基金項目：貴州省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（2020XJYB112）；貴州省教育廳青年科技人才成長項目（黔教合KY字〔2022〕111號）

*通信作者：唐成章（1992-），男，碩士，講師。研究方向為內(nèi)燃機現(xiàn)代設(shè)計。

DOI：10.20028/j.zhnydk.2024.11.006

摘" 要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)與現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，貴州傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植正在向智能化、數(shù)字化的現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。該文以貴州興義某草莓園種植基地為載體，選取生長周期短、不受季節(jié)影響、存活率高的草莓為實驗對象，利用大數(shù)據(jù)分析、5G技術(shù)、云計算等方式分析草莓隨溫度、濕度、施肥量、灑水量及季節(jié)變化生長的相關(guān)數(shù)據(jù)，提出一種對果蔬類農(nóng)產(chǎn)品實現(xiàn)智能化管理、數(shù)字化種植發(fā)展的智慧農(nóng)業(yè)方案并進行實驗。研究表明，草莓在實驗前后的最大產(chǎn)量平均增比為2.32%，經(jīng)濟效益平均增加1 736元/畝，為貴州實現(xiàn)鄉(xiāng)村經(jīng)濟振興和智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智慧農(nóng)業(yè)；鄉(xiāng)村經(jīng)濟；大數(shù)據(jù)；數(shù)字化；農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化

中圖分類號：F327" " " 文獻標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2024）11-0024-04

Abstract： With the rapid development of big data technology and modern science and technology， traditional agricultural cultivation in Guizhou is transforming to intelligent and digital modern smart agriculture. Based on the planting base of a strawberry orchard in Xingyi， Guizhou Province， this paper selects strawberries with short growth cycle， no seasonal influence and high survival rate as the experimental object. Big data analysis， 5G technology and cloud computing were used to analyze the relevant data of strawberry growth with temperature， humidity， fertilizer application， water spraying and seasonal variation. A smart agriculture scheme for intelligent management and digital planting development of fruit and vegetable agricultural products is put forward and experiments are carried out. The research shows that the average increase ratio of the maximum yield of strawberries before and after the experiment is 2.32%， and the economic benefit increases by an average of 1 736 yuan per mu， which provides a reference basis for Guizhou to realize the revitalization of rural economy and the development of smart agriculture.

Keywords： smart agriculture; rural economy; big data; digitization; agricultural modernization

興義市地處珠江上游，貴州、廣西、云南三省（區(qū)）結(jié)合部。由于經(jīng)濟發(fā)展緩慢，經(jīng)濟支撐大量依靠旅游業(yè)帶動發(fā)展。當(dāng)?shù)貙儆趤啛釒降丶撅L(fēng)濕潤氣候，是世界公認(rèn)的黃金氣候生態(tài)帶，其獨特的喀斯特地貌和地理環(huán)境，形成了山區(qū)特有的空氣清凈的生態(tài)環(huán)境，造就了興義冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑的舒適氣候。興義市政府一直以“人文興義、康養(yǎng)圣地”打造興義的生態(tài)環(huán)境和人文氣息。但是由于當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展落后，也導(dǎo)致了大量的勞動力、科技人才外流。鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展不平衡，種植農(nóng)作物單一，主要以玉米、水稻種植為主。加上勞動力的大量外流，耕地不斷減少，需要一種新的發(fā)展方式滿足人們對經(jīng)濟發(fā)展的需求。通過建立一種新的鄉(xiāng)村經(jīng)濟振興方案，保障人才、勞動力不外流，從而實現(xiàn)鄉(xiāng)村經(jīng)濟增長、農(nóng)民增收，促進鄉(xiāng)村經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。

1" 現(xiàn)代技術(shù)在興義農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1" 生態(tài)采摘園的建立

近年來，興義市萬峰林景區(qū)在不斷向突出的主題 “人文興義，康養(yǎng)圣地”這個目標(biāo)發(fā)展。景區(qū)建立了草莓、琵琶、藥材種植園，還有部分農(nóng)戶將自家承包的山林改造為散養(yǎng)家禽的場所，大力推廣農(nóng)家樂。通過合理的資源配置以及制定適宜作物生長情況的化肥和農(nóng)藥施用方案使得生態(tài)園的種植物的產(chǎn)量上升，產(chǎn)品的品質(zhì)不斷優(yōu)化。據(jù)萬峰林景區(qū)發(fā)布的公告，萬峰林現(xiàn)有綠色采摘大型種植園2個，共計120畝（1畝約等于667 m2，下同） ；中小型采摘園4個，共計約560 m2。

1.2" 現(xiàn)代技術(shù)在采摘園里的應(yīng)用

通過考察大型種植園，園區(qū)內(nèi)安裝了紅外探測頭、溫度監(jiān)測儀，為園區(qū)內(nèi)的草莓、琵琶生長環(huán)境提供了全面的數(shù)據(jù)支持，也為種植者提供實時的農(nóng)田信息（圖1）。

另外，在上納灰村草莓種植園內(nèi)，設(shè)置了監(jiān)測系統(tǒng)，通過這個系統(tǒng)可以監(jiān)測土壤pH、濕度、溫度等，種植戶能夠?qū)崟r了解園區(qū)內(nèi)植物的生長情況，通過對數(shù)據(jù)的精確分析可以減少不必要的損失（圖2）。

2" 智慧農(nóng)業(yè)的作用及優(yōu)勢

2.1" 智慧農(nóng)業(yè)的作用

2.1.1" 降低生產(chǎn)成本

智慧農(nóng)業(yè)可以通過優(yōu)化灌溉、合理施肥，減少農(nóng)藥的使用和水資源的浪費，優(yōu)化農(nóng)業(yè)操作和資源利用，提升了防病蟲害能力，提高了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性，減少了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量問題和食品安全問題。加深了可持續(xù)環(huán)保、綠色發(fā)展的生態(tài)理念。農(nóng)民提高了風(fēng)險預(yù)估意識及自然災(zāi)害的應(yīng)對能力。

2.1.2" 提升資源利用率

借助先進的技術(shù)和管理方式，可以更好地進行土壤、水資源和氣候等農(nóng)業(yè)環(huán)境因素的監(jiān)測和調(diào)控。比如，在過酸、過堿性地帶要如何改善土壤pH，或是適合哪些植物種植。

2.1.3" 促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

通過精確調(diào)控和精細(xì)管理，解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)上過量使用化肥、農(nóng)藥造成的土壤鹽堿化等問題，有效地凈化水資源和改善土壤土質(zhì)（圖3）。

2.2" 智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢

由智慧農(nóng)業(yè)的概念和特點可知，智慧農(nóng)業(yè)是產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈、供應(yīng)鏈和數(shù)據(jù)鏈有機協(xié)同的系統(tǒng)，其不僅在“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”模式上得到廣泛的認(rèn)同，也為農(nóng)業(yè)種植提供了空前的發(fā)展機遇?；谂d義市當(dāng)?shù)芈糜蔚陌l(fā)展趨勢，許多外出務(wù)工人員返鄉(xiāng)就業(yè)。生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的逐步建立，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。

智慧農(nóng)業(yè)體現(xiàn)了人與自然共同發(fā)展的美好訴求，也為廣大農(nóng)民經(jīng)濟發(fā)展方式提供了一條可行性的方案。推廣了集體組織結(jié)構(gòu)升級，將種植、營銷、服務(wù)、加工等不同領(lǐng)域整合，讓原來的農(nóng)戶產(chǎn)業(yè)變得更加具體化，合理分工，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進一步服務(wù)化、社會化。

3" 實證

3.1" “互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”平臺的建立

利用互聯(lián)網(wǎng)平臺傳播的廣泛性、快速性的特點為農(nóng)民銷售農(nóng)產(chǎn)品。通過“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”平臺，實現(xiàn)線上、線下的銷售模式。例如廣州市建立的智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗區(qū)突出科技創(chuàng)新引領(lǐng)，以“三農(nóng)”大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立了5G智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗區(qū)，通過電商、旅游帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，實現(xiàn)當(dāng)?shù)? 000多個農(nóng)戶創(chuàng)收致富。

3.2" 農(nóng)田水肥一體機的應(yīng)用

山東淄博在2023年投入了水肥一體機的使用，其主要包括了兩部分：主控設(shè)備和灌溉設(shè)備。該機可以結(jié)合農(nóng)作物的生長狀況和需求進行參數(shù)的調(diào)整，在預(yù)定時間內(nèi)達到施肥、灌溉的目的。另外，水肥一體機也可以在工作人員按照我國灌溉技術(shù)的規(guī)范下進行參數(shù)調(diào)控。針對不同時間段植物的生長需求得到較為完善的數(shù)據(jù)，最后進行合理的評估，判斷農(nóng)作物是否遇到干旱，是否有營養(yǎng)需求（圖4）。

4" 智慧農(nóng)業(yè)方案的建立

4.1" 智慧農(nóng)業(yè)方案的內(nèi)容

4.1.1" 建立基礎(chǔ)

興義當(dāng)?shù)芈糜伟l(fā)展迅速。旅游是興義經(jīng)濟的重要支柱，當(dāng)?shù)卣罅π麄鳎屌d義成為很多發(fā)展前沿的城市人口向往的第二居住地，加上即將開通的高鐵，為興義市以后的旅游發(fā)展帶來了不可估量的經(jīng)濟效益。旅游經(jīng)濟的發(fā)展讓農(nóng)家樂、采摘園、農(nóng)田互動得到了急速發(fā)展。打卡拍照、體驗鄉(xiāng)村情懷、感受民族文化都在萬峰林、醇景區(qū)、馬嶺河峽谷景區(qū)逐漸開展起來，尤其是在萬峰林，博物館、福字田、萬佛寺等都無不在彰顯當(dāng)?shù)鬲氂械牟家烂褡逦幕?/p>

4.1.2" 智慧農(nóng)業(yè)方案的內(nèi)容概述

基于興義市旅游的發(fā)展，要以綠色經(jīng)濟發(fā)展、鄉(xiāng)村振興、人才引進為目的，旨在建立一個基本完善，并投入到鄉(xiāng)村發(fā)展的大環(huán)境中去且可得到施行及采納的方案。我們在方案中提供了關(guān)于智慧農(nóng)業(yè)與旅游發(fā)展、民族文化結(jié)合的多種結(jié)合的發(fā)展方式。以線上、線下問卷調(diào)查的方式獲取了關(guān)于萬峰林稻田種植戶的建議，走訪了萬峰林博物館、以農(nóng)業(yè)突出為特色的福字田、稻田音樂會的演出現(xiàn)場。

4.2" 智慧農(nóng)業(yè)方案的建立

4.2.1" 問卷調(diào)查

本文利用線上、線下的問卷調(diào)查以及抽樣調(diào)查的方式對興義市萬峰林景區(qū)的相關(guān)農(nóng)戶進行了調(diào)查訪問。多數(shù)人對智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展與建立持樂觀態(tài)度，但是在梳理農(nóng)業(yè)與現(xiàn)代科技的發(fā)展問題時，多數(shù)認(rèn)為前期資金投入較大，使用先進設(shè)備的人才少，導(dǎo)致資源浪費（圖5）。另外，利用了中國家庭追蹤調(diào)查2016—2019年面板數(shù)據(jù)，分析中國農(nóng)戶創(chuàng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀。農(nóng)戶大部分以原始方法種植藥材、農(nóng)作物，作物只有少部分成活或者是以失敗告終。農(nóng)業(yè)發(fā)展的好壞，不僅要依靠農(nóng)作物的優(yōu)良決定農(nóng)民的盈虧，更要以多方面的發(fā)展為契機，才能更好地立足于市場。

4.2.2" 問卷數(shù)據(jù)分析

興義市當(dāng)?shù)芈糜伟l(fā)展的前景以及獨特的民族文化是對智慧農(nóng)業(yè)推廣和發(fā)展的最佳機遇，建立智慧農(nóng)業(yè)的核心是減少資金使用、人力的投入，使得勞動力有更大的開發(fā)空間。要結(jié)合傳統(tǒng)與現(xiàn)代種植的方式促進農(nóng)業(yè)發(fā)展，另外，要實現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)種植的新方式，還要大力發(fā)展餐飲、娛樂。讓更多的游客體驗到現(xiàn)代科技給農(nóng)業(yè)帶來的巨大改變。

4.2.3" 調(diào)查結(jié)果總結(jié)

多數(shù)農(nóng)戶對智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展持樂觀積極態(tài)度，并愿意將智慧農(nóng)業(yè)的框架結(jié)構(gòu)以及設(shè)想投入到基本農(nóng)業(yè)種植中。風(fēng)險預(yù)估、減少因自然因素導(dǎo)致的損失、增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、吸引游客及減少基本投入是農(nóng)戶最關(guān)心的問題。因此，提出一份合理且適宜的可行方案是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶最渴望的訴求。

4.3" 方案施行及結(jié)果總結(jié)

4.3.1" 框架結(jié)構(gòu)的搭建

智慧農(nóng)業(yè)的建立采取了上、中、下游的3個階段施行。上游包括種子、設(shè)備、農(nóng)藥、選種及化肥等供應(yīng)的狀況選擇；中游包括了育種、采摘、農(nóng)業(yè)發(fā)展與民族文化、旅游文化相結(jié)合的方式；下游包括了農(nóng)業(yè)的銷售、經(jīng)濟效益狀況、對農(nóng)產(chǎn)品的加工等。

在中游階段要實現(xiàn)育種、選種則要通過精確的數(shù)據(jù)支持，對當(dāng)?shù)貧夂颉⑼寥赖臈l件作出準(zhǔn)確判斷，選擇較好的抗旱抗寒作物以此來增加產(chǎn)量。另外，要基于數(shù)據(jù)的分析對作物的間距、種植方式進行合理的評估。

另外，要建立一塊實驗場地，判斷方案的可行性。通過智慧管理、實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)方案的漏洞與不足。

最后，經(jīng)過下游階段，分析是否達到以下預(yù)期效益：第一，產(chǎn)值是否得到了有效的提升；第二，資源是否得到了最大化的利用；第三，在旅游上是否具有吸引性的互動體驗；第四，是否實現(xiàn)讓農(nóng)民增加了收益，對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是否具有推進作用。

4.3.2" 實施步驟

首先，對農(nóng)戶的需求進行分析，不能盲目或依靠經(jīng)驗主義，要對當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有條件進行分析，深入了解農(nóng)民的渴望與期望，確保方案的可實施性。最后要完善智慧農(nóng)業(yè)的技術(shù)問題和減少設(shè)備搭建的建設(shè)周期。

其次，要對相關(guān)人員進行培訓(xùn)，推廣宣傳智慧農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)民對現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)的認(rèn)識與了解。另外，要加強日常數(shù)據(jù)的維護、分析，及時對出現(xiàn)的問題提供解決方法，并不斷優(yōu)化系統(tǒng)方案。

最后，要及時將評估與反饋、相關(guān)的數(shù)據(jù)進行校驗與總結(jié)，不斷改善智慧農(nóng)業(yè)方案，加強與農(nóng)業(yè)、信息技術(shù)等相關(guān)部門人員的學(xué)習(xí)與交流，確保方案的可實行性（圖6）。

4.4" 方案施行結(jié)果

方案在興義市馬嶺河峽谷旅游景區(qū)進行了為期半年的實驗。首先，方案的實施過程施行了多個階段的實驗步驟。在選取實驗地方面，選取了靠近水源較為豐富的地段。實驗開始前當(dāng)?shù)夭烧獔@的產(chǎn)量為1 000 kg/畝。按照公式

×100%=Y，

式中：A表示實驗后的產(chǎn)量；B表示實驗前的產(chǎn)量；Y表示增加產(chǎn)量的百分比。

實驗選取了666.5 m2的區(qū)域作為實驗用地。采用了溫、濕度檢測儀器、水肥一體機、紅外探測儀，記錄5個月的平均相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

通過表1可得實驗前、后產(chǎn)量的統(tǒng)計圖，如圖7所示。

由圖7分析計算可得，草莓在實驗后的平均產(chǎn)量為1 099.8 kg/畝，平均增比為2.32%；在經(jīng)濟效益上由原來6元/kg的市場價格上升到7元/kg，平均增加了1 736元/畝的經(jīng)濟收益；種植成本投入上化肥的使用量由原來的5～7 kg/畝減少至3～6 kg/畝。

5" 結(jié)論

隨著我國科技的不斷發(fā)展和進步，以及5G技術(shù)的更新?lián)Q代，讓大量新興的科技進入農(nóng)民生活，智慧農(nóng)業(yè)作為新興的一種經(jīng)濟發(fā)展方式，為旅游業(yè)、綠色經(jīng)濟的發(fā)展提供助力，但對智慧農(nóng)業(yè)的參與者與實驗者有著較高的技術(shù)要求。在經(jīng)濟收益上，農(nóng)村經(jīng)濟效益得到逐年升高，結(jié)合上述數(shù)據(jù)，其分析結(jié)果如下。

1）研究表明，草莓在實驗后的平均產(chǎn)量為1 099.8 kg/畝，平均增比為2.32%。這證明數(shù)據(jù)化、智能化管理能夠有效地提高果蔬類農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

2）經(jīng)濟效益上由原來6元/kg的市場價格上升到7元/kg，平均增加了1 736元/畝的經(jīng)濟收益。

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