姚金霞,王 利,郭 鵬,陳 進,何清燕 ,周小波 ,鄧 佳,陳燕英
(1.四川省農(nóng)業(yè)機械研究設(shè)計院,四川 成都 610066;2.南方丘區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究四川省重點實驗室,四川 成都 610066)
黨和國家十分重視“三農(nóng)”問題,我國農(nóng)村、農(nóng)業(yè)、農(nóng)民對信息化建設(shè)的需求越來越強烈。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在生產(chǎn)范圍和方式上正發(fā)生著翻天覆地的變化,農(nóng)業(yè)信息化已成為促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、增加農(nóng)民收入的重要途徑之一。我國茶業(yè)在各級政府、茶企、茶戶的共同努力下,進入一個快速發(fā)展階段,茶葉的種植、生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出一片繁榮發(fā)展的景象。眾所周知,茶葉是一種亞熱帶的多年生植物,喜暖怕寒,對氣候條件十分嚴(yán)苛,溫度、光照、降雨、熱量等都影響茶葉的發(fā)育速度、生長周期以及品質(zhì)。因此,產(chǎn)業(yè)競爭越來越激烈,整個行業(yè)更加注重信息技術(shù)的支撐和和服務(wù)。茶園信息化建設(shè),是以計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ),建立茶園信息化建設(shè)管理平臺,運用新一代信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng),對茶園生產(chǎn)的氣象環(huán)境監(jiān)測、病蟲害防控、水肥藥管控、防霜凍防暑熱管控、茶葉長勢及品質(zhì)監(jiān)測等各環(huán)節(jié)進行監(jiān)管,打造覆蓋生產(chǎn)區(qū)域的監(jiān)管服務(wù)網(wǎng)絡(luò),規(guī)范區(qū)域茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),保障區(qū)域茶葉質(zhì)量,實現(xiàn)“信息數(shù)據(jù)化、生產(chǎn)自動化、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化”的茶葉智慧生產(chǎn)大環(huán)境。為政府提供茶園生產(chǎn)管理各類數(shù)據(jù),包括茶區(qū)的茶戶分布、茶業(yè)效益、機械使用、勞動力調(diào)度、水肥藥使用、病蟲害、霜凍影響等數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析、監(jiān)測預(yù)警的功能;茶戶可對茶園生長狀態(tài)進行遠程監(jiān)控,并根據(jù)預(yù)警進行遠程作業(yè),處理病蟲害、霜凍、缺水等情況,不僅省力省時,而且精準(zhǔn)控制肥藥水情況,產(chǎn)出高標(biāo)產(chǎn)品。
2019年,四川省茶園面積38.3萬hm2、干毛茶總產(chǎn)量30.1萬t、干毛茶產(chǎn)值279.69億元,種植面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值分列全國各省第3、4、3位。川茶作為脫貧奔康、富民強省的特色支柱產(chǎn)業(yè),在產(chǎn)業(yè)扶貧攻堅和鄉(xiāng)村振興方面取得顯著成效。要擦亮四川茶業(yè)大省這塊金字招牌,茶園信息化建設(shè)發(fā)揮著重要作用,助推茶產(chǎn)業(yè)向規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化、現(xiàn)代化快速發(fā)展。筆者團隊聚焦四川茶園信息化建設(shè),結(jié)合文獻分析、專家咨詢、實地走訪調(diào)研和典型樣本分析等方法,對四川茶園信息化建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了研究,總結(jié)了以下現(xiàn)狀、存在問題及對策建議,為四川茶園信息化建設(shè)提供借鑒。
目前,國內(nèi)在茶園信息化建設(shè)方面已實現(xiàn)了茶園生產(chǎn)的智能管理:一是建設(shè)區(qū)域茶葉綜合管理云平臺,滿足信息查詢、決策分析、智慧生產(chǎn)管理等需求,通過構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)技術(shù)問題、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化問題、茶葉質(zhì)量安全問題以及生產(chǎn)全程可追溯問題,從而實現(xiàn)對整個茶葉經(jīng)營線更精細(xì)的管理,達到生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo);二是建設(shè)區(qū)域茶葉生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、水肥灌溉系統(tǒng)、四情監(jiān)測系統(tǒng)、綠色防控系統(tǒng)、可視化管理、質(zhì)量追溯系統(tǒng)等實時監(jiān)控茶園生長狀態(tài),對茶園土壤、環(huán)境以及病蟲害情況進行分析,遠程指導(dǎo)作業(yè)人員進行有機肥施用、病蟲害防控,實現(xiàn)自動化種植生產(chǎn),節(jié)本增效,促進可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)具體內(nèi)容豐富。
采集氣象數(shù)據(jù)(空氣溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等)。
通過蟲情測報燈、苗情災(zāi)情攝像機和墑情傳感器實時監(jiān)測病蟲狀況、作物生長情況、災(zāi)害情況、露點溫度、土壤溫度等重要參數(shù),并將數(shù)據(jù)傳入云平臺,配合專業(yè)的分析處理,為作物生長提供科學(xué)指導(dǎo)。
由水肥一體化灌溉設(shè)備、農(nóng)業(yè)環(huán)境感知設(shè)備、一體化管理平臺、以及配套的通信設(shè)備、手機APP端等軟硬件構(gòu)成。實現(xiàn)自動感知、上傳、分析、管理等功能。
由傳感器、防凍風(fēng)扇、處理模塊與控制中心組成,實現(xiàn)了無線遠程控制、溫度信息采集和預(yù)警決策等功能。
由前端茶園專用殺蟲燈加后臺遠程控制模塊組成,物理誘殺茶園主要害蟲。
由視頻采集系統(tǒng)、通訊傳輸系統(tǒng)、視頻遠程訪問系統(tǒng)、視頻處理系統(tǒng)組成。從生產(chǎn)安全、生產(chǎn)管理、生產(chǎn)區(qū)溯源等應(yīng)用角度出發(fā)滿足監(jiān)控、管理和溯源的需求。
將茶園環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)整合,為農(nóng)產(chǎn)品生成追溯碼,用戶在選購時可進行追溯查詢。
目前,省內(nèi)各級政府越來越重視農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設(shè),四川省茶園信息化建設(shè)以政府投資為主,依托合作社示范、農(nóng)旅結(jié)合開發(fā)、安全監(jiān)管縣(平安區(qū))打造、水利工程示范等相關(guān)項目建設(shè)茶園信息化示范工程,工程主要集中在政府部門管轄的茶場茶園、規(guī)模較大的茶葉專合社茶園、知名的茶旅結(jié)合示范點茶園等規(guī)模較大、負(fù)責(zé)人綜合素質(zhì)較高的示范點,普通散戶建設(shè)的基本沒有。政府重視程度不斷增強,投入資金不斷加大,示范范圍不斷擴大,但輻射范圍仍然有限。
全省宏觀看,四川茶園信息化建設(shè)在茶葉生長環(huán)境精準(zhǔn)監(jiān)測、霜凍監(jiān)測預(yù)警及防控、旱季高溫干旱預(yù)警及防控、茶葉病蟲害預(yù)警及防治、水肥一體化精細(xì)自動灌溉、運營管理平臺建設(shè)等方面均有涵蓋。從個體建設(shè)看,受資金投入和需求側(cè)重影響,建設(shè)仍局限于部分內(nèi)容,其中以氣象站、可視化監(jiān)管系統(tǒng)和智慧灌溉系統(tǒng)為多,限制了信息化建設(shè)效用的發(fā)揮。
目前,四川茶園信息化建設(shè)系統(tǒng)的應(yīng)用,打破了地域局限性,遠程控制茶園生產(chǎn),省工省時,大大降低勞動強度,提升了管理精度和品質(zhì)。但是,運維管理投入大。政府投資建設(shè)的系統(tǒng)和設(shè)備交付使用困難,如,指定本地的管理者要求按月支付工資,遇到任何問題會打電話給政府管理部門前來處理,有些示范點甚至出現(xiàn)設(shè)備被偷的情況,設(shè)備故障修理費用從哪出也是個問題。
政府管理層面需求為:打造區(qū)域茶園信息化管理綜合云臺,滿足信息查詢、決策分析、智慧生產(chǎn)管理等需求,希望通過構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)、大數(shù)據(jù)分析解決茶葉生產(chǎn)技術(shù)問題、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化問題、茶葉質(zhì)量安全問題以及生產(chǎn)全程可追溯問題,從而實現(xiàn)對整個茶園更精細(xì)的管理,達到茶葉生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)和安全的目標(biāo)。用戶層面,茶園信息化建設(shè)在智慧水肥一體化控制系統(tǒng)、“四情”(墑情、苗情、蟲情、災(zāi)情)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、綠色防控專用殺蟲系統(tǒng)、防凍控制系統(tǒng)這4個方面的需求最為強烈。
一是專項建設(shè)資金投入少,省政府非常重視川茶的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在茶園生產(chǎn)管理信息化發(fā)展領(lǐng)域不斷探索,目前主要依托平安區(qū)縣監(jiān)管、水務(wù)局等各方項目完成局域農(nóng)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)站的建設(shè),其中含小部分茶園生產(chǎn)管理信息示范點,專門針對茶園生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)資金少,限制了茶園信息化建設(shè)的發(fā)展;二是專項宣傳和培訓(xùn)資金投入少,很多基層政府部門管理人員和茶企沒有完全意識到茶園信息化建設(shè)對茶產(chǎn)業(yè)綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展的重要意義,許多基層工作人員對茶園信息化建設(shè)的概念尚不清晰,對這項先進的茶園管理方式了解甚少,加大了推廣應(yīng)用難度。
茶園信息化建設(shè)項目完工后,建設(shè)方會將設(shè)施設(shè)備移交給業(yè)主管理,業(yè)主會物色合適的管理人員。調(diào)研了解到,管理人員往往是村上的電工、茶業(yè)(葉)合作社的工作人員,本身有專職工作,兼任茶園信息化管理。一是每個月政府撥付較少的工資給他們,激發(fā)不起其工作熱情,導(dǎo)致責(zé)任感不強;二是管理人員能力有待提高,茶園信息化建設(shè)示范點的管理人員要了解網(wǎng)絡(luò)知識、熟悉電工操作常識和信息化建設(shè)系統(tǒng),加之年輕人外出務(wù)工的多,導(dǎo)致很難就近找到合適人選,因此,退而求其次的時候多。
技術(shù)及設(shè)備研發(fā)企業(yè)、建設(shè)方良莠不齊。目前,市場上對于茶園信息化建設(shè)(農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設(shè))高新技術(shù)及設(shè)施設(shè)備研發(fā)企業(yè)越來越多,在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)有一建設(shè)點建好后處于荒廢狀態(tài),除運維管理方面的原因外,另一個主要原因是技術(shù)不過關(guān)、設(shè)計不規(guī)范等設(shè)計方、建設(shè)方、設(shè)備提供者導(dǎo)致的系統(tǒng)無法正常使用。一是技術(shù)及設(shè)備研發(fā)企業(yè)、建設(shè)施工方的技術(shù)及設(shè)備質(zhì)量不過關(guān);二是一些企業(yè)的社會責(zé)任感差,面對出現(xiàn)的問題,沒有及時給出解決方案進行補救。說明在整個過程中,相關(guān)部門工作人員未嚴(yán)格把關(guān),也應(yīng)負(fù)一定責(zé)任,且市場惡意競爭激烈,如果一味地以最低價中標(biāo),不利于好技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用推廣,不利于整個產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。有些茶區(qū)建設(shè)了智慧水肥一體化控制系統(tǒng),由于建設(shè)方案和設(shè)備質(zhì)量問題,導(dǎo)致水的噴灌霧化效果不好、噴霧半徑不足或管道尺寸不符合實際不能滿足灌面需求等,影響灌溉效果。
現(xiàn)場基礎(chǔ)條件達不到建設(shè)要求。2019年,四川省茶園面積38.3萬hm2,70%以上茶區(qū)位于盆周山區(qū)和丘陵地區(qū)。一是茶園規(guī)模、地形地貌等自然條件不利于機械化、信息化發(fā)展,加上勞動力緊缺,制約了機械化作業(yè)和信息化發(fā)展;二是田間用水和用電得不到充足保障;三是網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不全,信號滯后或沒有4G信號,給實時在線監(jiān)測帶來不少阻礙,制約了信息化建設(shè)工作的開展。信息化,一般是指在機械化基礎(chǔ)上,在各領(lǐng)域普及運用信息技術(shù),構(gòu)建信息網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng),廣泛獲取、深度開發(fā)和共享利用信息資源,推進產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。茶園信息化建設(shè)必然是在機械化基礎(chǔ)上發(fā)展的,是將信息化與機械化融合,讓茶園提檔升級。目前,我國茶園生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)的各類主要作業(yè),包括修剪、耕作、施肥、植保、茶園災(zāi)害管理、采摘各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了機械化覆蓋,但是,現(xiàn)有的研究成果大多針對平坡或緩坡茶園,只有少量的小型機械可用于丘區(qū)茶園,針對丘區(qū)大坡度茶園的機械化研究更少,導(dǎo)致目前四川大部分茶園機械化水平低下,制約了自動化、智能化程度的發(fā)展。
一是數(shù)據(jù)共享機制尚未建立,目前,四川農(nóng)業(yè)領(lǐng)域涉及信息化建設(shè)(含茶園信息化建設(shè)在內(nèi))的基地越來越多,但數(shù)據(jù)不愿共享、信息孤島多的問題突出,嚴(yán)重制約了生產(chǎn)管理大數(shù)據(jù)的采集、分析及使用;二是運維管理細(xì)則缺失,設(shè)備運維方面,茶園信息化建設(shè)項目交付使用后,每年有一定的運維費用。規(guī)模百畝以上的示范點,每年需花費含設(shè)備維護費(易損件的更換費、常規(guī)維護費)、電費、人工費用(管理人員工資、維修工費)、網(wǎng)費等在內(nèi)的費用動輒10萬元以上才能確保系統(tǒng)正常運行。目前,這筆費用大多是政府以項目形式解決;政府沒有買單的,用戶又不愿出資運維,影響使用效果。有些系統(tǒng)交付給當(dāng)?shù)厝斯芾恚芾砣藛T一般只收得到很低的工資,往往不會全天在現(xiàn)場,設(shè)備被偷情況時有發(fā)生,管理難度大。
政府加強政策實施力度,投入更多資金進行茶園信息化建設(shè)專項技術(shù)及設(shè)備的宣傳、示范和推廣應(yīng)用。一是培育和完善良好的政策機制,充分調(diào)動農(nóng)業(yè)各職能部門的積極性,從規(guī)劃入手,統(tǒng)籌規(guī)劃,協(xié)調(diào)共進,發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用;二是給予政策傾斜,拓寬資金渠道,引入多方資金力量從事茶園信息化建設(shè)的投資和運維管理,將市場力量與政府能量有機結(jié)合起來;三是針對茶園信息化建設(shè)內(nèi)容和模式,結(jié)合中共四川省委、四川省人民政府《關(guān)于加快建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“10+3”產(chǎn)業(yè)體系 推進農(nóng)業(yè)大省向農(nóng)業(yè)強省跨越的意見》中推進川茶的全產(chǎn)業(yè)鏈融合發(fā)展,夯實現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)烘干冷鏈物流3大先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)支撐,打造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)園區(qū)的契機,打造一批精品示范工程,讓技術(shù)和設(shè)施落地生根,起好示范推廣作用。提高政府部門工作人員對茶園信息化建設(shè)的認(rèn)識和理解,一是加強政策宣講力度,如大力宣傳《“十三五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》《關(guān)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化科技工作的若干意見》《四川省人民政府關(guān)于印發(fā)四川省“十三五”信息化規(guī)劃的通知》等中央及省市出臺的相關(guān)文件精神;二是加強技術(shù)及設(shè)施的培訓(xùn)力度,對政府部門相關(guān)管理人員進行專項培訓(xùn),讓相關(guān)人員對智慧茶園管理平臺和茶園田間生產(chǎn)需求的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、水肥灌溉系統(tǒng)、四情監(jiān)測系統(tǒng)、綠色防控系統(tǒng)、可視化管理、質(zhì)量追溯系統(tǒng)等進行系統(tǒng)了解和認(rèn)識,明白信息化平臺和系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管、規(guī)范區(qū)域茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、提高茶葉基地信息化水平、保障茶葉質(zhì)量的作用和重要意義,理解建立在大數(shù)據(jù)平臺上的信息查詢、決策分析和智慧生產(chǎn)管理。只有系統(tǒng)了解了以上內(nèi)容,才能將其貫穿到工作中,并傳達給茶戶、業(yè)主。
尋找合適的管理人員,茶園信息化建設(shè)系統(tǒng)交付使用時,茶園業(yè)主應(yīng)盡力尋找符合以下條件的管理人員:一是了解網(wǎng)絡(luò)知識;二是有基本的電工操作常識,能夠檢修電力系統(tǒng);三是經(jīng)培訓(xùn)能熟悉茶園管理信息化系統(tǒng),能及時對系統(tǒng)的元件、水泵、過濾裝置等進行管護;四是責(zé)任感強,工作熱情高。若找不到合適人選,可在政府協(xié)助下,與建設(shè)方或第三方企業(yè)協(xié)商,每年出資一定費用請其進行運管。重視對茶戶的專項培訓(xùn),對已建系統(tǒng)或有建設(shè)意向的茶戶,結(jié)合多種形式組織專項培訓(xùn),并回答疑惑、解決問題。對這些新型經(jīng)營主體、職業(yè)農(nóng)民的培訓(xùn),不僅提高其專業(yè)水平,而且通過他們將新事物、新理念傳達到周邊廣大茶戶,引導(dǎo)茶戶主動了解茶園信息化建設(shè)。
一是在項目規(guī)劃前期,政府(出資方)應(yīng)充分了解業(yè)主需求;二是要重點考察項目實施方的真實水平和實力,建立一套標(biāo)準(zhǔn)(規(guī)范),在規(guī)劃設(shè)計、設(shè)備供給、施工建設(shè)等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)把關(guān)和篩選;三是進行詳細(xì)周密的調(diào)研,考察企業(yè)的社會責(zé)任感,多了解其典型案例,前往在建項目現(xiàn)場進行實地摸底調(diào)研,選出擁有好技術(shù)、好設(shè)備、好服務(wù)的良心企業(yè),以利于持續(xù)發(fā)展,助推茶園信息化的建設(shè)。
完善茶區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),對于集中成片、土壤肥沃、坡度小于25°、茶樹發(fā)芽整齊、生長勢較強、無缺株斷行的良種茶園或條栽茶園進行改造,加寬梯面不小于1.5m,加固梯壁,按照機械化作業(yè)要求維修道路,深翻土壤,增施有機肥。根據(jù)不同規(guī)模、地形地貌等條件,建設(shè)和完善茶園生產(chǎn)區(qū)的道路、水利、電、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施。在此基礎(chǔ)上,提高茶園生產(chǎn)作業(yè)機械化水平。應(yīng)按照機修、機采茶園的建設(shè)技術(shù)要點建園或改造茶園。加大對丘陵山區(qū)茶園生產(chǎn)管理各環(huán)節(jié)機械的研發(fā)力度,提高四川茶園生產(chǎn)管理機械化水平。
一是整體規(guī)劃,促進數(shù)據(jù)共享,一方面,從政府層面的整體規(guī)劃開始,數(shù)據(jù)由總到分,而不是目前的由分到總,從全省全盤考慮,制定整體規(guī)劃,建立茶園信息化建設(shè)系統(tǒng),推進工作自上而下,才能有利于云臺的建立,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的查詢分析等功能,另一方面,通過培訓(xùn)提高業(yè)主的認(rèn)知程度,讓其自愿共享數(shù)據(jù);二是建立運維管理機制,解決運維管理難題,一方面,政府在頂層規(guī)劃設(shè)計時,應(yīng)將茶園信息化建設(shè)項目的后期運維費用考慮進去,可以進行N年期(參考省外有的是10年期)的運維管理規(guī)劃。另一方面,政府通過政策傾斜,結(jié)合實際情況以不同類別的項目形式(水利、農(nóng)機、安全監(jiān)管示范等多項目形式)給予建設(shè)茶區(qū)后續(xù)運維管理經(jīng)費,以確保項目正常運營。