湖北省農機精準作業(yè)示范工程建設情況及發(fā)展對策

湖北省農業(yè)廳黨組成員、省農機局局長 劉長華

湖北省農機精準作業(yè)示范工程建設情況及發(fā)展對策

湖北省農業(yè)廳黨組成員、省農機局局長 劉長華

2016年4月，農業(yè)部、國家發(fā)改委、中央網信辦等8部門聯合印發(fā)《“互聯網+”現代農業(yè)三年行動實施方案》，提出實施包括農機精準作業(yè)示范在內的六大重點工程，以促進我國農機裝備信息化產業(yè)鏈的發(fā)展，帶動傳統產業(yè)升級改造。省農機局按照省農業(yè)廳統一部署，承擔了農機精準作業(yè)示范工程專題的調研工作。我們通過搜集整理國內外精準農業(yè)科技發(fā)展進展資料，考察分析新疆、黑龍江、北京等省市的示范案例，實地調研“北斗項目”在湖北省天門、老河口、沙洋等縣市農機領域的試點情況，形成如下調研報告：

1 精準農業(yè)的內涵及特點

精準農業(yè)（Precision agriculture）又稱精細農業(yè)、精確農業(yè)、精準農作，是由信息技術支持，實現3S（GPS、GIS和RS）等高新技術與現代農業(yè)技術的有機結合，根據空間變異，對農資、農作實施精確的定時、定位、定量控制，從而達到提高農作物產量和品質、降低生產成本、減少農業(yè)活動帶來的污染和改善環(huán)境質量的目的，可以最大限度提高農業(yè)生產力，促進農業(yè)向優(yōu)質、高產、低耗、環(huán)保和可持續(xù)方向發(fā)展。該技術起步于20世紀80年代的美國，是繼LISA（低投入可持續(xù)農業(yè)）后，農業(yè)發(fā)展如何適應信息化社會發(fā)展所面臨的一個新課題。

精準農業(yè)相對于傳統農業(yè)的最大特點是以高新技術投入和科學管理換取對自然資源的最大節(jié)約和對農業(yè)產出的最大索取，主要體現在農業(yè)生產手段之精新，農業(yè)資源投入之精省，農業(yè)生產過程運作和管理之精準，農用土壤之精培，農業(yè)產出之優(yōu)質、高效、低耗，是當今世界農業(yè)發(fā)展的新潮流。

精準農業(yè)的重要功能之一就是實現農機的精準作業(yè)，而農機精準作業(yè)也是為精準農業(yè)服務的。農機精準作業(yè)是通過集成3S技術和現代通信技術等，實現對農機的精準定位、農機的有效調度和農機的精準化作業(yè)，從而提高農機的科學化管理水平和生產力水平。農機精準作業(yè)管理系統主要包括農機監(jiān)控系統、自動駕駛導航系統、衛(wèi)星平地系統和農田管理系統。通過農機監(jiān)控系統，能夠實時掌握農機的準確定位信息、農機的作業(yè)狀態(tài)等；自動駕駛導航系統能夠實現智能操作、夜間作業(yè)，提高農機的利用率；衛(wèi)星平地系統能夠高效地進行土地平整。

2 農機精準作業(yè)技術發(fā)展概況

2.1 國外農機精準作業(yè)技術應用情況

目前，美國、加拿大、德國、丹麥等發(fā)達國家已廣泛地將精準農業(yè)技術應用于農業(yè)全產業(yè)鏈，其核心技術就是利用衛(wèi)星定位導航技術對農業(yè)裝備實現智能操作、精準作業(yè)。美國60%的農場、90%的大型農機、50%以上的變量施肥和75%的土壤采樣，都實現了基于GPS定位的農業(yè)裝備的智能操作。

當前，國際先進農機制造企業(yè)不僅將眼光瞄準農機制造各環(huán)節(jié)，也正向農機作業(yè)和農機流通等領域全面發(fā)力。如美國的約翰迪爾公司（JohnDeere）、拓普康公司(Topcom)和天寶公司（Trimble）等，它們不僅是農機制造界的領航者，也是應用信息化的領軍企業(yè)，其中約翰迪爾公司生產的拖拉機信息化技術裝備最為全面，已達90%以上。2011年，美國愛科公司開發(fā)的芬特導航連接領導——跟隨技術，實現了農機的多機聯動和集群化操作。2016年，凱斯紐荷蘭公司發(fā)布的基于自動轉向和遠程操控的概念版無人駕駛拖拉機，是目前已廣泛應用于人工輔助駕駛拖拉機的升級版。

2.2 國內農機精準作業(yè)技術應用情況

我國精準農業(yè)裝備與技術的研究起步于20世紀80年代，國家“863計劃”對精準農業(yè)技術及裝備的研發(fā)進行了立項。1999年，在國家發(fā)改委支持下，北京市農林科學院信息技術研究中心在北京小湯山建設了我國第一個精準農業(yè)技術研究試驗示范基地。此后，黑龍江九三農管局所屬的農場以及新疆兵團第五、六、八師所屬農場等地都建設了精準農業(yè)實驗室或示范區(qū)。

我國農機精準作業(yè)技術主要應用于衛(wèi)星導航農機自動駕駛、農機深松遠程監(jiān)控和秸稈還田監(jiān)管等3個方面，其中衛(wèi)星導航農機自動駕駛系統在東北、新疆等地應用較多，黑龍江農墾90%的大型農機和新疆建設兵團3 400多套拖拉機都安裝了衛(wèi)星導航設備自動駕駛系統，實現了農機的智能操作、精準作業(yè)。

安徽、山東等地將衛(wèi)星導航設備應用于遠程監(jiān)控農機深松整地作業(yè)，有效提高了農機深松整地面積的準確度，降低了農機深松整地作業(yè)補助項目的實施風險。據了解，該系統已在東北、華北、黃淮海等地的深松作業(yè)區(qū)，安裝使用了2萬多套衛(wèi)星導航終端設備。

江蘇宿遷市率先將衛(wèi)星導航設備應用于機械化秸稈還田作業(yè)監(jiān)測，實現了對作業(yè)面積、作業(yè)質量關鍵指標的全面可視化監(jiān)控，系統田塊識別率達100%、單塊田面積測算誤差在3.07%，目前已安裝終端設備1 500多臺（套）。

總體來看，我國農機精準作業(yè)技術仍處于試驗示范和概念導入階段，與美國等發(fā)達國家相比存在著較大差距，但我國農機精準作業(yè)技術發(fā)展很快，空間巨大，前景看好。目前，國內精準農業(yè)裝備與技術研發(fā)走在前面的企業(yè)，有北京合眾思壯、廣州中海達、上海司南、南京天辰禮達等公司。山東福田雷沃、湖南中聯重機、河南中國一拖等農機制造企業(yè)，也紛紛瞄準農機精準作業(yè)裝備與技術領域前沿，欲搶占國際技術制高點。此外，湖北省三江集團與武漢導航研究院也將與中國一拖聯手，自主研發(fā)完全國產化的農機自動駕駛系統及相關產品與裝備。未來，相信有更多的農機精準作業(yè)裝備與技術實現中國造。

2.3 湖北省農機精準作業(yè)示范工程建設情況

2012年以來，國家大力推廣中國北斗衛(wèi)星導航系統，該系統是中國具有自主知識產權，繼美國全球定位系統（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統。湖北省在推進北斗導航系統民用化的過程中將北斗現代農業(yè)項目列為5個重點工程之一，是湖北省精準農業(yè)示范的“破土工程”，也是農機精準作業(yè)示范工程的主要建設內容和依靠對象。

目前，國內已建成的精準農業(yè)應用案例中，一般只關注精準作業(yè)本身的終端模式，而湖北省則采取了“終端+平臺”的系統模式，側重于做好“農業(yè)大數據”這篇文章。項目主要依托湖北省農機作業(yè)北斗智能化管理平臺，該平臺集成了北斗衛(wèi)星導航定位、物聯網傳感、地理信息系統、無線通訊、信息融合與數據處理等多項高新技術，主要包括“基于北斗的農機信息化作業(yè)智能調度系統”和“基于北斗的農機自動駕駛精細耕種系統”兩大系統；其終端就是面向用戶的集桌面軟件、手機APP和短信平臺等“三位一體”的應用終端。

湖北省北斗現代農業(yè)項目以湖北省北斗地基增強系統為基礎，采用導航網格碼新技術，以北斗高精度定位為特色，搭建公共位置信息服務平臺，使北斗高精度應用于更廣泛的農業(yè)領域。項目建成后將通過大數據、云計算，形成農機作業(yè)數字化地圖，打造精準農業(yè)的升級版，將是國內首個綜合型農機精準作業(yè)示范樣板。

2013年以來，湖北省北斗現代農業(yè)項目在沙洋、襄州、老河口和江陵等縣市區(qū)進行了試點。襄州、老河口、天門、沙洋等地已安裝563臺（套）北斗深松監(jiān)測設備和30多臺（套）農機自動駕駛系統，其操作簡便、精確度高和可靠性好等卓越表現，受到用戶和觀摩者的普遍認可。

3 推進農機精準作業(yè)示范工程面臨的問題

3.1 地形地貌復雜，農機精準作業(yè)實施難

國外的精準農業(yè)技術是基于大塊田地、大平原地區(qū)來實現的，而湖北省“七山一水兩分田”，地形地貌復雜，整體上農業(yè)生產自然條件較差，且在農機化技術水平、土地利用率、集約化程度、綜合生產力等方面都與發(fā)達國家存在較大差距，且在相當長時期內仍將是以農戶為單位的小塊耕作，聯合收割機、大功率拖拉機等大型農業(yè)機械在很多地區(qū)很難施展，實施農機精準作業(yè)工程將在很大程度上受到地理自然等條件下的限制。

3.2 基礎設施薄弱，互聯網技術推廣難

目前，湖北省農村互聯網相關設施薄弱，農村地區(qū)家庭擁有電腦率較低，網絡普及率不高，公共上網資源缺乏，信息來源和信息傳輸的“最后一公里”問題沒有得到很好的解決，網絡使用的增長條件和空間不足，很難滿足農機精準作業(yè)的需要，阻礙了農機化技術通過互聯網的推廣應用。

3.3 農民素質不高，精準作業(yè)技術操作難

操作精準農業(yè)技術和設備要求具有豐富的專業(yè)知識，而湖北省農村高素質、懂技術的職業(yè)農民缺乏。尤其是丘陵山區(qū)的農民科技文化知識普遍偏低，生產經營管理水平不高，農村青壯年農民中，初中以下文化程度的占比近90%，而大專及以上文化程度占比不足1%。同時，基層農機管理人員知識結構單一，創(chuàng)新能力不強，對現代農機裝備技術和互聯網技術的掌握不夠、實踐操作能力缺乏，不能很好適應農機精準作業(yè)技術發(fā)展的需要。

3.4 政策支持不夠，示范工程項目推進難

目前，國內尚無權威機構能為北斗導航監(jiān)測系統和北斗農機輔助駕駛系統實施檢測鑒定，出具推廣鑒定報告、檢驗報告，頒發(fā)推廣鑒定證書。因此，北斗導航相關的農機作業(yè)系統還沒有納入國家購機補貼范圍。且農機精準作業(yè)示范工程建設是項大工程，涉及系統建設、信息采集、設備安裝、人員培訓等方方面面都需要大量資金投入，尤其是前期的儀器、設備、裝置投入資金量很大。引進一臺國外精準農業(yè)技術設備大都需要幾十萬，而國內相關設備尚未形成規(guī)模化生產，其系統穩(wěn)定性也有待檢驗。在目前省級財政資金支持有限、農民購買力有限的情況下，示范項目推進有很大難度。

3.5 信息供求不對稱，有效信息匹配難

目前，系統管理者提供的信息與公眾需求的信息嚴重不對稱。一方面系統管理者提供的信息不是農機生產企業(yè)、合作社、農機經銷商和機手需要的信息；另一方面是機手和服務對象不愿給系統管理者提供真實有效信息，導致有效信息供給不足。此外，現階段很多企業(yè)重視網絡建設，輕數據開發(fā)，積累的很多信息數據沒有有效利用起來，沒有給公眾提供很好的信息服務體驗，甚至很多信息魚龍混雜，導致聽得見、用得上的信息不多。這些，都制約著農機精準作業(yè)示范工程的進一步推進。

4 加快農機精準作業(yè)示范工程建設的建議

隨著工業(yè)4.0大革命的到來，精準農業(yè)在世界范圍內已取得長足發(fā)展，農機智能化、作業(yè)精準化將是未來農機化的發(fā)展方向，也是現代農業(yè)建設的方向。湖北省擁有130多萬臺（套）拖拉機，其中大中型拖拉機和聯合收割機近30萬臺，以北斗衛(wèi)星導航技術為核心的精準農業(yè)技術在農機領域，其前景廣闊、機遇可期。湖北作為首個在全省范圍內試點推廣“北斗終端+農機”的省份，肩負著為全國精準農業(yè)發(fā)展探索農機解決方案的重任，可謂使命光榮、責任重大。我們要積極響應省委省政府建成支點、走在前列的號召，在措施上再強化、政策上再給力、力量上再加強，加快推進湖北農機精準作業(yè)示范工程建設。

4.1 統籌規(guī)劃：將農機精準作業(yè)示范工程納入現代農業(yè)發(fā)展規(guī)劃統籌推進

精準農業(yè)包含現代信息技術、生物技術、工程技術等，在農機精準作業(yè)示范工程項目推進過程中，涉及信息、農機、農業(yè)等部門和科研、生產、推廣等單位，必須做好“互聯網+現代農業(yè)”的頂層設計，將農機精準作業(yè)示范工程項目建設納入現代農業(yè)發(fā)展整體規(guī)劃統籌考慮，綜合推進。在項目建設上要堅持統分結合，分步分類實施的原則，防止各自為政、重復建設，實現兼容擴展、共建共享；在運行維護上要充分發(fā)揮“有為的政府”和“有效的市場”2個積極性，建立管建結合的長效機制，防止重建輕管，只建不管。

4.2 加大扶持：凝聚社會合力，加大政策支持和資金投入力度

在推進農機精準作業(yè)示范工程過程中，各相關部門應加強合作，加大政策支持和資金投入力度。建議國家盡快出臺北斗導航監(jiān)測系統和北斗農機輔助駕駛系統檢測標準，明確相應的檢測機構，盡快將精準農業(yè)相關設備納入國家購機補貼范圍實施補貼；建議各級政府對相關產品實行財政疊加補貼，降低農民設備購置成本，加快農機精準作業(yè)技術推廣力度。建議移動、聯通等部門合理布局信號基站，相關系統開發(fā)企業(yè)在軟件模塊設計和氣象、水利、地理、測繪等部門相關數據資源實現與湖北省農機作業(yè)北斗智能化管理平臺的無縫對接，合力破解數據傳輸和鏈接瓶頸，實現信息互聯互通、開放共享。

4.3 強化基礎：加快建設全省統一的農業(yè)大數據信息平臺，加強農村地區(qū)互聯網基礎設施建設，加快土地平整步伐，促進適度規(guī)模經營，為農機精準作業(yè)示范項目實施提供支撐

加強各類涉農信息資源的深度開發(fā)，依托楚天云，建立覆蓋農業(yè)大數據采集、加工、存儲、處理、分析等全信息鏈的湖北省農業(yè)大數據研究與應用中心，面向全省推廣基于“互聯網+”的農業(yè)大數據應用服務。加強農村地區(qū)互聯網基礎設施建設，全力解決寬帶村村通問題，加快研發(fā)和推廣適合農民特征的低成本智能終端。依托土地平整項目，加強對低產田進行科學合理的規(guī)劃改造，推進土地適度規(guī)模經營，促進農業(yè)生產方式轉變，走規(guī)模化、集約化和機械化之路，為農機精準作業(yè)示范項目實施創(chuàng)造條件。

4.4 加強研發(fā)：堅持自主研發(fā)與技術引進、消化吸收相結合，增強農機精準作業(yè)裝備與技術的有效供給

目前，國內精準農業(yè)技術與裝備的研發(fā)尚處于起步階段，其技術水平、經營管理和經濟效益等，與發(fā)達國家還存在很大差距。在項目實施過程中，湖北省應堅持自主研發(fā)與技術引進、消化吸收相結合，鼓勵企業(yè)抓住國家實施“中國制造2025”和“互聯網+”新機遇，搶占“互聯網+農機監(jiān)測和互聯網+農機自動導航技術”新高地，開拓農機制造領域的新藍圖，實現湖北省農機工業(yè)的彎道超越。湖北省應在除了開發(fā)適應輪式拖拉機的自動駕駛系統的基礎上，拓展到產量監(jiān)測系統、流量控制系統、精細播種控制系統、變量噴藥施肥系統等，加快研發(fā)適合履帶式拖拉機、植保機、插秧機、收割機等農機自動駕駛系統及精準控制系統，實現農機精準作業(yè)相關裝備與技術的有效供給。

4.5 加大推廣：建立試驗示范基地，加大對農機精準作業(yè)技術的推廣力度

要根據不同區(qū)域類型，選點開展農機精準作業(yè)試驗示范試點，積累經驗，探索規(guī)律，形成具有湖北特色的農機精準作業(yè)模式，并逐步將農機精準作業(yè)示范工作擴展到大型國營農場和小型農戶，特別要著重在小型農戶中實施精準農業(yè)的概念和方法，使農機精準作業(yè)技術深入人心。《湖北省北斗現代農業(yè)項目》提出，到2017年，全省將在聯合收割機、深松機和秸稈粉碎還田機安裝12 000套農機信息化作業(yè)智能調度和作業(yè)質量監(jiān)測系統；將在江漢平原、鄂北崗地等地的大功率拖拉機上，安裝150臺（套）農機自動駕駛精細耕種系統。時間緊，任務重，有必要實行典型引路、試點先行，加快推進。

4.6 強化培訓：加快實施“互聯網+”新型職業(yè)農民培育行動，培養(yǎng)造就有文化、懂技術、會操作的新型職業(yè)農民，為農機精準作業(yè)示范工程建設提供人才支撐

要加強新型職業(yè)農民培訓體系建設，構建基于“互聯網+”的新型職業(yè)農民培訓虛擬網絡教學環(huán)境，大力培育生產經營型、職業(yè)技能型、社會服務型的新型職業(yè)農民；積極推動智慧農民云平臺建設，加強農機精準作業(yè)系統操作全過程實用性人才的培養(yǎng)，實現新型職業(yè)農民培育的移動化、智能化。同時，也要加強農機管理人才培養(yǎng)，將提高管理者素質、培養(yǎng)精英拔尖人才同提高全體勞動者素質有機結合起來，為農機精準作業(yè)技術理論與裝備研發(fā)提供人才保障。

2016-09-30）