關于農業大數據助力現代農業高質量發展的研究

廊坊市水產技術推廣站 趙文涓

1 農業大數據是現代農業信息化的支撐

現代農業是發展經濟學的概念，早期的現代農業萌發于資本主義工業化時期，其特征是廣泛地運用現代科學技術，包括現代工業及農業科技等技術，使農業生產由自然經濟轉變為高度發達的商品經濟，可以簡單地理解成工業化、流水線式地生產農產品。經過信息化大數據技術爆炸式發展，現在的現代化農業也有了新的目標與含義，即智慧農業，是與工業4.0 或后工業時代對稱的農業現代化，不同于農業產業化也不同于農業工業化，其是以智慧經濟為主導，大健康產業為核心的自動化、個性化、藝術化、生態化、規模化、精準化農業。最明顯的特征是在高度工業化的基礎上，廣泛運用大數據信息化技術實現智慧農業，一方面實現高度自動化，另一方面大數據為經營管理者提供更科學的調控管理依據。

2 大數據信息化農業在發達國家的應用

以色列為例，以色列雖然處于中東位置，十分缺少大規模農業生產的有利條件，但以色列農業的信息化程度一直位于世界領先水平。以色列大數據信息化農業體現在多個方面。首先是農業生產的大數據信息化。主要體現在通過各種傳感器生成由農作物的生長情況、濕度、光照、溫度、空氣成分、灌溉、病蟲害等基本信息組成的農業大數據，大數據經過計算機及軟件的分析，為管理者提供管理數據參考，或者自動處理，從而實現精準化農業。 其次，以色列國內農業信息實現了互聯互通，包括國內生產資料市場信息、國內市場供求信息及價格、政府相關的農業政策、農業科技服務信息等，為各界提供最新一手信息來源，降低成本，提高供需效率。最后，以色列還接入了國際農業信息，包括農業進出口國家相關的市場信息、政策信息，靈活且全面的信息通道，使得以色列在沙漠建立起了整個歐洲的農產品供應地，使以色列農業處于全球領先地位。

美國在20 世紀80 年代就提出了“精確農業”的構想，現階段美國農業的生產及經營已經借助了農業物聯網及大數據分析實現了農產品全生命周期和全生產流程的數據共享以及智能決策。例如，美國中西部地區種植了玉米、大豆以及甜菜等作物，這些作物的生產廣泛地運用了物聯網大數據技術，實現了農產品全生命周期的數據共享，特別是從播種、灌溉、施肥、病蟲害防治到收獲預期一直都處于智能決策的狀態中。

3 農業大數據在我國農業中的運用分析

通過部分發達國家的農業大數據應用情況可以看出，農業物聯網大數據技術可以在實際的農業生產、農業監管、市場流通、運輸中廣泛使用，并建立起一整套包括生產監管、市場供需、市場信息、物流運輸鏈的信息共享平臺，將全國的農業行業統籌規劃，實現高精準、綠色、環保型現代化農業。

3.1 農業大數據在農業種植結構規劃的應用

在實際生產中，每一位農場主都應當提前決斷下一季的作物及耕種面積。在傳統農業中，大多數農場主會根據自己所判斷的市場行情或者單純地依靠項目來進行決斷，這顯然是不科學的。構建起共享數據平臺后，作為全國農業的一份子，平臺中心將會根據地域環境特點、歷史沿革以及最主要的市場供需及價格的變化進行區域乃至全國范圍內的統籌規劃預測，并給出合理建議。這樣既可以避免某一農產品存量及價格出現劇烈波動，使市場保持穩定，也可以保證種植戶的經濟效益，從而更有利于我國農業結構的調整改革。

3.2 農業大數據在農業生產中的運用

利用物聯網技術生成農業大數據運用到農業生產及監管中，在我國已經有了初步的運用。首先，在深耕、深翻的技術推廣項目上，這種技術的應用已經十分成熟。利用該種技術，在農機的耕整地上，可以實時生成作業位置、作業畝數、作業效率以及作業合格率的各項數據，以便隨時進行監管。根據耕整數據，在播種方面，可以運用此數據并利用北斗導航進行自動播種，既提高了效率，減少了人工投入，還提高了播種的標準化，有利于后續的管理。

對于大田作物，可以設置濕度傳感器及顏色傳感器，時刻檢測土壤的干濕度以及作物病蟲害情況，以便于及時灌溉與植保，對于此生成的數據，可為灌溉機械及無人植保機提供數據，以決定灌溉量以及藥劑的使用量。對于設施作物，則可以實時生成空氣含量、濕度、溫度、病蟲害、光照、生長情況數據，以便為管理者提供管理意見，或者進行自動化處理，并生成數據儲存。待收獲后，農產品會生成相應的二維碼，農產品消費終端通過掃描二維碼即可獲得農產品的生產信息，包括施藥及施肥情況、生產基地情況等，通過視頻檢測還可以看到作物生長全周期的短視頻素材，實現問題農產品精準溯源，打造安全農業、綠色農業。

在農產品大批量收獲前，管理者可以通過平臺結合市場供需、價格指數以及農產品的成熟度進行綜合分析，預測多種情況以及未來收益，從而決定收獲時間、是倉儲還是出售以及市場流向及價格。

3.3 智慧農業在我國的應用實例

2019 年，國內首個“智慧農機”進駐了上海崇明農場。崇明農場結合了5G 網絡，可實現1 人遠程操控多臺機械，遠程指令下達后，5G 無人駕駛收割機在稻浪中自動規劃、自動轉彎、自如進退、精準作業，嫻熟高效地完成了一塊又一塊稻田的收割作業。而通過5G 網絡，現場收割高清視頻實時流暢地回傳至崇明區城鄉智管平臺遠程控制中心。這次“5G+ 智慧農機”創新示范就是崇明區結合農業生產實際，采用更加生態環保的農機新能源動力結構，對“5G”結合“都市現代農業”應用場景的全新探索。

4 如何加快推進農業大數據發展

4.1 大力發展智慧農機，鼓勵科技創新

目前，我國現代化農業的重點仍然是發展農業全程、全面機械化，與此同時一些大型農機企業也在逐步向智慧農機重點發力。2020 年6 月，在河北省石家莊市趙縣舉辦的“智能農業·無人農業——2020 年智能農機裝備田間日活動”中，展示了整個耕種收管全程無人化作業，現場演示了谷物收獲機、運糧車以及秸稈打捆機的協同作業，根據小麥作物的播種面積，收獲機自動生成作業軌跡，當糧倉存滿時，運糧車出動接受收獲機收獲后的小麥，自動運到臨時糧倉；在收獲作業完成后，拖拉機運載著耕整地機械進行耕整地作業，隨后另一臺拖拉機搭載著播種機進行播種作業，播后植保無人機及自走式噴桿噴霧機出動，在規劃好的田地上進行作業，實現耕種管收全程自助無人作業，充分展現了現代農機裝備的機電技術、物聯網技術、大數據技術等。雖然本次會議的展示成果還未達到可全面普及的程度，但這也是我國農機工業及物聯網大數據技術應用到農業生產的一次成功的展示。該系列裝備，是我國農機裝備制造企業、高精準北斗導航研發企業的聯合試驗，這并不是結束，而是開始。在一年一度的中國國際農業機械展覽會上，智慧農機無疑成為了最大的亮點，國內諸多拖拉機制造商紛紛推出了無人電動拖拉機及收獲機，經過多年發展，無人農機已經實現了從概念樣機到正式作業，其最終推向市場也只是時間問題。

因此，我國農業部門應當對于發展智慧農機予以充分支持，采取科技創新戰略，加大資金和人才的投入力度，重點攻克關鍵環節的技術難關，例如農機自動駕駛、農機變量作業等項目，逐步深入到林果生產、畜牧養殖、水產養殖及農產品初加工，促進農業生產管理信息化、智能化。

4.2 充分利用補貼政策，促進智慧農機推廣普及

一項技術的快速發展與推廣應用是相輔相成的。例如，近些年來農機深松深翻項目的實施促進了一些運用北斗導航技術企業的快速發展。對于參與農機深松深翻項目的農機設備，大都加裝了北斗導航定位系統及檢測設備，可實時生成農機的作業位置、作業畝數以及作業情況。利用補貼政策既提高了用戶的積極性，避免了用戶項目作假，也推廣了新技術，方便了管理者監管，大數據的優勢得到了完美體現。而且，對于這項新技術，用戶也并不排斥，筆者在走訪一些種植合作社及農機服務合作社時，一些合作社自主加裝了導航檢測設備，用戶表示加裝設備后作業質量得到了明顯的提升，例如在播種方面，加裝導航監測設備后最重要的不是自動駕駛，而是可以自助規劃作業路線，作業時自主行走，駕駛人員只用操控農機具即可，作業后整齊劃一，極大方便了日后管理，而且作物發芽后也更為美觀。因此，借助此利好局面，農機主管部門可充分利用補貼政策，將新技術加以推廣，以便更好地促進物聯網大數據技術的發展。

5 結語

以“物聯網+”為基礎的農業大數據是現代農業的重要支撐，目前我國已經初步完成了大宗作物由人力、畜力生產轉變為機械化生產模式。信息化大數據在農業上的運用將徹底改變我國傳統農業的生產運作模式，實現高科技、精準化、智能化、現代化農業。因此，當務之急，就是加大智慧農機及設施的科研創新與支持力度，促進信息技術與農機融合應用，并逐步探索建立起完善的農業大數據儲存處理平臺，為實現我國農業大數據互聯互通創造條件，使農業大數據助力我國現代化農業高質高效發展。