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智慧农业时代水稻种植的创新模式论文

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2025-03-27 15:49:11    来源:    作者:xuling

摘要:我国作为水稻栽培的领军者,迎来了智慧农业驱动的水稻产业变革。物联网、大数据、人工智能等前沿技术深度融入水稻生产链,构建智能化管理体系,提高效率与资源利用,推动水稻产业向数字化、智能化加速跃升。

       摘要:我国作为水稻栽培的领军者,迎来了智慧农业驱动的水稻产业变革。物联网、大数据、人工智能等前沿技术深度融入水稻生产链,构建智能化管理体系,提高效率与资源利用,推动水稻产业向数字化、智能化加速跃升。在智慧农业的蓬勃发展中,智能农业机械凭借其优越性能在水稻种植领域脱颖而出,不仅极大程度地提高了生产效率与作物产量,还能满足品质监控与环境保护需求。通过精准作业与智能管理,赋予水稻种植全新的生命力,可以实现水稻生产过程更加精细化、高效化,农作物品质得以显著提升。本文对智慧农业时代水稻种植的创新意蕴进行全面探究,深入剖析智慧农业时代下水稻种植模式,以期通过精准策略与创新技术,促进水稻产业全面升级,引领农业生产飞跃,为乡村振兴注入动力。


  关键词:智慧农业;水稻种植;创新模式


  党的二*大报告确立了乡村振兴与农业强国建设的宏伟蓝图,与此同时第十四个五年规划和2035年远景目标纲要深刻阐述了数字化转型的战略方向,其中农业领域的数字化转型成为其关键的一环[1]。面对全球人口持续增长与资源日益紧张的双重挑战,智能农机成为实现资源优化配置与促进生态平衡的关键手段,通过科技的力量,推动水稻种植向绿色、可持续的发展方向迈进,为保障粮食安全与生态环境保护提供支撑[2]。


  1智慧农业时代水稻种植的创新意蕴


  1.1智慧赋能,驱动农业高质量发展


  智慧农业作为现代农业发展的强劲驱动力,正引领水稻生产领域经历一场深刻转型。技术创新的浪潮,极大地促进了生产效率与资源利用效率的提高,并在降低成本的前提下确保水稻品质与经济效益的同步提升,为水稻产业的可持续发展提供了保障[3]。智慧水稻产业链的优化重构也加速了水稻品种的创新步伐,实现了管理模式的精细化与现代化转型,促进经营模式的深刻变革,打造具有国际竞争力的水稻品牌,提升我国水稻产业在全球市场中的“话语权”。智慧农业的蓬勃发展催生了农业生产服务、数字农业等一系列新兴业态,为水稻产业链的延伸与拓展注入新的活力和动能,促进了水稻产业正逐步向规模化、集约化的方向迈进,也为农业领域创造了更多的就业机会,实现了产值的跨越式增长,为乡村振兴战略的深入实施提供了强有力的支撑。

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  1.2绿色生产,实现水稻可持续发展


  智慧农业作为水稻绿色生产的创新驱动力,正引领农业向更加环保与高效的方向转型。面对传统水稻种植中化肥农药滥用的挑战,智慧农业凭借信息技术的赋能开辟出一条绿色、可持续的生产道路,通过实施精准农业策略,如个性化测土配方施肥与绿色防控技术,在确保水稻高产、稳产的前提下,有效降低了资源消耗与环境压力,实现了农业生产的绿色化转型[4]。北斗导航、智能植保无人机与农业物联网等高新技术的深度融合,为农事操作带来标准化与智能化的革新,显著提高了资源利用效率与农业管理能力。而大数据与人工智能技术的引入,可以构建精准的水稻生长模型与远程诊断系统,使种植者能够实时掌握水稻生长动态,精准施策,有效应对各种挑战,确保生产稳定与品质优良。此外,智慧农业的深入发展,还促进了稻-鱼、稻-鸭等生态种养模式的智慧化改造,进而构建循环共生、和谐发展的生态农业产业链,还有效丰富了农业生产模式,提升了农业生态系统的整体效能,实现经济效益与生态效益的双赢,推动了资源节约型、环境友好型现代种植体系的形成。


  1.3乡村振兴,助力农民实现增收


  智慧农业正逐步崛起成为农民增收与乡村振兴的核心驱动力,并开辟出一条前所未有的发展坦途。物联网、人工智能、区块链等尖端技术的深度融合,深刻改变着水稻生产的面貌,不仅可以提高规模化作业的效率,还可以显著降低生产成本,为小农户与现代农业的深度融合搭建桥梁,使广大农民能够共享科技进步带来的发展红利[5]。智慧农业发展可以进一步激发“互联网+”现代农业的无限活力,催生智慧农庄、共享农业、数字农业等一系列新兴业态,丰富农业产业的内涵与外延,推动农业、工业、服务业等三大产业的深度融合,构建“新六产”的多元发展格局,延长农民增收的产业链条,拓展水稻产业的价值空间,为农民就近就业创造更多机会。数字技术正逐步渗透并赋能农民合作社、家庭农场等新型农业经营主体,通过提升运营管理水平与增强市场竞争力,为农民增收开辟新途径。如今,智慧农业的应用范畴已不局限于农业生产本身,而是逐步向乡村生活、管理、服务、生态等多个领域拓展,掀起了数字乡村、智慧乡村建设的热潮,使乡村面貌焕发出前所未有的生机与活力,为乡村振兴战略的深入实施奠定了坚实基础[6]。


  2智慧农业时代水稻种植创新技术模式

       2.1智能水稻插秧机的应用


  智能播种机器人在水稻栽培领域的应用,以高精度传感器与先进控制系统为核心,实现了播种作业的精细化管理。智能播种机器人可确保种子间距与植入深度的精确控制,优化种植布局。同时,智能播种机器所具备的环境感知与自适应能力,能够实时监测土壤条件,灵活调整播种策略,以应对复杂多变的田间环境,从而提高播种的精准度与作业效率,有效减少种子的浪费,并降低对人工劳动力的依赖,推动农业生产的智能化与自动化进程。在水稻种植插秧作业中,智能插秧机在设定秧苗间距时,能够依据水稻秧苗的生长情况,精准地选择适宜的插秧速度,确保每株秧苗都能获得最佳的生长空间。在插秧作业前,种植人员需对插秧机进行全面检查,包括机器的油量是否充足、自控系统是否稳定及信号接收装置是否灵敏等,以确保设备在最佳状态下运行。在插秧作业过程中,智能插秧机需保持直线行驶,以确保插秧的精度与一致性,当遇到转弯或需要停车时,应及时远程关闭插秧功能,以避免对秧苗造成不必要的损伤。尽管插秧速度已预先设定,但操作人员需要实时监控插秧效果,一旦发现秧苗受损或间距不均等问题,应立即调整速度参数或采取其他补救措施。然而,智能插秧机在作业过程中也可能遇到各种故障与挑战,如秧苗漂浮、漏插等现象,这可能与土壤黏性、设备调整不当等因素有关。为预防此类问题的发生,操作人员应提前评估土壤状况、调整设备至最佳状态,并严格遵守操作规范。操作人员还应定期补给燃油、清理机器内部障碍、及时更换秧苗针及检查秧苗质量等。精准的操作与科学的管理,可以提高水稻种植生产效率。

  2.2智能监控系统的应用


  智能监测体系深度融合传感器技术与遥感技术,可在水稻种植业构建起全方位、多维度的数据监测网络。该系统精密采集土壤肥力、气候变化及水稻生长状态等多元信息,并运用大数据分析技术,对这些海量数据进行深度挖掘与智能处理,从而构建出高度精准的水稻生长预测模型。在细腻刻画水稻生长轨迹的前提下,该模型可以前瞻性地预测其发展趋势,为农民提供科学、可靠的决策依据,助力精准农业实践的深入实施。在智能监测体系的赋能下,农事管理得以进一步优化,农民能够依据实时数据,实施精准施肥、灌溉及收割策略,确保资源的高效利用与水稻生长的最优条件,进而显著提高水稻产量与品质,推动农业生产向更高效率、更高质量迈进。此外,智能监测体系还内置了病虫害预警机制,通过持续监测作物生长环境及生理指标的微妙变化,该系统能够敏锐捕捉病虫害发生的初步迹象,并运用大数据分析技术,对潜在风险进行前瞻性评估与预警,为农民赢得病虫害防治先机,使农民能够迅速采取针对性措施,有效控制病虫害的扩散,保障水稻的健康生长,减少因病虫害造成的经济损失,进而为农业生产的稳定与可持续发展贡献力量。


  2.3智能灌溉系统的应用


  智能灌溉系统作为现代农业科技的产物,深度融合了传感技术、数据解析与自动化控制的精髓,进而促进水稻灌溉管理实现智能化、精准化的目标。该系统以智能化设计精确调控水稻生长周期的水分需求,这既可以规避过度灌溉的弊端,又可以有效防止干旱对作物的威胁。智能灌溉系统的核心在于高精度土壤湿度传感器,该传感器可以全天候、无死角地监测土壤湿度的微妙变化,精准掌握各土层的水分状况。智能灌溉系统还巧妙融合气象预测与作物生长监测技术,综合考虑温湿度、降雨量及水稻的不同生长阶段,科学评估并精准预测作物的水分需求。基于全面而深入的数据分析帮助系统灵活调整灌溉策略,可以为水稻量身定制个性化的灌溉方案。例如,在幼苗期,系统采取更为频繁的灌溉策略,温柔呵护水稻脆弱的根系,确保其健康成长;而在成长期,系统则根据土壤湿度、气象预报及作物实际需求,动态优化灌溉计划,确保水分供给既满足其生长所需,又不至于造成资源浪费或引发病害。此外,智能灌溉系统内置的高级算法,依托大数据与复杂模型,不断优化灌溉决策过程,通过实施精准灌溉模式,不仅显著提高了水稻的产量与品质,还极大地降低了农民的劳动强度,在节水减排、应对水资源短缺等方面展现出良好的生态效益。

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  2.4智能精准施肥系统的应用


  智能精准施肥系统依托遥感科技,巧妙融合卫星视野与航空高清细节,为农田作物生长评估开启了精准视角。该系统通过对植被色彩丰度与密度的解析,可以精准把握作物的营养健康状态,及时发现并预警潜在的营养失衡问题,为农民提供灵活调整施肥策略的科学依据,确保作物营养供给均衡,促进其茁壮生长,进而完美契合绿色农业的发展理念。针对水稻这一对肥料需求极高的作物精准施肥极为重要,传统施肥方式往往因缺乏精准性而导致化肥过量施用,这不仅破坏土壤生态平衡,还对环境造成严重污染。而智能精准施肥系统通过集成DGPS与GIS等先进定位技术,可以实现对水稻生长区域的精确锁定与持续监测。结合遥感技术的实时反馈,农民能够准确把握作物的营养需求动态,制定出科学、合理的精准施肥计划,有效遏制化肥的浪费与滥用现象发生,保护生态环境,推动农业生产方式向绿色、高效、可持续的方向转型。


  2.5病虫害防治系统的应用


  水稻生长过程中,病虫害的侵袭对其构成严峻挑战。我国农业信息网权威数据揭示,2021年,东北稻区尤其是其南北两端,遭遇水稻纹枯病与稻瘟病的集中暴发,而稻曲病亦在南部稻区肆虐,褐飞虱、螟虫等害虫的猖獗活动更是雪上加霜。遥感技术与定位技术的深度融合,为农田监测提供了技术支持,通过捕捉并分析农田的高清图像与详尽数据,能够精准识别病虫害的早期迹象,实现病虫害趋势的提前预警,为农民争取宝贵的应对时间,有效减少经济损失。植保无人机的单次承载能力极强,能够携带超过10kg的农药,作业效率更是传统喷洒方式作业效率的数十倍。通过高度智能化的调控系统,植保无人机能够精准地调整飞行参数,以最佳状态匹配水稻病虫害的具体特性。这一过程不仅可以优化农药的配比,确保防治效果的最大化,还可以显著降低农药的使用量,从而减轻土壤环境的压力,积极响应绿色农业的发展理念。在此基础上,植保无人机还融合了防蒸消毒剂等创新技术的应用,进一步降低了病虫害防治的成本,提升了农业生产的综合效益,体现了科技与农业的深度融合,也为现代农业的可持续发展注入了新的动力。多旋翼植保无人机强大的漩涡力能够确保农药紧密地覆盖在水稻叶片上,进而形成一层坚实的防护屏障;紊流区的存在又使得农药能够更深入地渗透至植株根部,从而实现全方位、深层次的防治效果;而多旋翼植保无人机的风向聚集性,则能够促使雾化喷雾更精准地进入植株内部,从而强化病虫害防治效果。在操作层面,植保无人机同样实现了高度的智能化,操作人员只需通过远程控制系统,即可轻松完成喷洒任务,全程不需要直接接触农药,有效保障了作业人员的健康、安全。无人机上搭载的摄影镜头能够实时捕捉并传输病虫害的监测数据,为科学决策提供及时、准确的信息支持,进一步提高防控的精准度和效率。


  2.6智能收割机械的应用


  水稻丰收之际,智能收割机械具备高效、精准收获的优势。通过装备先进传感系统判断水稻成熟情况,智能收割系统能够把握最佳收割时机,减少损失。智能收割机可沿着预设路径精准行进、灵活转弯,高效完成收割、脱粒、装载及称重全链条作业,极大简化传统收割流程,提高作业效率。先进智能收割机型更配备产量监测传感器,实时采集水稻产量、水分等核心数据,自动生成产量分布图,助力农民精准规划种植、施肥与喷药策略,推动农业生产管理向科学化、精细化迈进,有效减轻了农民负担,降低生产成本,同时提高作业的安全性与效率,实现安心、高效的农业生产。


  3结语


  智慧农业作为水稻产业现代化的核心驱动力,引领着水稻种植在新时代的征途上,迈向深度数字化、广泛网络化与高度智能化的新纪元。在此背景下,技术人员需将目光投向智慧农业的核心技术领域,致力于关键技术的突破与创新,强化农业数字基础设施的建设,构建起覆盖广泛、功能完善的数字农业生态系统,全面助力乡村振兴战略的实施,加速农业强国建设步伐,推动我国农业在数字化领域实现跨越式发展。

 参考文献:


  [1]王丽妍.智能化农业技术在东北地区水稻种植上的应用[J].特种经济动植物,2024,27(05):173-175.


  [2]咸雪琼,刘勃兰.5G与人工智能技术在智慧农业融合应用的研究[J].广西通信技术,2023,(04):39-44.


  [3]黄湖滔.“互联网+”背景下水稻种植技术的推广分析[J].种子科技,2023,41(22):133-135.


  [4]贾贤兰.基于芜湖市的水稻种植与施肥技术要点研究[J].数字农业与智能农机,2023,(02):46-49.


  [5]高雪萍,张予涵,张梦玲,等.互联网信息技术使用对农业生产率的影响分析——以江西省水稻种植户为例[J].浙江农业学报,2022,34(12):2809-2822.


  [6]刘小灿,谢剑文,吴云生.紫两优737水稻种植的栽培技术和智能化应用[J].农业工程技术,2022,42(15):40-41.