裝備與信息協同促進現代智慧農業發展研究*

買學斌 ， 呂怡秋 ， 張維童

（寧夏工商職業技術學院，寧夏 銀川 750021）

隨著我國經濟的不斷發展，農業科技得到了快速提升，農業企業的生產水平也越來越高。我國生產農業機器及設備的相關企業已超過8 000家，而具備一定規模的生產企業也已超過1 700家，實際農業生產設備類型已擴展至4 000余種。同時，我國農機企業工業產值增長明顯，2020年我國農機工業產值逾4 500億元。但現階段，我國農業機械裝備與農業信息化建設工作還處于積極探索階段，智慧農業還遠未實現。農業生產相關的工作人員還需要積極響應我國“十四五”規劃，緊跟時代發展需求，推動我國智慧農業的發展，穩步提升農業經濟的發展[1]。基于此，課題組就農業機械裝備與農業信息化建設協同助推智慧農業的發展展開分析與探討。

1 農業機械裝備技術在農業生產中的應用

1.1 動力機械的應用

動力機械的實質便是在各種農業機器設備與相關設施中有效將人力、畜力替換為機械動力，以此強化農機的作業效率與質量，降低人工作業的時間與資金成本。但隨著農業機械的日益增多，導致環境污染日益加重。要使農業機械更為合規地工作，則需要強行規定農業機械采用機械內部凈化尾氣技術與機械外部處理尾氣技術，以此有效減少整體機械設備的尾氣排放。不僅如此，還需大規模推廣蓄電池動力、生物甲烷燃料動力等新型動力能源，替代傳統石化燃料動力能源，改善農業機械化發展過程中能源過度消耗與環境污染的問題。

1.2 大田精準作業機械的應用

目前，我國農機中的耕作深度控制系統大多數采用的是應用機械力對耕機進行調節控制，該調節控制的實質便是液壓系統與機械力的結合，但在實際耕種作業中往往會出現無法實時有效監測深度以及阻力不穩定等情況。為了有效提升農機對耕作深度的精準控制，則需將農業耕作深度控制的傳統系統改良為機電液一體化技術的電子農業耕作深度控制系統。切實將農業發展中以功能為核心的理念轉變為以品質為核心的理念。不僅如此，還需提高對寬幅聯合耕整地機械工序組合的升級力度，穩步強化耕整地機械的整體自動監測水平、故障自我診斷報警技術、耕深控制技術以及實時作業速度匹配能力等。在上述基礎上，以研制節能消耗減排、智能化、自動化、科技化、減少進地次數以及高速寬幅的聯合耕整地機械作為農業機械化建設發展過程中的核心方向。

1.3 工廠化農業裝備的應用

工廠化農業核心設備主要涉及工廠化設施設計與制造、智能傳感與感知設備以及控制設備等其他設備。現階段，我國主要引入并使用的工廠化種植設施主要有日光溫室、連棟溫室、人工光植物工廠等等。相關工廠化種植設施能夠實現全天候的實時監測，收集與記錄植物生長的所有信息數據，為農產品的工廠化流水線種植提供技術保障。除此之外，結合我國智慧農業的戰略發展規劃目標分析，未來農業生產的發展將逐步實現無人操控的全流程的機械自動化生產，將進一步降低農業種植者的勞動強度，借助先進的技術手段去實現農產品種植、管理、生產、加工、包裝的“數智化”建設，降低人工作業的任務量，提高農業生產效率[2]。

1.4 農產品產地初加工裝備的應用

農產品產地初加工裝備的應用主要涉及生鮮農產品冷藏保鮮、糧食烘干干燥、農產品品質檢測以及農產品品質分級等眾多類別的裝備，借助現代化數字技術，各類農產品加工設備已經逐步向著自動化、智能化發展。同時還需要著重提高生鮮農產品冷藏保鮮裝備的基礎性，如冷藏恒溫功能、自動滅菌功能等，并通過升級農產品檢測設備，持續提高農產品檢測效率與質量。農產品產地初加工裝備不僅會在農產品質量安全保障方面起到至關重要的作用，同時也全面提高了農產品在相關市場中的核心競爭力，進而有效實現農業生產向高效、智能、便捷、環保的方向發展[3]。

2 農業信息化技術在農業生產中的應用

我國農業信息技術的研發相比于西方國家較晚，相關農業信息技術的發展與應用還需進一步推廣。以酒泉市為例，酒泉市是我國重要的農業生產基地，2004年開始實施農機購置補貼政策，到2021年年末，該政策共計帶動農戶投入農機購置資金17.5億元，所有種類的農機補貼購置數量約為14.5萬臺。在大量的農機投入使用后，酒泉市農業作業水平明顯上升，2021年的機耕、機播、機收水平分別為97.61%、95.1%以及60.84%，農業耕種機械化水平提升至85.83%，領先于全省、全國綜合機械化水平約10%～20%，且該地區的農業服務收入也高達10.9億元。雖然酒泉市農業耕種機械水平達到了85.83%，但是其中畜牧業機械化僅為40.08%、林果業僅為37.08%、設施農業僅為40.78%、農產品初加工僅為34.56%，由此可見，特色農業的機械化水平急需進一步提升。

2.1 農作物信息獲取技術的應用

現階段，可以通過傳感設備、數據庫、無線設備以及大數據分析技術對作物表型信息進行有效獲取，而且可以通過自動化裝備以及相關信息技術手段，快捷、高效、全面地獲取作物多樣性表現形狀，比如農作物的組織、器官、群體等表型信息。此類表型信息涉及農作物依托于其自身基因和周邊環境的互相作用所產生的表型原始數據，作物的表型信息獲取技術可以根據實驗環境的不同分為室內獲取以及室外獲取。室內獲取主要是通過對各類作物生長環境進行精確控制，進而科學掌控農作物的生長。

2.2 農業智能知識服務技術的應用

農業智能知識服務技術應用的核心是以現代農業生產知識為基礎，依托于智能化技術對現有分散、混亂的農業生產知識進行有效整合，同時通過搭建智能化的農業生產知識服務共享平臺，將農業生產知識以系統化的形式進行分享。并通過云計算、大數據等技術進一步提高農業生產知識信息資源的計算與分析，以此為有需求的人們提供有針對性的差異化服務，普及農業生產知識。需要注意的是，農業生產可以根據農作物、氣候特征、種植管理等方面劃分為不同的類別，這種情況也是提供有針對性的差異化服務的難點。未來的農業生產服務將會依托于先進的技術的手段，去進一步剖析與整合農業生產知識，挖掘農業生產知識的潛在特征，以便為人們提供更為專業、優質的知識共享服務。另外，隨著信息化技術逐步向物聯網方向發展，農業生產知識的共享服務也會逐步整合機械學習、圖像識別等技術，進一步融合農業機械裝備與農業信息化建設[4]。

2.3 農業生產智慧管理技術的應用

農業生產智慧管理技術的應用根據農業生產領域劃分，可以具體劃分為農作物生產智慧管理、畜禽養殖智慧管理、水產養殖智慧管理等。對于農業生產智慧管理而言，其可以有效實現自動化、智能化的監管與生產管理，根據全天候的監管系統，收集農產品的生長情況，進而有針對性地開展施肥、除草、去病蟲害、灌溉等農業生產管理[5]。而且借助相關的物聯網技術，還可以自動化操控農業機械設備進行生產作業，降低人工作業的任務量，實現農業生產全流程化的智慧管理。

2.4 農產品智慧流通技術的應用

農產品智慧流通技術的應用主要用于農產品的運輸與配送，通過響應自動化、智能化的農業生產機械設備，去實現農產品在運輸與配送過程中相應環境條件參數的控制，進而保障農產品的新鮮程度。不僅如此，農產品智慧流通技術還會智能地科學規劃運輸與配送的路線，減少運輸與配送時間[6]。現階段，對于最優農產品運輸與配送路徑的規劃研究，主要以加權求和的計算方法為主，借助相關的計算模型與群體智能算法可以從根源上處理最優配送路徑的多目標擇優問題。

3 裝備與信息協同促進智慧農業發展的對策分析

3.1 增加農業科技的創新資金投入

農業領域的科技創新具備較強的排異性與公益性，這也致使該領域的科技創新所帶來的社會效益要遠超于個人利益。為了克服當下科技創新環境現狀，則需要大力開發農業行業的新市場，優化市場環境以及市場條件，有效發揮出政府在其中的引導作用，根據實際情況合理加大財政支持的力度，進而有效開展現代智慧農業科技的創新、推廣以及轉化[7]。可以成立現代智慧農業科技創新基金會，以此有效推進我國現階段農業生產先進技術的研發與探索，并對重大成果予以表彰和獎勵，進而發揮創新科技的帶頭作用與示范效果。可以制定相應的激勵政策與獎勵制度，積極帶領社會組織與農企進行現代化智慧農業科技創新研究與前沿技術研發，穩步提高農業生產水平，優化智慧農業相關項目投資格局[8]。

3.2 持續優化農業科技創新激勵政策

首先，應深度剖析現代智慧農業的未來發展方向以及布局規劃，同時根據當前指智慧農業建設情況，搭建全方位、差異化的農業科技創新激勵政策。其次，通過加強對現代化智慧農業創新成果的扶持力度，鼓勵社會面中多元化主體積極投入并參加到現代化智慧農業科技創新的相關活動中，進而有效增加農業科技研發在社會層面上的資金引入。再次，應重視與提高對農業知識產權以及技術產權的保護力度，并根據實際情況建立多元化激勵政策，有效引導民間資本積極參與到現代化智慧農業科技創新活動中。通過科學合理的激勵政策，打消民間資本企業在農業科技創新中的顧慮，進一步加強企業在創新過程中抵御風險的能力[9]。最后，需要建立完善的農業科技成果轉化平臺與相關渠道，引導社會面各行業積極加入平臺進行信息交流，有效豐富該平臺內的交流內容，切實降低農業市場信息的不對稱性。通過建立科學合理的交流平臺，改善農業信息發布與獲取之間的不對稱，并以此完善現代化智慧農業的建設，使各地區農業生產逐漸實現規模化、產業化以及商業化。不僅如此，還應盡快搭建與優化農業科技評估指標與相關考核體系，對農業科研成果進行多方面的分析評估判斷，如成果的學術價值、產業適用性、應用可行性以及具體潛在價值等，進而有效推動農業科技與農業生產的有機結合[10]。

4 結語

綜上所述，我國作為農業生產的大國，農業經濟增長是推動我國可持續發展重要助推力。隨著農業裝備與信息技術的不斷發展，農業生產也需要緊跟時代的發展，合理增加農業信息化裝備的研發資本，并借助相關政策規定，持續優化我國各地區農業生產結構，同時持續優化我國農業科技創新激勵政策，進而有效融合農業機械裝備與農業信息化建設的協同發展，推動各地區智慧農業的建設以及發展，實現農業經濟的穩步增長。