未來(lái)農(nóng)業(yè)中的新科技

劉北辰

農(nóng)業(yè)是一個(gè)國(guó)家最為重要的產(chǎn)業(yè)之一，是國(guó)之根本。近年來(lái)，世界各國(guó)都加大了對(duì)農(nóng)業(yè)科研的投資和研發(fā)力度，以謀求在未來(lái)取得更大的優(yōu)勢(shì)。由此，高科技農(nóng)業(yè)得到了進(jìn)一步發(fā)展，為人類提供的糧食及其他食品也變得更加豐富。

衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用

尖端的衛(wèi)星技術(shù)可以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，聽(tīng)起來(lái)如天方夜譚?？墒聦?shí)的確如此。

在德國(guó)，農(nóng)業(yè)專家在收割機(jī)上安裝了一臺(tái)估產(chǎn)裝置，與此同時(shí)再裝好一臺(tái)衛(wèi)星導(dǎo)航儀。衛(wèi)星定位系統(tǒng)和估產(chǎn)裝置便會(huì)自動(dòng)將每塊農(nóng)田的實(shí)際年產(chǎn)量等數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。專家通過(guò)分析記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)，就可以發(fā)現(xiàn)各地塊的產(chǎn)量會(huì)有哪些不同，上述不同是由什么原因造成的，比如是由于土質(zhì)的差異，或是施用肥料的不同。

為了更方便快捷地去除雜草，在操作前，工作人員會(huì)先攜帶一臺(tái)衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器在地里來(lái)回走上一圈。此時(shí)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器會(huì)準(zhǔn)確定出工作人員所在的位置，并告知對(duì)方哪里的地塊雜草更多。工作人員可以據(jù)此將雜草較多地塊的坐標(biāo)輸入手提電腦中，再將其他有關(guān)數(shù)據(jù)輸進(jìn)拖拉機(jī)上的計(jì)算機(jī)里。

隨后，人們就可以駕駛拖拉機(jī)開(kāi)始除草作業(yè)。這時(shí)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收器便會(huì)監(jiān)視拖拉機(jī)的行駛方向，根據(jù)不同地塊的雜草情況，自主選擇除草劑的噴灑數(shù)量。在到達(dá)雜草多的地塊后自動(dòng)噴灑更多除草劑，以達(dá)到除草的目的。

在監(jiān)視蟲害情況方面，衛(wèi)星技術(shù)也能起到重要的作用。美國(guó)科學(xué)家運(yùn)用衛(wèi)星遙控技術(shù)監(jiān)測(cè)葡萄園的蟲害，取得了重大突破。加利福尼亞州是美國(guó)主要的葡萄生產(chǎn)基地，當(dāng)?shù)氐钠咸焉a(chǎn)往往因蚜蟲的侵害而受到巨大損失?？萍既藛T利用飛機(jī)和衛(wèi)星對(duì)加州的葡萄園進(jìn)行地面掃描，然后大量收集葡萄葉面反射的熱量和光度變化的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以判斷出葡萄是否正受到蚜蟲危害。衛(wèi)星遙控技術(shù)提供的遙感分析，為葡萄蚜蟲的早期防治爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。

激光技術(shù)的應(yīng)用

用適當(dāng)?shù)募す鈱?duì)農(nóng)作物加以照射，既能提高產(chǎn)量，還可以培育出新的品種。俄羅斯科學(xué)家先用波長(zhǎng)441.6納米、強(qiáng)度10瓦/平方米的藍(lán)色氦一鎘激光束照射小麥種子2小時(shí)，過(guò)3小時(shí)再用波長(zhǎng)632.8納米、強(qiáng)度也是10瓦/平方米的紅色氦一氖激光束照射2小時(shí)。經(jīng)過(guò)照射處理的小麥種子分蘗抽穗多，穗頭飽滿結(jié)實(shí)，平均畝產(chǎn)可提高60千克，小麥的蛋白質(zhì)含量也增加了5％。

近來(lái)，日本濱松霍德尼克斯電機(jī)廠用半導(dǎo)體激光照射培育水稻也獲得了成功。由于葉綠素容易吸引紅光，他們就以紅色為主的半導(dǎo)體激光對(duì)稻苗進(jìn)行照射。用此法培育水稻，3個(gè)月即可收獲。

美國(guó)科技人員發(fā)明的激光成像裝置可以發(fā)射低能激光脈沖，并記錄反射光束返回的延誤時(shí)間。它被安裝在直升飛機(jī)上。直升飛機(jī)起飛后，激光束能掃描飛行的垂直方向，并自動(dòng)搜尋樹(shù)木，如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有樹(shù)葉便會(huì)關(guān)閉噴嘴，避免在果樹(shù)問(wèn)的空地上噴灑農(nóng)藥。這樣一來(lái)，能夠節(jié)約40％的農(nóng)藥，既降低了成本，又減輕了對(duì)環(huán)境的污染。

利用紅外掃描的方法，還可以為農(nóng)作物診斷“疾病”。美國(guó)科學(xué)家派出飛機(jī)在900米高的夜空飛行，機(jī)載紅外掃描儀沿途測(cè)量其下方農(nóng)作物散發(fā)出來(lái)的熱量。如果作物患病或是遭到蟲害，其散發(fā)出來(lái)的熱量便會(huì)與健康植株不同。機(jī)載紅外掃描儀收集到上述信息后，傳給相應(yīng)的計(jì)算機(jī)，最終繪制成彩色地圖。人們可以通過(guò)彩色地圖清楚地了解哪里的農(nóng)作物正在患病或是遭到了蟲害侵襲。這樣既能及時(shí)查出病情，有針對(duì)性地噴灑農(nóng)藥；也能預(yù)測(cè)出莊稼的潛在疾病，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

機(jī)器人的應(yīng)用

工業(yè)機(jī)器人和家用機(jī)器人對(duì)公眾來(lái)說(shuō)已不再陌生。如今，農(nóng)業(yè)機(jī)器人也逐漸出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，為人們帶來(lái)極大的便利。

美國(guó)研制的施肥機(jī)器人能從土壤的實(shí)際情況出發(fā)適量施肥，因減少了施肥總量，不僅降低了農(nóng)業(yè)成本，而且有利于地下水質(zhì)的改善。

西班牙發(fā)明的采摘柑橘機(jī)器人由一臺(tái)裝有計(jì)算機(jī)的拖拉機(jī)、一套光學(xué)視覺(jué)系統(tǒng)和一個(gè)機(jī)械手組成，能從橘子的顏色、大小和形狀判斷出橘子是否成熟以及能否采摘。它平均每分鐘可以摘60個(gè)柑橘，是人工采摘量的7倍。另外，采摘柑橘機(jī)器人能依靠裝有視頻箱的機(jī)械手將采摘下來(lái)的柑橘按照品質(zhì)及個(gè)頭大小進(jìn)行分類。

英國(guó)西爾索研究所開(kāi)發(fā)的采蘑菇機(jī)器人裝有錄像機(jī)、測(cè)距儀和視覺(jué)分析軟件，能確定哪些蘑菇可以采摘以及屬于哪種等級(jí)，然后測(cè)出其高度以便采摘。它每分鐘能摘40個(gè)蘑菇，比人工采摘速度快2倍。

法國(guó)研制的分揀機(jī)器人能在潮濕骯臟的環(huán)境里，把大個(gè)番茄和小粒櫻桃加以區(qū)別，然后分別加以裝運(yùn)。它還可用來(lái)分揀土豆，并且不會(huì)損傷這些產(chǎn)品。

生物技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)代高新技術(shù)中，現(xiàn)代生物技術(shù)是最具發(fā)展前景、至關(guān)重要的前沿學(xué)科，而農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的高新技術(shù)是生物技術(shù)。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展及生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，預(yù)計(jì)未來(lái)將有大量采用農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的產(chǎn)品問(wèn)世。

美國(guó)科學(xué)家利用抗除草劑基因培育出抗除草劑大豆和小麥新品種，用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出抗病毒西紅柿和煙草。通過(guò)轉(zhuǎn)基因植物研究，使土豆的蛋白質(zhì)含量增加，淀粉含量提高20％～40％。研究人員正在研制能夠代替注射疫苗的超基因蔬菜瓜果。他們用基因工程方法把微生物抗原基因植入蔬果細(xì)胞中，并在培養(yǎng)基中由這些細(xì)胞培植出秧苗，然后移栽到農(nóng)田中，結(jié)出的種子因而含有異已基因。這些種子長(zhǎng)大后結(jié)出的蔬果能夠合成細(xì)菌原始基因所控制產(chǎn)生的特有物質(zhì)。也就是說(shuō)，食用了這樣的胡蘿卜或香蕉，就如同接種了疫苗一樣。

用生物技術(shù)遺傳工程還可以培育出特殊牲畜，促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展。美國(guó)科學(xué)家給2000頭種豬注入生長(zhǎng)基因后，約有20％的卵子發(fā)育成超大型豬，生下的小豬體型等于普通小豬的2倍，3個(gè)月后便可上市，省下大批飼料。預(yù)計(jì)不久的未來(lái)，用基因工程培育出如牛一般大的豬將有可能成為現(xiàn)實(shí)。

[責(zé)任編輯]趙菲