李鳳菊 劉偉 孫海波 王浩 徐義鑫 錢坤 張雪飛

摘? ? 要：目前，天津市智能農(nóng)業(yè)取得重大突破和進展，建有完善的平臺和體系，但仍存在著“科技含量低、生產(chǎn)效率落后、人才儲備不足”等問題。據(jù)此，提出“突破智能化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)、建立智能化管理平臺、構(gòu)建智能化流通系統(tǒng)、升級智能化服務(wù)體系”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技發(fā)展對策，旨為天津現(xiàn)代都市型農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科技支撐，為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施提供有效路徑。

關(guān)鍵詞：智能農(nóng)業(yè);科技發(fā)展;對策研究;天津

中圖分類號：S126? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.11.009

Research on Countermeasures for the Development of Intelligent Agricultural Science and Technology in Tianjin

LI Fengju1，LIU Wei1，SUN Haibo2，WANG Hao1，XU Yixin1，QIAN Kun3，ZHANG Xuefei1

（1. Information Institute， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192，China; 2. Tianjin Agricultural Biotechnology Research Center， Tianjin 300192，China; 3.Tianjin Agricultural Eco-Environment Monitoring and Agricultural Products Quality Inspection Centre， Tianjin 300402，China）

Abstract： Intelligent agriculture in Tianjin has made great breakthrough and progress， and built a perfect platform and system， but there are still some problems， such as "low science and technology content， backward production efficiency， insufficient talent reserve" and so on. Based on this， the development countermeasures of modern agricultural science and technology were put forward， including breakthrough in key intelligent production technologies， establishment of intelligent management platform， construction of intelligent circulation system and upgrading of intelligent service system， which aimed at providing scientific and technological support for the development of modern urban agriculture in Tianjin and providing an effective path for the implementation of rural revitalization strategy.

Key words： intelligent agriculture;development of science and technology;countermeasure research; Tianjin

人工智能技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，把農(nóng)業(yè)帶入數(shù)字化、信息化和智能化的嶄新時代[1-2]。以人工智能技術(shù)為核心的現(xiàn)代信息技術(shù)及智能裝備技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸形成了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)——智能農(nóng)業(yè)，這是農(nóng)業(yè)未來的一場深刻變革[3-5]。

1 天津市智能農(nóng)業(yè)科技發(fā)展現(xiàn)狀

實施大數(shù)據(jù)建設(shè)工程，建設(shè)三農(nóng)大數(shù)據(jù)平臺，包括5大領(lǐng)域26個主題32個子系統(tǒng)。據(jù)天津市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會信息中心提供，截止到2018年底，平臺共包括龍頭企業(yè)、一村一品、休閑農(nóng)業(yè)、基層黨建、結(jié)對幫扶、農(nóng)產(chǎn)品市場動態(tài)監(jiān)測等26個應(yīng)用主題，數(shù)據(jù)采集工作共涉及48件業(yè)務(wù)事項、105個大項、1 800多個小項的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，平臺與43個農(nóng)口內(nèi)外部系統(tǒng)及農(nóng)業(yè)部系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)交換;目前平臺注冊用戶達到15 000多個，采集結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)合計1 055.86萬條。

加快智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范。在智能水產(chǎn)、智能園藝、智能畜牧、智能種業(yè)和智能農(nóng)機5個重點領(lǐng)域，實施智能農(nóng)業(yè)支撐平臺建設(shè)工程、智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用示范工程和智能農(nóng)業(yè)國際合作工程，篩選了10個智能農(nóng)業(yè)示范園區(qū)。組建了由多名國內(nèi)外知名專家組成的智能農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜医M，為天津智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供專家咨詢服務(wù)。智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新取得新成果，瑞普生物公司創(chuàng)新研發(fā)養(yǎng)殖場巡檢機器人、智能頭盔遠程高清視頻診療、人工智能檢測診斷平臺等智慧獸醫(yī)產(chǎn)品并應(yīng)用于全國100余家豬場，愛民網(wǎng)絡(luò)科技研發(fā)“都市智能陽臺菜園”風靡津城。

實施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工程，重點在規(guī)?；髽I(yè)蛋雞生產(chǎn)智能化控制、水稻智能化育秧、魚肉制品智能化加工等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)開展物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)集成與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。建設(shè)放心農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管與追溯服務(wù)平臺，在線監(jiān)管全市近2.7萬家養(yǎng)殖場和48家生豬定點屠宰場;建成天津市放心水產(chǎn)品信息化管理平臺，實現(xiàn)全市100余家水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)投入品的在線監(jiān)管。

2 天津智能農(nóng)業(yè)科技發(fā)展存在的問題

盡管天津市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)建設(shè)走在全國前列，但智能農(nóng)業(yè)發(fā)展仍存在明顯短板。

2.1 智能農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備不健全

一是網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)不完善。光纖網(wǎng)絡(luò)還沒有到田間地頭，還未到園區(qū)和生產(chǎn)基地。二是農(nóng)業(yè)傳感器裝備不足，傳感器研發(fā)上具備自主知識產(chǎn)權(quán)的原始創(chuàng)新有待加強，核心傳感探頭元件精度和穩(wěn)定性有待提高。三是缺少具備綜合展示與引智功能的國際智能示范園區(qū)，產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)環(huán)境尚未完全建立，公共服務(wù)平臺尚未完全形成，開發(fā)應(yīng)用缺乏技術(shù)支撐智能農(nóng)業(yè)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新機制尚未建立[6-8]。

2.2 農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)量化和挖掘能力欠缺

大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展方向，天津農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展存在基本性問題：一是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)獲取手段落后。農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要來源于農(nóng)業(yè)普查，而農(nóng)業(yè)普查獲得的數(shù)據(jù)極易受到人為因素影響，數(shù)據(jù)質(zhì)量堪憂。二是數(shù)據(jù)挖掘維護不足。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)、動植物生命體信息感知、智能控制和農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析挖掘等核心技術(shù)尚未攻克，技術(shù)和系統(tǒng)集成度低、成本高，整體效能不強，對生產(chǎn)應(yīng)用的支撐不夠[9-10]。

2.3 智能農(nóng)業(yè)服務(wù)體系建設(shè)不充分

智能農(nóng)業(yè)研發(fā)、制造和應(yīng)用人才缺乏等問題仍較突出，影響了智能農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前天津市留守在農(nóng)村的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員整體文化水平偏低，農(nóng)村高素質(zhì)人力資本流失嚴重，幾乎無法引進符合智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的人才，不利于目前智能農(nóng)業(yè)技術(shù)與應(yīng)用的推廣與發(fā)展。農(nóng)業(yè)標準和規(guī)范亟需加強，龍頭企業(yè)少、競爭力強的企業(yè)還不夠多。一些農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)從謀發(fā)展轉(zhuǎn)向保生存，新發(fā)展動力不足，智能農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用推廣力度不足。有的公司對農(nóng)業(yè)行業(yè)一無所知零基礎(chǔ)不敢試足、有的企業(yè)還在游移不定未能有足夠信心[11-12]。

3 天津市智能農(nóng)業(yè)科技發(fā)展對策

以服務(wù)“現(xiàn)代都市型農(nóng)業(yè)”和“智能農(nóng)業(yè)”建設(shè)為落腳點，采取政府與企業(yè)合作共建、政府購買服務(wù)、企業(yè)自主建設(shè)與政府獎勵、產(chǎn)學研用項目合作等多種形式，通過智能農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、試點示范項目的推廣應(yīng)用，構(gòu)建技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)與市場之間的橋梁。

3.1 面向設(shè)施農(nóng)業(yè)智能化生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)突破

一是針對天津市設(shè)施農(nóng)業(yè)特點，加快適用于溫室大棚高溫高濕等情況下使用年限長、成本低廉、穩(wěn)定可靠的新型物聯(lián)網(wǎng)傳感器的研發(fā)。構(gòu)建貫穿生產(chǎn)制造全過程和產(chǎn)品全生命周期，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行等特征的農(nóng)業(yè)智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。二是大力推進農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集、生命信息感知、病害信息提取與防控、智能化控制等關(guān)鍵技術(shù)集成應(yīng)用與推廣，實現(xiàn)動植物關(guān)鍵生理生態(tài)信息在線獲取、遠程監(jiān)測，以及即時生產(chǎn)管理、病害識別與分析決策，達到信息技術(shù)與生物技術(shù)、工程技術(shù)的有機結(jié)合。三是建立育種數(shù)據(jù)、種植生產(chǎn)數(shù)據(jù)和養(yǎng)殖生產(chǎn)數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、共享、分析、預(yù)測、預(yù)警、決策分析模型。開展適應(yīng)于農(nóng)業(yè)環(huán)境的復(fù)雜性多樣性的種植類機器人、畜牧類機器人、農(nóng)產(chǎn)品檢測加工類機器人研發(fā)。

3.2 面向動植物周年設(shè)施生產(chǎn)智能化管理平臺建立

一是建立數(shù)據(jù)驅(qū)動、以自然語言理解為核心的認知計算模型，形成從大數(shù)據(jù)到知識、從知識到?jīng)Q策的能力。構(gòu)建農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景與趨勢預(yù)測分析模型、農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革綜合分析輔助決策模型、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)時間空間布局規(guī)劃輔助決策模型、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營供應(yīng)鏈優(yōu)化輔助決策模型、農(nóng)業(yè)投入品市場行情波動與農(nóng)民收入關(guān)聯(lián)分析模型等。二是實現(xiàn)對糧食作物、蔬菜、林果、畜禽等主要品種的在線監(jiān)測，對采集的數(shù)據(jù)按照區(qū)域、行業(yè)、載體等進行詳細統(tǒng)計與深度分析、預(yù)警、預(yù)測和預(yù)報。三是開展智能農(nóng)業(yè)電子商務(wù)應(yīng)用創(chuàng)新。為天津市農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)銷售全覆蓋提供技術(shù)支撐，重點支持基于虛擬現(xiàn)實智能建模技術(shù)，改善農(nóng)產(chǎn)品消費體驗，支持農(nóng)產(chǎn)品電商企業(yè)建立虛擬現(xiàn)實質(zhì)量安全可視化電子商務(wù)，推動農(nóng)產(chǎn)品網(wǎng)上交易和休閑農(nóng)業(yè)服務(wù)。

3.3 面向農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全全程智能化流通系統(tǒng)構(gòu)建

一是建設(shè)天津市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全大數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺，普及二維碼、RFID等技術(shù)應(yīng)用，以智能園區(qū)為依托，建立生產(chǎn)者可用、政府可控、消費者可信的多平臺（銷售終端、互聯(lián)網(wǎng)、電話、手機等）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量全程追溯系統(tǒng)。二是以規(guī)?；锪鲌@為核心，綜合利用射頻識別技術(shù)、定位技術(shù)、自動化技術(shù)以及計算機技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，在農(nóng)產(chǎn)品的運輸、配送、倉儲過程中達到精準管理、實時定位、智能操控的目標。三是建立核心裝置冷鏈策運體系，加強冷鏈策運裝置及核心技術(shù)的提升，加快冷鏈策運監(jiān)控實時跟蹤系統(tǒng)的升級，進一步完善溫控裝置及冷鏈策運裝置的科技創(chuàng)新與應(yīng)用擴展，打造兼具自動調(diào)溫及智能存儲兩大功能的巨型地域性現(xiàn)代化智能冷庫。

3.4 面向產(chǎn)業(yè)融合的智能化園區(qū)服務(wù)體系升級

一是開展設(shè)施園藝智能示范園區(qū)建設(shè)。以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)為載體，引進先進技術(shù)設(shè)備，實現(xiàn)對生產(chǎn)基地的溫室環(huán)境信息的實時采集和顯示。二是開展水產(chǎn)養(yǎng)殖智能應(yīng)用示范。提升改造現(xiàn)有水產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)基地，建設(shè)水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)、智能換水系統(tǒng)、智能增氧系統(tǒng)、智能精準投飼系統(tǒng)。三是開展畜禽養(yǎng)殖智能應(yīng)用示范。在規(guī)模化現(xiàn)代畜牧園區(qū)建設(shè)基礎(chǔ)上，基于全市不同養(yǎng)殖企業(yè)的各種現(xiàn)有園區(qū)管理系統(tǒng)，建立從飼料加工、自動喂養(yǎng)、生產(chǎn)環(huán)境、人員管理及投入品管理的“人機料法環(huán)”為一體的牧場安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化運行。四是開展現(xiàn)代種業(yè)智能應(yīng)用示范。開展農(nóng)作物品種DNA身份鑒定技術(shù)，推廣應(yīng)用育種信息化管理平臺，通過數(shù)據(jù)庫提供各種表型數(shù)據(jù)和基因型數(shù)據(jù)，提供獲取配合力、深層遺傳等信息。建立與國際接軌的“高技術(shù)、大通量、流水線、工廠化”商業(yè)化育種平臺。五是開展智能農(nóng)機智能應(yīng)用示范。應(yīng)用農(nóng)機智能監(jiān)控終端，有針對性的開展適合設(shè)施環(huán)境的小精尖設(shè)備研發(fā)，推廣農(nóng)作物“種、水、肥、藥”一體化精準作業(yè)技術(shù)、農(nóng)田廢棄物處理技術(shù)，提高農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量和效率。

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