基于智慧農業背景下土壤醫療機構運營模式探索與實踐

王佳琪，周金蒙

(黑龍江大學現代農業與生態環境學院，哈爾濱 150080)

我國土壤污染問題日益嚴重，農業土地資源的質量和數量阻礙了農業的可持續發展。農業資源消耗成本較高，農業資源開采過度、農業基礎設施短缺、農產品問題日益顯現，這給我國農業發展提出了更多的挑戰。自2017年起，我國連續多年均有涉及智慧農業相關內容的政策出臺，基于這一背景，現代農業生產方式升級轉型迫在眉睫。隨著互聯網技術的不斷升級，其在多領域應用都起到了積極正面的效果，將其與新農業技術相結合，將為大力發展智慧農業提供基礎保障。

1 智慧農業發展存在的問題

我國很多地方的農業基礎設施仍然較為落后，大型現代化農業機械用具設備少，產品結構單一，技術研究基礎薄弱，具備實時數據采集、自動監控等功能的裝備產品較少。個別區域的灌溉仍采用大水漫灌，缺少滴灌、噴灌等基礎設施。智慧農業的發展離不開專業技術人員和充足資金的保障。但是，掌握物聯網技術和現代農業技術的綜合人才缺失，高素質農民也較為匱乏，從事農業勞動的人口在逐漸減少。智慧農業的全面推廣需要大量資金的支持，現代化設備成本較高，鑒于農業具有生態區域性和建設分散性，推廣智慧農業不能大規模復制，其項目主體特點為數量多、層次多、領域廣、地點散、監管難度大，因此投資成本高，投資回報率低。我國還未建立頂層系統化的全國農業科研體系，眾多農業科研機構未構成統一體系，沒有明確的科研分工、合作指導及溝通渠道，眾多科研機構的小型科研課題重復，突破性的大型科研課題難以系統化合作完成。針對以上問題，基于大學生創新創業項目的課題研究，根據智慧農業在大田中實際應用的情境進行打造智慧農業新型模式、構建服務型信息平臺、病蟲識別系統設計、整合優質資源等智慧農業新模式探索，不斷完善智慧農業實際應用模式。

2 土壤醫療機構運營模式的探索實踐

傳統農業中，智慧農業應用于大田時常采用物聯網與傳感器相結合的技術，僅監測作物生長相關情況，如溫度、水分、土壤溫濕度、電導率等，并根據需求直接補充，常常忽略作物及土壤的實際狀態和后續肥力情況。農作物連種造成“土壤病”、設施農業下的“土壤障礙病”，農戶備受技術問題的困擾。根據土壤的實際情況，在傳統智慧農業的基礎上，為合理利用土壤，監控土壤情況，推出接診-現場研判-采樣檢測-問題判斷-給定治理方案-展開綜合防治的新型智慧農業模式。在接收到農戶問題時，專家第一時間前去實地考察，結合當地的氣候條件、溫度與降水量等因素，先對土壤和作物情況進行簡單分析，隨后收集土樣，帶回實驗室進行檢測分析，借助開發的服務型信息平臺，準確、快速地發布相關農業治理的解決方案，降低農戶的損失。作物土壤醫療機構下設土壤及作物專科門診、檢測服務部、技術服務部，在服務于現代化農業的基礎上進行創新，將智能化融入到農業中來，為農業相關技術提供經驗[1-2]。

大規模運用智慧農業，在農業監視廣泛、傳感器眾多的農田中，有效的數據應用平臺顯得尤為重要。應同時配合自動識別技術、遙感技術、傳感器、氣象站、實地調查等手段與工具，開發智能共享平臺，對農產品的生長狀態、環境變化進行實時監測，設置生長線值，智能檢測并給出相關建議。設立平臺系統的管理員，對共享信息設置權限，根據不同用戶的權限，提供不同的共享數據，既降低了成本，又滿足用戶的不同需求，為農民及時調整種植品種，提供科學決策。農戶在平臺數據的基礎上，可以申請專家服務，實地取樣，在大量的農科實驗，如植物營養元素含量檢測，土壤有機質含量測定，土壤速效磷、速效鉀、堿解氮含量分析的基礎上，整合實驗數據及相關經驗，根據植物缺素情況為診斷作物病狀原因、改良土壤條件、監控作物生長環境等提供有價值的數據支持，給出調理方案。

作物病蟲害一直是農民擔心的問題之一，由于病蟲害的復雜性，無法使之徹底消除。但農業種植戶可以利用智慧農業監測設備，根據當前病蟲害發展情況對其進行科學合理的預測，及時采取相應的防控措施。農業種植戶將病蟲害的照片在系統中裁剪上傳，農作物病蟲害的圖像信息通過圖像傳感器采集傳輸，圖像處理由計算機后臺執行程序算法，進行圖片識別并儲存數據，系統將顯示農作物病蟲害圖像識別過程的處理結果。系統還將提供專家在線服務，可將病蟲害照片、視頻、文件等進行傳輸，專家將進行解答，給出作物精準施藥的最佳方案。病蟲識別系統對數據庫的規格有著極高的要求，作物的基礎形態、疾病等需要數以萬張的照片[3]。

建議建立智慧農業發展的專項資金，拓寬資金鏈條，吸引更多的企業進行融資合作。項目的穩步進行離不開農科高校實驗室的協助支持。應建立全國農業科研體系，形成溝通渠道，不斷合作完成大型科研課題。要完善智慧農業發展渠道，在資源利用、人才培養、宣傳推廣及相應政策上應給予全面保障，不斷推動智慧農業建設。

圖1 智慧農業實際應用方案實施導圖Fig.1 Implementation map of the practical application of smart agriculture

3 結論

基于大學生創新創業項目，應用智慧農業新模式，新農業技術與互聯網技術融合實施，已初步獲得了良好的效果。在大田實際情境應用過程中，土地利用率明顯提升，土壤及作物生長狀態良好，通過大數據平臺的整理篩選，對我國土壤狀況有了進一步的評估。但同時也發現了一些問題，如專職從事農業技術研究人才過少，在研發、使用、推廣培訓及設備維護上人才不足。雖然有國家政策的扶持，但在科研實驗、設備損耗方面仍有資金缺口。隨著國家對智慧農業扶持力度的加大，智慧農業實際應用的新模式將成為促進我國農業發展的有力保障。