昌吉州智慧農機在數字農業發展中的應用*

張 岳 ，田聰華

（新疆農業大學，新疆 烏魯木齊 830000）

隨著科技的不斷發展和農業現代化的推進，數字農業已成為引領農業發展的重要方向，智慧農機的推廣應用，為農業生產提供了新的機遇和挑戰。昌吉州是一個重要的農業產區，傳統的農業生產模式面臨著許多問題，在這樣的背景下，智慧農機的應用為昌吉州農業發展帶來了新的希望，對于推動農業產業結構升級和農村經濟發展起到重要作用，為農村經濟帶來新的增長點，有助于促進農村地區的就業和收入增長，推動農村經濟的健康發展。

1 數字農業概述

1.1 數字農業的定義

數字農業是將現代信息技術和通信技術，包括云計算、大數據、物聯網、人工智能等，應用于農業生產、管理和決策過程的一種新型農業模式；它通過收集、傳輸、存儲和分析農業數據，實現農業生產過程的精準化、智能化和可持續發展。

1.2 數字農業的意義及優勢

數字農業可以提高農業生產效率，利用先進的技術和信息化手段監測、分析和優化農業生產過程，通過精確施肥、灌溉和高效病蟲害防控，提高作物產量和品質，跟蹤和記錄農產品的生產、加工、運輸等全過程信息，并且通過建立溯源系統和追蹤機制，保障農產品的質量安全，降低資源浪費和損失。農民可以借助數字農業系統提供的數據和決策支持，合理安排種植計劃和經營管理工作。

數字農業通過收集、分析和利用大量的農業數據，可以為農民、農業從業者和政府部門提供準確的決策支持，幫助實現農作物的精準種植、合理施肥、科學病蟲害防控等，提高農業生產效益、降低風險，帶動農村經濟的發展。

1.3 數字農業的發展現狀與趨勢

我國的智慧農機設備種類目前主要有智能化的播種機械設備、智能化的施肥機械設備、智能化的農藥噴灑機械設備、智能化的農田灌溉機械設備、智能化的農作物收割機械設備等[1-2]。隨著傳感器技術和無線通信技術的發展，數字農業可以獲取到更多、更準確的農業數據，數字農業系統中的自動化設備和機械正在不斷發展和完善，促進了農產品追溯體系的建立與完善。數字農業被認為是推動農業可持續發展的重要途徑，它可以幫助農民合理管理資源，減少化學農藥和化肥的使用，優化生產過程，降低對水資源的依賴程度，提高土地的利用效率，并增強農民環境保護意識，不僅有助于提升農業生產效率和農民收入，也為農村數字化轉型提供了契機。

2 昌吉州農業資源及數字化基礎設施現狀

2.1 昌吉州農業資源概況

昌吉州位于中國新疆維吾爾自治區，擁有較大的農用土地面積，約為166.2萬hm2。其中，耕地面積約為129.9萬hm2，土壤質量較好，適宜農作物的生長。昌吉州處于天山山脈的北麓，擁有豐富的水資源，該地區多條河流流經，為農業生產提供了可靠的灌溉水源。昌吉州的農業發展以種植業為主導，主要農產品有小麥、玉米、棉花、水稻、大豆等作物，此外，畜牧業也是該地區的重要農業產業，養殖有綿羊、牛、豬等。

2.2 昌吉州數字化基礎設施現狀

大力推進智慧農機的發展應用，是現代農業發展的重要方向，同時也是提升農業生產效率、促進農業可持續發展的重要保障[3-4]。2022年，昌吉州農機總動力達269萬kW，主要農作物綜合機械化水平達98.2%，擁有各類拖拉機6.37萬臺，配套農機具13萬臺套，農機裝備水平位居全疆前列。

3 昌吉州智慧農機在數字農業發展中的應用

3.1 昌吉州智慧農機在農田管理中的應用

1）智能測土儀。智能測土儀能夠通過土壤傳感器獲取土壤養分含量、pH值、土壤溫度等數據，這些數據可幫助農民了解土壤狀況，制定科學施肥方案，提高施肥效果，同時，也可以用于土壤質量監測和評價。

2）智能播種機。智能播種機通過GPS定位和傳感器技術，可以實現播種行走線路的精確定位以及種子的精確投放。昌吉州大力推廣“干播濕出”種棉技術，2022年昌吉州完成棉花種植225.9萬畝，智能播種機不僅解放了勞動力，也提高了農作物產量。

3）智能植保機。智能植保機通過圖像識別和傳感器技術，可以監測作物的病蟲害情況，根據設定的閾值進行精確的噴灑控制。新疆開展植保無人機作業試點始于2010年前后，2016年呈井噴式發展態勢，2018年無人機植保作業面積達6 000萬畝次以上。截至2022年底，昌吉州精量播種、精細整地、精確植保作業面積達到播種面積的90%以上。

4）數據管理與追溯。應用智慧農機可以記錄農田管理過程中的各項數據。可以對這些數據進行統計分析，幫助農戶了解農田管理情況，并提供參考依據。同時，這些數據也可以用于農產品追溯體系的建設，實現農產品質量安全追溯。

3.2 昌吉州智慧農機在農作物種植中的應用

1）智能化施肥。智慧農機可以通過傳感器檢測土壤的養分含量和作物的需求，從而提供精確的施肥方案，根據作物類型和生長階段等信息，智慧農機可以自動控制施肥設備的操作。近幾年，昌吉州將水肥一體化智能灌溉施肥技術納入高標準農田建設項目，加大技術推廣力度。截至2022年，昌吉州使用水肥一體化智能灌溉施肥技術的農田已達50多萬畝，預計在“十四五”末，昌吉州水肥一體化智能灌溉施肥技術應用面積將達到550萬畝，從而進一步推動昌吉州農業生產提質增效。

2）病蟲害監測與防治。智慧農機利用圖像識別技術和傳感器監測農田中的病蟲害情況，及時發現和預警可能的病蟲害問題，通過智能化的病蟲害防治系統，為農民提供針對性的防治建議，包括合適的藥劑和防治措施，減少病蟲害對作物的損害。2022年以來，昌吉州農業技術推廣中心重點圍繞棉花、小麥、玉米等主要產業，把農作物病蟲害防治作為落實州“穩糧優棉”重點工作來抓，昌吉州千名農業技術人員在鄉村進行常態化蹲點，向種植戶提供病蟲害防治技術服務，調查監測當前農作物主要病蟲害發生情況，指導農民科學防治病蟲害工作，幫助農戶解決實際問題。

3）農事決策支持。智慧農機收集和分析大量的數據，為農民提供決策支持。通過整合土壤信息、氣象數據和作物生長情況等多種數據，智慧農機可以幫助農民制定最佳的種植計劃和作業安排，提高農作物的產量和質量。

3.3 昌吉州智慧農機在養殖中的應用

1）智能化喂養管理。智慧農機可以通過傳感器和監測設備實時監測飼料的消耗情況、動物的進食量和飲水情況等。昌吉市大力推進農區畜牧業振興、奶業振興行動，圍繞現代畜牧產業園、州級農業奶業產業園創建，加快推進畜牧業高質量發展。

2）智能養殖環境控制。2020年以來，昌吉國家農業科技園區先后啟動泰昆集團30萬t高檔豬飼料、20萬套種雞場、4 800頭種豬場、50萬頭生豬屠宰加工廠、麥趣爾萬頭奶牛綠色養殖基地等項目建設。智慧農機可以自動控制養殖環境，保持良好的養殖環境，利用智能飼料攪拌車、自動擠奶廳、糞污處理等設備，實現了多個養殖環節的自動化處理，提升動物的生長效率和健康狀況。

3）疾病預警與監測。智慧農機可以通過傳感器和圖像識別技術等，監測動物群體的行為、體溫和健康狀態等。

4 昌吉州智慧農機對數字農業發展的影響

4.1 提高農業生產效率

對于現代化的農業生產活動來說，特別是在大規模生產當中，對農業機械的作業效率提出了較高的要求[5-6]。智慧農機利用信息技術、傳感器和自動化設備等，可以實現農作物種植和動物養殖等過程的智能化、精準化管理。通過實時監測、數據分析和智能決策支持，智慧農機可以提供精確的施肥、灌溉和喂養等操作指導，幫助農民更科學地進行農事決策，提高農業生產效率。

4.2 保證農產品質量與安全性

智慧農機可以監測農作物和畜禽的生長情況，并及時預警病蟲害等問題。通過實時監控養殖環境和科學施用農藥、飼料等操作，可以保證農產品的質量和安全性。此外，智慧農機也能夠追溯農產品的生產過程和流通信息，有助于提高食品安全管理效率。

4.3 促進農村經濟發展與農民收入增加

智慧農機能夠提供精確的施肥、灌溉和養殖等操作指導，高效的農業生產意味著更多的農產品可以被銷售出去，增加農民的農產品收入和農田利用收入。通過數據驅動的決策支持能夠幫助農民更好地了解市場需求和變化，根據市場信息，農民可以調整種植和養殖計劃，選擇適銷對路的農產品品種，拓展市場渠道。此外，智慧農機還可以通過追溯系統和產品溯源技術，提高農產品的品牌價值和市場競爭力。

應用智慧農機，農民可以根據實際需求精準控制肥料施用量、灌溉用水量和飼料喂養量等，減少資源浪費，這樣可以降低生產成本，提高農民的經濟效益。智慧農機還可以幫助農民及時采取措施進行病蟲害防治，保證農產品的質量和安全性。此外，通過智慧農機的推廣和應用，可以創造更多的就業機會，提高農村地區的就業率。

5 昌吉州智慧農機發展趨勢及建議

5.1 面臨的挑戰與問題

智慧農機的應用涉及多個設備和系統的集成，但不同廠商的產品可能存在技術標準不一致和兼容性差的問題，這可能導致設備之間無法有效地進行數據交換和交互操作，限制了智慧農機的實際應用效果。智慧農機涉及大量的數據采集、存儲和傳輸，其中可能包含農業從業人員的個人信息和敏感商業數據，因此如何確保數據的安全性和隱私保護成為一個重要問題。

智慧農機的使用需要農業從業人員具備一定的技術和操作知識，在推動智慧農機的發展過程中，提供相關培訓和教育將是一個重要的任務。智慧農機的技術不斷更新迭代，對于農業從業人員來說，如何及時了解新技術、更新設備，并獲得相應的維護和支持服務，是一個極其重要的問題。智慧農機的引進和應用需要一定的資金投入，包括設備購買、技術培訓和數據服務等方面，農業從業人員需要評估投入和回報之間的關系，確保智慧農機能夠帶來實際的經濟效益，從而增加農業生產的可持續性。

5.2 發展趨勢及建議

1）加強數據安全與隱私保護。制定相關的法律法規，確保智慧農機數據的安全性和隱私保護，同時推動相關技術和手段的研發與應用，提高數據加密、權限管理和合規監管的能力。

2）加大智慧農機研發投入和人才培養力度。推動設備和系統的創新與改進，同時，建立智慧農機的技術標準體系，提高設備之間的兼容性和互操作性，降低廠商之間的技術壁壘。智慧農機對于人才的需要和要求非常高，無論是在智慧農機操作、研究中還是在日常農業作業中，對農業從業人員知識儲備能力和操作學習能力要求都很高[7-8]。

3）加大農民培訓與教育力度。加強對農民的培訓和教育，提高他們使用智慧農機的技能和知識水平，使農民了解智慧農機的優勢和使用方法。

4）強化財政支持與激勵政策。鼓勵農民購買智慧農機設備，并提供財政支持和稅收優惠政策，降低其投入成本。同時，建立智慧農機的租賃和共享經濟模式，為農民提供更靈活的使用選擇。

5）加強合作與協同創新。積極推進農機技術創新，努力提升農機科技化水平[9-10]。鼓勵農業企業、科研機構、農民合作社等各方共同參與智慧農機的開發和推廣，加強協作與合作，共同解決技術難題并推動智慧農機的發展。

6）推動數字農業平臺建設。建設數字農業平臺，集成智慧農機、數據分析和決策支持等功能，為農民提供一站式的農業服務和管理平臺，促進信息共享與農業技術推廣。

6 結語

從目前的研究和實踐來看，智慧農機在推動農業現代化、提高農業生產效率等方面發揮著重要作用。結合本文的分析可知，在農業生產活動當中擴大智慧農業機械的應用范圍，一方面能夠提 高農業生產效率，另一方面還能夠保證農產品的質量和安全性，促進農村經濟發展與農民收入增加。未來，應繼續加大對智慧農機技術的研發和推廣力度，進一步發揮其在農業現代化、可持續發展和農民生活改善等方面的積極作用，為實現我國農業高質量發展作出更大貢獻。