在“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”的時代背景下,傳統(tǒng)大豆種植模式長期受困于高投入、低效益、環(huán)境污染等發(fā)展瓶頸。相關(guān)部門系統(tǒng)探討了“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”在大豆種植領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,深入剖析精準農(nóng)業(yè)、智能化管理及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)如何重塑大豆種植范式,并進一步分析其在實踐推廣過程中面臨的現(xiàn)實挑戰(zhàn),對大豆種植的未來趨勢展開前瞻性展望,提出針對性建議,旨在推動數(shù)字化大豆種植向更加高效、環(huán)保的方向發(fā)展。
一、“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”模式的基本概念
“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”并非互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程的簡單疊加,而是現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈深度融合的系統(tǒng)性創(chuàng)新范式。它借助數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化手段,打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的時空限制,在耕種、管理、收獲、流通等各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)精準調(diào)控與智能決策,從而推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的根本性變革。
以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為例,該技術(shù)通過有機整合傳感器、控制終端與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),可實時采集農(nóng)業(yè)環(huán)境中的土壤濕度、溫度、pH、光照強度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)云計算平臺匯總處理后,再結(jié)合大數(shù)據(jù)分析模型,能為種植者提供科學決策依據(jù),指導(dǎo)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化、肥水管理調(diào)整及病蟲害綠色防控等具體生產(chǎn)操作,有效提升農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。
在大豆種植領(lǐng)域,“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”的深度實踐已初顯成效。以無人機植保、自動導(dǎo)航播種機等智能裝備為核心支撐,不僅大幅提升了作業(yè)效率與精準度,還顯著降低了生產(chǎn)對人工的依賴。這種以智能技術(shù)為核心驅(qū)動力的新型農(nóng)業(yè)模式,既為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)注入創(chuàng)新活力,也為未來農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展開辟了更廣闊的想象空間。
二、傳統(tǒng)大豆種植模式的局限性及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
傳統(tǒng)大豆種植模式在實際生產(chǎn)過程中暴露了多種問題,嚴重制約了大豆產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和升級。在生產(chǎn)端,土壤退化、病蟲害頻發(fā)、低產(chǎn)、高投入等一系列問題困擾著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者;在消費端,大豆加工產(chǎn)品附加值較低,整體利潤空間有限,導(dǎo)致大豆生產(chǎn)端缺乏足夠的市場激勵,進一步加劇了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深層次矛盾。
(一)土壤養(yǎng)分不均衡與資源浪費
傳統(tǒng)大豆種植高度依賴農(nóng)民經(jīng)驗判斷土壤肥力與作物生長狀況,缺乏精準數(shù)據(jù)支撐。這一模式直接導(dǎo)致施肥環(huán)節(jié)存在顯著盲目性:一部分區(qū)域因過量施肥引發(fā)土壤養(yǎng)分失衡、重金屬積累等健康問題,另一部分區(qū)域則因施肥不足抑制作物生長潛力。過度施肥不僅造成化肥資源的無效損耗,還會誘發(fā)土壤板結(jié)、微生物群落破壞等退化問題,對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)形成長期威脅。此外,傳統(tǒng)灌溉模式普遍缺乏對作物需水規(guī)律的動態(tài)感知,灌溉量與作物實際需求錯配現(xiàn)象突出,導(dǎo)致水資源浪費率居高不下,既增加了生產(chǎn)成本,又加劇了農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用壓力。
(二)病蟲害防治效率低下與品質(zhì)參差不齊
農(nóng)民對病蟲害的防控高度依賴周期性農(nóng)藥噴灑,這種“一刀切”式的防治策略往往難以應(yīng)對病蟲害種類多樣化、發(fā)生規(guī)律動態(tài)化的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。當面對突發(fā)性病蟲害或抗藥性變異時,滯后的防治響應(yīng)常導(dǎo)致防控窗口期錯失,不僅降低防治效率,還可能因重復(fù)用藥增加生產(chǎn)成本。過度依賴化學農(nóng)藥不僅加劇土壤微生態(tài)失衡、作物農(nóng)殘超標等風險,還可能通過食物鏈傳導(dǎo)威脅生態(tài)安全。此外,由于缺乏實時監(jiān)測手段,農(nóng)民難以及時捕捉病蟲害早期征兆,導(dǎo)致大豆生長關(guān)鍵期遭受侵害,最終出現(xiàn)豆粒飽滿度不一、蛋白質(zhì)含量波動等品質(zhì)問題,難以滿足高端豆制品加工對原料均質(zhì)性的嚴苛要求。
(三)產(chǎn)量不穩(wěn)定與缺乏市場價格激勵
多數(shù)研究認為,國內(nèi)大豆價格主要受供需關(guān)系和貨幣因素的影響,實際上大豆產(chǎn)量受氣候、土壤條件和品種等多重因素的制約,尤其是在氣候變化日益嚴峻的背景下,作物生長的不穩(wěn)定性進一步加劇。無論是干旱還是過度降水,氣候的不確定性均使得大豆產(chǎn)量難以穩(wěn)定保障,從而影響整體產(chǎn)量的預(yù)測和市場供應(yīng)。同時,大豆生產(chǎn)與市場需求存在較大脫節(jié)。種植者的收入與市場價格波動緊密相關(guān),但目前缺乏穩(wěn)定的市場機制和合理的價格回報。此外,大豆加工產(chǎn)品的附加值較低,加工環(huán)節(jié)的利潤空間狹窄,導(dǎo)致大豆生產(chǎn)缺乏足夠的市場激勵,難以形成可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。在這種情況下,盡管“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了大豆的生產(chǎn)效率,增加了供給,但由于市場機制不夠完善,價格波動和產(chǎn)業(yè)鏈問題仍然制約著大豆產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展。
三、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下大豆高效種植模式
“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”深度融合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和數(shù)字技術(shù),為大豆種植量身定制一系列高效解決方案,顯著提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準度、智能化水平和決策效率。
(一)精準化生產(chǎn)與智能化管理
利用精準農(nóng)業(yè)技術(shù),種植者可以實時采集土壤數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)及作物生長等關(guān)鍵數(shù)據(jù),進而據(jù)此精準調(diào)整種植方案。無人機、自動化噴灌系統(tǒng)、智能播種機等智能化設(shè)備的投入使用,不僅大幅降低了人工勞動強度,還顯著提升了生產(chǎn)效率。同時,這些設(shè)備通過精準作業(yè),有效減少了農(nóng)藥和化肥的施用量,既保護了土壤健康,又降低了環(huán)境污染。精準化生產(chǎn)在優(yōu)化水資源利用的同時,還能通過科學施肥為大豆生長營造最佳環(huán)境。
利用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù),土壤狀況、氣候條件、作物生長等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)均可實現(xiàn)精準監(jiān)測與調(diào)控,確保每項農(nóng)業(yè)決策均有科學數(shù)據(jù)和實時反饋作為支撐。精準種植模式不僅提高了生產(chǎn)效率,還降低了資源浪費,徹底改變了傳統(tǒng)種植方式的盲目性。
(二)數(shù)據(jù)驅(qū)動決策與精準施肥
大數(shù)據(jù)技術(shù)可對土壤肥力、氣候條件、種植歷史等多維數(shù)據(jù)進行分析,為農(nóng)民提供精準的施肥方案。與傳統(tǒng)的施肥方式不同,基于大數(shù)據(jù)的精準施肥方案能依據(jù)土壤特性和大豆生長需求,最大限度地提升肥料利用效率,避免肥料浪費或過度施用,保障大豆獲得充足的營養(yǎng)供給。
智能化管理還可實時監(jiān)測病蟲害等問題,通過技術(shù)手段及時介入處理,減少對農(nóng)藥、化肥的過度依賴。這些技術(shù)的融入,讓大豆生產(chǎn)更趨精準高效,能夠通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)綜合治理與管理,進而推動大豆產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。
(三)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與精準灌溉
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)通過傳感器和實時數(shù)據(jù)監(jiān)測,能夠精確跟蹤土壤濕度、氣候條件、土壤酸堿度等多個關(guān)鍵指標,為農(nóng)民提供高效的灌溉方案。在大豆生長周期中,水分的科學管理至關(guān)重要。精準灌溉系統(tǒng)通過采集土壤和氣象數(shù)據(jù),動態(tài)調(diào)節(jié)灌溉水量,既能避免水資源浪費、提升利用效率,又能增強大豆的抗旱能力,確保其在干旱環(huán)境下仍能保持良好長勢。
以吉林省某大豆種植基地為例,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在此發(fā)揮關(guān)鍵作用。該技術(shù)通過實時監(jiān)測土壤濕度,精準調(diào)控灌溉水量,顯著提升了水分利用效率。系統(tǒng)可依據(jù)土壤實時濕度數(shù)據(jù)自動啟停灌溉設(shè)備,有效規(guī)避了傳統(tǒng)人工灌溉的判斷誤差,既節(jié)約了大量水資源,又大幅降低了灌溉成本。通過這種精準化管理,農(nóng)民得以精準把控大豆生長過程中的核心水分,始終為作物營造最適宜的生長環(huán)境。
(四)人工智能與病蟲害防治
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮中,人工智能(AI)技術(shù)正深度重塑病蟲害防治模式,尤其是在大豆等大田作物管理領(lǐng)域展現(xiàn)出較大應(yīng)用潛力。過去,依賴人工巡視和經(jīng)驗判斷的傳統(tǒng)防治方式,存在效率低、響應(yīng)慢、診斷不準確、用藥不科學等弊端,而AI技術(shù)的應(yīng)用徹底打破了這些瓶頸,推動病蟲害監(jiān)測防控向精準化、智能化和前瞻化的方向發(fā)展。
基于圖像識別與深度學習算法的AI系統(tǒng),可通過高清攝像頭、移動終端或無人機搭載的傳感設(shè)備,實時采集作物圖像數(shù)據(jù),對葉片形態(tài)、顏色變化等細微特征進行分析,精準識別病斑類型、蟲害種類及其發(fā)展階段。系統(tǒng)依托大數(shù)據(jù)比對和智能分析,能在病蟲害發(fā)生初期及時發(fā)出預(yù)警,并給出科學防治建議,包括最佳用藥時機、藥劑選擇和施藥量控制等,顯著提升防控的及時性與準確性。
AI技術(shù)與智能裝備的深度融合,進一步提升了病蟲害防治的操作精度與效率。通過與無人機、自動噴灑設(shè)備聯(lián)動,AI系統(tǒng)可依據(jù)病蟲害分布圖實施“靶向施藥”,實現(xiàn)精準定位、定量噴灑,有效避免了傳統(tǒng)大面積無差別施藥導(dǎo)致的資源浪費與生態(tài)破壞。這種精準干預(yù)模式,既大幅降低了農(nóng)藥施用量和防治成本,又減少了農(nóng)藥對土壤、水體和作物的污染風險,為構(gòu)建綠色、安全、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供了有力支撐。
(五)信息化平臺建設(shè)與收成預(yù)測
在農(nóng)業(yè)信息技術(shù)不斷演進的背景下,建設(shè)高效的信息化生產(chǎn)管理平臺已成為現(xiàn)代大豆種植邁向精細化與智能化管理的關(guān)鍵路徑。相較于傳統(tǒng)依賴人工經(jīng)驗與線下管理的模式,信息化平臺通過打通“感知一傳輸一分析一決策”全流程,使農(nóng)業(yè)管理從靜態(tài)走向動態(tài)、從粗放走向精準,為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化注入了強勁動能。
當前,許多農(nóng)業(yè)信息平臺集成了物聯(lián)網(wǎng)傳感、云計算、遙感監(jiān)測等技術(shù),實現(xiàn)對氣象數(shù)據(jù)、土壤濕度與養(yǎng)分、作物生長狀態(tài)等關(guān)鍵生產(chǎn)要素的全面采集與分析。這些數(shù)據(jù)被實時上傳至云端,種植者可以借助手機終端或電腦平臺,隨時隨地掌握田間狀況,對播種、施肥、灌溉及病蟲害防控等環(huán)節(jié)進行科學調(diào)控和精準管理。信息平臺有效提升了農(nóng)業(yè)決策的科學性與響應(yīng)的即時性,特別契合當下勞動力減少與生產(chǎn)節(jié)奏加快的現(xiàn)實需求。
收成預(yù)測是信息化平臺的核心功能亮點之一。通過對歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)、氣象模型、作物生長曲線與地塊特征的交叉分析,系統(tǒng)可模擬大豆在不同生育期內(nèi)的生長趨勢,并對最終產(chǎn)量進行動態(tài)預(yù)估。這種預(yù)測能力不僅有助于農(nóng)戶合理安排采收時間、調(diào)配人力物資,還為農(nóng)業(yè)企業(yè)在糧食收購、加工物流、價格制定等方面提供參考,提升整個產(chǎn)業(yè)鏈的韌性與前瞻性。更關(guān)鍵的是,在應(yīng)對氣候異常、病蟲害暴發(fā)等突發(fā)性農(nóng)業(yè)風險時,平臺基于多源數(shù)據(jù)監(jiān)測與AI算法判別,能夠?qū)崿F(xiàn)早期預(yù)警,輔助農(nóng)民在黃金窗口期采取應(yīng)急措施,最大限度地降低損失。這種從“被動響應(yīng)”到“主動防控”的模式轉(zhuǎn)變,不僅提升了農(nóng)業(yè)應(yīng)對不確定性的能力,還為構(gòu)建更穩(wěn)健的農(nóng)業(yè)生態(tài)體系奠定了基礎(chǔ)。
四、面臨的挑戰(zhàn)與發(fā)展前景
(一)面臨的挑戰(zhàn)
1.技術(shù)挑戰(zhàn)及成本投入較高。“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”作為新興農(nóng)業(yè)發(fā)展模式,在大豆種植領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大潛力,但其技術(shù)普及與應(yīng)用仍面臨多重挑戰(zhàn)。第一,技術(shù)門檻較高。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)從業(yè)者往往難以快速接受和應(yīng)用新技術(shù)手段與設(shè)備,普遍缺乏系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)與支持,導(dǎo)致其對新興農(nóng)業(yè)技術(shù)的理解和操作能力有限,直接影響技術(shù)的有效實施與應(yīng)用效果。第二,農(nóng)業(yè)機械與智能設(shè)備的初期投資成本高昂。高精度傳感器、無人機、自動化灌溉系統(tǒng)等設(shè)備價格不菲,對經(jīng)濟條件有限的農(nóng)民而言資金壓力較大。這種高成本不僅制約了技術(shù)普及,還使農(nóng)民因擔憂成本回收期過長而對新技術(shù)持觀望態(tài)度,進一步延緩了技術(shù)推廣進程。
2.政策支持與法規(guī)相對滯后。當前,我國在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與數(shù)字化推進工作上已取得一定成績,不過,“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”模式的特殊需求,仍未在現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)政策與法規(guī)中得到充分考量。第一,數(shù)字化農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)亟待加強,尤其是在部分偏遠農(nóng)村地區(qū),互聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍不足,智能農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)也處于較低水平,導(dǎo)致許多農(nóng)民難以享受到“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”帶來的技術(shù)福利。一些山區(qū)農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)信號不穩(wěn)定,致使精準灌溉系統(tǒng)、智能農(nóng)機遠程操控等功能無法正常運行,先進技術(shù)難以落地應(yīng)用。第二,現(xiàn)行政策法規(guī)體系也相對滯后,缺乏針對“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”新技術(shù)的專項支持與保障機制。數(shù)據(jù)安全、隱私保護以及農(nóng)民數(shù)據(jù)權(quán)益等問題,尚未得到充分的政策保障,使得部分農(nóng)民對新技術(shù)應(yīng)用心存顧慮。第三,政府在資金支持、技術(shù)推廣與人才培養(yǎng)方面的投入不足。“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”技術(shù)的普及與推廣面臨重重困難,智能農(nóng)業(yè)設(shè)備研發(fā)、農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)等方面資金短缺,限制了技術(shù)的進一步發(fā)展;技術(shù)推廣體系不夠完善,難以將先進技術(shù)及時、有效地傳遞給農(nóng)民;相關(guān)人才培養(yǎng)力度不大,導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)缺乏能夠熟練運用新技術(shù)的專業(yè)人員,阻礙了“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”的深入發(fā)展。
3.市場接受度不高與社會因素。第一,“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”技術(shù)的市場接受度和社會因素也是技術(shù)推廣過程中不可忽視的挑戰(zhàn)。農(nóng)民的傳統(tǒng)觀念仍在一定程度上制約了新技術(shù)的接受與應(yīng)用。尤其是在一些偏遠的農(nóng)村地區(qū),農(nóng)民對“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”技術(shù)的認知較為薄弱,一部分人仍傾向于依賴傳統(tǒng)的經(jīng)驗和方法,缺乏足夠的技術(shù)培訓(xùn)和支持。如何讓農(nóng)民理解和信任這些新技術(shù),成為推廣過程中亟待解決的問題。第二,市場需求的不確定性也是農(nóng)民接受新技術(shù)的一個重要障礙。在大豆種植過程中,許多農(nóng)民對未來的市場價格、產(chǎn)量和效益持謹慎態(tài)度,尤其是在面對新技術(shù)的高投入時,他們往往擔心這些技術(shù)能否帶來可持續(xù)的經(jīng)濟效益。由于“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”技術(shù)的回報周期較長,而短期內(nèi)難以看到顯著的效益,這使得部分農(nóng)民對新技術(shù)的推廣持觀望態(tài)度,甚至出現(xiàn)抵觸情緒,進一步減緩了技術(shù)普及的進程。
(二)發(fā)展前景
盡管當前“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”在大豆種植中面臨不少挑戰(zhàn),但隨著技術(shù)的迭代升級和政策支持的持續(xù)深化,未來這一模式將在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。特別是在精準農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)和綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)的協(xié)同推動下,未來大豆種植將更加強調(diào)生產(chǎn)效率提升、作物質(zhì)量保障與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。農(nóng)業(yè)科技將逐步實現(xiàn)從“生產(chǎn)工具”向“生產(chǎn)伙伴”的轉(zhuǎn)變,為農(nóng)民提供全方位的智能化支持。
隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的深度滲透,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將逐步向自動化、智能化、精準化的方向發(fā)展,進一步提升作物的生產(chǎn)效率和資源利用率。在這一過程中,政策和法規(guī)的完善將為農(nóng)民提供更有力的保障,推動“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用與場景創(chuàng)新。
五、結(jié)語
在“互聯(lián)網(wǎng) + 農(nóng)業(yè)”的背景下,大豆種植模式正借助精準農(nóng)業(yè)、智能化管理和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型。這些技術(shù)不僅提高了生產(chǎn)效率,優(yōu)化了資源利用,還有效減輕了環(huán)境負擔。然而,技術(shù)推廣面臨農(nóng)民技術(shù)接受度和資金投入的挑戰(zhàn),尤其是在設(shè)備初期成本較高的情況下,農(nóng)民面臨較大的經(jīng)濟壓力。對此,政府和企業(yè)需加強技術(shù)培訓(xùn),降低設(shè)備成本,以推動技術(shù)普及。隨著技術(shù)持續(xù)進步和政策支持力度加大,數(shù)字農(nóng)業(yè)將在大豆種植中發(fā)揮核心作用,推動農(nóng)業(yè)朝著智能化、綠色化和可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展,進而促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提升和鄉(xiāng)村振興目標的實現(xiàn)。
作者簡介:趙忠運(1970一),男,山東單縣人,大專,助理農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)學研究工作。