智慧果園發展制約因素與對策措施

我國是果樹栽培大國，果品產量（占世界總產量的近1/4）和種植面積（占世界總面積的1/5以上）均居世界首位。較為重要的栽植品種約有300余種，果園遍及南北各地，是果農經濟收入的主要來源。隨著智慧農業的興起，給果樹產業帶來新的發展機遇。順應時代發展潮流，及時整合果樹生產要素，積極引入現代信息技術，更新換代傳統經營模式，加快果樹產業升級，已成為廣大果農及果樹經營組織的迫切需求。筆者從當前智慧果園的發展現狀入手，在分析發展制約因素的基礎上，提出相應的對策措施，以促進我國智慧果園的健康發展。

一、制約因素

從目前智慧果園發展情況來看，主要存在以下制約因素。

1. 認識不到位，觀念滯后

部分規模化果園經營者已認識到智慧果園的發展機遇，絕大多數種植規模小的果農則普遍認識不到位、觀念滯后，制約了智慧果園的發展。認為只有農藥、化肥等農資的投入才能帶來致富，物聯網等設備的投入就是浪費；對智慧果園的發展缺乏正確認識，認為自己就是果樹管理高手，那些果樹生產自動化、智能化的模式離自己很遙遠；智慧農業發展意識淡薄，沒有認識到智慧果園與傳統生產經營方式之間的巨大差別。

2. 高素質技術人才匱乏，管理落后

果農科學文化素質參差不齊，整體水平不高、管理能力較低，高新技術接收能力較弱，對互聯網信息技術的了解應用較少，從而影響了新知識應用和新技術推廣，這已成為困擾智慧果園發展的最大障礙。

3. 基礎設施不完善，現代化程度低

目前，果園基礎設施仍以普通的滴灌、噴灌系統為主，基于利用集成應用計算機與網絡、物聯網技術、手機終端技術、3S（遙感技術、地理信息技術、全球定位系統）技術等載體及平臺基礎設施較少，在果園建設上缺少現代化的果園機械設備。

二、對策措施

針對以上智慧果園發展存在的主要制約因素，建議采取以下對策措施。

1. 加強宣傳引導，更新果樹生產觀念

智慧農林業時代已經到來，農業正在經歷由機械化邁向智慧化時代，發展潮流勢不可擋。通過報紙、電視、廣播、微信公眾號、網絡等多渠道在農村全方位宣傳智慧農業，引導果農正確認識發展智慧果園是發展趨勢；通過示范推廣、親身體驗等形式，讓果農從思想上迅速適應時代發展潮流，適時做好由傳統果園向智慧果園的升級改造，轉變生產模式，進一步提高經濟效益。

2. 開展技能培訓，推廣智慧農業技術

①多渠道培育新型職業果農。將職業果農培養納入國家教育培訓發展規劃，按照農業農村部關于印發《農業農村部2020年人才工作要點》的通知要求，多措并舉強化實施農村實用人才帶頭人素質提升計劃，加強農業科技人才推薦培養，發揮農村實用人才培訓基地的綜合平臺作用，實施高素質農民培育計劃，依托項目平臺培養高層次農業科技人才；實施新型職業農民培育工程，大力培育新型職業農民，提升新型職業農民發展質量，優化新型職業農民培育結構，形成“一主多元”的教育培訓體系，實施好現代青年農場主和新型農業經營主體帶頭人等分類培育計劃，培育新型職業農民，確保新型職業農民進行職業提升，為智慧農業發展提供源源不斷的農業人才，以滿足智慧果園發展需求。

②提升智慧果園示范輻射能力。充分發揮運營成功的智慧果園示范基地的示范帶頭作用，組織果農參觀了解智慧果園運行模式，深入學習建設管理智慧果園，進一步擴大智慧果園的影響力、吸引力、輻射力，讓智慧果園逐步成為帶動果農開展果園升級改造的自覺行動。

③培養標準化果園建設理念。引導果農建設適應智慧果園自動化管理的標準果園，這是發展智慧果園的前提條件，只有寬行、簡化樹形的標準化果園，適應果園機械在行間運行，才有可能實現智慧化生產。

3. 完善基礎設施建設，提高果業現代化水平

物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術的快速發展為智慧果園提供了堅實的技術支撐。以果樹大數據與云服務、先進傳感技術、精準作業技術裝備、果業物聯網技術與裝備、果業機器人等核心技術為代表的技術創新日益完備且廣泛應用于果樹精準栽培、病蟲害預警等領域。智慧果園包括智慧感知、無線傳輸、智慧決策、智能控制等內容。在建立省力化果園、生態果園的基礎上，鼓勵果農積極使用現代化農機設備，加快現代化農機（植保無人機、自走式噴霧機、果園管理機器人、自走式果園操作平臺、水肥一體化機、果樹挖溝機、挖穴機等果園機械）、儀器設備進果園，完善建立智慧果園系統的基礎設施建設，通過對果園生產環境的智能感知和數據分析，實現果樹生產精準化管理和可視化診斷，實現省力化栽培、降本增效、節能節肥、減少農殘、提高效率及優化調度，提高果樹產量和質量，提高果業現代化水平。

①建立智能灌溉系統。統籌構建兼顧引水、排水、蓄水、灌溉及園土含水量監測等多種功能于一體的果園灌溉系統，運用物聯網、大數據、云計算與傳感器技術緊密配合的方式，對果園生產中的環境溫度、濕度、光照強度以及土壤相對含水量等參數進行實時監控。該智能系統通過分析處理傳感器數據信息，達到所設閾值時（必要時也可人為干預），自動啟動灌溉設備運轉；當土壤水分達到標準值時則自動停止灌溉，從而實現精準化、智能化、科學化遠程控制的節水灌溉、綠色灌溉和數字化灌溉，實現用APP灌溉果園。智慧果園灌溉監測系統主要包括：基于IPV6（互聯網協議第6版）的無線傳感器網絡架構，可與現有IP（網際互連協議）網絡兼容；采用COAP（受限應用）與MQTT（消息隊列遙測傳輸）協議混合監測環境因素，同時滿足主動發布傳感器數據和被動傳感器數據查詢的要求。實現基于監測數據，通過控制系統，做到智慧灌溉或水肥一體化智能灌溉。

②建立病蟲害監測預警系統。隨著氣候變暖及生態環境的改變，病蟲害的發生日趨復雜，突發性、不可預見性的危害增強，對果樹產業高質量發展構成嚴重威脅。建立以空間建模和預測分析為核心點的果樹病蟲害監測預警信息化平臺，結合研發的重大病蟲害預測模型和技術，設立果樹病蟲害田間信息采集傳輸客戶端APP，實現定位監測和數據實時傳輸及果樹病蟲害和氣象因子物聯網遠程監測和數據傳輸，建立果園智能化病蟲害監測、識別和預警系統，主要包括：基于MQTT（消息隊列遙測傳輸）遠程控制技術，借助無線傳感器獲取果樹實時生長環境信息；無人機航拍獲取果樹病情、蟲情和生長情況等參數和視頻圖像信息實現遠程監測，果樹專家系統在獲取信息并判斷病蟲害程度后，利用數據分析方法實現對果樹的病蟲害預警、預報分析，提供精準噴藥管理決策，并通過對智能裝備（機器人和電磁閥等）的智能控制，為果農提供科學的栽培指導建議，進行自動變量噴藥，實現果園智慧病蟲害防治。目前，常用的智能化噴藥設備主要有：植保無人機和果園自走式噴藥機（機器人）等。

③建立果園智能施肥系統。果園精準施肥系統包括：基于物聯網的高精度果園土壤養分信息（氮、磷、鉀等大、中、微量元素有效養分含量）采集設備、果樹專家系統的智慧云平臺（專家分析系統）施肥智能決策、遠程自動控制施肥設備、視頻管控設備（手機端、PC端、大屏端等設備），實現從監測信息中提取相應的圖像特征和光譜特征等，利用生長指標適宜動態數據庫和信息特征數據庫，以及云計算等手段診斷果樹營養虧缺的情況。智慧果樹專家系統再根據上述監測信息，比對管理知識模型和GIS（地理信息系統）技術，給出施肥配方，為果樹精準施肥提供決策。施肥配方傳遞給智能裝備，如果園自走式追肥機（機器人）、車載設備和水肥一體化設施等，實現果園精準施肥的智能化和自動化。目前，已廣泛應用的是智能水肥一體機。

④建立果樹智能采收系統。監測設備監測果實成熟度與GPS定位信息數據，通過果樹智慧云（果實信息采集處理系統）及手機端、視頻端，對果園內的每棵樹、每枚果都看得清清楚楚，當果實成熟度達到一定閾值時，自動驅動果樹采摘機器人（由機械手、末端執行器、移動機構、機器視覺系統以及控制系統等構成）進行智慧化采摘，放入采收箱內。目前，在國內已開始應用的有：葡萄收獲機（1.5小時可收獲1公頃葡萄）、棗（榛子、桑葚）振動式自動采摘機（每天采摘1 200株）；半智能（人機結合）的自走式多功能果園操作平臺（大幅提高采收效率）。在國外，移動式采摘機器人已實現了蘋果、柑橘、葡萄等水果的智能化采摘。

⑤建立果樹智能除草系統。當監測的雜草數據達到閾值時，通過果樹智慧云（果樹專家系統），控制引導果園智能除草設備進行自動化除草。目前，已推廣應用的智能除草設備主要有：果園智能除草機器人。

⑥建立果樹智能修剪系統。進入適宜的修剪季后，通過物聯網監測監控設備、GPS定位儀等設備獲得的果樹枝量、類型及分布狀況等數據，通過果樹專家系統進行分析，形成一樹一策的修剪指令，引導果園智能修剪機進行自動修剪，實現果園的省工、省力、省時、高效修剪管理。目前，可用的智能修剪設備主要有：果樹智能剪枝機器人等。

作者簡介：王中林，農業推廣碩士，高級工程師，長期從事林業有害生物綠色防控和林果省力化栽培技術研究及示范推廣工作，先后在省級以上期刊發表文章110余篇。聯系地址：山東省濰坊市自然資源和規劃局坊子分局 郵編：261200。