物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展對策

劉加練沙毓滄龍榮華高婷陸琳

(1．云南省文山州馬關(guān)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村和科學(xué)技術(shù)局，云南 馬關(guān) 663700；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，云南 昆明 650205)

目前，我國農(nóng)業(yè)正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過渡，向智能化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要階段，而應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)此目標的必然手段。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為農(nóng)業(yè)信息化的先進技術(shù)，其應(yīng)用將使原來的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)由一般的信息查詢向智能化識別、定位、追溯、監(jiān)控和管理方面拓展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精細生產(chǎn)管理，達到合理使用農(nóng)業(yè)資源、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的目的[1,2]。近年來，云南省高度重視農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化工作，省政府發(fā)布的《云南省產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實施方案》，進一步推進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范基地，推廣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸推廣，對云南高原特色農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、智能化發(fā)展起到了激勵助推作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)的應(yīng)用

通過對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)的應(yīng)用進行深入走訪調(diào)查，共收集到73戶企業(yè)、合作社、種植大戶農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用信息。主要調(diào)查蔬菜、花卉、草莓、果樹、畜禽養(yǎng)殖等領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用情況。

1.1 在蔬菜種植中的應(yīng)用

露地蔬菜種植中主要應(yīng)用于墑情、苗情、蟲情和災(zāi)情等監(jiān)測，通過傳感器采集土壤溫濕度、水分、鹽分、空氣溫濕度、降雨量、風(fēng)速和風(fēng)向，通過攝像機采集農(nóng)作物生長發(fā)育情況和作物受災(zāi)情況，通過蟲情測報、誘捕燈殺蟲，并進行病蟲害圖譜比對和自動識別，利用水肥一體化等設(shè)備，實現(xiàn)節(jié)水減肥，節(jié)省勞動力，降低成本，增加品質(zhì)。設(shè)施蔬菜種植主要是通過傳感器采集大棚中的土壤溫濕度、pH值、肥含量、空氣溫濕度、光照強度、二氧化碳等環(huán)境因子和蔬菜莖葉、花果等生命體征信息，根據(jù)參數(shù)顯示情況實時調(diào)控風(fēng)機、遮陽網(wǎng)、水肥一體化等設(shè)備，通過攝像頭實時監(jiān)控設(shè)備工作情況，較露地種植更節(jié)水、減肥、減藥、省工、省時，使產(chǎn)量和品質(zhì)達到最大化[3]。

1.2 在花卉種植中的應(yīng)用

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)對溫室內(nèi)溫度、空氣濕度、土壤水分和營養(yǎng)狀況、廣角光照、溫室氣體等參數(shù)進行自動采集，自動控制溫室的加熱降溫設(shè)施、灌溉系統(tǒng)和補光系統(tǒng)等溫室環(huán)境控制系統(tǒng)，對溫室內(nèi)溫度、光照、水分、營養(yǎng)和二氧化碳濃度及設(shè)施裝備的自動化控制，溫室內(nèi)的環(huán)境因子滿足植物生長的需要，實現(xiàn)花卉生產(chǎn)過程中的精確控制。

1.3 在草莓種植中的應(yīng)用

同1.1在蔬菜種植中的應(yīng)用。

1.4 在中藥材種植中的應(yīng)用

同1.1在蔬菜種植中的應(yīng)用。

1.5 在果樹種植中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在果樹種植中的應(yīng)用，主要是通過終端監(jiān)測設(shè)備，對果樹生長環(huán)境中的空氣濕度、光照強度、風(fēng)速和土壤溫度等進行監(jiān)測，設(shè)備采集到的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過傳遞處理后，指導(dǎo)技術(shù)人員通過數(shù)據(jù)分析找出存在問題與對應(yīng)生長位置，制定出切實可行的治理措施。降低了果樹管理人員的工作量，同時其采用監(jiān)測技術(shù)，使智能化、自動化與遠程控制等生產(chǎn)設(shè)備走進農(nóng)村，提高了果樹生長的質(zhì)量，滿足客戶對優(yōu)質(zhì)水果的基本需求，推動了果樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。此外，果樹園中安裝監(jiān)測設(shè)備能夠長時間監(jiān)測果樹生長數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)異常時向管理人員發(fā)送相應(yīng)的預(yù)警信息，督促其及時進行處理。終端具有管理故障和認證以及信息加密等功能，以保證果樹生長信息的安全性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在果樹生產(chǎn)管理中可實現(xiàn)果園由傳統(tǒng)的粗放型管理向精細化管理轉(zhuǎn)型，解決肥水灌溉不合理和病蟲害防治困難等問題，提升果樹生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)智能化[7]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在果品質(zhì)量安全中，對生產(chǎn)、加工、儲運和銷售等環(huán)節(jié)進行嚴格把控，采用二維碼標記技術(shù)和數(shù)據(jù)庫等智能信息平臺，對每個果品的參數(shù)信息進行監(jiān)測。一旦市場中發(fā)現(xiàn)有害健康的果品，通過電子標簽信息，能夠快速查找到果品產(chǎn)地等信息，便捷銷售人員和技術(shù)管理人員調(diào)查和回收果品，保證果品的質(zhì)量安全。

1.6 在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中主要是通過采用射頻技術(shù)和條形碼技術(shù)，對畜禽飼養(yǎng)環(huán)境、生長和發(fā)育情況等各項數(shù)據(jù)和指標進行采集，如養(yǎng)殖場內(nèi)的空氣溫濕度、二氧化碳、硫化氫和氫氣濃度，以及畜禽的體溫、體重、進食、飲水等信息。將其信息通過處理傳輸給指定的客戶端，當(dāng)傳感器感受到舍內(nèi)環(huán)境條件不符合預(yù)定條件時即可發(fā)出報警信息，方便飼養(yǎng)管理人員及時進行調(diào)控，實時對圈舍實行動態(tài)監(jiān)控。不同日齡、不同生理發(fā)育期的畜禽對飲食的需求不同，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對畜禽個體信息進行識別、分析和傳輸，經(jīng)過飼養(yǎng)管理人員的分析和指令將針對不同階段的畜禽進行分類和智能投放定量飼養(yǎng)，大大節(jié)省了勞動力，減少飼料和水浪費的同時，提高不同階段畜禽的生長繁殖效率，降低養(yǎng)殖成本[3,4]。通過信息傳感器設(shè)備采集數(shù)據(jù)，根據(jù)畜禽的生長需要，分階段自動調(diào)整環(huán)境條件，及時發(fā)現(xiàn)和處理疫病，減少群體性病害發(fā)生，實現(xiàn)精細化管理。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的問題

2.1 對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的認識不足

大部分調(diào)查對象對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念認識不到位或者僅限于應(yīng)用方面的了解，而對于云平臺等操作管理系統(tǒng)更是不知如何操作；少部分調(diào)查對象充分地利用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備，能根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)顯示合理管理農(nóng)產(chǎn)品，但也未完全采集相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)平臺進行分析，指導(dǎo)下一步的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層和應(yīng)用層結(jié)構(gòu)不理解，造成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用的積極性不高。

2.2 高成本制約著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)前，云南省各級政府部門高度重視農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，但由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入成本較大，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涉及的傳感器、控制器等設(shè)備購買成本高，后期維護成本也相對較高，投資回收成本周期相對較長，需要形成一定規(guī)模后方能有明顯收益，傳統(tǒng)的以家庭為單位的小農(nóng)生產(chǎn)方式難以承受昂貴的設(shè)備價格，嚴重制約著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

2.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合性技術(shù)人才嚴重短缺

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是農(nóng)業(yè)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交叉融合的新興技術(shù)，不僅涉及到計算機、網(wǎng)絡(luò)和傳感技術(shù)等方面學(xué)科知識，同時還涉及到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的種養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工、儲運和銷售等技術(shù)[8]。目前，從事農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)者年齡普遍偏大，科技文化水平不高，即使通過短期技能培訓(xùn)，也無法有效操控農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)設(shè)備。大部分農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員雖懂農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖技術(shù)，但面對農(nóng)業(yè)信息和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，也是存在空白。因此，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用需培養(yǎng)和引進既懂農(nóng)業(yè)技術(shù)，又懂農(nóng)業(yè)信息化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面的綜合性技術(shù)人才。

2.4 云南特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源未達到標準化

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可將云南特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品動植物等通過利用各種傳感技術(shù)和通訊手段，監(jiān)控和追蹤云南特色農(nóng)產(chǎn)品作物從種植端生產(chǎn)到銷售端售賣的全過程，并將生產(chǎn)資料記錄在追溯碼上。消費者只需要用手機掃一掃農(nóng)產(chǎn)品包裝上的追溯碼，就可看到所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的全程追溯。目前，大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者只采用了部分物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，收集數(shù)據(jù)不全，未實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量安全未達到標準溯源。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究的對策建議

“十四五”規(guī)劃建設(shè)明確提到要優(yōu)先發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村，全面推進鄉(xiāng)村振興，如何推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展是一個重要問題。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中能夠節(jié)省人力、節(jié)省水肥、減少面源污染，做到食品安全溯源和綜合利用土地資源，在推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程中具有舉足輕重的作用。

3.1 示范引領(lǐng)，宣傳發(fā)動

將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備做得比較好的企業(yè)打造為示范基地，作為技術(shù)培訓(xùn)示范點、參觀學(xué)習(xí)教育點和宣傳事例點。充分利用新聞、直播間、會議、農(nóng)民專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、科技下鄉(xiāng)活動等形式開展宣傳工作，造成良好的宣傳氛圍，增強農(nóng)業(yè)部門技術(shù)人員、涉農(nóng)企業(yè)、農(nóng)民專業(yè)合作社、廣大農(nóng)戶和管理人員對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的認知度及發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的意識，在云南特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上充分應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)打造云南綠色食品品牌，真正做到屬于云南自己的“云品”。

3.2 加強技術(shù)人才的培養(yǎng)，制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標準

云南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一項新興事物，沒有專業(yè)的技術(shù)人員。應(yīng)建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的培養(yǎng)機制，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才隊伍，通過高校培養(yǎng)或從現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)技術(shù)部門選優(yōu)到省外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比較成熟的科研院所學(xué)習(xí)，同時加強對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)工作人員的繼續(xù)教育和崗位培訓(xùn)。標準化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的趨勢，但目前國內(nèi)尚未建立統(tǒng)一的標準體系，云南省應(yīng)充分利用農(nóng)業(yè)科研專家多年的科研技術(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合實際，盡快制定出云南高原特色單一作物品種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標準，進一步引導(dǎo)云南高原特色農(nóng)產(chǎn)品走向智慧農(nóng)業(yè)的前端，打造出云南高原特色綠色食品牌，實現(xiàn)產(chǎn)品的標準化、可追溯等，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高品牌的可信度和影響力。

3.3 強化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備的安全性和創(chuàng)新性

為保護多年的農(nóng)業(yè)科研數(shù)據(jù)安全，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)加強對設(shè)備的核心元件技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，確保農(nóng)業(yè)科研數(shù)據(jù)的安全性。同時，應(yīng)加強對農(nóng)作物和動物的本體信息感知設(shè)備的研發(fā)，以更好地指導(dǎo)科研發(fā)展，有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效率。

3.4 建立扶持政策，降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施成本

隨著相關(guān)數(shù)字農(nóng)業(yè)、數(shù)字鄉(xiāng)村、農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的文件和實施意見等出臺，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也大批量生產(chǎn)，但各廠商的設(shè)備價格也非常之高，一般企業(yè)、合作社和種植農(nóng)戶無法承擔(dān)高額的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備購買價。政府應(yīng)制定相應(yīng)的扶持政策，降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施成本。如，政府給予實施方資金扶持，鼓勵走農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)道路；將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備納入農(nóng)業(yè)補貼范圍，按設(shè)備的價格比例或者設(shè)備的標準制定相應(yīng)的補貼金額；加強土地流轉(zhuǎn)，引進知名企業(yè)培育為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)，通過規(guī)模建設(shè)降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實施成本，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營水平，發(fā)揮土地利用規(guī)?；图s化。