數字農業(yè)在正定縣蔬菜生產中的應用現(xiàn)狀及建議

高紅順 張麗敏 于潤培 史彥華

（1正定縣農業(yè)綜合技術推廣站，河北正定 050800；2正定縣農業(yè)農村局，河北正定 050800；3正定縣自然資源和規(guī)劃局，河北正定 050800）

近年來，我國城鎮(zhèn)化率不斷提高，勞動力由農村向城市轉移，加速了農村土地的流轉與整合，導致農業(yè)生產出現(xiàn)了勞動力需求短缺和勞動力價格快速上漲的問題。農業(yè)生產經營者為了減少勞動力投入、降低生產成本，開始使用能夠替代人工的生產方式和技術，例如通過物聯(lián)網操控大棚溫濕度等，促進了以“互聯(lián)網+”為基礎的數字技術在農業(yè)上的應用。蔬菜生產是勞動密集型產業(yè)，為實現(xiàn)節(jié)本增效，數字農業(yè)在蔬菜生產中優(yōu)先得到示范和應用。正定縣是蔬菜生產大縣，通過對正定縣蔬菜生產基地的調查走訪發(fā)現(xiàn)，在蔬菜園區(qū)生產中部分環(huán)節(jié)應用了數字農業(yè)。目前，數字農業(yè)在正定縣蔬菜生產上的應用整體還處于起步階段。為降低蔬菜生產成本和提質增效，預計在不遠的將來，數字農業(yè)會在蔬菜生產中得到快速發(fā)展和應用。

1 數字農業(yè)的特征

數字農業(yè)是以“互聯(lián)網+”為基礎，結合監(jiān)控系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感等技術，在農業(yè)機械設備中安裝中央處理器（CPU）、輸入作物標準化生產數據，通過不同功能傳感器采集作物實際生產數據，利用AI（artificial intelligence）加以運算和分析、再輸出生產指令，最大限度實現(xiàn)自動化生產的數字信息處理系統(tǒng)。數字農業(yè)的應用可以減少勞動力投入、提高工作效率。在蔬菜生產過程中，數字農業(yè)可以根據生產要求控制育苗、栽培管理、采收分級、保鮮、烘干、儲存、銷售和追溯等環(huán)節(jié)。在實現(xiàn)蔬菜標準化生產、集約化管理的同時，還可以通過分析市場來調控蔬菜的生產銷售。

2 數字農業(yè)在正定縣蔬菜生產中的應用現(xiàn)狀

正定縣地處華北平原滹沱河北岸，屬于亞熱帶季風氣候，耕地面積28 133.33 hm2，大田播種面積為28 000 hm2，蔬菜播種面積（含瓜果類）8 266.67 hm2；蔬菜日光溫室面積100 hm2，連棟拱棚53.33 hm2，大中拱棚666.67 hm2，小拱棚雙膜覆蓋播種面積常年穩(wěn)定在2 000 hm2左右，地膜覆蓋蔬菜播種面積約246.67 hm2。在蔬菜生產中，葉菜面積6 533.33 hm2、瓜果類面積1 666.67 hm2、食用菌面積66.67 hm2，年產蔬菜逾52萬t。

在正定縣正定鎮(zhèn)萬畝蔬菜基地的塔元莊村、西關村和斜角頭村等園區(qū)中的日光溫室和連棟大棚中，安裝了聯(lián)網控制的卷放簾設備、水肥一體化灌溉系統(tǒng)、空氣濕度測量儀、土壤水分測量儀、溫度監(jiān)測儀和安全生產監(jiān)測設備等，實現(xiàn)了聯(lián)網聯(lián)控和數據采集預警；在千畝蔬菜基地的曲陽橋鎮(zhèn)后塔底村和南樓鄉(xiāng)廂同村魚菜共生循環(huán)生產區(qū)，大棚內安裝了數控遮陽網、室溫監(jiān)測儀、水體含氧量檢測儀、水肥監(jiān)測系統(tǒng)、數控過濾系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)，手機聯(lián)網可以實時查看相關數據；在南樓鄉(xiāng)陳家疃小黑平蘑菇生產基地，溫室中安裝了數控淋水系統(tǒng)和溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了手機App全程監(jiān)控和操作；在西平樂鄉(xiāng)西杜村千畝蔬菜基地安裝了水肥一體化數控灌溉系統(tǒng)和精量化蔬菜播種系統(tǒng)。

近年來，在政府惠農政策扶持下，全縣各村都安裝了數字網絡，成立了農村電子商務服務社或農村淘寶店。在農村電子商務運營中，前期以向農戶銷售日用商品和農資為主。近兩年受疫情影響，電商實現(xiàn)了快速發(fā)展，以美團優(yōu)選、多多買菜、興盛優(yōu)選等為代表的電商銷售正在蓬勃興起，擴大了本地蔬菜的銷售渠道，但目前電商平臺還不能作為蔬菜銷售的主要渠道。

3 數字農業(yè)在蔬菜生產應用中存在的問題

數字農業(yè)在正定縣蔬菜產區(qū)的應用主要集中在園區(qū)，應用環(huán)節(jié)不均衡，以示范為主。數字農業(yè)仍處于發(fā)展階段，缺乏必要的基礎性技術積累，以互聯(lián)網為支撐的農業(yè)機械設備和蔬菜栽培管理技術缺乏深度融合，而數字農業(yè)整體應用水平較低。數字農業(yè)應用在蔬菜生產中，不僅存在基礎性投入薄弱、設備和技術需要不斷更新的問題，還有種植技術不統(tǒng)一和應用者群體水平低的問題。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 通信基礎設施建設滯后

數字農業(yè)在蔬菜產區(qū)的應用以互聯(lián)網為基礎。正定縣鄉(xiāng)村田間通信基礎設施建設滯后，數字農業(yè)在蔬菜產區(qū)不能得到快速推廣應用。露地蔬菜無人機植保飛防定位時，數據鏈傳輸必須依靠GPS或北斗導航，植保預測數據需要通過SIM流量傳輸，費用較高。SIM流量相較于互聯(lián)網數據傳輸費用比較高，數據傳輸的時效性、準確性和傳輸量受到較大限制。

3.2 傳感器控制精度差

數字農業(yè)的應用是以傳感器為支撐的，近年來我國用于農業(yè)生產的傳感器雖有較快發(fā)展，但芯片精度差，造成以傳感器為基礎的生產控制系統(tǒng)落后。據正定縣使用數字自動控制系統(tǒng)的蔬菜種植戶反映，數據傳輸、指令下達有較大滯后性。在灌溉系統(tǒng)應用中，菜地灌溉時土壤濕度通過傳感器將數值返回至PC終端并上傳保存于管理端數據庫，與管理端數據庫設定值比較，控制電磁閥開閉，實現(xiàn)自動灌溉。目前，該灌溉系統(tǒng)存在數據傳感準確度低、數值傳輸慢等問題，導致不能最有效控制蔬菜地灌溉的水量[1]。還有一些蔬菜產區(qū)使用的灌溉系統(tǒng)操作簡單，能夠實現(xiàn)自動灌溉，但無法實現(xiàn)遠程控制[2]。

3.3 蔬菜生產缺乏統(tǒng)一標準

不同蔬菜品種的生產技術不同，不同環(huán)境下蔬菜的生產操作規(guī)程不同。蔬菜種植戶一般都是根據經驗種植，蔬菜基地和園區(qū)聘請人員的技術水平差異較大，缺乏統(tǒng)一的標準化生產規(guī)程，嚴重制約了數字農業(yè)在蔬菜生產中的應用。

3.4 數字農業(yè)在蔬菜生產上應用環(huán)節(jié)單一

數字農業(yè)在正定縣蔬菜生產上的應用主要集中在以物聯(lián)網為基礎的日光溫室和高端連棟蔬菜大棚等設施內，以卷放棚簾、水肥灌溉和溫濕度調節(jié)為主。在露地蔬菜生產中以植保飛防和半自動化選擇性誘殺菜蟲的植保監(jiān)測防控為主，在蔬菜害蟲防治中利用深度卷積神經網絡識別模型可快速識別害蟲種類與檢測計數[3-4]。數字農業(yè)在蔬菜生產中的應用模式和環(huán)節(jié)單一，不能實現(xiàn)設施蔬菜生產和露地蔬菜生產的全面應用，以及從播種到收獲各生產環(huán)節(jié)的全面應用。

3.5 蔬菜種植人員文化水平偏低

數字農業(yè)在蔬菜生產中的應用離不開人的操作。目前從事蔬菜生產的農民很多都是50歲以上，大多是初中畢業(yè)，文化水平較低，雖然有接受現(xiàn)代化數字農業(yè)的意愿，但學習能力弱，阻礙了數字化農業(yè)在蔬菜生產中的推廣普及。

4 建議

4.1 加大政府扶持力度

農業(yè)數字化轉型是一項復雜的系統(tǒng)工程，網絡通信基礎設施建設和農機設備購置都需要巨大的投入，僅靠生產經營者是很難完成的，只有政府提供相應的資源支持才能快速落實。一是政府應針對蔬菜產區(qū)和種植者出臺相應的補助政策，保障數字農業(yè)在正定縣順利實施。二是做好蔬菜主產區(qū)互聯(lián)網基礎設施建設。三是政府鼓勵科研院所加強對關鍵技術的研究及新成果的推廣。

4.2 增加數字農業(yè)應用補貼

蔬菜生產不同于其他產業(yè)，生產周期和模式多樣化，管理環(huán)節(jié)要求精細，與其相關的農業(yè)機械繁多。在數字農業(yè)推廣中，政府應制定系統(tǒng)的補貼政策，鼓勵科研單位和數字農業(yè)機械生產企業(yè)不斷優(yōu)化產品，提高精確度，降低使用難度，增加數字農業(yè)機械設備通信數據傳輸和儲存的補貼費用，引導數字農業(yè)在蔬菜生產中從播種、育苗、栽培管理到分級、儲藏、銷售和追溯的全面應用。

4.3 加快推進蔬菜生產標準化

蔬菜生產離不開配套技術。為提高蔬菜產量和品質，政府要聯(lián)合科研部門制定一套適宜本地的蔬菜標準化生產技術規(guī)范。數字農業(yè)應用時，可以依據這套技術規(guī)范建立相應的數據模型，蔬菜生產單位依據實際情況進行修正，實現(xiàn)節(jié)本增效。

4.4 建立蔬菜產供銷數據共享中心

蔬菜生產與天氣、勞動力價格、市場需求等因素緊密相關，這些因素都是動態(tài)變化的，而且每個蔬菜園區(qū)或種植戶的產銷數據是分散的。因此，可以建立蔬菜產供銷數據共享中心，對蔬菜生產和經營數據進行收集、整理、展示和發(fā)布，同時連接上級數據庫，為種植者提供周邊地區(qū)及全國同類產品的生產技術、規(guī)模、產量和價格。該共享中心可以將重要數據如極端天氣、種植面積和購銷等信息及時傳遞給生產者，生產者通過共享中心提供的數據預判可能出現(xiàn)的風險，并及時規(guī)避。

4.5 強化技術人員和生產者的素質教育

適應新形勢下的數字農業(yè)生產，要加強農技推廣人員的再教育，基層農技推廣部門要多次對蔬菜生產者進行培訓，提高其對數字農業(yè)的認識、接受和應用能力。蔬菜生產時效性強，生產者應及時掌握設備運轉情況，能及時排除設備運轉過程中出現(xiàn)的簡單故障，從而保證蔬菜生產正常進行。

5 結語

隨著社會發(fā)展，農業(yè)生產方式發(fā)生了較大的改變，傳統(tǒng)的粗放式蔬菜生產方式因技術落后、成本不斷提高已不能適應現(xiàn)代社會發(fā)展，要及時向數字化、集約化、精細化和標準化轉變。應用數字農業(yè)，可以降低蔬菜生產成本，提質增效，推動正定縣蔬菜生產數字化水平提升，實現(xiàn)產業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。