智能農(nóng)機在廣東省智慧果園多環(huán)節(jié)市場應(yīng)用現(xiàn)狀與對策研究*

黃激文 ，陳衛(wèi)靈 ，楊曉瑞，2

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630；2.廣東弘科農(nóng)業(yè)機械研究開發(fā)有限公司，廣東 廣州 510630）

隨著科技的飛速發(fā)展，廣東省農(nóng)業(yè)正迎來數(shù)字化和智能化的浪潮，其中，智慧果園的發(fā)展與智能農(nóng)機的應(yīng)用無疑成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要方向。本文旨在通過深入分析智能農(nóng)機在廣東省智慧果園中多環(huán)節(jié)應(yīng)用的現(xiàn)狀，提出相應(yīng)對策，為推動廣東農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供戰(zhàn)略性指導(dǎo)。

1 市場應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 果園管理：數(shù)字化引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

在廣東省智慧果園中，數(shù)字化的果園管理系統(tǒng)成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要支柱，圖1、圖2、圖3 分別是智慧果園數(shù)字化管理系統(tǒng)、果園軌道運行安全記錄系統(tǒng)、智能無線氣象監(jiān)測站。智慧果園數(shù)字化管理系統(tǒng)逐漸被廣泛應(yīng)用，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和云計算等先進技術(shù)，有利于實現(xiàn)果園內(nèi)部各環(huán)節(jié)的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集和綜合分析。

圖1 智慧果園數(shù)字化管理系統(tǒng)

圖2 果園軌道運行安全記錄系統(tǒng)

圖3 智能無線氣象監(jiān)測站

首先，通過實時監(jiān)測土壤濕度、溫度和氣象變化等關(guān)鍵因素，系統(tǒng)能夠為果樹提供精準(zhǔn)、健康的生長環(huán)境，也為果園管理者提供了更全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[1]，使其能夠制定科學(xué)的灌溉和施肥方案，最大程度提高果樹的產(chǎn)量和質(zhì)量。

其次，果園軌道運行安全記錄系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理功能。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可隨時監(jiān)視軌道運輸系統(tǒng)的運行狀態(tài)；實現(xiàn)在衛(wèi)星地圖上實時顯示軌道運行位置、載重量、行進速度、傾角度、紅外視頻監(jiān)控、軌道狀態(tài)等，對于超載、超速、障礙物等狀況，系統(tǒng)會發(fā)出警報。此系統(tǒng)不僅能夠提高果園管理效率，而且有助于及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全問題。

最后，數(shù)字化的果園管理系統(tǒng)還引入了智能決策支持系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)挖掘和人工智能算法，為果園管理者提供個性化的農(nóng)業(yè)管理建議。這包括了種植時間的優(yōu)化、病蟲害的早期預(yù)警、品種的選擇推薦等方面。管理者可以根據(jù)系統(tǒng)的分析，更加科學(xué)地進行決策，提高果園的整體經(jīng)濟效益。

數(shù)字化的果園管理系統(tǒng)不僅提高了管理效率，而且為果農(nóng)帶來了更加科學(xué)、智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新，數(shù)字化果園管理系統(tǒng)有望在廣東省農(nóng)業(yè)中發(fā)揮更為廣泛和深刻的作用，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化、智能化的未來持續(xù)邁進。

1.2 種植環(huán)節(jié)：數(shù)字化引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

智能農(nóng)機在果樹種植階段的應(yīng)用并不僅僅限于自動化的種植過程，更涵蓋了植株識別、分類和優(yōu)化種植方案的領(lǐng)域。先進的機器學(xué)習(xí)和計算機視覺技術(shù)使得智能農(nóng)機能夠快速適應(yīng)不同地理環(huán)境和果樹品種的需求。在廣東省智慧果園的種植環(huán)節(jié)中，智能農(nóng)機的應(yīng)用展現(xiàn)出了前所未有的高效性和智能化水平。這一領(lǐng)域的創(chuàng)新不僅在自動化播種和栽培系統(tǒng)上表現(xiàn)出色，更在植株識別、分類與管理等方面取得了顯著進展。圖4、圖5、圖6、圖7 分別是手扶履帶自走式碎草機、乘坐式割草機、手扶履帶自走式樹枝粉碎機、履帶自走式碎枝機，都是廣東省果園種植過程中智能化的農(nóng)用機型。

圖4 手扶履帶自走式碎草機

圖5 乘坐式割草機

圖6 手扶履帶自走式樹枝粉碎機

圖7 履帶自走式碎枝機

首先，自動化的播種和栽培系統(tǒng)通過機器學(xué)習(xí)和先進的機械裝置，實現(xiàn)了高度的種植自動化。從種子的準(zhǔn)確投放到地塊的精確栽培，這一過程不僅提高了作業(yè)效率，還降低了對人工勞動力的需求[2]。這對于廣東省獨特的氣候條件和多樣的果樹品種提供了一種高效可行的種植方案。

其次，植株識別技術(shù)的引入為果園管理者提供了前所未有的精準(zhǔn)管理手段。通過高分辨率攝像頭和圖像處理算法，智能農(nóng)機可以實時識別果樹的生長狀態(tài)、病害情況以及水分需求。這使得果園管理者能夠?qū)嵤┎町惢芾恚鶕?jù)不同植株的需求制定個性化的養(yǎng)護計劃，進而提高果樹的生長速度和果實的品質(zhì)。

最后，智能農(nóng)機在果園中引入了先進的機器視覺技術(shù)，使得果樹的品種管理更加智能化。通過對果實形狀、顏色等特征的分析，智能農(nóng)機能夠準(zhǔn)確識別不同品種的果樹，從而實現(xiàn)對果樹的個性化養(yǎng)護。這種差異化的管理方式不僅提高了果實的產(chǎn)量和品質(zhì)，還為果農(nóng)提供了更加靈活、精準(zhǔn)的種植方案。

智能農(nóng)機在廣東省智慧果園的種植環(huán)節(jié)中展現(xiàn)出了強大的技術(shù)優(yōu)勢，其高效、智能的特性為果園管理者提供了全新的種植理念和技術(shù)手段，為廣東省農(nóng)業(yè)注入了新的發(fā)展動力。隨著智能農(nóng)機技術(shù)的不斷演進，這一領(lǐng)域有望為廣東省農(nóng)業(yè)帶來更加深遠(yuǎn)的影響，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式向數(shù)字化和智能化的方向迅速轉(zhuǎn)變。

1.3 農(nóng)田保護：智能農(nóng)機引領(lǐng)綠色農(nóng)業(yè)革命

智能農(nóng)機在農(nóng)田保護方面的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的限制。精準(zhǔn)的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)和病蟲害監(jiān)測技術(shù)不僅提高了防治效果，還減少了對環(huán)境的污染，能夠助力農(nóng)業(yè)向綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。在廣東省智慧果園的農(nóng)田保護環(huán)節(jié)，智能農(nóng)機應(yīng)用正迎來綠色農(nóng)業(yè)的新時代。這一領(lǐng)域的創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在智能化的農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)上，更在病蟲害監(jiān)測、精準(zhǔn)施藥等方面取得了顯著成果。圖8、圖9、圖10 分別是自走式多功能施肥機、自走式噴霧機、植保無人機，都是廣東省智慧果園農(nóng)田保護環(huán)節(jié)的智能農(nóng)機裝備。

圖8 自走式多功能施肥機

圖9 自走式噴霧機

圖10 植保無人機

首先，廣東智能農(nóng)機在農(nóng)藥噴灑方面實現(xiàn)了從粗放到精準(zhǔn)的重大飛躍。通過引入先進的傳感技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，智能農(nóng)機能夠根據(jù)農(nóng)田的具體情況實時調(diào)整農(nóng)藥的噴灑量和噴灑范圍，最大限度地提高農(nóng)藥的利用效率，減少對環(huán)境的影響，實現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

其次，病蟲害監(jiān)測技術(shù)的運用使得智能農(nóng)機能夠?qū)崟r、全面地監(jiān)測果園內(nèi)的病蟲害情況。通過高分辨率圖像和人工智能算法，智能農(nóng)機能夠?qū)麡淙~片、果實等進行全方位掃描和分析，快速發(fā)現(xiàn)病蟲害并給果園管理者提供預(yù)警信息[3]。這不僅有助于果園管理者迅速采取措施進行防治，減輕了病蟲害對農(nóng)作物的危害，也降低了農(nóng)藥的使用量，符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念。

最后，智能農(nóng)機的應(yīng)用還提高了農(nóng)田保護的時效性和精準(zhǔn)性。通過實時監(jiān)測農(nóng)田的土壤濕度、氣溫、空氣濕度等多個因素，智能農(nóng)機能夠在最適宜的環(huán)境條件下進行農(nóng)田保護作業(yè)，提高了農(nóng)田保護的效果。而這種精準(zhǔn)施藥和監(jiān)測的方式也有助于減少農(nóng)田保護過程中的資源浪費，提高生產(chǎn)效益。

總體來說，智能農(nóng)機在廣東省智慧果園的農(nóng)田保護環(huán)節(jié)中充分展現(xiàn)了其在綠色農(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵作用。技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的不斷擴展將為廣東省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來更多環(huán)保、可持續(xù)的方案，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更智能、更綠色的方向邁進。

1.4 采收階段：智能農(nóng)機塑造高效采摘未來

機器視覺技術(shù)的應(yīng)用使得智能農(nóng)機在果實收獲階段表現(xiàn)出色，自動化的采摘系統(tǒng)通過對果實成熟度的準(zhǔn)確判斷，實現(xiàn)了高效、無損的采摘，提高了果園的整體產(chǎn)量和質(zhì)量。圖11、圖12、圖13 是廣東省智慧果園收獲環(huán)節(jié)中的部分智能機型，分別是履帶自走剪叉式果園作業(yè)平臺、田園管理搬運機、自走式山地果園單軌運輸機。智能農(nóng)機的應(yīng)用正引領(lǐng)著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)向更高效、智能的方向發(fā)展，這一領(lǐng)域的創(chuàng)新不僅在自動化的采摘系統(tǒng)上取得了顯著進展，更在果實品質(zhì)保障、采摘效率提升等方面取得了卓越成果。

圖11 履帶自走剪叉式果園作業(yè)平臺

圖12 田園管理搬運機

圖13 自走式山地果園單軌運輸機

首先，機器視覺技術(shù)的廣泛運用使得智能農(nóng)機在果實的自動化采摘上實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。通過高分辨率攝像頭和先進的圖像處理算法，農(nóng)機能夠精準(zhǔn)地識別果實的成熟度、大小和位置等關(guān)鍵特征。這使得采摘系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)地定位果實，準(zhǔn)確判斷采摘時機，從而實現(xiàn)高效、無損的采摘[4]。這對于果園管理者而言，不僅提高了采摘的效率，而且保障了果實的品質(zhì)和外觀。

其次，智能農(nóng)機引入了先進的機械臂和抓取技術(shù)，使得采摘過程更為靈活，適應(yīng)性更強。機器視覺系統(tǒng)可以實時分析果樹的結(jié)構(gòu)和果實的分布，為機械臂提供準(zhǔn)確的動作指令，使其能夠快速而精準(zhǔn)地進行采摘[5]。這種智能抓取技術(shù)不僅提高了采摘的成功率，也減少了對果樹的損傷，從而提高了整體產(chǎn)量和果實質(zhì)量。

最后，智能農(nóng)機的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)采摘過程的數(shù)據(jù)記錄和分析。通過記錄每一次采摘的數(shù)據(jù)，果園管理者可以實時了解產(chǎn)量、采摘效率等關(guān)鍵指標(biāo)，有助于調(diào)整管理策略，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可操作性。

總體而言，智能農(nóng)機在廣東省智慧果園的收獲環(huán)節(jié)中充分發(fā)揮了其高科技特性，為果園管理者提供了更為高效、智能的采摘方案。未來，隨著機器學(xué)習(xí)和機器人技術(shù)的不斷發(fā)展，智能農(nóng)機在農(nóng)業(yè)收獲領(lǐng)域的應(yīng)用有望實現(xiàn)更多創(chuàng)新，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)朝著數(shù)字化和智能化的方向迅速前進。

2 對策研究

2.1 技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)投入：農(nóng)業(yè)數(shù)字化的引擎

技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)投入是推動廣東省智慧果園數(shù)字化發(fā)展的關(guān)鍵引擎，這一領(lǐng)域的深度投入和創(chuàng)新推動將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式帶來革命性的變革。

1）政府應(yīng)當(dāng)在技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)領(lǐng)域加大資金和政策支持。通過設(shè)立專項基金，提高對農(nóng)業(yè)科技研究的經(jīng)費投入，激發(fā)企業(yè)和科研機構(gòu)的創(chuàng)新活力。制定激勵政策，如稅收優(yōu)惠、研發(fā)補貼等，以吸引更多企業(yè)投身于智能農(nóng)機研發(fā)領(lǐng)域[6]。同時，建立產(chǎn)學(xué)研用一體的創(chuàng)新體系，促使科研成果更快地轉(zhuǎn)化到實際應(yīng)用中。

2）鼓勵企業(yè)加大科研合作力度，形成產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。通過建立農(nóng)機制造商、軟件開發(fā)商、農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)等多方合作的平臺，推動信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合，加強基礎(chǔ)設(shè)施特別是山地果園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。這有助于將前沿科技快速應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，形成創(chuàng)新的良性循環(huán)。

3）在人才培養(yǎng)方面，政府可以提供更多的獎學(xué)金或補貼，吸引更多優(yōu)秀人才從事農(nóng)業(yè)科技研究與開發(fā)工作。一方面，建立與高校、研究機構(gòu)的緊密聯(lián)系，推動農(nóng)業(yè)科技人才培訓(xùn)體系的建設(shè)，確保有足夠的專業(yè)人才投身于智能農(nóng)機的研發(fā)和應(yīng)用。另一方面，建立技術(shù)創(chuàng)新評估體系，推動更多切實可行的技術(shù)在廣東省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落地。通過成熟技術(shù)的示范項目，加強實地應(yīng)用和效果驗證，降低農(nóng)民和企業(yè)的技術(shù)應(yīng)用門檻，使技術(shù)更廣泛地滲透到智慧果園的各個環(huán)節(jié)。

2.2 農(nóng)民培訓(xùn)與意識提升：引領(lǐng)數(shù)字農(nóng)業(yè)新風(fēng)尚

加強對農(nóng)民的培訓(xùn)，提高農(nóng)民的科技素養(yǎng)，使其更好地適應(yīng)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展[7]。在推動廣東省智慧果園發(fā)展、廣泛開展農(nóng)民培訓(xùn)工作的過程中，應(yīng)重點涵蓋智能農(nóng)機的操作、維護以及數(shù)據(jù)解讀等方面，旨在提升農(nóng)民的科技素養(yǎng)[8]，使其更好地適應(yīng)數(shù)字農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，充分發(fā)揮智能農(nóng)機的作用。建議從以下三個方面進行農(nóng)民培訓(xùn)與意識提升：

1）操作技能培訓(xùn)。通過模擬操作和實地演練，讓農(nóng)民深入了解智能農(nóng)機的操作方法。這包括對各類智能農(nóng)機設(shè)備的上手操作、掌握基本的控制技能以及靈活運用各項功能。實際的操作體驗將使農(nóng)民更加自信地應(yīng)對復(fù)雜的果園管理任務(wù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2）維護與保養(yǎng)技能培訓(xùn)。強調(diào)對智能農(nóng)機設(shè)備的日常維護與保養(yǎng)，包括定期檢查、清潔、潤滑等操作。培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋對設(shè)備常見故障的識別和解決，使農(nóng)民能夠迅速處理設(shè)備問題，降低維修成本，延長設(shè)備壽命。

3）數(shù)據(jù)解讀與分析培訓(xùn)。通過理論學(xué)習(xí)和實際案例分析，培訓(xùn)農(nóng)民對智能農(nóng)機生成的大量數(shù)據(jù)進行準(zhǔn)確解讀和分析，包括土壤信息、氣象數(shù)據(jù)、植株健康狀況等多方面的數(shù)據(jù)。這將使農(nóng)民更具決策能力，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)做出科學(xué)合理的農(nóng)業(yè)管理決策，優(yōu)化生產(chǎn)過程。

2.3 政策支持與市場引導(dǎo)：提高智能農(nóng)機市場份額

制定更明確的政策，包括財政激勵、稅收優(yōu)惠等，以支持農(nóng)業(yè)企業(yè)購置智能農(nóng)機。通過市場引導(dǎo)，推動智能農(nóng)機逐步成為廣東農(nóng)業(yè)的主流裝備，提高其市場份額[9]。在推動廣東省智慧果園的發(fā)展中，政策支持與市場引導(dǎo)是至關(guān)重要的，旨在為智能農(nóng)機應(yīng)用創(chuàng)造有利的政策環(huán)境和市場條件，激發(fā)企業(yè)和農(nóng)民的積極性。建議從以下三個方面優(yōu)化政策支持與市場引導(dǎo)：

1）制定稅收優(yōu)惠政策。政府可以通過設(shè)立智能農(nóng)機購置稅收減免、研發(fā)投入稅收優(yōu)惠等政策，鼓勵農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民投資使用智能農(nóng)機。這不僅能夠減輕農(nóng)業(yè)主體的負(fù)擔(dān)，也能夠促使更多投資用于智能農(nóng)機的研發(fā)和購置。

2）建立智能農(nóng)機補貼機制。制定明確的智能農(nóng)機購置和使用補貼政策，鼓勵農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體采用先進的智能農(nóng)機設(shè)備。此外，可以設(shè)立性能和效益獎勵機制，根據(jù)實際使用效果給予額外獎勵，推動更多農(nóng)業(yè)從業(yè)者投身于智能農(nóng)機應(yīng)用。

3）制定數(shù)字農(nóng)業(yè)規(guī)劃。政府可以制定詳細(xì)的數(shù)字農(nóng)業(yè)規(guī)劃，明確數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展方向和政策支持措施。通過區(qū)域規(guī)劃、政策扶持等手段，引導(dǎo)智慧果園的建設(shè)和智能農(nóng)機的廣泛應(yīng)用。這將為農(nóng)民提供清晰的方向，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加智能、高效。

通過這一系列政策支持與市場引導(dǎo)措施，政府將為智慧果園和智能農(nóng)機在廣東省的蓬勃發(fā)展創(chuàng)造更加有利的環(huán)境，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的全面升級。不僅有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，還將推動廣東省農(nóng)業(yè)向數(shù)字化和智能化的未來迅速前進[10]。

3 結(jié)語

智慧果園與智能農(nóng)機的結(jié)合為廣東省農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。通過技術(shù)創(chuàng)新、培訓(xùn)、政策支持等多方面的持續(xù)發(fā)力，可以更好地解決當(dāng)前面臨的問題，推動廣東農(nóng)業(yè)向著數(shù)字化、智能化、可持續(xù)發(fā)展的未來邁進。不僅能夠推動廣東省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化，也有望為全國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域提供可借鑒的經(jīng)驗，共同促進農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。