數字農業在正定縣蔬菜生產中的應用現狀及建議

高紅順 張麗敏 于潤培 史彥華

（1正定縣農業綜合技術推廣站，河北正定 050800；2正定縣農業農村局，河北正定 050800；3正定縣自然資源和規劃局，河北正定 050800）

近年來，我國城鎮化率不斷提高，勞動力由農村向城市轉移，加速了農村土地的流轉與整合，導致農業生產出現了勞動力需求短缺和勞動力價格快速上漲的問題。農業生產經營者為了減少勞動力投入、降低生產成本，開始使用能夠替代人工的生產方式和技術，例如通過物聯網操控大棚溫濕度等，促進了以“互聯網+”為基礎的數字技術在農業上的應用。蔬菜生產是勞動密集型產業，為實現節本增效，數字農業在蔬菜生產中優先得到示范和應用。正定縣是蔬菜生產大縣，通過對正定縣蔬菜生產基地的調查走訪發現，在蔬菜園區生產中部分環節應用了數字農業。目前，數字農業在正定縣蔬菜生產上的應用整體還處于起步階段。為降低蔬菜生產成本和提質增效，預計在不遠的將來，數字農業會在蔬菜生產中得到快速發展和應用。

1 數字農業的特征

數字農業是以“互聯網+”為基礎，結合監控系統、全球定位系統、遙感等技術，在農業機械設備中安裝中央處理器（CPU）、輸入作物標準化生產數據，通過不同功能傳感器采集作物實際生產數據，利用AI（artificial intelligence）加以運算和分析、再輸出生產指令，最大限度實現自動化生產的數字信息處理系統。數字農業的應用可以減少勞動力投入、提高工作效率。在蔬菜生產過程中，數字農業可以根據生產要求控制育苗、栽培管理、采收分級、保鮮、烘干、儲存、銷售和追溯等環節。在實現蔬菜標準化生產、集約化管理的同時，還可以通過分析市場來調控蔬菜的生產銷售。

2 數字農業在正定縣蔬菜生產中的應用現狀

正定縣地處華北平原滹沱河北岸，屬于亞熱帶季風氣候，耕地面積28 133.33 hm2，大田播種面積為28 000 hm2，蔬菜播種面積（含瓜果類）8 266.67 hm2；蔬菜日光溫室面積100 hm2，連棟拱棚53.33 hm2，大中拱棚666.67 hm2，小拱棚雙膜覆蓋播種面積常年穩定在2 000 hm2左右，地膜覆蓋蔬菜播種面積約246.67 hm2。在蔬菜生產中，葉菜面積6 533.33 hm2、瓜果類面積1 666.67 hm2、食用菌面積66.67 hm2，年產蔬菜逾52萬t。

在正定縣正定鎮萬畝蔬菜基地的塔元莊村、西關村和斜角頭村等園區中的日光溫室和連棟大棚中，安裝了聯網控制的卷放簾設備、水肥一體化灌溉系統、空氣濕度測量儀、土壤水分測量儀、溫度監測儀和安全生產監測設備等，實現了聯網聯控和數據采集預警；在千畝蔬菜基地的曲陽橋鎮后塔底村和南樓鄉廂同村魚菜共生循環生產區，大棚內安裝了數控遮陽網、室溫監測儀、水體含氧量檢測儀、水肥監測系統、數控過濾系統和安全監控系統，手機聯網可以實時查看相關數據；在南樓鄉陳家疃小黑平蘑菇生產基地，溫室中安裝了數控淋水系統和溫濕度監測系統，實現了手機App全程監控和操作；在西平樂鄉西杜村千畝蔬菜基地安裝了水肥一體化數控灌溉系統和精量化蔬菜播種系統。

近年來，在政府惠農政策扶持下，全縣各村都安裝了數字網絡，成立了農村電子商務服務社或農村淘寶店。在農村電子商務運營中，前期以向農戶銷售日用商品和農資為主。近兩年受疫情影響，電商實現了快速發展，以美團優選、多多買菜、興盛優選等為代表的電商銷售正在蓬勃興起，擴大了本地蔬菜的銷售渠道，但目前電商平臺還不能作為蔬菜銷售的主要渠道。

3 數字農業在蔬菜生產應用中存在的問題

數字農業在正定縣蔬菜產區的應用主要集中在園區，應用環節不均衡，以示范為主。數字農業仍處于發展階段，缺乏必要的基礎性技術積累，以互聯網為支撐的農業機械設備和蔬菜栽培管理技術缺乏深度融合，而數字農業整體應用水平較低。數字農業應用在蔬菜生產中，不僅存在基礎性投入薄弱、設備和技術需要不斷更新的問題，還有種植技術不統一和應用者群體水平低的問題。主要表現在以下幾個方面。

3.1 通信基礎設施建設滯后

數字農業在蔬菜產區的應用以互聯網為基礎。正定縣鄉村田間通信基礎設施建設滯后，數字農業在蔬菜產區不能得到快速推廣應用。露地蔬菜無人機植保飛防定位時，數據鏈傳輸必須依靠GPS或北斗導航，植保預測數據需要通過SIM流量傳輸，費用較高。SIM流量相較于互聯網數據傳輸費用比較高，數據傳輸的時效性、準確性和傳輸量受到較大限制。

3.2 傳感器控制精度差

數字農業的應用是以傳感器為支撐的，近年來我國用于農業生產的傳感器雖有較快發展，但芯片精度差，造成以傳感器為基礎的生產控制系統落后。據正定縣使用數字自動控制系統的蔬菜種植戶反映，數據傳輸、指令下達有較大滯后性。在灌溉系統應用中，菜地灌溉時土壤濕度通過傳感器將數值返回至PC終端并上傳保存于管理端數據庫，與管理端數據庫設定值比較，控制電磁閥開閉，實現自動灌溉。目前，該灌溉系統存在數據傳感準確度低、數值傳輸慢等問題，導致不能最有效控制蔬菜地灌溉的水量[1]。還有一些蔬菜產區使用的灌溉系統操作簡單，能夠實現自動灌溉，但無法實現遠程控制[2]。

3.3 蔬菜生產缺乏統一標準

不同蔬菜品種的生產技術不同，不同環境下蔬菜的生產操作規程不同。蔬菜種植戶一般都是根據經驗種植，蔬菜基地和園區聘請人員的技術水平差異較大，缺乏統一的標準化生產規程，嚴重制約了數字農業在蔬菜生產中的應用。

3.4 數字農業在蔬菜生產上應用環節單一

數字農業在正定縣蔬菜生產上的應用主要集中在以物聯網為基礎的日光溫室和高端連棟蔬菜大棚等設施內，以卷放棚簾、水肥灌溉和溫濕度調節為主。在露地蔬菜生產中以植保飛防和半自動化選擇性誘殺菜蟲的植保監測防控為主，在蔬菜害蟲防治中利用深度卷積神經網絡識別模型可快速識別害蟲種類與檢測計數[3-4]。數字農業在蔬菜生產中的應用模式和環節單一，不能實現設施蔬菜生產和露地蔬菜生產的全面應用，以及從播種到收獲各生產環節的全面應用。

3.5 蔬菜種植人員文化水平偏低

數字農業在蔬菜生產中的應用離不開人的操作。目前從事蔬菜生產的農民很多都是50歲以上，大多是初中畢業，文化水平較低，雖然有接受現代化數字農業的意愿，但學習能力弱，阻礙了數字化農業在蔬菜生產中的推廣普及。

4 建議

4.1 加大政府扶持力度

農業數字化轉型是一項復雜的系統工程，網絡通信基礎設施建設和農機設備購置都需要巨大的投入，僅靠生產經營者是很難完成的，只有政府提供相應的資源支持才能快速落實。一是政府應針對蔬菜產區和種植者出臺相應的補助政策，保障數字農業在正定縣順利實施。二是做好蔬菜主產區互聯網基礎設施建設。三是政府鼓勵科研院所加強對關鍵技術的研究及新成果的推廣。

4.2 增加數字農業應用補貼

蔬菜生產不同于其他產業，生產周期和模式多樣化，管理環節要求精細，與其相關的農業機械繁多。在數字農業推廣中，政府應制定系統的補貼政策，鼓勵科研單位和數字農業機械生產企業不斷優化產品，提高精確度，降低使用難度，增加數字農業機械設備通信數據傳輸和儲存的補貼費用，引導數字農業在蔬菜生產中從播種、育苗、栽培管理到分級、儲藏、銷售和追溯的全面應用。

4.3 加快推進蔬菜生產標準化

蔬菜生產離不開配套技術。為提高蔬菜產量和品質，政府要聯合科研部門制定一套適宜本地的蔬菜標準化生產技術規范。數字農業應用時，可以依據這套技術規范建立相應的數據模型，蔬菜生產單位依據實際情況進行修正，實現節本增效。

4.4 建立蔬菜產供銷數據共享中心

蔬菜生產與天氣、勞動力價格、市場需求等因素緊密相關，這些因素都是動態變化的，而且每個蔬菜園區或種植戶的產銷數據是分散的。因此，可以建立蔬菜產供銷數據共享中心，對蔬菜生產和經營數據進行收集、整理、展示和發布，同時連接上級數據庫，為種植者提供周邊地區及全國同類產品的生產技術、規模、產量和價格。該共享中心可以將重要數據如極端天氣、種植面積和購銷等信息及時傳遞給生產者，生產者通過共享中心提供的數據預判可能出現的風險，并及時規避。

4.5 強化技術人員和生產者的素質教育

適應新形勢下的數字農業生產，要加強農技推廣人員的再教育，基層農技推廣部門要多次對蔬菜生產者進行培訓，提高其對數字農業的認識、接受和應用能力。蔬菜生產時效性強，生產者應及時掌握設備運轉情況，能及時排除設備運轉過程中出現的簡單故障，從而保證蔬菜生產正常進行。

5 結語

隨著社會發展，農業生產方式發生了較大的改變，傳統的粗放式蔬菜生產方式因技術落后、成本不斷提高已不能適應現代社會發展，要及時向數字化、集約化、精細化和標準化轉變。應用數字農業，可以降低蔬菜生產成本，提質增效，推動正定縣蔬菜生產數字化水平提升，實現產業健康持續發展。