物聯網技術在農業生產中的應用與發展

摘 要 針對農業物聯網技術的國內外發展現狀進行了簡要概述，對貴州省農業物聯網發展情況進行了介紹，通過對農業互聯網技術應用案例進行分析，進一步增進農技工作者、農業生產企業了解物聯網技術在促進農業提質增效過程中的應用和實施效果情況。

關鍵詞 農業生產;物聯網技術;現狀;貴州省

中圖分類號：F323 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.35.067

當前，我國農業生產水平和現代化發展水平逐年提高，通過將物聯網技術應用到農業生產中，加快推動傳統農業向數字農業、精準農業和智慧農業方向轉型升級，實現農業集約、高產、優質、高效、生態和安全發展目標，加快農業農村現代化，提高農業質量效益和農業國際競爭力水平，促進農業大國向農業強國轉變，建設現代化農業具有非常深遠而重大的意義。在農業生產中應用物聯網技術，對實現農業提質增效，保障農產品安全，促進農業轉型升級具有積極重要的作用，因此，針對國內外物聯網技術在農業生產中的應用案例進行了簡要分析和介紹。

1 定義

農業物聯網具體來說，就是運用各類傳感器、射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）、視覺采集終端等感知設備，廣泛地采集農業生產中的溫度、濕度、pH值、光合有效輻射及CO2濃度等環境參數，通過建立農作物生長數據模型，利用傳感設備、無線通信終端及遠程智能控制裝置等現代信息傳輸通道，實現農業遠程控制、農事管理、可視化遠程診斷及災變預警等智能管理，使農作物處于最佳的生長環境，進而實現農業集約、高產、優質、高效、生態和安全的目標[1]。

2 發展現狀

2.1 國外發展現狀

受地理環境差異、地區發展不平衡和政策導向性作用等因素的影響，我國在農業互聯網技術的研究、應用規模上較歐洲、美國、日本和以色列等發達國家和地區仍處于相對較低的水平，物聯網技術在農業生產中的應用和推廣普及還在不斷地開發和發展中。目前，歐、美、日等發達國家和地區在農業物聯網技術領域的研究、應用和發展模式日趨成熟，通過導入物聯網技術，在規模化農場中已基本實現農業生產的精細化控制和管理，達到降低人工和投入成本，提高生產能力和產品質量的目的。李雁星提到目前美國在農業物聯網技術的應用研究和推廣及開發應用方面正逐漸向小型化、智能化、嵌入式和農業移動化的方向轉變[2]，其中較為典型的應用案例是英特爾公司通過在葡萄園基地安裝一定數量的物聯網傳感器，對土壤溫度、濕度、CO2濃度等環境參數進行實時監測和檢測，以確保葡萄可以按照設定的最佳參數生長，率先在俄勒岡建立了世界上第一個無線葡萄園。美國的Illuminum Greenhouses公司通過太陽能供電的物聯網傳感器實現了溫室光照、氣壓、濕度和溫度等信息的自動采集，數據計算和統計分析，從而實現自動通風、補光、調節溫濕度等措施;和美國一樣，德國、荷蘭等歐洲發達國家高度重視物聯網技術在農業領域的應用研究和推廣應用。歐盟也是世界范圍內第一系統提出物聯網發展和管理計劃的機構。李瑾等提到，在工業4.0戰略框架下，德國通過突破重點農業信息技術，在“互聯網+”現代農業領域逐步形成了以農用智能裝備為主導的“互聯網+”農機智造模式，農業信息化建設進入信息技術熟化、產業化和專業化發展階段[3]。荷蘭通過借助歐洲先進的工業自動化技術，實施溫室革命，建立了高效的溫室農業生產體系，超80%以上的農業種植者通過計算機就能實現溫室智能控制，成為世界農業生產機械化、智能化、自動化程度較為領先的國家。日本、以色列等亞洲國家的農業物聯網技術同樣高度發達：在日本，農業物聯網被列入日本政府計劃，截至目前，全日本有超50%以上的農戶選擇使用農業物聯網技術，農業物聯網科技成果的轉化率高達75%，其對農業物聯網技術的研究主要集中在精準農業的基礎研究和精準農業機械的研究2個方面;以色列更是世界農業物聯網技術應用最為領先，農業信息化、自動化及精細化發展最為明顯的國家，以色列作為世界上人均耕地面積不足0.05 hm2、人均水資源占有量不足400 m3的資源匱乏國家，通過利用計算機滴灌技術打造節水農業、通過感應技術實施保護地栽培、實施自動化技術實現農產品規范化儲運等措施，發展成為歐洲最大的瓜果、蔬菜出口國，被譽為“歐洲果籃”。

2.2 國內發展現狀

農業物聯網技術在我國農業生產中的應用始于20世紀90年代，在經濟發展條件相對較好的北京、浙江、江蘇和福建等地區，農業物聯網技術的發展已具一定的規模和基礎。其中，北京京福藝農農業科技有限公司、北菜園等已將無線傳感技術、物聯網、農產品生產種植溯源技術、遠程種植管理和遠程智能化自動控制等技術全面地運用到了農產品種植的現代化生產管理過程中;南京遠拓科技有限公司為農場開發的物聯網技術已將溫度、濕度和光照等類型的傳感器布進了標準化的生產大棚中，利用傳感器采集數據和進行數據傳輸，工作人員憑著計算機或手機就可實現對蔬菜種植情況的了解和管理;浙江托普云農科技股份有限公司利用人工智能、物聯網、大數據和區塊鏈等數字技術，通過在蔬菜基地接入空氣溫度、溫度、土壤溫度、土壤水分、光照、CO2、葉面溫度、莖稈微變化和溫室小管家等傳感設備，能精確采集蔬菜大棚的環境信息和植物生理數據，采集數據可上傳至智慧云平臺，通過網頁設置傳感器上下限數值，控制風機、內外遮陽、水肥等設備，保證蔬菜最佳生長環境，實現了區域農情信息自動化精細化管理、遠程監測、全程溯源的智能化模式，使農事操作者從繁重的人工管理作業中解放出來，坐在電腦前，即可通過網頁或手機App輕松掌握各基地情況;俞大清對農業物聯網技術在溫室設施辣椒種植中的應用情況調查分析結果表明：農業物聯網技術應用在設施農業，對增加作物產量、改善作物品質、調節作物生物量和作物生長周期具有較好的實施應用效果[4]，通過應用在溫室辣椒種植生產中，可降低節水灌溉成本、降低施肥、減少溫室污染物排放、改善環境污染，實現降低病蟲害發生率10%以上、降低勞動力成本25%以上及提高勞動生產率30%以上。

2.3 貴州省智慧農業發展現狀

近年來，農業物聯網技術在貴州省內逐步得到一定的推廣應用，但是由于貴州省國土面積92.5%都是山地，貴州省土地面積中，耕地占農用面積的比例約為29.5%，存在耕地面積較小、質量不高、耕地后備資源不足、生產規模小、穩定性和可控程度偏低的現狀，致使物聯網技術在貴州省的農業生產中的規模化應用較發達地區仍然較小。為進一步深入推進農村產業革命和農業現代化進程，自2018年起，貴州省委、省政府提出了縱深推進33.33 hm2以上壩區農業產業結構調整的重大政策舉措。據統計，截至目前貴州省共有33.33 hm2以上壩區1 725個，涉及86個縣（市、區）、854個鄉鎮4 700個村，其種植土地面積32.57萬公頃，占全省耕地面積的7.2%，平均每個壩區的種植面積為188.80 hm2[5]，其中設施大棚約5 621萬平方米（貴陽市蔬菜育苗大棚9.5萬平方米、生產大棚47.4萬平方米），隨著壩區農業產業結構調整的縱深推進，設施農業投入不斷加大，為農業互聯網技術在農業生產中的發展應用奠定了堅實基礎。根據貴州省信息中心2018年組織開展的農業領域物聯網應用專題調研數據顯示，物聯網技術在貴州省農業生產中的應用日趨廣泛，應用領域覆蓋蔬菜、茶葉、畜禽及獼猴桃等農業產業，應用技術包括田間氣象預測、災變預警、遠程控制及農產品質量追溯等，農業物聯網技術正由初級發展向高級方向過渡，參與使用的企業越來越多，農業物聯網技術正日益成為政府、高校、科研院所及企業高度關注的熱點，成為科研、應用、產業化相結合的一支生力軍。例如，羅甸縣郎當種養殖專業合作社的火龍果種植基地，采取自動化農機具設備、種植物聯網設備等先進手段，通過生產過程的數字化管理，對田間作業、投入品使用及果品品質等進行分析改進，建立起標準化的技術體系，制定科技種植解決方案，輻射周邊地區的種植者，樹立品牌和質量意識，品質和供應雙穩定帶來銷量和價格提高，給項目周邊輻射區的廣大種植戶帶來巨大的經濟收入。恒大地利集團蔬菜培育中心的智能化全程管理蔬菜培育系統，主要從物聯網監測、肥水智能控制及溫濕度智能控制、光照智能控制等方面建設現代化的蔬菜種植大棚，積極探索現代化育苗、無土栽培等新型蔬菜生產種植模式，大量節省人力資源，提高蔬菜品質和產量，帶動貧困農戶增收。貴州卓豪農業科技股份有限公司建設的農業信息化管理平臺（App）及配套物聯網設施（三岔基地、沐恩寺基地）;盤州刺梨產業發展項目基于區塊鏈技術建設從“田間到餐桌”的全環節追溯系統;望謨縣牛犇谷跑山肉牛養殖項目實現了養殖、屠宰、運輸、加工及銷售的全程透明化管理等，均在貴州省農業領域物聯網應用中起到了良好的示范和帶動作用。

3 結語

隨著我國經濟和社會的持續高速發展，提高農產品綜合產出效益，保障農產品質量安全越來越受到黨和政府及人們的高度重視。大量研究和實踐應用證明，在農業生產中應用物聯網技術，對實現農業提質增效，保障農畜產品安全，促進農業轉型升級具有積極重要作用。因此，建議政府有關部門應積極探索農業物聯網發展模式，為促進鄉村振興，實現農業增效、農民增收，壯大農業農村經濟提供現代信息技術支撐。

參考文獻：

[1] 李道亮，楊昊.農業物聯網技術研究進展與發展趨勢分析[J].農業機械學報，2018（1）：1-20.

[2] 李雁星.南寧市農業物聯網技術實踐應用研究[D].南寧：廣西大學，2020.

[3] 李瑾，馮獻，郭美榮，等.“互聯網+”現代農業發展模式的國際比較與借鑒[J].農業現代化研究，2018（2）：194-202.

[4] 俞大清.農業物聯網技術在溫室設施辣椒種植中的應用情況調查：以福清市綠豐農業公司為例[D].福州：福建農林大學，2018.

[5] 羅亮亮.推動500畝以上壩區農業高效發展：訪省農業農村廳黨組成員、副廳長步濤[J].當代貴州，2019（10）：50-51.

收稿日期：2021-11-13

作者簡介：劉秋廷（1984—），女，四川江津人，本科，農藝師，研究方向為蔬菜技術服務推廣。E-mail：1274959715@qq.com。