智慧農機在數字農業發展中的應用

王 慧

（翼城縣農業農村局，山西 翼城 043500）

1959年偉大領袖毛主席提出“農業的根本出路在于機械化”。經過60多年的變遷，我國農業生產進入以機械化為主導的新階段，主要糧食作物耕種收綜合機械化率均超過80%，農機制造水平穩步上升，農機裝備總量持續增長，農機具配套設備日益完善。目前，在數字經濟蓬勃發展背景下，我國農業機械化也呈現出由農機自動化向農機智能化方向邁進的階段特征。智慧農機在數字農業發展中的應用日益廣泛。

1 智慧農機與數字農業

數字農業是將信息作為農業生產要素，用現代信息技術對農業對象、環境和生產全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合，對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。

智慧農機是在農業機械上安裝多種傳感器和中央處理芯片，以及衛星定位檢測終端設備、數字化集成模塊、無線通訊系統等，形成一種智能化動態作業系統，在不同的作業環境下，發出不同的指令，使機具準確無誤地完成作業。同時通過管理中心信息平臺顯示出農機作業的信息，將這些信息進行監測、統計和管理，并對農機進行宏觀管理、指揮調度、作業統計等，是數字農業在農機化作業管理中的應用。智慧農機充分利用物聯網、大數據、云計算、人工智能、“3S”（遙感、全球定位系統GPS、地理信息系統）等嶄新的信息技術與農機鏈條相融合，通過數據分析，得出科學決策。

2 翼城縣智慧農機在數字農業發展中的應用

翼城縣位于山西省南部，境內山地、丘陵、平川各占1/3，屬于國家規劃的糧食生產功能區。全縣耕地保有量3.55×104hm2，基本農田保護面積2.92×104hm2，糧食作物播種面積4×104hm2，境內糧食作物以生產小麥、玉米為主，谷子、豆類、甘薯類及高粱兼而有之。2020年，全縣新增動力機械247臺（其中玉米收割機3臺，大中型拖拉機36臺，谷物收割機9臺，微耕機118臺，田園管理及81臺），農機總動力達到24.5×104kW。耕、種機械化率達到99.5%，小麥聯合收獲機械化率達到99.1%，玉米聯合收獲機械化率達到89.3%，綜合機械化水平達到90%以上。近年來，農業社會化服務組織蓬勃發展，具有耕種防收配套作業能力的農機合作社達到16家，翼城縣農業生產托管面積從2018年的0.2×104hm2發展到2020年的1×104hm2，服務組織農機裝備實力不斷提高，托管作業逐步達到機械化、規?；?、集約化，先后購置無人機66臺，讓服務組織嘗到智慧農機的“甜頭”。翼城縣智慧農機在數字農業中應用的方式主要表現如下。

2.1 安裝衛星定位檢測系統

在拖拉機、玉米收割機、自走式植保機、青貯機等農機具安裝衛星定位檢測系統，可以監測農機的作業信息，如：深松、播種、收割、玉米機收、旋耕、植保等作業，作業的數據隨時傳到服務器，可以在翼城縣農機作業數據平臺直觀地看到該車運行軌跡、作業深度、作業面積，實時監控，對這些數據進行分析、統計、處理。傳感器傳輸各種作業信號，信號通過農機上安裝的微型電腦進行邏輯運算并傳導，形成動態作業系統，使農業生產和管理智能化，最終實現農業作業標準化、效率化、高產高質量化。

2.2 使用無人機噴灑方式對麥田進行追肥和防治作業

通過無人機不僅可以噴藥而且可以實現田間追肥，效率提高了20～30倍，并且噴灑均勻一致、作業效果非常好。加快推廣應用新的智能化裝備，更好地滿足全縣農業生產托管需求。智慧農機提升了農機作業時控、診斷和通訊等操作技術，作業成本降低、效率增加，綠色環保、改善生態環境。操作過程精細化，針對不同的作業對象和環境精細執行控制命令，準確作業，自動且高效。

2.3 智慧農機管理系統

農機信息管理（數字農機平臺）、農機辦證系統、農機補貼管理系統、農機作業系統（農機業務管理、農機監理）、農機信息管理平臺主要針對農田、托管服務組織、農機專業合作社、維修服務站、農機大戶、培訓機構等的數據采集及存儲、管理、查詢分析；農機辦證系統負責農機登記及駕駛證業務的管理工作，統一的農機監理業務管理系統，依法確定注冊登記農機的機型，駕駛員考核發證工作等；農機補貼系統利用先進的網絡系統和軟件體系對農機購置補貼工作進行科學管理；智慧農業農機作業監管數據平臺及農業生產托管農機作業數據平臺通過依托衛星定位，采集作業機具作業數據，把數據傳回服務器，服務器對數據進行分析、運算，生成縣鄉（鎮）合作社、機手、農戶可以查看的數據。在智慧農業農機作業監管數據平臺上，選擇農機、車輛、作業日期（開始日期、結束日期）、模塊（深松管理、農田管理、青貯管理、播種管理、秸稈還田、深耕管理、通用計算、玉米收割、旋耕管理等）、達標率、審核面積、操作等這些數據，工作人員可以隨時查看機手作業情況，各農機合作社的作業面積、平均深度、達標面積等，對作業質量起到很好的監督作用。同時對縣域各鄉鎮的作業面積、今日面積、昨日面積、總面積、達標面積、今年作業農機數量以已審核面積分類統計，一目了然。農業農機作業監管數據平臺在某種程度上實現農機信息化資源“一張網”以及調度服務“一張圖”的機制。

3 科技引領專業人才賦能智慧農機

加快新型職業農民（農機操作手）培育步伐，通過開辦農民夜校、技校等方式補足“技能”短板，調動農民的積極性、主動性和創造性。2020年，中央農業廣播學校翼城縣分校組織開展高素質農民植保無人機培訓。經過40個課時的理論學習和48個課時的高強度實踐訓練，100名學員均準確掌握了藥劑配制、航線規劃、作業標準、避障及飛行技巧等植保無人機操作規程，可以熟練操作無人機開展農業植保飛防作業，并參加了由中國航協通航分會與中國成人教育協會聯合推出的無人機應用技能UTC培訓體系考核，學員獲得了植保無人機操作合格證書，為從事植保無人機職業鋪平了道路，為翼城縣植保無人機領域培養了一大批精兵強將。

4 智慧農機在數字農業發展應用中存在的不足

在農業生產托管運用中，存在的弊端主要包括以下幾點：一是國家土地確權信息不能并網。信息平臺無法界別項目區邊界，在實施項目過程中，項目村與非項目村的邊界不好區分。后臺作業軌跡，作業量雖然顯示完整，但無法精準識別，在監管上存在缺憾。二是農機具作業時，信號盲區、掉線、無法連接網絡等情況時有發生，導致后臺作業信息缺失。三智慧農機系統成本很高，投資大，回本時間長，農戶購買意愿較低。

5 改進提升建議

5.1 完善農業信息化綜合服務平臺

由農業農村部門牽頭，整合土地確權、土壤檢測、社會化服務等信息，實現資源共享。同時完善鄉村信息網絡基站建設，確保農業生產“無盲區”，推進農機大數據互聯互通，構建完善的大數據應用系統，提供各類數據信息服務。將各項工作綜合整合，有效解決農業信息“碎片化”問題，形成農業信息的互聯互通，各項業務工作方便共享數據資源。融合智慧農業云平臺，發揮農業大數據資源中心的優勢，為智慧農機作業服務與農業生產經營提供科學、可靠的生產托管、農業植保、病蟲害防治以及氣象“私人定制”等全方位服務，打通各個地區的智慧農機服務平臺的對接通道。分板塊建設智慧農機管理平臺，加強農機生產作業指揮調度系統，主要包括農機產品質量鑒定、新技術推廣以及農機設備維修管理等工作，切實為服務組織和農機作業人員提供保障。通過政策和新基建融合聯通，加快數字農業智慧農機發展步伐。

5.2 創新關鍵技術

無人駕駛技術逐漸成熟，盡快應用到農業生產中，完成耕種防收全程無人作業，配套水肥一體化、智能噴灌等，智慧農機率先開啟無人作業新模式。建立和支持智慧農業機器人研發中心，加快科技創新力度，通過農機裝備企業智能化、綠色化產品改造，促使新農機、新技術不斷升級。

5.3 加大政策扶持力度

通過農機購置補貼，設置專項資金用于農機合作社等農機社會化服務主體購置使用智慧農機。適當對大中型拖拉機、聯合收獲機、植防飛機等機械設備中加裝北斗導航、智能監控設備給予適當政策補貼，提升現有農機的信息化和智能化水平。通過政策補助，鼓勵農業生產者以互聯網為載體，進行預約、訂單等電子商務服務，并大力普及農機app為種地農民第一時間獲取農機信息和農機大戶有效辦理購機補貼提供全方位的優質服務。