智慧農業技術在蔬菜大棚生產應用中面臨的困難與對策

摘" 要：隨著人口增長和城市化進程的加快，人們對農產品的需求日益增加，但傳統農業生產面臨著土地資源數量和條件有限、環境污染、生產效率低等問題。智慧農業技術的出現為解決這些問題提供新的思路和方法。智慧農業作為現代農業的重要組成部分，能通過人工控制環境條件，為蔬菜生長提供適宜的光照、溫度、濕度和土壤環境，有效打破自然條件的限制，實現蔬菜的全年生產。伴隨著智慧種植技術的推廣與應用，以及政府對農業政策的扶持，壽光市的蔬菜大棚產業發展和延伸的前景不斷“升溫”，備受各行各業的關注。智慧農業技術在蔬菜大棚中的應用，可顯著提升蔬菜產量和品質、節約資源，具有良好的經濟效益和發展前景。

關鍵詞：智慧農業；蔬菜大棚；技術應用；壽光市；困難與對策

中圖分類號：S126" " "文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-9902（2025）05-0014-04

Abstract： With the growth of population and the acceleration of urbanization， people's demand for agricultural products is increasing day by day. However， traditional agricultural production faces problems such as limited quantity and conditions of land resources， environmental pollution， and low production efficiency. The emergence of smart agricultural technology has provided new ideas and methods to solve these problems. As an important part of modern agriculture， smart agriculture can provide suitable light， temperature， humidity and soil environment for vegetable growth by manually controlling environmental conditions， effectively breaking the limitations of natural conditions and achieving year-round production of vegetables. With the promotion and application of smart planting technology and the government's support for agricultural policies， the prospects for the development and extension of the vegetable greenhouse industry in Shouguang City continue to \"heat up\" and have attracted the attention of all walks of life. The application of smart agricultural technology in vegetable greenhouses can significantly improve vegetable yield and quality， save resources， and have good economic benefits and development prospects.

Keywords： smart agriculture; vegetable greenhouse; technology application; Shouguang City; difficulties and countermeasures

隨著現代農業的快速發展，生產效率和資源利用的提升對農業可持續發展至關重要。在此背景下，各地政府大力推動農業現代化進程，支持智慧農業技術的研發與應用。壽光市不僅因其豐富的農業資源被譽為“中國蔬菜之鄉”，而且在經濟發展方面也取得了顯著成就，因而獲得了“全國文明城市”“國家衛生城市”“國家生態園林城市”等相關榮譽稱號。壽光市的蔬菜種植模式以其首創的冬暖式大棚，實現全國聞名，其蔬菜種植技術和品質一直處于全國領先水平，市場營銷范圍覆蓋全國乃至國外。近年來，壽光市政府也大力鼓勵并發展現代化農業技術，通過采用現代化農業技術在蔬菜大棚中的應用，打造智慧農業新業態，將蔬菜銷往世界各地。為促進壽光市智慧農業下蔬菜大棚的發展，本文著重分析當地在發展農業技術現代化的蔬菜大棚種植過程中存在的問題，并提出可行性建議。

1" 智慧農業對農業領域的革新

智慧農業有廣義與狹義之分。廣義的智慧農業是指通過云計算、傳感網、3S（遙感技術、地理信息系統、全球定位系統）等多種現代信息技術手段，在農業生產、經營、管理和服務等各個環節進行綜合且全面的應用[1-2]。它旨在提高農業生產的效率、精準度和可持續性，通過智能化手段優化資源配置，減少浪費，提升農產品的質量和安全，同時增強農業的市場競爭力和可持續發展能力。狹義的智慧農業主要是指在傳統農業中應用當下現有的物聯網技術，通過智能傳感器和第三方應用軟件，利用移動平臺或計算機云平臺對農業生產進行智能控制的一種農業生產方式。主要關注于農業生產領域的智能化改造，通過技術手段提高農業生產效率和產量，減少資源浪費和環境污染，提升農產品的質量和安全。它是智慧農業發展的基礎階段，也是推動農業現代化進程的重要手段之一[3]。智慧農業對農業產業升級起著關鍵性作用，自2014年提出以來，迅速引起了廣泛的關注，為提升農業產業的效力效益效果，政府和有關部門投入了大量的資金、人力、技術支持，產生了巨大影響[4]。

目前，壽光市智慧農業下的蔬菜大棚種植對比傳統農業，已經可以實現無土栽培，甚至無光栽培，即使這樣，蔬菜的產量仍可達到傳統農業種植的3～5倍。采用智慧農業技術使農作物的施肥和灌溉過程無需人工勞作，利用水肥一體機，通過水肥一體化灌溉系統精準完成，這比采用傳統的大水漫灌要節水70%～80%左右。此外，智慧農業也使得種植空間不在只限于平面土地上，而是可以垂直立體多角度，土地節約率高達80%。最后的噴灑農藥環節和收獲環節也是利用無人機噴灑農藥，通過機器人進行大棚采摘。在智慧農業的環境下，現代信息技術在其中得到充分的應用，使得人的智慧最大限度地轉化為先進的生產力并創造出先進的生產工具。智慧農業技術中充分地融入了知識要素，將其與資本要素和勞動要素相結合，實現了投入效應的最大化，使得信息、知識變為農業中經濟增長的主導因素[5]。所以，智慧農業在當今大力倡導低碳經濟的時代背景下，以新形態出現在農業發展的過程中，是必然選擇，也符合人類對未來可持續發展的愿望。

從產業鏈上看，傳統農業的利潤計算往往只包含初級農產品的生產過程，而忽略了農業生產整體的產業鏈。生產過程只在產業鏈的最上游，其利潤率在整個產業鏈中最低。可以利用智慧農業技術將生產、加工、儲存和銷售等多個環節與農產品緊密融合為一個完整的產業鏈條[6]，使農業利潤不再僅僅依賴于對初級農產品的加工，而是整個產業鏈條延伸后利潤綜合計算的結果。利用智慧農業技術將農產品產業鏈延伸，也使得蔬菜大棚能成為利潤率較高的產業之一。例如，普通露天栽培黃瓜一季畝產量通常在1 000～3 000 kg。而溫室栽培伴以技術加持（防風機、水肥一體機、溫濕度傳感器等智能化設備），如果管理得當，黃瓜一季畝產可以超過4 000 kg，甚至5 000 kg以上。

從政府扶持政策來看，農業生產風險被降低。當前政府在農業中實行“四補貼”，在農業生產中主要面向種糧農戶分別進行直接補貼、農業生產資料綜合補貼、優良品種種植補貼和農業機械工具購置補貼[7]。2024年，據統計，關于補貼資金的發放，壽光市政府要求以村為單位登記、公示，并逐級審核上報，經匯總統計涉及農戶5.3萬戶，補貼標準120元/畝，補貼資金為9 151萬元。由此可見，政府對于發展現代化農業的支持力度之大。

2" 壽光市使用智慧農業技術下的發展現狀

當前，我國政府部門對現代農業的發展高度重視，先后頒布了多個現代農業的相關政策，全力支持我國智慧農業的發展。目前，確定的國家級現代農業示范區已經有近200個，其中在壽光市就有65個。端牢中國飯碗是國之大事，保障糧食安全事關發展全局。面對我國農業勞動力減少、老齡化趨勢嚴重的緊迫現實，不少地方開展了智慧農場建設的探索，為解決未來誰來種田、如何種好田積累了一些經驗，但仍然處于起步階段，還面臨很多的困難和挑戰。壽光市是山東省政府批復確定的全國重要的蔬菜生產研發基地和質量標準中心、縣域高質量發展樣板城市。2022年，壽光市實現地區生產總值（GDP）1 002.1億元，其中，第一產業實現增加值131.6億元，第二產業實現增加值435.9億元，第三產業實現增加值434.7億元。2023年，地區生產總值（GDP）實現1 028.7 億元，按可比價格核算，同比增長 5.1%，但第一產業增幅卻明顯放緩。因此2024年，壽光市頒布了《關于強化“壽光市模式”品牌管理提升和國際化輸出的建議與意見》，目的在于發揮好蔬菜產業的優勢，牢牢把握住農業供給側結構性改革這條主線，政府通過不斷優化資源配置，推動形成將市場作為導向、將安全作為底線、將科技看作動力、發揮品牌引領作用、緊抓標準化生產過程、依照“六位一體”的現代農業生產經營體系完善組織發展的路徑。對內，可以通過農業來扶助提拔工業，依靠工業的成果再反向鞏固農業設施，以此實現工業農業互幫互助、三大產業的互相融合。對外，不斷向全國輸送相關技術、專業人才、統一標準和問題解決方案，從而帶動壽光市棚戶增收致富[8]。這說明現代化蔬菜大棚確實可以幫助農民更好地把農產品銷售到全國，從而提高農民收入、促進農村經濟發展。然而，壽光市棚戶們在蔬菜大棚中采用智慧種植技術時，并沒有想象中的那么一帆風順。壽光市蔬菜大棚現代化發展也存在一定的問題，因此出現壽光市農業同比增長率降幅過大現象。這些問題如果得到妥善解決，壽光市蔬菜大棚經濟將迎來巨大的發展機遇，如果解決不好，當地或將錯過發展的風口。

3" 壽光市發展智慧農業面臨的困難

目前，壽光市在加快推進農業新興產業的發展，但實現農業現代化的過程還存在不少制約因素，主要表現在以下幾個方面。

3.1" 初始投資成本高

雖然蔬菜大棚技術的經濟效益顯著，但其初始投資成本相對較高。尤其是現代化、智能化的大棚設施，其造價往往較高，在壽光市卷簾機、放風機價格普遍在2 000～8 000元，水肥一體機價格更高。智慧農業建設涉及到先進的信息技術，傳感器、智能設備等高成本設備和系統，生產成本包括了各種技術設備、人工維護、電力和水資源等多項費用，這些都是傳統農業所不具備的，因此生產成本相對較高，這使得農民和農業企業在采用這些技術時面臨著較高的投資成本，尤其是對于壽光市的一些小規模的農場或農戶而言，可能難以承擔[9]。

3.2" 相關技術人才缺失及老齡化，無法突破“人才關”

蔬菜大棚生產技術需要較高的技術和知識門檻。種植戶需要掌握一定的農業技術和知識才能有效地利用大棚設施進行蔬菜生產。然而，在壽光市農村地區許多農民的文化素質和農業技術水平相對較低難以適應大棚蔬菜種植技術的要求，且農村大部分年輕人外出工作，勞動力外流[9]。此外大棚蔬菜種植技術需要較高水平的人工操作和管理。以壽光市蔬菜大棚種植的黃瓜、西紅柿為例，一季作物的日常管理時間總和約800～1 200 h。例如，需要根據蔬菜的生長周期和環境條件及時調整灌溉、施肥、通風等管理措施。如果管理不善或操作不當，可能會導致病蟲害發生、產量下降等問題。此外，在惡劣天氣條件下，還需要及時采取應對措施以保護大棚設施和蔬菜作物。壽光市的一些農民接受度和意愿不足，也是一大嚴重問題。部分農民依照傳統農業的方式和經驗，可能對新的技術和管理模式持保守態度，他們可能認為傳統的農業生產方式已經足夠滿足需求，不愿意改變。因此，提高農民的接受度和意愿，增強其對智慧農業的認可和支持，是智慧農業建設面臨的另一個挑戰。這些都要求大量的人力與相關的技術知識儲備來解決。

3.3" 傳統農業造成生態環境的污染，無法達到高標準農田標準

蔬菜大棚在進行智慧種植的過程中可能會面臨環境污染和生態風險。例如，農戶為了節約從家到農田的路程或節省投資成本，傳統農業習慣在相鄰不遠的村莊、工業礦產企業或者村道公路邊的區域選擇地點修建蔬菜大棚，這些地點的土地無法達到高標準農田的要求，并且極易受到工業二氧化硫、氟化物、碳氫化合物、氯氣及煙塵的污染，危害蔬菜品質，減少棚的使用壽命[10]。另外，棚膜使用壽命大約在3年，保溫被的使用壽命大約在5年，農戶的不當處理（如焚燒），會制造大量有害氣體。同時，長期單一使用化肥和農藥也可能導致土壤和地下水污染以及蔬菜中農藥殘留超標等問題。這些問題不僅影響蔬菜的品質和安全性，還可能對生態環境造成長期影響。再者，農業的種植過程本身就如同在天然的“露天工廠”中工作，日常農業生產過程中的風險和不確定性難以掌控。而傳統農業生產過程中對自然環境和生長因子的控制水平與要求卻并不高。這些因素都影響了智慧農業的發展。

3.4" 傳統農業功能單一，精細化產業化程度不高

目前，壽光市傳統農業的功能單一，其多個方面，如生產、生態、文化、休閑旅游功能并沒有綜合協調發展，具有各種不確定性。農業外延的潛力并沒有被挖掘出來，因此，產業化程度并不高。壽光市作為山東的“蔬菜之鄉”，其品牌效應并沒有得到很好的利用[11]，區域特色也沒有完全展現，使得當前農業服務產業化水平并不高。智慧農業技術在目前的生產、管理、流通、監管和安全等方面的應用程度不夠高，缺少典型示范的案例。因此，嚴重影響了農業資源的利用率和農業生產精細化的提升。

4" 壽光市當前智慧農業困境的解決對策

4.1" 內培外引提升相關人才質量和能力

智慧農業人才培養是系統工程，壽光市在培養人才方面可考慮政府、高校和企業聯合培養。鼓勵外出的年輕工作者積極回鄉創業，使其能為家鄉振興獻出力量[12]。對當地從業者進行穩定頻次的智慧農業技術知識培訓，使其獲得更多的經驗與技巧，提高其農業種植的專業性。提升蔬菜大棚種植專業技術人才的福利待遇，吸引更多有技術的人才為壽光市蔬菜大棚發展貢獻力量。此外，壽光市可積極與各高等院校建立合作關系，為高校農學畢業生提供實習、實踐場所，從而將高校畢業生納入當地智慧農業種植團隊。壽光市各蔬菜龍頭企業可積極根據自身發展戰略，利用市場化手段培養農村農業現代化人才，提升相關專業技術人才的能力。

4.2" 加強環境治理，做好生態修復，打造高標準農田

加快推動壽光市蔬菜大棚綠色低碳轉型。對當地種植業應推動出臺加強農業高標準農田分區管控的意見，制定全面實行排污許可制實施方案。要完善蔬菜大棚環境評價管理服務制度體系，推動由能耗“雙控”逐步轉向碳排放的“雙控”，建立健全碳排放市場交易制度。還要對壽光市已使用智慧種植的大棚加強生態保護修復監管，要在生態保護修復上強化統一監管。堅持精準、科學、依法治污。切實加強生態保護修復監管，加強高標準農田常態化監管，推動實施重要生態系統保護。建設高標準農田對于發展智慧農業至關重要，不但可以保護種植環境，也可以保證農戶的實際產量。最后，我們還要加強農戶對于農田保護的意識教育，必須提高公眾對農業生態環境問題的認識和關注度，增強社會各界對農田保護的責任感和使命感。

4.3" 積極尋求地方政府支持

智慧農業具有一次性投資量大、農戶受益面廣和公益性強等特點，壽光市蔬菜要發展智慧種植肯定需要政府大力支持和引導。另外，地方政府要制定相關政策與法規，保護技術知識產權和農業資金投入，維護智慧農業主體的合法權益。實施智慧農業補貼，如今我國已處于“工業反哺農業，城市支持農村”的階段，農業機械、家用電器、良優種植等相關補貼政策的實施無一不能夠刺激農村當下的經濟發展，從而提高農民收入，并且提高農戶在農業生產中的積極性[12]。此外，政府通過大力宣傳，加深壽光市蔬菜品牌影響力，提高知名度和美譽度，通過講好品牌故事，強調當地蔬菜的獨特性與品質，樹立良好的口碑。還可以讓壽光市當地龍頭企業充分發揮帶頭作用，將分散的棚戶聚集起來，擴大規模生產，提高農作物種植技術水平與農業生產精細化管理水平，形成“龍頭企業+農民個體”的合作模式，實現一體化發展。

4.4" 達成農業精細化，提高市場競爭力

這要求壽光市政府利用好科技手段，對不同的農產品和生產對象進行針對性的精細化操作[12]。不但要滿足農業作物的生長所需，還要顧及環境的保護與資源的合理利用，提高農業生產對自然環境變化的應對能力。提高生產效率，在生產的過程中，實現產業化、標準化，以此來保證農產品的安全指標。合理安排農業用地，節約土地成本，加強當地部門農業生產的效率，實現組織化、規模化、集約化和工廠化[12]。壽光市也可以將農業產業與互聯網結合，利用農產品電商平臺[3，13]，發展農村農業電商，這樣不但可以降低信息搜集的成本，也可以節約經營管理上的成本。

5 結束語

目前，壽光市利用智慧農業技術在蔬菜大棚產業中已經產生了顯著的成效，這也為壽光市的蔬菜大棚產業帶來新的機遇與挑戰。在智慧農業技術的推廣和應用中還存在一些問題，如高成本、高技術門檻、高級技術人才和高精細化等都是當前智慧農業技術推廣中面臨的挑戰。因此，壽光市在發展智慧農業時，要格外加強對于人才的培養和政府的扶持，加大對智慧農業技術的研發和推廣力度，保護好傳統農業下的農田，做到產業化精細化，未來為農業生產的可持續發展提供更多的支持和保障。

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第一作者簡介：張建成（1972-），男，博士，教授。研究方向為農林經濟管理，產業經濟學，經濟史。