大國三農(nóng)課程提綱鄉(xiāng)村振興鄉(xiāng)村治理數(shù)字鄉(xiāng)村培育新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體鄉(xiāng)村發(fā)展新動能農(nóng)業(yè)科技與現(xiàn)代化智慧農(nóng)業(yè)種業(yè)創(chuàng)新數(shù)字農(nóng)業(yè)田園綜合體合作社家庭農(nóng)場新型職業(yè)農(nóng)民大國三農(nóng)農(nóng)業(yè)制度創(chuàng)新和發(fā)展無土栽培農(nóng)業(yè)政策創(chuàng)新項目一：無土栽培—探究項目教學(xué)法—學(xué)習(xí)目標(biāo)思政引領(lǐng)：樹立大食物觀，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，構(gòu)建多元化食物供給體系。發(fā)展鄉(xiāng)村特色產(chǎn)業(yè)，拓寬農(nóng)民增收致富渠道?！?xí)近平描述無土栽培技術(shù)如何助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)素質(zhì)目標(biāo)1、識別無土栽培設(shè)施構(gòu)件；2、說出工廠化育苗的工藝流程；3、選擇合適的無土栽培育苗方法。技能目標(biāo)1、熟悉無土栽培的分類及應(yīng)用前景；2、掌握工廠化育苗的原理及方法；3、了解植物工廠的關(guān)鍵技術(shù)。知識目標(biāo)無土栽培

學(xué)習(xí)內(nèi)容項目一1.1什么是無土栽培1.1.1無土栽培的發(fā)展

1.1.2無土栽培的分類1.1.3無土栽培的應(yīng)用前景

案例21.2：掌握工廠化育苗技術(shù)1.2.1設(shè)施與設(shè)備1.2.2.育苗方式1.2.3.嫁接育苗1.3了解植物工廠發(fā)展前景1.3.1關(guān)鍵技術(shù)1.3.2發(fā)展趨勢1.3.3復(fù)習(xí)與測試教材P57～60任務(wù)一：認(rèn)識無土栽培視頻展示：列舉有機(jī)農(nóng)業(yè)的模式種植——養(yǎng)殖——沼氣池一、什么是無土栽培？二、無土栽培與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比具有哪些優(yōu)勢？三、無土栽培技術(shù)應(yīng)用前景四、常見的無土栽培案例一

無土栽培的概念，分類和優(yōu)勢1.概念：“水上菜園”也被稱為“葑田”或“浮田”（視頻：1.1無土栽培的發(fā)展歷史）什么是無土栽培？根據(jù)國際無土栽培學(xué)會的規(guī)定，凡是不用天然土壤，而用營養(yǎng)液或固體基質(zhì)加營養(yǎng)液栽培作物的方法統(tǒng)稱為無土栽培。2.分類

營養(yǎng)液或固體基質(zhì)代替天然土壤向作物提供良好的水、肥、氣、熱等根際環(huán)境條件，使作物完成從苗期開始的整個生命周期。無土栽培又稱為營養(yǎng)液栽培、水耕、水培、溶液栽培、養(yǎng)液栽培等。（1）基質(zhì)培

（2）水培

（3）霧培無土栽培分類基質(zhì)培通過固體基質(zhì)代替土壤固定植株根系，利用營養(yǎng)液代替水和營養(yǎng)物質(zhì)。優(yōu)點：基質(zhì)栽培蔬菜產(chǎn)量高、品質(zhì)好，也更加省水、省肥、省力。由于基質(zhì)培在相對密閉的環(huán)境中，隔絕外部環(huán)境和土壤連作帶來的病蟲害，減少農(nóng)藥的使用，基質(zhì)培具有投資相對較少、設(shè)備簡單、易于操作。狀況：基質(zhì)栽培面積占我國商業(yè)性無土栽培面積的90%。固體基質(zhì)可分為：有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì)。有機(jī)基質(zhì)包括：樹皮、泥炭、秸稈、椰子纖維等；無機(jī)基質(zhì)包括巖棉、礫石、珍珠巖、蛭石等。（2）水培水培不需要基質(zhì)來固定植物，植物的根系能直接與營養(yǎng)液接觸來吸收水分和營養(yǎng)。優(yōu)點：是栽培人員可以通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的配比來實現(xiàn)植物營養(yǎng)的均衡供給，減少土傳病害，節(jié)約水土資源。各國科學(xué)家根據(jù)不同作物種類、生育階段、栽培方式、水質(zhì)和氣候條件以及營養(yǎng)元素化合物來源，形成了以Hoagland、日本園試等為代表的通用營養(yǎng)液配方，以及以日本山崎、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等為代表的專用營養(yǎng)液配方。要求：水培技術(shù)對資金投入和操作技術(shù)要求較高，對水培種植系統(tǒng)的自動化、機(jī)械化和信息化管理的研究仍需進(jìn)一步深入。（3）霧培

霧培是將營養(yǎng)液用噴霧的方法，直接噴到作物根系上。優(yōu)點：霧培可以減少人工，但因其機(jī)械化控制的特點，資金投入較多。常用栽培裝置主要包括：“A”型栽培裝置、箱式栽培裝置、網(wǎng)式栽培裝置、床式栽培裝置、桶式栽培裝置和柱式立體栽培裝置。起源：霧培的技術(shù)理念最早由美國和日本提出，研究者利用霧化營養(yǎng)液成功培養(yǎng)了蘋果樹、菠蘿、番茄等植株，霧培的研究逐漸得到重視。2001年，利用氣霧培進(jìn)行的馬鈴薯微型薯試驗也取得了成功，氣霧培被廣泛用于種植微型薯。目前，在荷蘭、美國和日本等農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家，霧培與立體栽培技術(shù)相結(jié)合，與一般的農(nóng)田耕作相比，可節(jié)省95%的水，與水培法相比，也可節(jié)省40%的水，成為垂直農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

（1）發(fā)揮作物生長潛能，提高產(chǎn)量品質(zhì)。（2）提高作物吸收水分養(yǎng)分能力，減少人力投入。（3）克服連作障礙。（4）擴(kuò)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，有利于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化?！菊n堂討論】無土栽培與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比具有哪些優(yōu)勢？無土栽培與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比的優(yōu)勢

1.國外無土栽培發(fā)展情況美國是最早進(jìn)行無土栽培商業(yè)化生產(chǎn)的國家，而且由于軍需，也是在世界范圍內(nèi)廣泛傳播和推廣無土栽培技術(shù)的國家。歐洲國家發(fā)展無土栽培較早，對當(dāng)代無土栽培的發(fā)展有重大影響的兩項技術(shù)——NFT和巖棉培均在歐洲發(fā)明和應(yīng)用。日本也是無土栽培較發(fā)達(dá)的國家。在營養(yǎng)液配方研究方面，山崎氏提出了植物吸水和吸肥按比例同步進(jìn)行的概念，并以此為依據(jù)設(shè)計出一系列山崎營養(yǎng)液配方，至今仍被世界各國廣泛采用。

2.國內(nèi)發(fā)展情況

上海四維農(nóng)場是中國發(fā)展現(xiàn)代無土栽培的先鋒。1995年，隨著有機(jī)生態(tài)型無土栽培技術(shù)的市場認(rèn)可度增加，我國無土栽培的種植面積擴(kuò)展到50hm2左右。

我國無土栽培技術(shù)大多用于黃瓜、番茄、生菜、甜瓜、甜椒等蔬菜作物的生產(chǎn)，部分花卉、果樹也開始大面積應(yīng)用。

蔬菜每年無土育苗量超過1000億株、2015年我國花卉無土育苗量超過86億株、水稻無土育秧栽培面積達(dá)2719萬hm2。

值得令人關(guān)注的是，在我國甘肅河西走廊地區(qū)，荒漠戈壁等非耕地發(fā)展有機(jī)基質(zhì)培的面積超過3500萬m2。國內(nèi)外無土栽培發(fā)展比較1.

生產(chǎn)反季節(jié)、高檔農(nóng)產(chǎn)品2.發(fā)展“魚菜共生”環(huán)保農(nóng)業(yè)3.發(fā)展觀光農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)科普教育4.發(fā)展城市綠化、陽臺農(nóng)業(yè)5.發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)6.發(fā)展太空農(nóng)業(yè)【知識拓展】

植物在太空中如何生長

P7（二）無土栽培技術(shù)應(yīng)用前景（四）常見的無土栽培案例11.芽苗菜無土栽培技術(shù)4運(yùn)用教材P22思考與討論1.2微課視頻01-2案例討論22.生菜營養(yǎng)液膜技術(shù)33.草莓無土栽培技術(shù)

任務(wù)二：工廠化育苗（一）工廠化育苗設(shè)施與設(shè)備（二）工廠化育苗方式（三）工廠化嫁接育苗微課視頻1-21、工廠化育苗設(shè)施知識案例P21（1）育苗溫室

種子完成催芽后，就進(jìn)入育苗溫室中，直至煉苗、包裝后進(jìn)入種苗運(yùn)輸環(huán)節(jié)。（2）播種車間播種車間是進(jìn)行播種操作的場所，通常也作為成品種苗包裝、運(yùn)輸?shù)膱鏊?。?）催芽室催芽室提供種子發(fā)芽的適宜溫度、濕度和氧氣等條件，有些種子發(fā)芽還需要光照。4）控制室種苗工廠的控制室在工廠化育苗過程中對溫室環(huán)境溫度、光照，空氣濕度和水分、營養(yǎng)液灌溉實行有效的監(jiān)控和調(diào)節(jié)，是保證種苗質(zhì)量的關(guān)鍵。

2、工廠化育苗設(shè)備知識案例P20（1）種子處理設(shè)備

種子處理設(shè)備是指育苗前，根據(jù)農(nóng)藝和機(jī)械播種的要求，采用生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)和機(jī)械的方法處理種子的設(shè)備。（2）精量播種設(shè)備

播種車間是進(jìn)行播種操作的場所，通常也作為成品種苗包裝、運(yùn)輸?shù)膱鏊?。?）基質(zhì)消毒設(shè)備根據(jù)工作原理的不同，基質(zhì)消毒有物理消毒和化學(xué)消毒兩種方法。（4）灌溉和施肥設(shè)備灌溉和施肥系統(tǒng)是種苗生產(chǎn)的核心設(shè)備，通常包括微灌系統(tǒng)和施肥設(shè)備兩大部分。二、工廠化育苗方式視頻展示：列舉有機(jī)農(nóng)業(yè)的模式種植——養(yǎng)殖——沼氣池（一）穴盤育苗（二）水培育苗（三）扦插育苗知識拓展：全光噴霧扦插育苗設(shè)施蔬菜穴盤育苗技術(shù)P24蔬菜漂浮育苗技術(shù)P22

1.穴盤育苗

穴盤育苗是歐美國家20世紀(jì)70年代興起的一項新的育苗技術(shù)。我國在80年代中期將穴盤育苗技術(shù)正式引進(jìn)，于1987年正式投產(chǎn)。穴盤育苗目前已成為我國工廠化育苗的重要形式。

穴盤育苗優(yōu)點：基質(zhì)體積小，重量輕，便于秧苗長途運(yùn)輸和進(jìn)入流通領(lǐng)域。

穴盤育苗采用一次成苗技術(shù)，幼苗根系發(fā)達(dá)，幼苗生長整齊；

商品性好，定植時不傷根系，緩苗快，容易成活。

穴盤育苗普遍采用精量播種技術(shù)，一穴一粒，每小時可播種700~1000盤，可節(jié)省種子用量，降低用種成本，并且育苗周期較傳統(tǒng)的育苗時間大為縮短，提高育苗生產(chǎn)效率。

1.穴盤育苗

含義：水培育苗又稱營養(yǎng)液育苗，是利用水培設(shè)施，采用成型的聚氨酯泡沫、巖棉等作為育苗基質(zhì)載體，育苗過程中幼苗根系部分或全部浸泡在營養(yǎng)液中的育苗方法。

作物根系所處環(huán)境的營養(yǎng)成分、pH和溫度相對穩(wěn)定，育苗過程中水分和營養(yǎng)供應(yīng)充足，幼苗生長速度快，育苗周期短。

此外，營養(yǎng)液可循環(huán)使用，省水省肥，培育的幼苗可直接用于水培，無需對根系進(jìn)行清洗。水培育苗主要適合葉菜類蔬菜、煙草等小株型作物，不適合大株型作物。

類型包括：聚氨酯泡沫小方塊育苗、深水漂浮育苗和巖棉塊育苗。（1）聚氨酯泡沫小方塊育苗

可將每一育苗小塊從整個育苗塊中掰下來，然后定植到水培或基質(zhì)，適用于深液流水培或營養(yǎng)液膜栽培。

（2）

深水漂浮育苗

在溫室或塑料棚內(nèi)，建造營養(yǎng)液池，然后將苗盤漂浮于含有完全營養(yǎng)液的水池中，完成種苗的萌發(fā)、生長和成苗過程。

（3）巖棉塊育苗

需要根據(jù)作物種類和苗齡的要求來具體確定巖棉規(guī)格，有一種育大苗的育苗塊是由一套大小不同的2~3塊巖棉塊組成，大塊的巖棉塊中部有一小方洞，正好可以嵌入小巖棉塊，使用時首先在小巖棉塊中育苗，等小苗長到一定的時候把小巖棉塊放入大巖棉塊之中，讓小苗繼續(xù)長大，這種育苗的方法稱為“缽中缽”育苗。2.水培育苗

3.扦插育苗

取植物的部分營養(yǎng)器官插入基質(zhì)中，在適宜環(huán)境下使其生根，然后培育成苗的技術(shù)稱扦插育苗。（1）好處：扦插育苗有利于保持種性，節(jié)省種子，縮短育苗周期，加快發(fā)根速度，提早開花結(jié)果，并且可實行多層立體工廠化育苗，因此在多種園藝作物上得到應(yīng)用。（2）應(yīng)用：扦插育苗是花卉、果樹無性繁殖的主要方法之一，在蔬菜上也有應(yīng)用。

葉插凡是能自葉上發(fā)生不定芽及不定根的種類，均可用葉插法。適合葉插法的花卉應(yīng)具有粗壯的葉柄、葉脈或肥厚的葉片，如落地生根、石蓮花、景天樹、虎皮蘭等。

枝插又分軟枝扦插和硬枝扦插。軟枝扦插主要用于溫室花卉和常綠花木，如天竺葵、秋海棠類、倒掛金鐘、茉莉、杜鵑、夾竹桃等。一般5~9月進(jìn)行。

根插主要用于芍藥、牡丹、荷包、荷蘭菊、宿根福祿考等根上能長不定芽的花卉種類和枝插不易成活的某些果樹樹種如棗、柿、核桃等。3.扦插育苗全光噴霧扦插育苗技術(shù)P24

（三）工廠化嫁接育苗指將植物的芽或枝條等器官連接到另一植物的適當(dāng)部位，兩者愈合長成一新植物體的技術(shù)。1.什么是嫁接？2.工廠化蔬菜嫁接育苗方法貼接法劈接法案例討論：教材P175案例10.23.嫁接育苗的意義嫁接育苗能有效減輕或防止病害的發(fā)生，并由此增加同塊土地的種植茬次，提高土地利用率。利用根系發(fā)達(dá)、抗病抗逆性強(qiáng)的砧木嫁接品質(zhì)優(yōu)良的蔬菜，可增強(qiáng)蔬菜抗病抗逆能力，促進(jìn)作物健康生長，延長采收期，有效提高蔬菜品質(zhì)和產(chǎn)量。目前，我國蔬菜嫁接技術(shù)已在番茄、茄子、黃瓜、苦瓜、西葫蘆、西瓜、甜瓜等蔬菜上得到普遍應(yīng)用，對于防治土傳病害，抵御高溫、高濕、干旱、鹽漬等惡劣環(huán)境條件成效顯著，是克服蔬菜連作障礙的有效措施之一。（三）植物工廠發(fā)展趨勢體驗種植樂趣，營造綠色生態(tài)空間舒緩人們心情以及體驗收獲帶來的樂趣。生產(chǎn)對象已經(jīng)逐漸拓展到果菜、食用花卉、藥用植物、矮化果樹以及醫(yī)用大麻等作物，水稻等糧食作物的快速繁育方面也取得了重要進(jìn)展?！按怪鞭r(nóng)場”是植物工廠發(fā)展重要方向，“機(jī)器換人”將是必然選擇。2.工廠化蔬菜嫁接育苗方法插接法多用于西瓜、黃瓜等瓜類嫁接。采用插接法嫁接時，砧木需要比接穗大，因此砧木一般比接穗早播3～5天。插接法的嫁接部位高，預(yù)防病害的效果好。劈接法多用于西紅柿、茄子等莖稈較硬的蔬菜。劈接法的嫁接部位也比較高，防病效果也很好，但接穗也容易失水萎蔫，降低嫁接成活率，好處是不用斷根，但傷口大，容易感染。貼接法廣泛用于瓜類、茄果類嫁接。其優(yōu)勢是成活率高，操作簡單，接穗不受苗齡限制，只要切口整齊吻合即可，因此可使嫁接適期拉長。采用貼接法時，接穗苗要提前播種。【課堂討論】接穗與砧木的選擇3.嫁接苗的管理嫁接苗處于低溫弱光條件，苗子嫩，有傷口，并且傷口愈合慢。關(guān)鍵是愈合傷口而傷口愈合時，一定要進(jìn)行保濕，濕度大，病害又容易多，所以需要加強(qiáng)管理。冬春季節(jié)嫁接育苗，多在溫室大棚內(nèi)進(jìn)行，嫁接前幾天要適當(dāng)澆水，禁止通風(fēng)，避免空氣濕度降低，高溫高濕利于傷口愈合。白天適宜的溫度范圍是26~30℃，不超過32℃。32℃以上苗子消耗的養(yǎng)分過多，不利于傷口愈合。晚上溫度是14~16℃，最低不能低于12℃?？諝庀鄬穸仍?0%以上為佳任務(wù)三：植物工廠什么是植物工廠？植物工廠是一種通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制實現(xiàn)作物周年連續(xù)生長的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，由計算機(jī)對作物生育過程的光照、溫度、濕度、CO2濃度以及養(yǎng)分等進(jìn)行自動精準(zhǔn)控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)方式。主要內(nèi)容（一）植物工廠的特點（二）植物工廠的關(guān)鍵技術(shù)（三）植物工廠的發(fā)展趨勢案例P29教材P25課堂討論知識拓展：補(bǔ)充素材P26（一）植物工廠的特點植物工廠采用密閉式生產(chǎn)系統(tǒng)，可極大降低繁育空間內(nèi)病蟲害的發(fā)生。此外，通過培養(yǎng)環(huán)境的優(yōu)化配置，生產(chǎn)出來的秧苗將具有更高的抗性，可極大減少秧苗繁育和栽植過程中的農(nóng)藥噴施。4.密閉式生產(chǎn)系統(tǒng)，無公害無污染由于各種環(huán)境因子精確控制，秧苗繁育周期比傳統(tǒng)方式縮短30%~50%，發(fā)育周期縮短可以增加種苗生產(chǎn)批次，增加生產(chǎn)者效益。2.作物生育期明顯縮短，秧苗質(zhì)量高，可以多層立體式進(jìn)行，極大提高單位土地的秧苗繁育效率，顯著提升空間利用效率。在植物工廠環(huán)境下，通過種子前處理、精細(xì)化播種及培養(yǎng)環(huán)境的精密控制，種子利用效率大大提高。3.立體化栽培，資源利用效率高1、如何實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物生態(tài)循環(huán)利用？

2、省工、省力、省水、省肥、生產(chǎn)周期短？

3、如何幫助農(nóng)民增收致富，助力鄉(xiāng)村振興？想一想在植物工廠條件下，光、溫、水、氣、肥及CO2等環(huán)境因子受控程度高，可以為秧苗繁育提供最佳生長環(huán)境，不受季節(jié)和地域限制。1.環(huán)境受控程度高，可實現(xiàn)周年生產(chǎn)（二）植物工廠的關(guān)鍵技術(shù)【課堂討論】植物對光的吸收（P28）1.LED光源及節(jié)能運(yùn)行技術(shù)2.可分離式多層立體育苗技術(shù)裝備3.環(huán)境調(diào)控技術(shù)裝備4.自動化輔助作業(yè)裝備小案例：P29（荒漠戈壁LED植物工廠為哨所官兵供應(yīng)新鮮蔬菜）（三）植物工廠發(fā)展趨勢04體驗種植樂趣，營造綠色生態(tài)空間舒緩人們心情以及體驗收獲帶來的樂趣。生產(chǎn)對象已經(jīng)逐漸拓展到果菜、食用花卉、藥用植物、矮化果樹以及醫(yī)用大麻等作物，水稻等糧食作物的快速繁育方面也取得了重要進(jìn)展?！按怪鞭r(nóng)場”是植物工廠發(fā)展重要方向，“機(jī)器換人”將是必然選擇。知識拓展P27小案例P29項目小結(jié)1.無土栽培能省工、省力、省水、省肥、生產(chǎn)周期短；2.實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物生態(tài)循環(huán)利用，讓果蔬高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，幫助農(nóng)民增收致富，助力鄉(xiāng)村振興。3.無土栽培是高科技農(nóng)業(yè)、都市農(nóng)業(yè)、娛樂觀光農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)、環(huán)保型農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)的最佳形式。4.無土栽培也必定向著高度設(shè)施化、現(xiàn)代化方向發(fā)展，利用精密的無土栽培設(shè)施，對種苗環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，實現(xiàn)作物定時定量生產(chǎn)。四

課程實訓(xùn)—無土栽培與傳統(tǒng)種植對比

01各小組將調(diào)研報告和實驗報告上傳，教師從完整性、科學(xué)性、可行性等方面進(jìn)行綜合評價。實訓(xùn)成果要求學(xué)生通過實地調(diào)查、訪問和測量，能夠?qū)Ρ镜貐^(qū)無土栽培設(shè)施構(gòu)件進(jìn)行合理性評價，并且能夠針對當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)作物，設(shè)計最佳的育苗管理方案。實訓(xùn)目標(biāo)無土栽培是高科技農(nóng)業(yè)、都市農(nóng)業(yè)、娛樂觀光農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)、環(huán)保型農(nóng)業(yè)和節(jié)水農(nóng)業(yè)的最佳形式。實訓(xùn)結(jié)論

提前移栽定植，提早上市，可以提高產(chǎn)品市場競爭力；

植物工廠培育的秧苗粗壯整齊，形態(tài)質(zhì)量指標(biāo)明顯提高；

定植后的適應(yīng)性、抗病性、花芽分化及產(chǎn)量等方面優(yōu)勢明顯。想一想通過走訪調(diào)研，結(jié)合網(wǎng)上資料進(jìn)行，在網(wǎng)上、報刊雜志中，收集無土栽培技術(shù)助力鄉(xiāng)村振興的案例或資料，增強(qiáng)對無土栽培技術(shù)的感性認(rèn)識。組織形式大國三農(nóng)課程提綱鄉(xiāng)村振興鄉(xiāng)村治理數(shù)字鄉(xiāng)村培育新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體鄉(xiāng)村發(fā)展新動能農(nóng)業(yè)科技與現(xiàn)代化智慧農(nóng)業(yè)種業(yè)創(chuàng)新數(shù)字農(nóng)業(yè)田園綜合體合作社家庭農(nóng)場新型職業(yè)農(nóng)民大國三農(nóng)農(nóng)業(yè)制度創(chuàng)新和發(fā)展無土栽培農(nóng)業(yè)政策創(chuàng)新項目二：智慧農(nóng)業(yè)—探究項目教學(xué)法—學(xué)習(xí)目標(biāo)思政引領(lǐng)：既要用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，也要加快補(bǔ)上烘干倉儲、冷鏈保鮮、農(nóng)業(yè)機(jī)械等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物質(zhì)裝備短板，特別是要加大農(nóng)業(yè)重要裝備自主研制力度。——習(xí)近平描述智慧農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)及其應(yīng)用場景素質(zhì)目標(biāo)1、構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)框架；2、設(shè)計智慧農(nóng)業(yè)解決方案；3、優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理模式。技能目標(biāo)1、了解智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)概念；2、熟悉智慧農(nóng)業(yè)的前沿動態(tài)；3、掌握智慧農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)。知識目標(biāo)智慧農(nóng)業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容項目二任務(wù)一：認(rèn)識智慧農(nóng)業(yè)

任務(wù)二：智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)支撐1.遙感技術(shù)2、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3大數(shù)據(jù)技術(shù)

4、人工智能

任務(wù)三：智能農(nóng)機(jī)裝備1農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知技術(shù)2農(nóng)機(jī)裝備精確監(jiān)控技術(shù)3農(nóng)機(jī)作業(yè)智能決策與管理任務(wù)四：農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源1農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈現(xiàn)狀2區(qū)塊鏈技術(shù)3基于區(qū)塊鏈的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)

知識與技能訓(xùn)練

教材P57～585任務(wù)一：認(rèn)識智慧農(nóng)業(yè)

視頻展示：列舉有機(jī)農(nóng)業(yè)的模式種植——養(yǎng)殖——沼氣池一、智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)概念二、智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀？【課堂討論】智慧農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)【導(dǎo)讀】“空心村”蝶變

打造丘陵山地智慧果園樣板任務(wù)一：認(rèn)識智慧農(nóng)業(yè)1.概念：智慧農(nóng)業(yè)是進(jìn)入21世紀(jì)之后開始形成的一種新型農(nóng)業(yè)形態(tài)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的最新階段和最高形態(tài)。智慧農(nóng)業(yè)是在原有農(nóng)業(yè)形態(tài)基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)化、數(shù)字化、智能化水平提升的產(chǎn)物。回顧農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史，一般認(rèn)為農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為代表的農(nóng)業(yè)1.0時代、以機(jī)械化農(nóng)業(yè)為代表的農(nóng)業(yè)2.0時代、以自動化農(nóng)業(yè)為代表的農(nóng)業(yè)3.0時代，以及以智慧農(nóng)業(yè)為代表的農(nóng)業(yè)4.0時代。

（一）智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)概念1、數(shù)字農(nóng)業(yè)將數(shù)字化信息作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，利用現(xiàn)代信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象、資源環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程（生產(chǎn)、管理、儲運(yùn)、流通）進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)、可視化呈現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)化管理。數(shù)字農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)數(shù)字化過程的產(chǎn)物，深刻地影響農(nóng)業(yè)價值鏈包括非農(nóng)環(huán)節(jié)的各個方面，而不僅僅是農(nóng)事操作方面，奠定精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的數(shù)字資源基礎(chǔ)。什么是精確農(nóng)業(yè)？精確農(nóng)業(yè)是一種基于信息和知識管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，采用3S（GPS、GIS和RS）等高新技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，對農(nóng)資、農(nóng)作實施精確定時、定位、定量控制的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)農(nóng)事活動的精準(zhǔn)、可控和優(yōu)化，其中優(yōu)化是核心。（智慧農(nóng)業(yè)是通過云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、空間信息、人工智能等為代表的現(xiàn)代信息技術(shù)、智能裝備等與農(nóng)業(yè)農(nóng)村深度融合，實現(xiàn)信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入和個性化服務(wù)等功能的一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化從數(shù)字化到智能化的更高級階段。

智慧農(nóng)業(yè)主要包括智能感知、智能決策與智能控制三大模塊。

1.國外智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

國際上以美國為代表的大田智慧農(nóng)業(yè)、以日本為代表的小型智能裝備業(yè)以及德國為代表的智慧養(yǎng)殖業(yè)，均取得巨大進(jìn)步，形成了相對成熟的技術(shù)與產(chǎn)品，而且還形成了商業(yè)化的發(fā)展模式，為我國發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)提供了可借鑒的經(jīng)驗。

2.國內(nèi)發(fā)展情況

“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中提出，“加強(qiáng)大中型、智能化、復(fù)合型農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)應(yīng)用”“完善農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系，創(chuàng)新農(nóng)技推廣服務(wù)方式，建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)”。

）智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

（1）我國土地細(xì)碎化；（2）農(nóng)戶規(guī)模??；（3）農(nóng)村整體信息化水平不高；（4）以及相關(guān)核心技術(shù)研發(fā)能力較弱等問題。

智慧農(nóng)業(yè)的興起是以一系列新興技術(shù)為支撐，這些技術(shù)顯著地提高了人們獲取、分析和使用農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的能力。其中，遙感技術(shù)、傳感技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)擴(kuò)展了數(shù)據(jù)獲取的范圍，提高了數(shù)據(jù)采集的效率。大數(shù)據(jù)和云計算使數(shù)據(jù)分析更加高效，人工智能技術(shù)則提升了數(shù)據(jù)的應(yīng)用能力【課堂討論】雖然智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展初見成效，智慧農(nóng)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)智慧農(nóng)業(yè)的興起背景任務(wù)二：智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)支撐1（一）遙感技術(shù)4（四）人工智能2（二）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)3（三）大數(shù)據(jù)技術(shù)什么是遙感？遙感（RS）是一種遠(yuǎn)距離的，非直接接觸的目標(biāo)探測技術(shù)和方法。通過對目標(biāo)進(jìn)行探測（傳感器），獲取目標(biāo)的信息（電磁波譜信息），然后對所獲取的信息進(jìn)行加工處理，從而實現(xiàn)對目標(biāo)進(jìn)行定位、定性或定量的描述。遙感技術(shù)的組成包括：遙感平臺、傳感器和遙感信息的接收與處理。微課2-2：遙感及其工作原理（P39)3.遙感技術(shù)的分類（一）航天遙感（二）航空遙感（三）地面遙感拓展：P411-2課堂討論：P41表2-1:不同遙感技術(shù)的高度、成像及應(yīng)用特點航天遙感航空遙感地面遙感遙感平臺及高度位于大氣層外的衛(wèi)星、宇宙飛船等，高度大于80千米大氣層內(nèi)飛行的各類飛機(jī)、飛艇，高度小于20千米三角架、遙感塔、遙感車（船）建筑物的頂部成像特點比例尺最小，覆蓋率最大，概括性強(qiáng)，具有宏觀特點比例尺中等，畫面清晰，分辨率高，可以對垂直點地物清晰成像比例尺最大，覆蓋率最小，畫面最清晰應(yīng)用特點動態(tài)性好，適合對某地區(qū)連續(xù)觀察，周期性好動態(tài)性差，適合長周期（幾個月及更長）觀察靈活機(jī)動，費(fèi)用較低，適合小范圍探測

4.遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用知識案例P20（1）作物種植面積監(jiān)測

作物種植面積遙感監(jiān)測主要是利用植物獨(dú)特的光譜反射特性和空間特征，通過提取作物遙感監(jiān)測的最佳時期，應(yīng)用多時相、多分辨率、不同成像方式的遙感數(shù)據(jù)源提取不同作物的光譜信息，從而識別作物類型的種植結(jié)構(gòu)。（2）作物長勢監(jiān)測與產(chǎn)量估算

作物長勢監(jiān)測能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理提供依據(jù)，也是產(chǎn)量估算的必要資料。作物長勢監(jiān)測是對作物的苗情、生長狀況及其變化的宏觀監(jiān)測。（3）農(nóng)業(yè)災(zāi)害遙感監(jiān)測應(yīng)用多源遙感數(shù)據(jù)，監(jiān)測河流、湖泊、水庫等水體面積與分布，進(jìn)而分析洪水對耕地淹沒、作物生長和產(chǎn)量的影響。（4）農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測灌遙感技術(shù)可快速獲取宏觀信息，對耕地、草地、水等農(nóng)業(yè)自然資源的數(shù)量、質(zhì)量和空間分布進(jìn)行監(jiān)測與評價，從而為農(nóng)業(yè)資源開發(fā)、利用與保護(hù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等提供科學(xué)依據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)01視頻展示：列舉有機(jī)農(nóng)業(yè)的模式種植——養(yǎng)殖——沼氣池1.物聯(lián)網(wǎng)2.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)3.物聯(lián)網(wǎng)對智慧農(nóng)業(yè)的支持【小案例】農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，讓閔行田間走向“云間”【小案例】P42遙感+農(nóng)業(yè)

從“看天吃飯”到“知天而作”6.4.1物聯(lián)網(wǎng)什么是物聯(lián)網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)起源于信息傳播領(lǐng)域，其核心是萬物互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)就是把所有能夠被獨(dú)立尋址的物品通過信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別和管理的信息承載體。將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互連接，利用傳感設(shè)備、視覺采集設(shè)備等對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面感知識別后，采集并傳遞、分析多種數(shù)據(jù)信息，最終依靠移動網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳遞，實現(xiàn)控制中心對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的遠(yuǎn)程控制、智能化處理的重要技術(shù)手段什么是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)VS農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)3.物聯(lián)網(wǎng)對智慧農(nóng)業(yè)的支持（1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控（2）動植物生命信息監(jiān)控批量采購及（3）農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控（4）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源【小案例】農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，讓閔行田間走向“云間”P45

1.什么是大數(shù)據(jù)？大數(shù)據(jù)指的是一個關(guān)于數(shù)據(jù)分析方法和系統(tǒng)性從數(shù)據(jù)庫中提取信息方法的領(lǐng)域，該領(lǐng)域處理的數(shù)據(jù)由于體量過大或結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜而超越了傳統(tǒng)方法的處理范圍。

2、什么是農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)？農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是指與農(nóng)業(yè)有關(guān)的大數(shù)據(jù)及大數(shù)據(jù)理論、技術(shù)和方法在涉農(nóng)領(lǐng)域的應(yīng)用，具體指將大數(shù)據(jù)理論、技術(shù)和方法應(yīng)用在農(nóng)業(yè)或涉農(nóng)領(lǐng)域而獲取的數(shù)據(jù)集合。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資源包含生物基因數(shù)據(jù)資源、氣象數(shù)據(jù)資源、地理數(shù)據(jù)資源、生產(chǎn)投入產(chǎn)出的數(shù)據(jù)資源、供應(yīng)鏈與市場數(shù)據(jù)資源。

【課堂討論】大數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用P47（三）大數(shù)據(jù)技術(shù)3.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資源包含生物基因數(shù)據(jù)資源、氣象數(shù)據(jù)資源、地理數(shù)據(jù)資源、生產(chǎn)投入產(chǎn)出的數(shù)據(jù)資源、供應(yīng)鏈與市場數(shù)據(jù)資源。應(yīng)用：大數(shù)據(jù)加速作物育種準(zhǔn)確把握農(nóng)產(chǎn)品市場需求動態(tài)實現(xiàn)生產(chǎn)過程智能把控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險預(yù)警【課堂討論】大數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用【小案例】5G+農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)

實現(xiàn)好柚賣好價P47

1.什么是人工智能？

人工智能是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，主要研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及其應(yīng)用，與基因工程、納米科學(xué)并列為21世紀(jì)的三大尖端技術(shù)。2.人工智能在智慧農(nóng)業(yè)中的實際應(yīng)用：（1）人工智能技術(shù)最初應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要目的是實現(xiàn)農(nóng)作物的機(jī)械化耕作、播種與栽培管理。（2）我國自20世紀(jì)80年代起將人工智能技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，最初形成的專家系統(tǒng)為砂姜黑土小麥的信息查詢系統(tǒng)。（四）人工智能3.人工智能在智慧農(nóng)業(yè)中的實際應(yīng)用（1）精細(xì)化操作。合理確定農(nóng)作物生產(chǎn)目標(biāo)，真正實現(xiàn)作物狀況系統(tǒng)化診斷，并依據(jù)診斷結(jié)果優(yōu)化種植配方，實現(xiàn)科學(xué)管理。智能播種機(jī)器人能夠通過探測裝置獲取土壤信息，然后根據(jù)算法得出最優(yōu)播種密度，根據(jù)不同地塊的差異性土壤信息在不同區(qū)域位置、不同土壤情況下實現(xiàn)“非均勻播種”。（2）識別農(nóng)業(yè)病蟲害在茶樹病蟲害識別上，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所和杭州睿坤科技有限公司聯(lián)合研發(fā)了1套基于移動端的智能識別系統(tǒng)“茶病茶蟲”，該系統(tǒng)能夠識別茶園中常見的病蟲害及天敵80種左右，操作簡單、識別速度快、準(zhǔn)確度高，為茶樹病蟲害診斷提供了一種可靠的途徑。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)，是一個具有大量農(nóng)業(yè)專業(yè)知識與經(jīng)驗的計算機(jī)系統(tǒng)。【小案例】采摘機(jī)器人“火眼金睛”識別茶葉嫩芽任務(wù)三：智能農(nóng)機(jī)裝備（一）農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知技術(shù)（二）農(nóng)機(jī)裝備精確監(jiān)控技術(shù)（三）農(nóng)機(jī)作業(yè)智能決策與管理（（四）智能農(nóng)機(jī)裝備的應(yīng)用實例【知識拓展】大疆植保無人機(jī)（一）農(nóng)機(jī)作業(yè)智能感知技術(shù)11.作物生長信息感知技術(shù)44.作業(yè)障礙信息感知技術(shù)22.農(nóng)田病蟲草害信息感知技術(shù)33.農(nóng)田土壤信息感知技術(shù)（二）農(nóng)機(jī)裝備精確監(jiān)控技術(shù)04深耕：通過無線通訊技術(shù)將數(shù)據(jù)上傳至農(nóng)機(jī)綜合管理平臺，為深松作業(yè)質(zhì)量評價提供量化依據(jù)，可提升農(nóng)機(jī)作業(yè)管理信息化水平2.整地：農(nóng)田精細(xì)平整技術(shù)可有效改善農(nóng)田地表微地形，提高水肥利用率，增加作物產(chǎn)量。目前應(yīng)用較廣泛的精細(xì)平整裝備大多采用激光控制平地技術(shù)。播種：播種裝備智能測控技術(shù)主要體現(xiàn)在播量監(jiān)控技術(shù)和播深監(jiān)控技術(shù)兩方面?；诼浞N感知進(jìn)行播種質(zhì)量在線監(jiān)測與評價是保證播量精確的重要手段。植保：機(jī)械植保主要是采用植保機(jī)噴施農(nóng)藥，從而達(dá)到防治病蟲草害目的。5.收獲：對收獲機(jī)進(jìn)行智能監(jiān)控，主要包括故障預(yù)警與智能診斷、作業(yè)信息監(jiān)測、自動控制等方面。（三）農(nóng)機(jī)作業(yè)智能決策與管理1.變量作業(yè)決策多變量作業(yè)智能決策是指根據(jù)作業(yè)過程中的傳感器數(shù)據(jù)，結(jié)合專家系統(tǒng)、知識庫和數(shù)據(jù)庫里的信息，得出控制策略。2.路徑規(guī)劃決策業(yè)裝備的作業(yè)路徑規(guī)劃是指必須滿足相關(guān)農(nóng)藝規(guī)范的要求，實現(xiàn)作業(yè)區(qū)域內(nèi)不重、不漏前提下，對作業(yè)距離、時間、轉(zhuǎn)彎次數(shù)、能耗等參數(shù)優(yōu)化，尋