劉振廣

（長葛市農(nóng)業(yè)機械技術中心，河南 許昌 461500）

智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個新形態(tài)，主要集合了云計算、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等先進技術，致力于發(fā)揮先進技術優(yōu)勢來促進各類資源有機整合與利用，在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益的同時，最大程度地減少對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。當前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在水資源匱乏、土地資源退化以及勞動力缺失等問題。因此，廣大農(nóng)業(yè)科研工作者要積極推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和管理模式的轉(zhuǎn)型升級，加快農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化進程，全方位推動智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1 智慧農(nóng)業(yè)的成果和意義

1.1 智慧農(nóng)業(yè)的成果

智慧農(nóng)業(yè)主要是將先進的智能化技術應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)，形成一種新型的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。智慧農(nóng)業(yè)相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而言，重點在于信息化技術的融合應用，同時在管理方面能夠提供智能化分析與決策功能，有效推進農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展進程，朝著智慧農(nóng)業(yè)方向轉(zhuǎn)型升級[1]。

提高農(nóng)機智能化，大力推動智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，目前已經(jīng)在實踐中取得了較好的成果。一是動態(tài)化監(jiān)管農(nóng)機作業(yè)效率和質(zhì)量，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對于秸稈打包離田和深松作業(yè)等給予政策補貼。為了實現(xiàn)有效考核和監(jiān)管，杜絕騙補資金，應在打捆機、深松機等農(nóng)機設備上安裝智能監(jiān)管系統(tǒng)，實現(xiàn)作業(yè)全過程智能化監(jiān)管，加快農(nóng)機傳感器等設備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。同時，還可以推動農(nóng)機化生產(chǎn)管理平臺的建立和普及。對于精密播種、無人農(nóng)用飛機等農(nóng)機企業(yè)，引入新技術，加快智能管理應用程序開發(fā)，推出了各自的App，極大地提升了農(nóng)機產(chǎn)品的智能化水平，市場份額大幅度提升。二是北斗導航應用在農(nóng)機產(chǎn)品中，結(jié)合國家軍民產(chǎn)業(yè)結(jié)合政策要求，在農(nóng)機設備中積極引入北斗導航技術，實踐中取得了理想的成效。在收割機、拖拉機和植保機等農(nóng)機設備上安裝北斗導航系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)機設備智能化、高效化作業(yè)，目前已經(jīng)成為大中型農(nóng)機設備標準配置。例如，在農(nóng)機設備中建立聯(lián)網(wǎng)施肥管理系統(tǒng)，可以幫助農(nóng)戶精準掌握土壤含肥量，實現(xiàn)施肥作業(yè)精準化、高效化，極大地降低了生產(chǎn)成本，改善了作物生長環(huán)境。北斗導航技術的有效應用，為農(nóng)機設備使用帶來了極大的便利，同時也可以為農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。從當前農(nóng)機設備中北斗導航技術的應用價值來看，在農(nóng)機“三包”服務方面最為典型，借助精準定位的功能實現(xiàn)企業(yè)服務便捷、高效，極大地降低了“三包”服務費用。其精準定位功能，為跨區(qū)農(nóng)機作業(yè)提供了信息支持，大大提升了農(nóng)機設備作業(yè)效率和質(zhì)量。三是自動駕駛技術的推廣應用。目前，蘇州久富和東風、井關等企業(yè)紛紛建立了無人化插秧示范基地，在實踐中積累了豐碩的經(jīng)驗。由于人工插秧成本較高，導致生產(chǎn)效益大幅度下降。因此，亟須推廣和應用無人插秧技術。目前，無人插秧可以實現(xiàn)少人化作業(yè)，所帶來的經(jīng)濟效益十分顯著。

1.2 智慧農(nóng)業(yè)的意義

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過智能化技術的有效應用，能夠有效突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術和管理模式的限制，促進各類資源的優(yōu)化配置與利用，在提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時，推動智慧農(nóng)業(yè)應用發(fā)展。從我國農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，有助于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，增強農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展活力。毋庸置疑，智慧農(nóng)業(yè)的應用發(fā)展，極大地提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平，創(chuàng)造了農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展新模式，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)市場競爭力，對于鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略全面實施具有重要意義[2]。

2 智慧農(nóng)業(yè)的核心技術

2.1 大數(shù)據(jù)技術

智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大數(shù)據(jù)技術作為一項代表性的技術，通過數(shù)理統(tǒng)計法從海量數(shù)據(jù)中挖掘有價值信息，精準分析和總結(jié)數(shù)據(jù)之間內(nèi)在聯(lián)系。依據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為農(nóng)業(yè)資源管理、農(nóng)業(yè)災害分析等提供數(shù)據(jù)支持，能夠有效解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護問題，加快智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展進程。

2.2 云計算技術

云計算技術的應用，通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各類數(shù)據(jù)信息采集、整理、分類和存儲，并且依據(jù)數(shù)據(jù)保管要求安全存儲，提供數(shù)據(jù)調(diào)用和共享功能，滿足數(shù)據(jù)信息利用者決策管理的需要，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益[3]。

2.3 農(nóng)情自動檢測系統(tǒng)

基于農(nóng)情自動檢測系統(tǒng)，合理化運用云平臺、物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感器以及大數(shù)據(jù)等先進技術，實時監(jiān)測預警農(nóng)作物生長情況，及時發(fā)現(xiàn)和預警農(nóng)業(yè)災害。對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者而言，不受時間和空間限制即可了解農(nóng)作物生長情況、市場行情以及氣候變化，動態(tài)調(diào)整農(nóng)業(yè)管理措施，為農(nóng)業(yè)管理和決策提供支持[4]。

2.4 農(nóng)機自動調(diào)度系統(tǒng)

對于農(nóng)機自動調(diào)度系統(tǒng)而言，依托于土地管理技術，實現(xiàn)農(nóng)田結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化升級，創(chuàng)設有利的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，并且為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)范化提供支持，能夠顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率[5]。同時，合理化運用農(nóng)機自動化技術，可以有效降低人工強度，在缺少人為干預下實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化作業(yè)。

3 農(nóng)機智能化技術推動智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的路徑

3.1 大力推廣應用智慧農(nóng)業(yè)技術

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中離不開農(nóng)業(yè)機械設備支持，為了加快智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，則需要積極推動農(nóng)機智能化發(fā)展進程，重點加強農(nóng)業(yè)機械設備和智能化技術研發(fā)。農(nóng)機智能化技術應用中，可以提供變量作業(yè)和定位等功能，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化水平顯著提升[6]。例如，在養(yǎng)殖和果園建設中合理化運用智能化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術，有助于為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)設有利條件。推動農(nóng)機智能化發(fā)展中，應結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，整合各類優(yōu)勢資源，以發(fā)展特色農(nóng)業(yè)為主，選擇合理有效的采集與控制技術，基于智能化農(nóng)機設備完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作。例如，發(fā)揮拖拉機自動駕駛功能；養(yǎng)殖領域的自動喂食裝置以及自動泵水功能，能夠?qū)崟r掌握養(yǎng)殖營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和溫度變化。所以，提升農(nóng)機智能化水平，有助于為后續(xù)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定基礎，合理配置各類資源，降低人工作業(yè)強度，拓寬農(nóng)機智能化技術應用范圍，切實提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和效益。

發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)過程中，運用先進技術建立智能平臺，以此來提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化水平。例如，溫室大棚在獲得各地政府支持下建立智能溫室系統(tǒng)，并且在大棚內(nèi)部安裝各類傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測大棚內(nèi)部的溫度、濕度等各項指標變化情況，自動化生成數(shù)據(jù)報表，根據(jù)數(shù)據(jù)變化情況來監(jiān)測和分析農(nóng)作物生長情況。同時，發(fā)揮信息技術優(yōu)勢，將采集數(shù)據(jù)直接反饋、傳輸?shù)狡脚_上，對數(shù)據(jù)進行專業(yè)化分析，可以為后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導依據(jù)，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風險的同時切實提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益[7]。

3.2 加快農(nóng)機和信息技術融合進程

目前，國家陸續(xù)頒布了農(nóng)機購置補貼資金的政策，用于推動農(nóng)機智能化建設，同時北斗導航、智能監(jiān)控等技術逐漸在大中型拖拉機、聯(lián)合收割機中有效應用，對于特色智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展和大田種植業(yè)智能化發(fā)展具有重要作用[8]。針對當前智慧農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，整合資金大力推動農(nóng)機和信息技術融合發(fā)展。依據(jù)智慧農(nóng)業(yè)的農(nóng)機智能化生產(chǎn)標準，在農(nóng)機領域中大力推廣應用智能監(jiān)測技術，提升智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和效益。例如，智能監(jiān)控聯(lián)合收割機涵蓋了BD/GPS定位系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集、霍爾傳感器轉(zhuǎn)速和糧倉監(jiān)測、工業(yè)計算機數(shù)據(jù)處理顯示等內(nèi)容。衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集部分，負責實時采集收割機作業(yè)速度、作業(yè)時間和行走數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)速和糧倉監(jiān)測部分，可以實時監(jiān)控傳動軸轉(zhuǎn)速信號變化以及糧倉容量變化，經(jīng)由A/D模塊傳輸信息到處理器；數(shù)據(jù)處理模塊，基于高斯-克呂格投影和柵格算法進行數(shù)據(jù)匯總處理，并配備了QT終端程序，可以直觀顯示收割速度、地塊形狀以及具體面積大小等信息，真正意義上實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[9]。

3.3 構(gòu)建農(nóng)機信息化綜合服務平臺

為了提高農(nóng)機智能化水平，加快智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，應注重整合優(yōu)勢資源，持續(xù)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，建立完善的農(nóng)機信息化綜合服務平臺，促進農(nóng)機數(shù)據(jù)信息深度融合。信息時代背景下，推動農(nóng)業(yè)作業(yè)和網(wǎng)絡有機融合，能夠?qū)崟r掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)情況，在智能化技術支持下高效采集、檢測、分析與處理數(shù)據(jù)，形成更加完善的數(shù)據(jù)體系[10]。立足于大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)農(nóng)機信息互聯(lián)互通，在提升農(nóng)機智能化水平的同時加快智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展進程。發(fā)揮大數(shù)據(jù)資源優(yōu)勢，同“1+10+N”智慧農(nóng)業(yè)云平臺對接，可以為農(nóng)業(yè)經(jīng)營者和生產(chǎn)者提供科學服務，具體包括氣象私人訂制、病蟲害防控以及農(nóng)業(yè)植保等。

3.4 加快農(nóng)機設備智能化進程

農(nóng)機設備中的先進技術應用，能夠極大地提升農(nóng)機智能化水平，尤其是當前計算機圖像處理、工業(yè)機器人和人工智能等技術成熟化，為智能化農(nóng)機發(fā)展創(chuàng)設了有利條件。但智能農(nóng)機設備的成本較高，難以滿足當前農(nóng)戶小規(guī)模種植需求，2013年中央一號文件提出，遵循依法自愿有償原則，引導農(nóng)村土地承包經(jīng)營權有序流轉(zhuǎn)，并且鼓勵家庭農(nóng)場、專業(yè)大戶或農(nóng)業(yè)合作社積極承包，旨在實現(xiàn)多種形式規(guī)模化經(jīng)營，為智能化農(nóng)機推廣應用提供支持[11]。農(nóng)業(yè)規(guī)?；?jīng)營，必然會加快農(nóng)機智能化發(fā)展趨勢。尤其是當前城鎮(zhèn)化進程逐步加快，農(nóng)村耕種人數(shù)大幅度減少，未來機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)大勢所趨。目前，很多地區(qū)已經(jīng)實施了“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機”生產(chǎn)模式，并建立了新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，在先進技術支持下，在農(nóng)機設備上安裝傳感器和網(wǎng)絡通信裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境智能感知、預警、分析、決策，并且可以實現(xiàn)專家在線指導，為智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)服務?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+植保技術”，引用無人機噴藥、機械噴藥等技術，可以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用藥精準化，并結(jié)合農(nóng)田或是蔬菜園區(qū)的管理需要，建立管理地理信息系統(tǒng)和病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)，為農(nóng)機作業(yè)提供支持，實現(xiàn)農(nóng)機噴藥高效化、智能化，提升農(nóng)機作業(yè)效率和質(zhì)量，取得更加理想的用藥效果的同時減少施藥量。

未來隨著科技發(fā)展，將會有更多先進技術涌現(xiàn)，并應用到農(nóng)機設備中，提高農(nóng)機設備智能化水平。目前，農(nóng)機智能化技術中包括了自動化技術、機器人技術、無人駕駛技術、地理信息系統(tǒng)、精密機械技術、光學成像及圖像處理技術、人工智能技術、云計算技術和傳感器技術等，這些技術多數(shù)已經(jīng)投放到市場中應用[12-15]。如“農(nóng)機+衛(wèi)星定位技術”，在農(nóng)機調(diào)度作業(yè)中應用，能夠大大提升農(nóng)機智能化水平，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)緊密銜接和推進。同時，在智慧型農(nóng)機綜合服務系統(tǒng)支持下，可以實現(xiàn)農(nóng)機作業(yè)人員和調(diào)度平臺之間信息互聯(lián)互通，實現(xiàn)農(nóng)機實時監(jiān)控和調(diào)度。

4 結(jié)論

綜上所述，智慧農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇，打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式限制。結(jié)合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨勢和要求，合理化運用先進農(nóng)機技術和生產(chǎn)技術，突破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)限制，旨在全面提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，助推鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設。