智慧農業在開封的應用現狀與發展建議

李政揚，焦書升，高艷，丁聰，霍治邦，趙艷莉，王慧云

摘? ? 要：智慧農業對實現農業高質量發展具有重要作用。河南省尉氏縣張市鎮智慧農業示范區利用5G技術的高帶寬、低延時、廣接入等特點，將各種先進設備和農業相結合，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策，極大地改善了農業生產條件，實現了持續穩產、增產。文章闡述了尉氏縣5G+智慧農業所產生的良好效果以及未來農業農村的發展趨勢，分析了開封市智慧農業的應用現狀，并提出在政策支持、人才培養、資金投入、部門協同等方面的發展建議。

關鍵詞：智慧農業;應用現狀;存在問題;發展建議

文章編號：1005-2690（2022）08-0142-03? ? ? ?中國圖書分類號：F323? ? ? ?文獻標志碼：A

農業農村農民問題是關系國計民生的根本性問題。黨中央持續堅持把“三農”工作作為全黨工作重中之重，指出要加大創新力度，推動農業高質量發展。2021年中央一號文件指出，“推動農村千兆光網、第五代移動通信（5G）、移動物聯網與城市同步規劃建設;發展智慧農業，建立農業農村大數據體系，推動新一代信息技術與農業生產經營深度融合”。智慧農業是以信息、知識與裝備為核心要素的現代農業生產方式，是現代農業科技競爭的制高點，也是現代農業發展的重要方向[1]。用數字技術賦能鄉村發展、推動傳統農業轉型，成為中國農業現在面臨的重要研究課題。文章根據河南省尉氏縣5G+智慧農業建設及運營工作中的做法和經驗，分析了開封市發展智慧農業中存在的問題，提出發展智慧農業的對策建議。

1 智慧農業在開封市的應用現狀

2015年開封市獲批國家智慧城市試點，拉開了“互聯網+城市”“互聯網+產業”“互聯網+大數據”的智慧發展大幕。2017年開封市政府與有關公司合作，共建了開封市大數據產業發展有限公司。建立了面向不同類型、涵蓋各領域、整合多種渠道、不斷動態擴展的公共信息融合服務平臺（《河南日報》開封大數據公號，2018-05-30）。這些項目的實施全面推進了信息化與新型工業化、城鎮化、農業現代化同步發展。

在智慧農業建設方面，先后建成了占地93.67 hm2“祥符區智慧農業示范方”項目，建設了中心支軸式噴灌機、自動伸縮噴管、絞盤式噴灌及固定式微噴灌等設施設備。管理人員通過手機APP、小程序或臺式機，足不出戶即可完成農業生產田間管理;“開封農業嘉年華智慧高效設施農業產業集聚區”項目，采用智能化環境監控系統、智能水源凈化處理系統、智能化數字聯動系統、外屋頂自動清洗系統等進行智慧化、安全化生產;“尉氏縣張市鎮高標準農田建設示范區”項目區綜合各項新型信息技術，將人工智能、時空地理、5G應用、大數據、云服務，與現代化灌溉模式、農業植保、氣象環境相結合，將傳統農業升級為建設標準化、水肥一體化、檢測科學化、控制智能化的智慧農業。

2 智慧農業在開封市尉氏縣應用的案例分析

2.1 尉氏縣智慧農業示范區主要建設內容

2021年初，河南首座農田5G基站落戶尉氏縣張市鎮，開封移動與河南瑞通灌排投資建設了尉氏縣張市鎮智慧農業示范區，涉及5個行政村，耕地面積666.67 hm2。

其中智慧農業管理平臺包括農田地理信息中心、農業水價管理系統、智能灌溉控制系統、農業氣象監測系統、環境災害預警系統、農業植保監測系統、可視農業應用系統、苗情監測應用系統、農產品溯源系統;智慧農業監測站包括苗情監測站、小麥良種培育實驗站、土壤墑情監測站、環境災害預警站、農業氣象監測站、可視化監測站、病蟲害監測站、耕地質量監測站;智能節水灌溉設施包括固定式噴灌、半固定式噴灌、滴灌、微噴灌、伸縮式噴灌、絞盤機噴灌、智能測控一體閘門等。建設出以信息化手段集5G、物聯網、大數據、遙感技術于一體的示范區，初步實現農業的智能化建設。

2.2 5G+智慧農業精準提醒灌溉節點

依托5G技術廣連接、低時延的特點，實現對土壤墑情的連續監測，并以物聯網技術實現數據匯集，再對各類數據進行云計算，并將數據結果按需求反饋至大數據中心。通過鄉、村兩級管理中心及手機客戶端，即可及時準確獲得相關數據。智慧灌溉控制系統可集成在手機APP中，當農田濕度超出設定的閾值，用戶即可收到提醒，只需挪動手指就可在手機端實現田地灌溉。充分運用了現代灌溉技術及信息化手段，實現了節水優先、綠色發展的理念，使得糧食生產能力得到明顯提升，有效降低了勞動成本和種植成本。節水率達到30%，節肥20%，農民綜合效益顯著提高。

以往存在靠天吃飯，抽水漫澆，造成水資源浪費，甚至出現有的區域澆不到、澆不透，有的區域澆太多，農作物被淹的現象。如今手機APP一鍵操作，通過提前測算好的預埋管可灌溉區域，足不出戶即可完成澆地。根據土壤數據定時定量澆水，不僅節約了水資源，更徹底顛覆了面朝黃土背朝天的傳統農業模式。

2.3 智能水肥一體機

智能化水肥一體機通過傳感檢測技術、微處理器技術、計算機技術等信息化技術，實現水肥供應的自動管理和分配。水肥一體化技術將灌溉與施肥融為一體，根據不同作物的需肥特點、土壤環境、養分含量狀況、作物需肥規律情況，進行不同生育期的需求設計，將肥料按土壤養分含量和作物種類的需肥規律、特點配兌成肥液，與灌溉水一起通過管道系統供水、供肥，使水肥相融后，通過智能化電腦控制，根據作物不同生長期自動設定灌溉水量、灌溉方式等，保證肥料留存于作物主要根層，避免因施肥時間過早或過晚而造成肥料浪費。實現了集中施肥和平衡施肥，在化肥減量增效方面取得了顯著成效，同時通過可控管道浸潤作物根系，可使生長區域土壤始終保持疏松和適宜的含水量，大幅度減少了水分下滲和蒸發，提高水分利用率。實現了節水30%～40%、節肥20%～30%。而實行水肥一體化的作物，因充分得到生長需要的水肥，增產顯著且作物顆粒飽滿，增產可達10%～20%。0243C083-CB5E-4409-B186-257C240FA51E

在節水、節肥、增產帶來顯著成果的同時，依靠水肥一體機進行自動施肥，還節省了大量人力物力，減少開溝渠引水以及人工施肥的時間，大幅度減少了人力成本投入，有效避免或減少了因過量施肥對環境造成的污染。

2.4 5G助力數據抓取分析

物聯網蟲情測報燈實現了蟲體遠紅外自動處理、自動拍照、整燈自動運行等功能。在無人監管的情況下，可自動完成誘蟲、殺蟲、蟲體分散、拍照、清掃、收集、排水等系統作業，并實時將環境氣象和蟲害情況上傳到平臺，在網頁端可自動識別和計數，對蟲害的發生與發展進行分析和預測。智能性誘測報設備利用安放性誘劑誘殺害蟲，集害蟲誘捕、氣象數據采集、昆蟲計數、數據統計、數據傳輸為一體?？蓪崿F對害蟲的定向誘捕、分類統計、實時報傳、遠程監測、蟲害預警的自動化和智能化。

從原始的噴藥殺蟲到如今的電腦端查看蟲害，根據蟲害數據分析使用無人機噴灑藥物，從殺蟲到預防，防患于未然。植物孢子捕捉儀主要用于監測病害孢子存量及其擴散動態，實現全天候無人值守，實時采集分析監測孢子情況。設備內置高倍光學顯微成像系統、控溫系統，可定時清晰拍攝孢子圖片，遠程自動上傳至管理平臺，為預測和預防病害流行、傳染提供可靠數據。小麥赤霉病監測預警系統實時監測采集氣象因子、未來氣候變化等因素，初始化后自動進入模型運算，對小麥赤霉病蠟熟期發病概率及發病程度發出預警，具有防治極限值報警功能，能夠及時提示防控預警。

3 開封智慧農業發展中存在的問題

3.1 智慧農業技術有效供給不足

智慧農業是圍繞農業生產活動開展農田基本信息檢測、農作物遙感分析、農業管理系統開發等研究。但由于缺乏基礎研究和技術創新，現階段的研究未能針對目前農業經濟發展的現狀，滿足實施智慧農業的需求。絕大多數小農戶和小規模經營主體的技術需求得不到滿足，研發的主體少、資金投入少，導致智慧農業的原始技術供給不足。

3.2 經驗不足，相關專業技術人才缺乏

發展智慧農業需要能夠綜合掌握現代農業生產技術以及信息技術、農業經營與管理的技術人才[2]。目前開封市農村留守農民中青壯年勞動力少、文化程度偏低，對手機、電腦等智能產品的運用不夠熟悉，對現代化信息技術的應用不了解，現代化農業生產建設的意識較為淡薄。

同時，縣、鄉農業技術人員多為農學相關專業，由于數字農業的相關研究及應用剛剛起步，相關技術人才培訓滯后，使工作在農業第一線的農技人員沒有進行系統的信息化學習，對智慧農業的認識不足，技術缺乏，導致開封智慧農業的發展較為緩慢。

3.3 投入渠道少，項目資金缺乏

農業機械設備等智慧農業的基礎設施成本較高，使得農業信息化進程發展緩慢，阻礙了智慧農業的發展建設。

一方面，開封市市本級財政針對性項目少、資金少，缺乏連續性，沒有形成多元化的投資渠道，資金支持力度有限。不能滿足智慧農業實現數字化大面積建設的資金需求，只能在極少數現有國家級農業園區、農業現代產業園進行，示范帶動作用較弱。另一方面，當前農業生產的規?；潭容^低，戶均土地面積小，土地規?；洜I程度低。且土地有效回報率低，生產規模與前期投入不匹配，使得農民對智慧農業基礎設施的投資更是瞻前顧后，導致智慧農業項目資金來源匱乏。政府建設智慧農業的能力有限，且農民合作社、農業園區、農民的投資熱情尚未被激發，項目資金少，建設速度緩慢。

3.4 涉農部門協同性不強

智慧農業是將現代空間3S技術、農機自動化技術、無線網絡通訊技術、計算機技術等高新技術與農學、地理學、土壤學、氣象學等基礎學科有機結合[3]。故其發展需要有通訊、農業、農機、科研、氣象、水利等部門的全力配合，形成信息和資源共享，保證涉農數據流的連續性和持久性。但由于缺乏相應的協調機制，信息共享的廣度和深度不足，不能滿足現階段智慧農業發展的需求。

4 開封市智慧農業發展建議

4.1 用好政策，做好宣傳，輻射帶動

智慧農業的發展受到了黨和政府的高度重視，在近十年的“中央一號文件”中都強調了要用信息科技助力農業農村現代化?！皵底趾幽稀薄皵底珠_封”均已納入省市發展規劃。

開封市所屬郊縣均為糧食生產主產區，落實習近平總書記“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手中，飯碗主要裝中國糧”的指示精神，相關部門應積極爭取政策及資金支持，整合涉農資金用于智慧農業的發展，并以政府資金的投入帶動社會資金的進入，形成多元化的投入渠道，推動智慧農業的發展。以智慧農業的發展推動傳統農業轉型升級、農業增產增效、糧食生產水平和能力逐步提升，保證糧食安全。對試點地區進行整體規劃設計，形成可復制、可推廣的經驗做法，為全面推進智慧鄉村發展奠定良好基礎。出臺與智慧農業有關的培訓計劃，不斷提高農民在智慧農業領域的參與度，提高農民對移動設備以及機械設備高效利用的水平和能力，使農民盡快體驗到“數字種田”帶來的便利[4]。

4.2 引進、培養適合現代農業發展的智慧人才

智慧農業是一種將現代互聯網技術與傳統農業相結合的新型農業發展模式。即需要信息技術專業人才，也需要農業技術人才，對于智慧農業生產人才，以吸納外來人才和自主培養人才為有效方式。

在人才引進的過程中，應注重引進和智慧農業相關的專業技術人才，補足人才短板;設立市級智慧農業發展專項，調動河南大學、開封市農林科學研究院、黃河水利職業技術學院、開封大學等科研院所專業技術人員投身智慧農業建設的積極性;定期組織縣、鄉專業技術人員參加相關培訓，培育智慧農業的實用人才;加強引導農民學習信息化、數字化技術，提升自身知識水平。改善因思想觀念陳舊、新興事物接受能力差、互聯網技術應用程度低等各項不利因素對智慧農業發展的負面影響[5]。

4.3 注重創新與實用技術集成

積極與有關農業信息化研究機構合作，共同建立研究中心或產品中試基地，實現符合本地實際的智慧農業技術的創新運用。集成一批適合不同作物、不同栽培模式的智慧農業實用技術，并早日運用到生產實際中。利用本地地處糧食主產區、智慧農業發展前景廣闊的優勢，在招商引資工作中，積極引進與智慧農業研發、產品生產相關的企業，使其投入到開封智慧農業發展的浪潮中。制定相關補貼政策，加大對智慧農業產品研發和應用主體的政策性補貼力度，調動相關企業投身智慧農業產品研發、生產的積極性。減免農村地區互聯網接入和數據傳輸通訊費用，以更加親民的使用價格，實現信息技術在農村地區的普及，加快農村信息化建設的進程，提高農民運用智能產品、發展智慧農業的積極性[6]。

4.4 出臺相關政策，促進智慧農業發展

習近平總書記在尉氏縣張市鎮視察時指出“糧食生產根本在耕地，命脈在水利，出路在科技，動力在政策”。應積極出臺利于智慧農業發展的相關政策，謀劃有助于智慧農業長遠發展的基本舉措，調動新型農業市場主體及農民的積極性，減輕其進行智慧農業建設的經濟負擔，為智慧農業的發展保駕護航。

現階段一家一戶的經營模式，造成了農田地塊小，碎片化程度高的現狀，加大了智慧農業建設、運營的成本。應加大對土地流轉的支持和扶持力度，通過土地適度規模集中，帶動種植大戶進行農田基本設施建設的積極性，改變農田基礎設施落后、不利于智慧農業發展的局面;落實有關農機獎補政策，鼓勵土地經營者購置智能化農機裝備，并運用到智慧農業實施過程中;積極推進農村基站建設和寬帶入戶工作，方便農業生產基地信息化產品的應用;氣象、農業、水利等部門加強對農田氣象、耕地質量、土壤墑情、水文的監測工作，使生產基地農業數據的收集更具準確性和有效性;加強專業的信息化設備運維隊伍建設，使農業生產經營主體獲取信息更加及時、便捷。

參考文獻：

[1]趙春江.智慧農業的發展現狀與未來展望[J].華南農業大學學報，2021，42（6）：1-7.

[2]鄭大睿.我國智慧農業發展：現狀、問題與對策[J].農業經濟，2020（1）：12-14.

[3]劉博文.河南省數字農業應用研究概況與發展策略[J].河南農業科學，2011，40（3）：14-18.

[4]張力.重慶智慧農業發展現狀及對策研究[D].重慶：重慶三峽學院，2021.

[5]時全.黑龍江省智慧農業發展策略研究[D].大慶：黑龍江八一農墾大學，2021.

[6]沈棋云.江西省智慧農業發展現狀、存在問題與對策研究[D].南昌：江西農業大學，2018.

（編輯：牛 佳）0243C083-CB5E-4409-B186-257C240FA51E