楊凌智慧農業標準體系建設實踐與思考

文立紅 馬軍妮 胡世瑋 楊靜 周永明

摘 要：智慧農業是第四次農業革命，是我國現代農業發展的新方向和必然路徑。標準是搶占世界貿易話語權的關鍵，已上升到國家戰略層面，標準化是推動智慧農業規范化發展的基石，構建智慧農業標準體系是實現智慧農業快速、高質量發展的重要途徑。本文論述了以楊凌智慧農業示范區為實踐基礎，以設施葡萄智慧化管理為模式，建立了涵蓋智慧農業園區建設基礎、環境監測、自動控制、植物生長模型、數據處理、管理六部分的楊凌智慧農業標準體系，以期為智慧農業標準體系構建工作提供參考。

關鍵詞：智慧農業，標準化，標準體系

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.11.021

0 導 語

全球農業的發展歷經傳統農業（1.0）、機械化農業（2.0）和自動化農業（3.0）階段后，即將進入智慧農業（4.0）[1]。智慧農業是通過農業與互聯網、物聯網、云計算、人工智能、大數據等現代化的信息技術高度融合，從而實現農業信息實時監測、定量決策、精準管理、智能控制、個性化服務的農業智能生產方式[2]。智慧農業被美國農業部稱為第四次農業革命，我國也將智慧農業作為重要國家戰略之一，發布多項政策文件為智慧農業發展謀篇布局。2016年智慧農業首次被寫入中央一號文件，標志著國家將發展智慧農業納入頂層設計，后連續多年中央一號文件均有涉及智慧農業的相關內容。歷年智慧農業相關的政策覆蓋不斷擴大：2020年發布的《數字農業農村發展規劃（2019—2025年）》提出，應建立以5G技術為引領的智慧農業技術體系；2021年發布的《“十四五”全國農業綠色發展規劃》提出，支持小農戶運用優良品種、綠色技術、節能農機等發展智慧農業；2022年發布的《“十四五”全國農業農村信息化發展規劃》提出，建立貫通信息采集、分析決策、作業控制、智慧管理等各環節的智慧農業集成應用體系的建議。

標準化是為了在一定的范圍內獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同使用和重復使用的條款的活動[3]。智慧農業生產過程具有高度的標準化[4]，標準化是智慧農業發展的顯著特征和必然趨勢，這也要求智慧化必須建立標準化。智慧化和標準化契合共生，利用大數據、物聯網等技術對農業生產信息數據進行采集、解讀和篩選[5]，建立適用智慧農業的標準和標準體系，利用標準化指導智慧農業，構建信息良性循環。以標準化為基石，利用標準化的系統觀點解決問題，建立智慧農業標準體系統一管理農業生產，才能真正實現智慧農業全過程高效、可控、無人化作業，推動我國智慧農業快速發展。本文通過論述建立楊凌智慧農業標準體系的實踐經驗，為智慧農業標準體系構建工作提供參考，助推智慧農業快速發展。

1 智慧農業標準化現狀

2022年8月我國成立國際標準化組織智慧農業標準化戰略咨詢組中國專家工作組，協調中國智慧農業標準化領域專家意見，為推動智慧農業國際標準化工作助力。國際標準化組織智慧農業標準化戰略咨詢組（SAG SF）成立于2021年，旨在分析智慧農業標準化需求，就國際標準化組織智慧農業標準化發展提出發展路線圖，為未來智慧農業標準化活動、優先事項提出建議。目前我國有15名專家參與SAG SF工作，涉及農業、氣象、信息化、水利、遙感、機械制造等領域。

國家級智慧農業類標準化示范項目數量突破性增加。2013年發布的第八批國家級農業標準化示范項目僅有1項智慧農業類，2020年發布的第十批國家級農業標準化示范項目中有5項，2022年發布的第十一批國家級農業標準化示范項目中19項為智慧農業類標準化示范項目。其中，楊凌承擔的國家智慧農業標準化示范區為第十批國家級農業標準化示范區。

ICS分類農業領域中智慧農業相關國家標準49項，行業標準44項，地方標準302項。標準研制多集中在基礎領域，缺少核心技術領域標準。

智慧農業相關標準體系構建研究逐步開展，如仝國棟等[6]構建了智慧農業標準體系框架，包括通用基礎、農業感知標準、數據處理標準、農業分析標準、智能化管理標準5個子體系；陳娜娜等[7]構建了數字農業農村標準體系，包含總體規劃、基礎設施建設、基礎數據資源、大數據平臺、服務管理、場景應用等模塊；龐美蓉等[8]探索構建了數字化養殖標準體系；胡小鹿等[9]為智能農機裝備標準體系框架的構建和研制提出建議，但總體研究成果較少。

2 楊凌智慧農業標準體系建設

楊凌示范區作為國家首個農業高新技術產業示范區，自2009年開始，就在推廣示范農業標準化生產中示范應用了環境監管、設施自動控制等先進技術，至今已發展了多個自發應用物聯網技術實施生產管理的農業生產主體。通過聯合西北農林科技大學、楊凌示范區食品農產品檢驗檢測中心、楊凌現代農業高科體驗園（錦田合作社）等單位，依據GB/T 1.1-2020《標準化工作導則 第1部分：標準化文件的結構和起草規則》、GB/T 31600-2015《農業綜合標準化工作指南》，結合《中華人民共和國標準化法》《楊凌農業高新技術產業示范區“十四五”發展規劃綱要》等重要文件，以設施葡萄物聯網技術應用為基礎，以開展國家級智慧農業標準化示范區建設為依托，提升固化多年探索形成的實踐經驗和創新成果，建立了涵蓋農業生產全過程的智慧化管理標準體系。

楊凌智慧農業標準體系以智慧農業的四大板塊為基礎，由基礎標準、環境監測體系、自動控制體系、生長模型體系、數據處理體系、管理體系6部分構成（見圖1），共采用國家標準8項、行業標準6項、地方標準3項，制定技術規程規范25 項。體系涉及農業環境監測、智能控制、產品質量安全等多個方面，涵蓋了系統的綜合標準化管理和生產服務模式。

2.1 基礎標準

此部分包括《智慧農業園區建設與管理規范》《智慧農業信息平臺的建設》《智慧農業園種植作物基礎數據采集要求》。主要用于規范智慧農業園區基礎建設和管理，明確智慧農業信息平臺的建設原則、建設流程、建設階段要求、通用技術要求，規定智慧農業園種植作物基礎信息采集的相關要求和標準。

2.2 環境監測體系

此部分包括《設施大棚環境信息采集技術規范》《設施大棚土壤信息采集技術規范》。從設施農業空氣、光照強度、土壤養分、土壤水分、土壤濕度、土壤溫度等環境因素進行規范，明確環境、土壤信息采集技術建設要求、使用條件等標準，保證了智慧農業園環境監控的智能化和標準化。

2.3 自動控制體系

此部分包括《溫室環境自動控制系統配置技術規范》《設施農業節水灌溉工程技術規范》《設施大棚保溫被（卷簾機）自動控制規范》。主要圍繞溫度、濕度、灌溉、光照等設施自動控制內容，通過標準明確溫室環境自動控制系統配置基本要求、配置要求、環境自動控制系統的工作流程和調控原則；設施農業節水灌溉工程的設計、施工安裝與運行管理技術要求；設施大棚保溫被（卷簾機）自動控制規范的技術要求、安全要求、試驗方法和檢驗規則，確保智慧農業園自動控制系統標準化運行。

2.4 生長模型體系

此部分主要以產地環境、生產技術規程、規范為主規范了智慧農業的作物生長、生產管理過程。產地環境包括《葡萄產地環境技術條件》《環境空氣質量標準》《農田灌溉水質標準》《農用地土壤污染風險管控標準》，用以規范產地空氣、水質、土壤等達到標準要求，營造作物生長良好環境。

生產規范方面包括《葡萄日光溫室栽培技術規程》《有機產品生產、加工、標識與管理體系要求》《有機鮮食葡萄生產技術規》《葡萄苗木繁育技術規程》《葡萄嫁接育苗技術規程》《農產品質量安全追溯操作規程 水果》《陽光玫瑰葡萄避雨栽培技術規程》《設施葡萄水肥一體化滴灌栽培技術規程》《設施葡萄病蟲害防治技術規程》《鮮食葡萄施肥技術規程》《果蔬類農產品貯存條件》，以樹立作物生長模型的方式規范了從育苗、栽培、施肥、病蟲防治、貯存到質量追溯等智慧農業作物生產全過程。

2.5 數據處理體系

此部分包括《智慧果園數據獲取技術規范》《智慧果園數據貯存技術規范》《智慧果園數據處理技術規范》。規范了智慧農業生境信息數據的獲取、貯存、處理流程，數據貯存格式、監控調度數據的配置等。

2.6 管理體系

此部分圍繞智慧農業園區的管理，規范了綜合、檢測、物流管理三個方面。綜合管理方面包括《從業人員培訓規范 總則》《技術服務團隊管理規范》《職業健康安全管理體系 要求》《農藥安全使用規范總則》《標準實施監督檢查管理規范》《標準實施評價工作規范》，規范了從業人員培訓、技術團隊管理、職業健康、農藥使用、標準實施與評價等內容，保證智慧農業園區依標有序經營。

檢測管理包括《農產品快速檢測室建設規范》《農產品檢測人員培訓規范》《農產品抽樣規范》《農產品檢測樣品管理技術規范》《農產品檢測規范》，規范了農產品快檢室建設、檢測人員培訓、抽樣、檢測等全套的檢測管理，保障了農產品質量安全。

物流管理包括《鮮食漿果類水果采后預冷保鮮技術規程》《鮮食葡萄冷藏技術》《農產品質量分級導則》《鮮食葡萄果品質量分級指標》《農產品物流包裝容器通用技術要求》。規范了農產品的質量分級、冷藏保鮮、物流包裝等技術和要求，以保證產品新鮮度和品質。

3 智慧農業標準化建設的思考

結合智慧農業標準化現狀，以及楊凌智慧農業標準體系建設實踐經驗，對智慧農業標準化建設與發展提出以下思考。

（1）健全智慧農業標準體系和推廣體系。智慧農業標準落后于智慧農業技術的發展，必須加快智慧農業標準體系的建立。一是建立國家層面的智慧農業標準體系，為智慧農業相關標準的制修訂做好頂層設計；二是鼓勵各社會團體構建涵蓋類別廣泛的特色智慧農業標準體系，以多樣化的標準體系滿足不同類型智慧農業的發展需求；三是加快智慧農業標準的制修訂，大力推動先進技術轉化為技術標準，制定符合智慧農業管理模式、技術發展需求的，具有先進性、技術性發展特點的標準。健全標準化推廣體系，是推進智慧農業標準實施的保障，一是要加大智慧農業類標準化試點示范項目的建設力度，發揮示范引領作用，以點帶面逐步擴大推廣應用范圍；二是培育好重點智慧農業企業或種養大戶，樹立智慧農業標準化的生產標桿，帶動小散農戶廣泛參與；三是強化智慧農業標準推廣服務隊伍建設，加大對先進智慧農業管理技術和標準應用的培訓，培養一批懂技術、愛農業、善管理的高技能農技推廣人員為重點地區生產提供一級技術服務，帶動培養適應智慧化農業發展的高水平現代農民。

（2）智慧農業基礎設施建設與先進核心技術研發雙驅發展。智慧農業的發展需要完善的基礎設施和先進技術支撐，注重這兩方面的協同發展，打好智慧農業的“智能核心”基礎。面對我國農業基礎設施發展不均、相當一部分地區還比較薄弱的現實，可從信息網絡工程建設、農田水利工程建設、現代農業技術裝備入田等方面開展工作。智慧農業先進核心技術的研發是重中之重，政府要進一步加大智慧農業“芯片”——傳感器技術、智能農機裝備核心技術等關鍵技術的研發投入和政策支持力度，加速補齊技術短板，盡快實現技術突圍。

（3）逐步推動標準化工作數字化。隨著數字化時代的浪潮，標準化必將走向數字化。智慧農業與“互聯網+”、智能化、數字化密切相關。農業生產實時數據的復雜性和數據開源共享的需求性，使得數字時代的標準化與智慧農業標準化更契合。一方面，標準和標準化方法數字化后，標準機器可讀、開源技術用于標準化工作[10]，更利于加快農業數據信息共享，建立適用性強、協調性高、開放性廣的智慧農業標準；另一方面，如實現智慧農業相關標準直接在產品、服務和系統中集成，可為破解標準化推廣難題提供契機，助推智慧農業標準化工作的開展步入新階段。因此，應盡早開展數字化時代智慧農業標準化的探索，占據農業標準化新高地。

參考文獻

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作者簡介

文立紅，碩士研究生，助理工程師，主要研究方向為農業標準化。

（責任編輯：張佩玉）