全。
2.2 山区天然反季节种植
随着人们生活水平的提升,人们对于健康食品的要求越来越高,绿色有机食物越来越得到人们的推崇。由于人们对蔬菜种类要求越来越高,直接致使反季节蔬菜的市场需求量不断增加。虽然大棚种植也可以获得反季节农产品,但同山区反季节种植相比,口感和营养成分都相对较低。由于山区海拔越高、温度越低,高海拔作物较低海拔作物成熟较晚,利用这一时间差,可以推行反季节农产品,农产品的价格也可以高一些,山区农业经济效益有效提升。如果可以利用这一地理优势、气候优势,山区创造出自己的农产品品牌,将可以获得更高的经济效益。
3 山区立体农业技术优化方案
3.1 推广宣传立体农业知识
实践可以总结出新的认识,而认识又反作用于实践。山区农业资源的开发利用需要以正确科学的认识为基础,这是促进山区立体农业生产的核心、思想指导。可以有效协调山区经济资源、环境资源、社会资源,并以保护山区生态环境为基础,提高土地利用率、资源利用率,实现农业经济的可持续发展。
3.2 对山区农民加强技术培训
要积极组织,通过广播电视、进村宣讲、发放科普资料、专家个别辅导示范等方式,积极引进先进的农业科研成果和优秀的农业技术人员,加强对农民进行种植业、养殖业和生产经营管理等方面的技术指导和培训,培养有文化、懂技术、会经营的新型农民。要采取有效措施,深入群众之中,尊重他们的经验,给予充分的自主经营权,切实调动起农民群众的积极性、主动性和创造性,引导他们从传统农业中分化出来,彻底改变过去山区农业综合开发“政府热,群众冷”的状态,使其自觉定向地干预和影响整个山区生态经济系统,向着有利于促进山区立体农业可持续发展方向前进,为山区经济发展创造更大的生态、经济和社会效益。
3.3 依靠科技发展农业生产
农业科技水平是农业国际竞争力的重要基础。这就要求人才和技术实力雄厚的相关大专院校、农业科研院所要积极主动的和贫困山区联姻,将产、学、研有机结合起来,有针对性的增加山区农业实用科研项目的研发力度,在山区建立研发实验基地和科技示范园区,综合应用工程技术、生物技术及农艺技术,实行多学科协作攻关,以小流域为单元实施农业开发,积极推广立体种植、立体种养模式,应用科学技术的引领和带动,推进立体农业的发展。
3.4 扩展农业生产融资渠道
发展立体农业最重要的需要持续的资金投入,很多地区没有发展起来主要原因在于资金链的断裂。解决这一问题就需要扩展农业生产融资渠道,通过多元化的资金来源避免投资资金不足。不但可以加大政府投资力度,还可以鼓励社会资金进入,并在此基础上鼓励农民投资。
4 结束语
开发农业资源不仅仅是造福山区人民的生存条件,同样也影响了山区经济的发展,关系到当地的社会稳定。因此农业资源的开发利用应当依照区域经济实力以及发展状况。山区作为经济发展相对落后的地区,一直以来都是农业资源开发的重点,依照山区海拔可以将山区分为低山区、中山区、高山区三种。不同类型的山区,所处地理位置不同,则所采取的立体农业种植模式、选取的作物种类也不相同。除此之外,利用山区季节温度变化同平原地区的差异还可以进行反季节农作物的种植生产,从而获得更高的经济效益。山区立体农业发展水平仍旧有待提高,由于我国地理跨度较大,不同地区的山地所需要应用的立体农业种植模式也不同,仍旧需要在实践中不断总结经验,进一步予以改善。
参考文献
[1]罗雁,陈良正,张思竹.云南山区生态农业发展思路与对策研究[J].西南农业学报,2010,23(6):2137-2142.
篇5
所谓立体农业,主要指在特定的土地或者水域范围内,通过生物和时空之间的有机融合,实现能量、物质等循环使用,整合多元化资源,由若干生物共同构成立体植物、立体养殖等产业结合,实现高效化、低能耗、高质量的集约型农业发展,进而提升物质转化效率,增强资源利用效率。随着我国传统间种、复种、套种等形式的不断创新发展,立体农业模式应运而生,当前我国已着手采用上千种立体种植、养殖模式,成为现代农业综合开发的重要工程项目。
一、立体农业结构特征
1.物种与食物链
物种作为形成立体模式的基础,在实行立体农业种植技术过程中,物种既包括第一生产中的绿色植物,也包括次级物质再生产的肉食性动物及草食性动物等,可完成物质的分解与转化过程。食物链的构成主要结合物质和能量之间的循环利用、转化等规律,通过对食物链的改造、优化,提升营养供给,实现区域内的能量转化与物质循环。
2.时间与空间
在立体农业种植中,时间结构主要指结合季节规律、物种生长和发育周期等,进行环境因素的优化调整,在农业生产中加强对物种的时间顺序安排,以此实现高效作业目标,增强物种容量,实现种植、养殖等多层次的循环利用。在立体空间结构模式中,强调了各个物种的地上与地下分布、陆地与水中分布等。立体农业结构密度,则强调个体与群里之间的距离。
二、立体农业种植技术的必要性
以某缓丘陵区为例,农作物大多位于坡耕地中。我国大多数地区降雨集中在5~10月,该期间降雨量约600mm,是全年降雨量的越70%以上。同时该时间是农作物生长、成熟的重要时期,如果采取传统的坡耕地种植方式,不仅产量相对低下,且对生态环境产生严重影响:其一,由于大多农作物的覆盖率比较低,吸水性能弱化,可能引发水土流失问题;其二,以大多农户的作业习惯来看,主要采取单茬种植,通风透气性能不佳,不利于农作物光合作用的吸收,造成农作物良莠不齐,品质不好,产量不高;其三,考虑到耕种地区的气候与土壤状况,结合水土保持耕种原则,如果采取横坡耕作形式,可能造成防汛期间的排水不畅通,农作物受涝严重,不利于产量的提升;因此农户出于自身利益考虑,常采取顺坡耕种形式,增大水土流失可能性,造成防汛期间大量养分的流失,形成恶性循环。
因此,由于采取坡耕地种植方式,可能造成农作物产量低下,引发水土流失问题等,结合农业生产作业实践经验,加强与农业部门的沟通与合作,提出采取立体农业种植技术,既可提升农作物的产量,加大复种指数,也可有效避免水土流失问题的产生,具有一定必要性与合理性。
三、立体农业种植技术在小流域治理中的运用
1.优化立体农业种植技术
为了更好地满足农民生产作业要求,同时避免由于不当耕作而产生的水土流失问题,在进行小流域治理过程中,应注意农业种植技术与土地保护措施相结合,改变传统的横坡耕种模式,推行立体农业种植,实现农作物的高矮间作。具体种植方法为小麦、马铃薯和玉米的间作。在种植过程中,农户可根据自身需要或者种植习惯选择主要作物品种,并呈“带状”按照作物种植的季节进行排序。例如,10月份种植小麦,以带状为主,每间隔约2m距离留有一块空地;翌年2月种植马铃薯;小麦4月份成熟之后即可收割,再种植玉米;马铃薯6月份成熟之后,再种植晚秋作物。注意预留各种农作物的种植规格均为2m,以便于透气通风,更好地接收光合作用。
通过实行立体化的农业种植技术,实现作物的高矮排列,既符合作物生长需要的阳光,也能保持透气通风,极大增强耕地的复种能力,提高作物产量。另外,由于采取高矮间作方式,可减少由于降水而对地面产生的侵蚀作用,有力避免水土流失问题。
2.加大资金成本投入力度
立体农业作为一种集约化程度较高的发展模式,着重于开发空间,提高单位面积土地产量,强调高投入、高产出。另外,立体农业除了立体种植或立体养殖模式以外,还应逐渐拓展到沼气池微生物发酵工程、农产品深加工等领域,这就需要加大资金成本投入力度,全面支持立体农业发展。
3.支持农业科技发展
科学技术作为支持立体农业发展的基础所在,其重要性不容忽视。例如,实行多熟制的立体农业,就需要构建与之相适应的配套种植技术。另外,立体农业的全面发展离不开群体生态学等技术手段支持,实现群体之间的优化配置,科学实行定量分析与定性分析,才能确保不同生物种类在同一空间内的共存,并形成若干层次,实现农业生物的立体化空间分布。因此,只有深入研究农业科技,才能真正为发展立体农业种植提供技术保障。通过科技的进步,可促使农户增强对立体农业发展的意识,自觉改善立体环境,增强农作物或其他生物的生命力,实现小流域治理目标。
4.做好农民技术培训工作
全面发展立体农业,发挥在小流域治理中的作用,必须加大宣传力度。由于立体农业属于技术密集型产业,只有广大农民提高意识,才能真正做到全面推广。因此,应做好农民技术培训与技术指导工作;同时,出台相关激励政策,由农业科技人员推行技术承包模式,加强技术服务力度,在农村地区全面普及立体种植技术,宣扬先进成果,促进立体农业种植技术的发展。
四、结束语
篇6
[关键词]种植;养殖;高效循环;农业技术
循环农业种植、养殖模式的设计必须要结合当地的实际情况,本文结合实地设计了某循环农业模式,希望通过对其植物、动物种植循环模式的探索分析,为同行提供参考。
1农业循环的需求
①某农业养殖业循环模式是养育土猪。从种猪繁殖场买土猪X头,根据断奶时约重15kg,饲料比维持3.5,直到100kg时出栏,预计每头消耗饲料约297kg,X头共消耗饲料约297×Xkg。而一头猪在饲养期排出的粪约为210kg,共排出210×Xkg粪便。②循环模式中所养殖的鸡为土鸡。将从种鸡场买进茶健康花鸡Y只,雏鸡每只重约23g,120d的饲养周期需要的料肉比为4.2,等到出栏时每只约重1.2kg,共消耗饲料约Zkg。而每只鸡饲养期排出的鸡粪约为2.5kg/只,共排出鸡粪约7.5t。③蚯蚓的养殖。由于该模式饲养土鸡Y只,每只鸡按10g/d喂养计算,120d每只共需1.2kg,Y只则需蚯蚓1.2×Ykg。④玉米的种植。该循环模式要实施无公害玉米种植技术,按当地平均产量A干玉米粒和猪、鸡精饲料的需要量来计算,需种植玉米约B,可生产玉米粒约C。种植玉米D可产生玉米秸秆约为E。
2相关场地的选择及规划
关于相关场地的选择尤为重要,必须要满足以下几点要求:①一定要远离居民区,避免对当地居民造成干扰;②应离主要干道1km以上,避免对交通造成影响;③需选择植被保护完好、无化工污染、水电齐全及交通便利的地方。选好场地后,还需要进行规划与合理布局,以方便生产管理。同时,将场地分成生活区、种植区和养殖区三部分,按照不同的功能进行分配,种植区所在地应土壤肥沃,而养殖区应选择向阳背风、林下资源丰富的地方[1]。
3种植、养殖技术
3.1玉米种植技术
玉米在选择优良杂交品种的前提下采用无公害种植技术,于清明节左右进行播种育秧,在深耕整地,施足发酵好的鸡粪之后才能进行移栽。移栽密度约为F株/hm2,随后要在苗期、穗期和粒期分别追加一次复合肥,同时注意做好中耕除草、病虫害防治等工作。
3.2土猪养殖技术
选择当地黑毛猪,采用无公害生猪养殖技术进行养殖,在开展驱虫等工作的同时将防疫工作落实到位。在饲养方面,全程使用不添加任何添加剂的自配混合料,其中以玉米为主,可适当添加麦麸、细糠和豆粕。幼崽阶段,混合饲料中的粗蛋白不少于18%;中猪阶段,混合饲料的粗蛋白应大于15%;大猪阶段,混合饲料的粗蛋白调整成不少于13%。每日喂3次,自由采食,保持清洁饮水的同时注意圈舍卫生。
3.3蚯蚓养殖技术
由于蚯蚓品种的特殊性,需要对其搭建简易棚进行高产养殖。首先,要对蚯蚓的饲料进行发酵,通过循环系统利用其他动物粪便进行发酵。1层15cm厚的猪粪加上一层10cm厚的玉米秸秆粉,最后用备用的EM水将其洒湿,如此重复三四层,最后堆积的高度在60cm以上。布置好后通过使用农膜密封的发酵方法,经过20d左右即可用发酵好的饲料做成宽约1.2m、高约0.4m且长度不限的蚯蚓床,按一定的密度投放种蚯蚓进行繁殖养殖。
3.4林下土鸡养殖技术
由于土鸡同样也是采用无公害养殖技术,所以,在育雏期前7d一定要将温度控制在35℃左右,随后每周逐渐降温,直至与室外温度一致才能进行脱温。在脱温的同时要注意通风换气,搞好圈舍卫生。林下放养场地用鸡网隔成6个区域,每个区域0.4hm2,放养密度为750羽/hm2,即每区域的饲养量300只,进行分群放养才能保证鸡的整齐度。饲料也要从全价颗粒料过渡到自配混合料,其中精料以玉米和蚯蚓为主,可适当添加麦麸和细糠。60日龄之前混合料的粗蛋白要大于17%,61~90日龄混合料的粗蛋白要大于15%,90~120日龄混合料的粗蛋白则要大于13%。
4循环模式的收益分析
4.1黑毛土猪饲养效果
假设按照饲养量50头、出栏量50头、出栏率100%来计算,总耗料17.5t,平均耗料0.35t/头。按照当今饲料价格3元/kg来计算,饲料成本约1050元/头,再加上疫苗费300元/头,防疫费10元/头,水电费5元/头,人工费120元/头,在不计算基础设施投入的情况下,个体成本约在1485元/头,产值为2400元,产出投入比为1.62,个体利润为915元,总利润为45750元,经济效益显著。
4.2林下土鸡饲养效果
假设饲养量1500只、出栏量1425头、出栏率95%的情况下,总耗料约为7.1t,平均耗料为5.04kg/只,饲料成本4元/kg。若按照每只苗费5元,防疫费2元,水电费2元,人工费3元计算,不计算基础设施投入,个体成本32.16元,产值60.00元,产出投入比1.87,个体利润27.84元,总利润39672.00元,经济效益同样显著[2]。
5结语
由于当今我国农业基础较为薄弱,重心发展已不在农业方面。所以,降低农业污染,把农业与养殖业结合,坚持可持续发展,是目前我国农业发展的主流方向。
参考文献
[1]鄢帮有,刘青,万金保.鄱阳湖生态环境保护与资源利用技术模式研究[J].长江流域资源与环境,2010(6):614-618.
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关键词:农业种植;生物技术;推广
随着科学技术的发展,生物技术越来越多地应用于农业种植,成为我国重点研究的对象。我国的人口众多,但耕地面积相对较少,要满足社会和人们生活的需求,首先要提高土地的利用率,提高农产品的产量和质量。近年来,随着农药、工业化肥的大量使用,对农业的生产带来较大的安全隐患,而生物技术的发展可以有效地解决这一问题,对农业的发展也起着很重要的作用。因此,大力发展生物技术,使其广泛地运用于农业生产之中,能够大大促进我国农业的发展。
1农业种植中生物技术的应用现状
首先,生物技术在农业种植中的推广和应用是有很大成效的。科技的发展为农业生物技术的推广应用注入了新的活力,推动了生物技术的进一步完善和成熟。我国地域面积辽阔,农业种植有广阔的发展空间,随着国家对“三农”建设支持力度的加大,生物技术有了更大范围的推广实施。目前,我国的粮食产量逐渐增加,种植品种不断优化,农作物的产量和质量都有了质的飞跃,提高了我国农产品在国际市场上的竞争力。其次,我国的生物技术相对于发达国家来说还存在着一定的差距。我国的生物技术起步比较晚,虽然在国家政策的支持下,在兴起的短时间内就已经取得了十分不错的成就,而且在一些关键技术上还取得了突破性进展,甚至达到了世界领先水平。
2我国农业种植中生物技术运用的重要性
我国是世界上人口最多的国家,所以我国对农产品的需求量也是很大的。近几年很多新技术都出现在了农业生产领域当中,生物技术就是其中十分重要的一种,它的发展速度非常快,并且已经在农业生产中开始应用。如果在没有污染的自然生态环境中,这项技术可以有效地解决我国粮食短缺的问题。而且这项技术在应用的过程中也存在着非常显著的优势,该技术不需要大量的投资,产量也非常高,同时收益也比较好,见效也非常快。与此同时,这项技术也可以使得资源的配置效率更高,资源的使用也更加合理,从而也大大降低了资源的浪费概率,对我国生态环境也不会造成非常不利的影响。所以这项技术对农业的发展有着十分积极的推动作用,这也对我国建设生态型社会有着重大的作用。
3农业种植中生物技术的推广应用
3.1转基因技术的运用
所谓的转基因技术,就是指使用人工技术将生物的遗传基因进行相应的剪切、加工和改造,再将其注入到需要改变基因的生物中,达到改变生物遗传特性的一种技术。这种技术主要是在于对需要基因的提取,对多生物的细胞进行相应的检测。转基因技术不会受到生物种类的限制,具有广阔的发展前景。一般来说,可以将任何一种植物的优良基因进行转接,通过改变其他同类植物的性质来改善它自身的某些缺陷。
3.2分子育种技术的运用
目前,随着人口的增加,我国对粮食的需求量越来越大,而我国的耕地面积有限,这就需要对更多先进的生物技术进行研究,提高粮食的产量。分子育种技术的发展可以很好地解决这一问题,增加粮食的产量。对于分子育种技术,比较成功的案例有袁隆平的杂交水稻,它对我国水稻产量的提高起到了巨大的作用。当前转基因技术的运用可能会对人类造成一定的影响,但具体的作用和影响还没有真正的定论。在这样的情况下,分子育种技术快速发展起来。传统的育种技术已经无法满足市场的需求,分子育种技术通过对种子的遗传基因进行标记来对作物进行改良。这种育种方式具有很高的安全性和育种效益,目前已经取得了很好的效果。
3.3组织培养技术的运用
随着人们生活水平的提高,人们对于食品的要求也在不断上涨,开始更多地关注起食品的质量和安全等。生物技术的发展和应用,在这一方面起到了较为明显的作用,很好地改善了食品的质量,在营养价值方面满足了人们的需求。在使用组织营养技术过程中,作物的营养价值会得到很大的改善,抗病能力也会大大加强,这就使生产的食品具有很高的质量,保证了人们所需的营养。这种技术的运用主要是以植物细胞的全能性为基础,使植物组织能够顺利地在无菌环境中生长,形成完整的植被。它的运用可以加快植物的生长速度,并在短时间内培养出更多的高品质品种且保证其安全,对于农业的发展和产品的安全具有极为重要的作用。
4结束语
随着我国人口的递增,提高土地的利用率和粮食产量成为当前最需要解决的问题。生物技术的运用可以大大提高农作物的抵抗能力,提高生产量,并保证粮食作物等的安全和质量,对农业的发展起着积极的作用。
【参考文献】
[1]王洪波.生物技术在农业种植中的推广与应用概论[J].农业与技术,2015,35(14):11.
[2]陈继侠.农业种植中生物技术的应用研究[J].农业与技术,2015(9):122-123.
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[关键词] 双面效应;环境的改变;发展的反思
一、科学技术对农业种植的双面效应
1、促进农业增产增收
(1)科学技术提高了农作物的产量和产品质量
随着育种技术的发展,出现了各种各样的新作物品种。例如,小麦、玉米等几乎所有的作物新品种都大大提高了产品产量,而且产品的质量也比原始品种更加优良,自从我国育成杂交水稻后,1976~1992年水稻累计增产2000亿千克,这一成功,为解决世界范围的饥饿与贫穷问题做出了巨大的贡献;通过基因转移和重组等生物技术,已经培育出了一批超级稻、优质专用玉米、专用小麦、抗虫棉等转基因优良作物新品种,这些物种中许多已广泛推广到实际种植中,并获得不错的效果,取得了较好的经济收益。
(2)科学技术延长了作物的生长周期
由于季节的原因,有些农作物的生长周期有限,而科学技术却可以很好的解决这一问题。比如应用地膜覆盖技术使得季节性产品能够在一年四季种植,农民的收入不用受季节的影响,也满足了消费者的需求;温室大棚种植技术的应用,解决了农产品受季节影响的问题,气候环境可以人为地改变,从而提高农业生产的效率、产值以及质量。
二、带来环境的改变
1、面源污染加重
由于人们不合理地大量施用化肥、农药、除草剂等化学试剂,造成了环境和土壤污染。土壤受到污染后,土壤的自身自然功能会失调,土质会恶化,植物的生长也会受到影响,还会将有害物质聚集在植物体内,这些有害物质最终会被人摄入体内,从而危害人体健康;污染物还能够随着水土流失扩散到水体中,加剧环境污染,这不仅会阻碍农业发展,也会对人类的安全造成威胁。
2、过度灌溉引起土地次生盐渍化农业灌溉用水也随着农业的发展而增加,这不仅浪费了大量的水资源,还会引起农田的次生盐渍化,减少耕地面积,加剧生态危机。我国华北地区由于大量开采地下水进行农业灌溉,造成地下漏斗,使地平面不断降低,此外,由于大量建造渠道、水库、涵闸,造成周边地区的土地盐渍化或产生新的地质灾害,人们已经开始关注这些问题。
三、对未来发展的反思
1、鼓励依靠科技进步提升农业种植水平
虽然科学技术在农业种植中的应用对环境造成了一定的破坏,但是科学技术对农业种植带来的正面效应是有目共睹的。因此,我国应当鼓励支持依靠科技进步提升农业种植水平。可以采取以下措施来鼓励依靠科技进步提升农业种植水平。首先,鼓励科学家们进行与农业相关的科学技术研究,对于有研究成果的科学家,给予比其它研究领域更高的奖励。其次,鼓励农民应用科学技术,农民购买机械化设备时,国家应给予补贴。新的科技产品出现时,应先退出一部分使用品,供农民使用,以便进行科技产品的推广。
2、出台更加完善的技术应用标准
詹颂生提出我们应当深刻认识高科技的价值,出台高科技方面的法律法规。对新技术进行全面评估,在肯定科学技术带来的积极利益同时,也要对其负面效益进行重点评价,以保证科学技术能够安全地应用到农业种植中。通过有效的法律、制度来监控科技在农业种植中的使用。当前我国消费者对农业新产品的认识还不够深刻,大部分人对农业新产品的认知还停留在产品的口味色泽等表面现象,并不了解产品的生产过程、生产环境和产品营养,因此,加强对农业新产品的质量监测不仅规范了生产者,也保护了消费者。与发达国家相比,我国科学技术对农业种植的贡献率比较低。随着社会经济的发展,人们的环保意识不断增强,现代农业不仅要求取得最大的经济效益,也要求与环境的协调发展。因此,现代农业不仅要以可持续发展为基础,还要以无污染无公害、健康安全为基础。加强植物物种资源的有效保护,合理利用与保护水资源,加强水污染防治,土地整治与合理利用,林果生态工程技术等,使科学技术、农业种植、环境保护协调发展。
四、科学管理 确保经济持续增长
发展休闲农业不仅充分开发农业资源,调整和优化产业结构,带动当地运输、餐饮、住宿及其他服务业的发展,促进农村劳动力转移就业,增加农民收入,致富农民,而且可以促进城乡人员、信息、科技、观念的交流,增强城里人对农村、农业的认识和了解,加强城市对农村、农业的支持,实现城乡协调发展,从而加快社会主义新农村建设步伐。
科学有效的管理方法是地区正常运作,确保经济持续增长的一大法宝。首先必须做好宣传工作,根据地区近期和远期发展规划、目前的经营状况、目标市场定位,不同阶段选择不同宣传媒介进行宣传;此外,利用农村节假日举办文化节、采摘节、培训教育等带有公益性质的活动,体现社会责任感,彰显文化内涵,间接地进行宣传;加强与旅行社的合作,与周边景点、景区相结合,扩大旅游市场,以吸引更多的游客。
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【关键词】生物技术 农业种植 运用
生物技术,就是针对生物机体或生物部分器官、组织以及细胞利用先进的生物工程原理,对生物体进行改造,从而促进人类所需产品的生产。生物技术是一门对生物体进行改造和利用的技术,生物技术涉及到生物学、生物化学、遗传学、细胞学等学科知识,对于人类发展具有极高的研究价值。生物技术在农业种植 中的应用,能够有效提升农作物产量,促进农作物产品质量的改善,对于我国农业发展具有非常大的帮助作用。
一、生物技术在农业种植中运用的意义
(一)促进了我国农作物产量的提升。由于我国人口数量较大,土地耕种面积不足,使得粮食产量问题成为制约我国经济发展的重要因素。随着我国生物技术的发展和利用,有效促进了我 国农作物产量问题,改善了我国农村居民的经济收入状况,促进 了我国市场经济的快速发展。目前,我国生物技术在水稻种植领域的应用效果最为明显,实现了水稻产业的倍数增长,有效地提升了我国水稻年产量,缓解了我国粮食压力,加快了我国农业生 产力的提升速度 。
(二)促进了我国农产品质量的提升。随着我国市场经济的快速发展,我国城市居民的生活质量水平也得到了显著的提升,居民消费观念的不断转变,使得居民消费方向由数量消费逐渐演变为质量消费,强调农业产品数量的同时,更加强调农业产品的营养价值和食用安全性。生物技术在农业种植领域的利用,有效提升了我国农产品综合质量,解决了我国农业产品优质和高产的矛盾,提高了我国农产品的市场竞争力。
(三)促进了我国农作物的抗虫性和抗病性。病虫害影响农作物产量的重要因素是病虫害问题,造成了农作物产量的快速下降,造成了农作物的大量死亡,因此,提高我国农业作物产量,促进我国农业产业发展的重要工作便是对病虫害问题的解决。通过先进的生物技术,我国部分转基因作物已经成功具有良好抗虫性和抗药性,确保了我国农作物产量的稳步提升。如新型转基因马铃薯的成功研制,使得马铃薯作物在受到马铃薯甲虫的侵害时,能够自身分泌水晶蛋白这一物质, 从而对甲虫进行毒害,避免病虫害问题对作物产量的影响。同时,农作物抗虫性和抗药性的提升,有效地降低了农药及杀虫剂的用量,降低了农药和杀虫剂残留物对农产品质量的影响,降低了农药和杀虫剂对水资源的污染, 提高农产品产量的同时,确保了环境保护 工作的有效开展。
(四)促进了农作物对土壤养分的利用效率。农作物的生产离不开养分的有效供给,作物缺少必要的生长元素,就会造成作物生长效率的降低,导致农作物产量的降低。为确保农作物产量,氮、磷、钾肥的使用在农业生产过程中是必不可少的,就相关数据显示,农作物种植过程中作物能源的来源 50%依靠肥料。由于肥料的过度使用,导致温度气体的大量排放,加剧了地球温室效应。同时,农业生产过程中肥料的大肆应用,是导致水体富营养化的罪魁祸首。生物技术的应用,有效提升了农作物对土壤养分 的利用效率,降低了农作物对肥料的依赖,从而有效降低了种植过程中肥料的使用,降低了肥料对环境的危害。如部分转基因作物,能够通过根部相关结果加强对营养元素的固定和收集,提高了对土壤养分的应用,促进了植物的快速生长。同时,通过对特定真菌的研究和应用,加速了种植区域内土壤养分的生成,提高 了土壤中养分含量,有效减少了对人造肥料的应用,减少了人造肥料对环境的破坏。
二、生物技术在农业种植中的运用
随着生物技术的发展和进步,逐渐被运用到农业种植领域, 目前在农业种植中运用的生物技术主要包括以下几种:
(一)转基因技术。
转基因技术是对基因进行改造和重新组合,然后再导入到生物体内,其核心技术是提取目的基因。在当前农业种植领域,转基因技术是运用得最为广泛的一种生物技术,对农业种植具有重要的作用,它能够将某一作物的优良基因转移到另一种作物当中,进而提高农产品质量和产量。当前,在农业种植领域,经常被提取使用的植物目的基因有苏云金杆菌抗虫基因、种子贮藏蛋白基 因、植物抗病基因等。这些基因具有良好的性能,通过提取使用更好的促进农作物的生长,提高产量和产品质量。总之,在农业种植领域,通过利用转基因技术,能够改良农作物的品种,提高农作物的产品质量,取得良好的经济社会效益。伴随着科学技术的进步和科研工作的不断深入,转基因技术也会取得新的发展。在农业种植的应用范围也必将扩大,将在农业种植中发挥更大的作用。调查显示,目前转基因类植物的种植面积在不断的扩大,有调查研究指出,目前在全球所有的农业种植当中,采用转基因技术的种植面积已经达到了全球耕地面积的16%, 并且种植面积呈进一步扩大趋势。此外,在农业种植领域,还有一项技术值得提及的,那就是杂交育种技术该技术是一项极为常见的生物种植技术,与转基因技术相比而言,其操作更为简单,并且该技术的推广也更早,在农业种植实践中已经取得良好的效果。目前,在农业种植中杂交技术已经取得了丰富的经验,相信随着研究的深入和技术的进步,该技术会取得更大的进展,会在农业种植当中发挥更大的作用。
(二)组织培养技术。
组织培养技术的运用,主要是建立在细胞全能性的基础上, 通过人工诱导的方式,使植物组织在无菌状态能够良好发育,最终发育成为完整的植株。在农业种植中,通过利用组织培养技术,具有以下几个方面的显著特点:它不仅能够使得植物繁殖的速度加快,还能够在有限的时间内,培育出更多的优良植物品种。还能够有效地防止病毒对作物幼苗的侵害,保证种苗无病毒,进而有利于推广良种经济作物的种植。所以,今后在农业种植中值得进一步推广和运用,为了达到更好的运用效果,在农业种植的时候,需要注意以下几个问题:在植物组织培育中,要保证适宜的温度、光照、温度等条件, 培养基组成、PH值、渗透压等化学条件也应该满足条件,为组织培养创造良好的条件。另外,在进行初代培养外植体的时候。要做好褐变处理工作。有时候外植体接种后,表面会出现褐变现象,这种现象的出现会影响整个外植体的培养,因此,必须做好处理工作,保证组织培养的质量。
(三)生物农药的制作。
生物农药也是伴随着生物技术的运用而出现的,它是利用生物新陈代谢的产物。作为农药制品的有效成分,改变传统的通过化学手段制作农药的方法,既能够达到杀虫保护农作物的目的,还避免对周围环境造成损害,有利于环境保护。此外,生物农药的运用,还具有良好的使用效果,能够提高植株的耐药性。因此, 在农药的制作上,采用生物技术具有良好的效果,对农业种植的影响也是深远的。在基因工程药品当中,许多药品是从生物组织中提取材料生产的,但是材料提取困难,因而药品的价格也比较昂贵。而微生物能够迅速生长,并且容易控制,适用于大规模工业化生产。因此,在生物制药实践中,可以将生物合成相应药物成分的基因导入到微生物细胞当中,使其产生相应的药物,这样不仅能够解决材料来源困难的问题,还能够进行大规模生产,有利于降低生产成本。总而言之,在农业种植中运用生物技术的重要作用是不言而喻的。今后在实际工作中,应该加强生物技术研究,进行相关试验,使其在农业种植中得到更好的运用,推动农业的可持续发展 。
参考文献:
[1]李舒平,李坤,夏英杰.浅议生物技术在农业领域中的应用[J].农业与技术,2012,32(1).
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介绍目前增材制造技术的研究现状和基本原理,分析我国农机研发的特点,阐述光固化成型技术、选区激光烧结技术、直接金属激光烧结技术、熔融沉积技术在农业机械制造中的应用。采用熔融沉积技术制备全新外槽轮排肥器,搭建基于电子施肥控制器控制的施肥试验平台。试验数据表明,基于熔融沉积的外槽轮排肥器的变异系数低于传统排肥器。增材制造技术将改变传统农业机械设计的流程和思路,提高农业机械的可靠性和服役时间,促进农业机械制造水平的提高。
关键词:
增材制造;3D打印;农业机械;应用
增材制造是以三维数据为基础,由CAD模型驱动的一种制造方法,其特点是采用“加法”成型,通过先离散后叠加的思想成型零件[1]。随着科学技术的发展及《中国制造2025》的提出,采用增材制造方法成型零件越来越受到人们的关注[2]。增材制造技术生产柔性大,加工响应时间短,单件小批量生产中无需开模,设计制造一体化集成度高,可直接成型零件,成型中不受传统加工方法中夹持、切削方式的约束,可加工高脆性、高熔点、高硬度的材料,《经济学人》杂志认为,该技术将引起第3次工业革命。目前,增材制造技术已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗、模具、建筑等行业[3-4]。
1增材制造技术的研究现状
美国于2012年启动并投资10亿美元资助包括增材制造在内的振兴美国制造计划,建立了ASTMF2792-12a[5]、ASTMF2915-12[6]、ASTMF2912-11[7]、ASTMF2924-12a[8]等一系列增材制造技术标准。英国于2011年开始增加增材制造研发经费的投入,并在拉夫堡大学、诺丁汉大学、谢菲尔德大学、埃克塞特大学、曼彻斯特大学等相继建立了增材制造研究中心。澳大利亚于2012年2月启动了“微型发动机增材制造技术”项目,该项目使用增材制造技术制造航空微型发动机零部件,对增材制造技术在航空航天的应用起到推动作用。日本通过优惠政策和大量资金鼓励产学研用紧密结合,促进增材制造技术在日本的发展[4]。我国于2012年成立了3D打印技术联盟(增材制造),于2015年成立了中国工程学会增材制造(3D打印)分会,参与的主要科研机构有清华大学、北京航空航天大学、华中科技大学、华南理工大学、西北工业大学、西安交通大学等。3D打印产业联盟和增材制造分会的成立有利于尽快建立行业标准,加强行业与行业、行业与政府以及国际间的广泛交流[4]。
2增材制造的基本原理
增材制造是将三维零件先离散后堆积的一种加工方法,其成型过程主要是通过被加工材料受到外界不同环境的影响(如受热、受光)而发生物理或化学变化来实现的[9-11],制造过程如下:
(1)设计(三维制图软件)或通过逆向工程(三维扫描)等获得所要加工产品的计算机三维模型。
(2)根据工艺要求,将所建立的模型按一定规律在计算机中离散化,该过程也叫切片或分层,将原来的三维数据转换为平面数据。
(3)将离散后的平面数据按一定规律进行累加成型,获得实体零件。其原理见图1.
3农业机械研发的特点
3.1农业机械特点由于农用机械受作物生长条件的约束,所有农业机械均须进行田间试验验证。种植机械、植保机械、收获机械均受到田间试验季节的影响,每年的试验时间是固定的,错过试验时间只能等待下一年,因此农业机械的研究周期较长。农业机械还受到作业过程中因素差异的影响,我国幅员辽阔,每个省的农作物和农艺均有明显差别,同一作物在不同区域的农艺也不完全相同,使得农业机械研发具有种类繁多、通用性差、研发面广、研发成本高等特点[12]。
3.2农作物特点与工业相比,农业作物有其自身的特点。农业作物的研究对象多为生物,种类繁多、个体差异明显、性能差异大、物料规律性不强,多数生物受外界条件影响较大,不同降水量、施肥量可使同一作物在不同收获年表现出差异。以柑橘为例,古语有“南橘北枳”的说法。
3.3农业机械市场特点中国农业机械市场已经成为中国机械行业的热点市场,农业已成为高回报率产业。从欧美、日韩等农业发达国家引进的农机不能完全适应我国农业的需要,这些差异导致农机研制具有复杂性和周期性[13]。目前,农业、农机的投资一直是资本市场中投资的热点,但国内的农机企业高端技术研发能力较弱,国际农机巨头相继在中国设厂,争相占领中国市场,导致我国农机市场的高端领域被国外农机行业占领;中低端领域,尤其是低端领域的小农机企业较多,恶性竞争严重,一味追求价格低廉导致产品质量不过关、农机使用服役时间短、市场认可度低。尽快提高农机的使用稳定性和服役时间、尽快争夺高端农机市场已成为亟待解决的问题[14-15]。
4典型增材制造技术在农机制造中的应用
4.1光固化成型技术光固化成型是由CharlesW.Hull于1984年获得的美国专利,1998年美国3DSystem公司推出SLA-250商品产品,是目前最成熟的增材制造技术之一。光固化成型技术可获得形状复杂、表面质量较好的零件[16-18]。光固化成型工艺的原理见图2,在紫外激光束控制单元的驱动下,将零件的各分层信息在光敏树脂表面加工,被扫描区域的光敏树脂材料因紫外光照射发生聚合反应而固化,形成零件的1个切片层;一层固化后,工作台向下移动1个层厚的距离,新一层的液态树脂填充加工表面,采用刮板将液面刮平,进行下一层的扫描加工,如此反复直到整个零件制造完成[18]。由于SLA设备昂贵,光敏树脂价格较高,国产价格约为1000元/kg,导致SLA技术在农业机械中的应用不广泛,仅少数科研单位采用SLA技术设计、制造全新农业机械部件并进行相关田间试验,如华南农业大学罗锡文院士团队采用SLA技术成型播种机中的排种器和水田激光平地机中的控制盒等。
4.2选区激光烧结技术选区激光烧结技术由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的CarlDeckard于1989年申请专利,并于1992年由DTM公司开发了首款商业设备[19-20]。SLS最大的特点是可以成型金属零件,成型材料采用的是外表包裹聚合物的金属粉末。SLS原理见图3,粉末首先被均匀置于成型平台上,激光通过扫描振镜按照切片层数据将加工区域内的粉末加热,粉末因聚合物受热而粘结在一起;单层加工完成后,成型台下降1个层厚,铺粉机构将新的粉末重新预置于加工区域之上,激光再次开始加工,重复以上过程直至零件加工完成。成型后的零件须置于高温保温炉中进行保温,将聚合物黏合剂熔化。目前该技术在模具行业应用广泛,选用型砂进行激光烧结,完成砂型铸造,制备模具。选区激光烧结在农机方面有较多应用,如滤水器中的过滤器。过滤器由5层丝网组成,分别是保护层、过滤控制层、分散层、支撑骨架层、骨架层,每层均由多个尺寸较小的孔洞组成。由于受到加工路径和刀具尺寸的约束,采用传统成型方法很难成型,而采用SLS技术可十分方便地成型多孔滤网。
4.3直接金属激光烧结技术直接金属激光烧结技术由RPI和德国EOS公司的GmbH于1994年共同研发,是首个商业化的直接生产金属零件的成型方法[21]。直接金属激光烧结技术的原理见图4,与SLS十分相似,DMLS多采用两缸结构。与SLS相比,DMLS选用的金属粉末尺寸更小(一般直径为20μm),粉末无需黏结剂或助熔剂,无需后续加热和渗透处理,铺粉厚度更薄,成型零件形状更加复杂,获得成型零件的致密度更高(一般致密度高于95%)。目前可成型材料主要有合金钢、不锈钢、工具钢、铝、青铜、钴铬、钛等,主要应用领域有快速模具、医疗植入物、高温应用、航空航天零部件[19]。目前,DMLS在农业上主要应用于形状复杂、曲面较多的零件,如旋耕刀、水泵叶轮机、送料螺旋等。随着农业航空植保技术在农业中的应用不断增加,农业航空中无人机的关键部件对于轻量化的极限需求与日俱增,这将为DMLS在农业航空提供新的研究领域。
4.4熔融沉积成型技术(fuseddepositionmodeling,FDM)熔融沉积成型是由美国Stratasys公司开发的继光固化成型工艺后另一种被广泛应用的成型方法[22-23]。其原理见图5,将丝状的热熔性材料加热熔化,通过微细喷嘴将熔融丝挤出,喷嘴按照控制单元指令相对工作台沿水平方向移动,熔融丝挤出温度略高于固化温度,以保证热熔材料的黏结性,与前一层熔结在一起。一层成型后,工作台按设定值下降1个层厚,继续熔喷沉积,直至整个实体完成。目前,新的熔融沉积采用双喷头或多喷头,双喷头是将支撑与实体分开成型,可分别控制支撑和实体的成型参数。熔融沉积是目前成本最低廉、应用最广泛的增材制造方法,主要用于办公用品、模具开发、医学植入体、医疗器械、建筑等三维实体制造[24]。华南农业大学杨洲团队采用熔融沉积设计并制造了全新外槽轮排肥器的排肥轮(图6)。图6中红色部分为采用熔融沉积成型的外槽轮排肥器的外槽轮及其联轴器,米白色部分为目前市场上通用的外槽轮。杨洲团队通过步进电机控制每个外槽轮,并对2种外槽轮的排肥量进行了对比研究。试验选用华南农业大学自行搭建的排肥检测平台(图7),采用电子施肥控制器控制直流电机转速,采用HX-T型电子天平测量排肥质量,以外槽轮旋转10圈为1个指标,连续测量5次,试验数据见表1。数据表明,采用增材制造的外槽轮排肥器变异系数更小,设备更加稳定可靠。
5增材制造技术应用于农机机械制造的前景发展