提升農機智能化水平助推智慧農業發展

劉振廣

（長葛市農業機械技術中心，河南 許昌 461500）

智慧農業是現代農業發展的一個新形態，主要集合了云計算、大數據以及物聯網等先進技術，致力于發揮先進技術優勢來促進各類資源有機整合與利用，在提升農業生產效率和效益的同時，最大程度地減少對生態環境的污染和破壞。當前，我國農業生產中普遍存在水資源匱乏、土地資源退化以及勞動力缺失等問題。因此，廣大農業科研工作者要積極推動農業生產方式和管理模式的轉型升級，加快農業生產智能化進程，全方位推動智慧農業的發展。

1 智慧農業的成果和意義

1.1 智慧農業的成果

智慧農業主要是將先進的智能化技術應用到農業生產各個環節，形成一種新型的農業發展模式。智慧農業相較于傳統農業而言，重點在于信息化技術的融合應用，同時在管理方面能夠提供智能化分析與決策功能，有效推進農業智能化發展進程，朝著智慧農業方向轉型升級[1]。

提高農機智能化，大力推動智慧農業發展，目前已經在實踐中取得了較好的成果。一是動態化監管農機作業效率和質量，在農業生產中，對于秸稈打包離田和深松作業等給予政策補貼。為了實現有效考核和監管，杜絕騙補資金，應在打捆機、深松機等農機設備上安裝智能監管系統，實現作業全過程智能化監管，加快農機傳感器等設備產業化發展。同時，還可以推動農機化生產管理平臺的建立和普及。對于精密播種、無人農用飛機等農機企業，引入新技術，加快智能管理應用程序開發，推出了各自的App，極大地提升了農機產品的智能化水平，市場份額大幅度提升。二是北斗導航應用在農機產品中，結合國家軍民產業結合政策要求，在農機設備中積極引入北斗導航技術，實踐中取得了理想的成效。在收割機、拖拉機和植保機等農機設備上安裝北斗導航系統，能夠實現農機設備智能化、高效化作業，目前已經成為大中型農機設備標準配置。例如，在農機設備中建立聯網施肥管理系統，可以幫助農戶精準掌握土壤含肥量，實現施肥作業精準化、高效化，極大地降低了生產成本，改善了作物生長環境。北斗導航技術的有效應用，為農機設備使用帶來了極大的便利，同時也可以為農機生產企業創造更大的效益。從當前農機設備中北斗導航技術的應用價值來看，在農機“三包”服務方面最為典型，借助精準定位的功能實現企業服務便捷、高效，極大地降低了“三包”服務費用。其精準定位功能，為跨區農機作業提供了信息支持，大大提升了農機設備作業效率和質量。三是自動駕駛技術的推廣應用。目前，蘇州久富和東風、井關等企業紛紛建立了無人化插秧示范基地，在實踐中積累了豐碩的經驗。由于人工插秧成本較高，導致生產效益大幅度下降。因此，亟須推廣和應用無人插秧技術。目前，無人插秧可以實現少人化作業，所帶來的經濟效益十分顯著。

1.2 智慧農業的意義

農業生產中通過智能化技術的有效應用，能夠有效突破傳統農業生產技術和管理模式的限制，促進各類資源的優化配置與利用，在提升農業生產效率的同時，推動智慧農業應用發展。從我國農業發展現狀來看，大力發展智慧農業，有助于實施鄉村振興戰略，增強農村經濟發展活力。毋庸置疑，智慧農業的應用發展，極大地提升了農業生產力水平，創造了農業農村發展新模式，提升了農業生產市場競爭力，對于鄉村振興戰略全面實施具有重要意義[2]。

2 智慧農業的核心技術

2.1 大數據技術

智慧農業生產中，大數據技術作為一項代表性的技術，通過數理統計法從海量數據中挖掘有價值信息，精準分析和總結數據之間內在聯系。依據大數據分析結果，為農業資源管理、農業災害分析等提供數據支持，能夠有效解決農業生產和生態環境保護問題，加快智慧農業發展進程。

2.2 云計算技術

云計算技術的應用，通過對農業生產各類數據信息采集、整理、分類和存儲，并且依據數據保管要求安全存儲，提供數據調用和共享功能，滿足數據信息利用者決策管理的需要，提升農業生產效率和效益[3]。

2.3 農情自動檢測系統

基于農情自動檢測系統，合理化運用云平臺、物聯網、無線傳感器以及大數據等先進技術，實時監測預警農作物生長情況，及時發現和預警農業災害。對于農業生產者而言，不受時間和空間限制即可了解農作物生長情況、市場行情以及氣候變化，動態調整農業管理措施，為農業管理和決策提供支持[4]。

2.4 農機自動調度系統

對于農機自動調度系統而言，依托于土地管理技術，實現農田結構布局優化升級，創設有利的農業生產條件，并且為農業生產規范化提供支持，能夠顯著提升農業生產效率[5]。同時，合理化運用農機自動化技術，可以有效降低人工強度，在缺少人為干預下實現農業自動化作業。

3 農機智能化技術推動智慧農業發展的路徑

3.1 大力推廣應用智慧農業技術

農業生產中離不開農業機械設備支持，為了加快智慧農業發展，則需要積極推動農機智能化發展進程，重點加強農業機械設備和智能化技術研發。農機智能化技術應用中，可以提供變量作業和定位等功能，促使農業生產智能化水平顯著提升[6]。例如，在養殖和果園建設中合理化運用智能化農業生產技術，有助于為智慧農業發展創設有利條件。推動農機智能化發展中，應結合區域實際情況，整合各類優勢資源，以發展特色農業為主，選擇合理有效的采集與控制技術，基于智能化農機設備完成農業生產工作。例如，發揮拖拉機自動駕駛功能；養殖領域的自動喂食裝置以及自動泵水功能，能夠實時掌握養殖營養結構和溫度變化。所以，提升農機智能化水平，有助于為后續智慧農業發展奠定基礎，合理配置各類資源，降低人工作業強度，拓寬農機智能化技術應用范圍，切實提升農業生產效率和效益。

發展智慧農業過程中，運用先進技術建立智能平臺，以此來提升農業生產智能化水平。例如，溫室大棚在獲得各地政府支持下建立智能溫室系統，并且在大棚內部安裝各類傳感器，能夠實時監測大棚內部的溫度、濕度等各項指標變化情況，自動化生成數據報表，根據數據變化情況來監測和分析農作物生長情況。同時，發揮信息技術優勢，將采集數據直接反饋、傳輸到平臺上，對數據進行專業化分析，可以為后續農業生產提供指導依據，減少農業生產風險的同時切實提升農業生產效益[7]。

3.2 加快農機和信息技術融合進程

目前，國家陸續頒布了農機購置補貼資金的政策，用于推動農機智能化建設，同時北斗導航、智能監控等技術逐漸在大中型拖拉機、聯合收割機中有效應用，對于特色智慧農業發展和大田種植業智能化發展具有重要作用[8]。針對當前智慧農業結構，整合資金大力推動農機和信息技術融合發展。依據智慧農業的農機智能化生產標準，在農機領域中大力推廣應用智能監測技術，提升智慧農業生產規模和效益。例如，智能監控聯合收割機涵蓋了BD/GPS定位系統衛星數據采集、霍爾傳感器轉速和糧倉監測、工業計算機數據處理顯示等內容。衛星數據采集部分，負責實時采集收割機作業速度、作業時間和行走數據；轉速和糧倉監測部分，可以實時監控傳動軸轉速信號變化以及糧倉容量變化，經由A/D模塊傳輸信息到處理器；數據處理模塊，基于高斯-克呂格投影和柵格算法進行數據匯總處理，并配備了QT終端程序，可以直觀顯示收割速度、地塊形狀以及具體面積大小等信息，真正意義上實現智慧農業生產[9]。

3.3 構建農機信息化綜合服務平臺

為了提高農機智能化水平，加快智慧農業發展，應注重整合優勢資源，持續改善農業生產環境，建立完善的農機信息化綜合服務平臺，促進農機數據信息深度融合。信息時代背景下，推動農業作業和網絡有機融合，能夠實時掌握農業生產各個環節情況，在智能化技術支持下高效采集、檢測、分析與處理數據，形成更加完善的數據體系[10]。立足于大數據平臺，實現農機信息互聯互通，在提升農機智能化水平的同時加快智慧農業發展進程。發揮大數據資源優勢，同“1+10+N”智慧農業云平臺對接，可以為農業經營者和生產者提供科學服務，具體包括氣象私人訂制、病蟲害防控以及農業植保等。

3.4 加快農機設備智能化進程

農機設備中的先進技術應用，能夠極大地提升農機智能化水平，尤其是當前計算機圖像處理、工業機器人和人工智能等技術成熟化，為智能化農機發展創設了有利條件。但智能農機設備的成本較高，難以滿足當前農戶小規模種植需求，2013年中央一號文件提出，遵循依法自愿有償原則，引導農村土地承包經營權有序流轉，并且鼓勵家庭農場、專業大戶或農業合作社積極承包，旨在實現多種形式規模化經營，為智能化農機推廣應用提供支持[11]。農業規模化經營，必然會加快農機智能化發展趨勢。尤其是當前城鎮化進程逐步加快，農村耕種人數大幅度減少，未來機械化農業生產已經大勢所趨。目前，很多地區已經實施了“互聯網+農機”生產模式，并建立了新型農業經營主體，在先進技術支持下，在農機設備上安裝傳感器和網絡通信裝置，能夠實現農業生產環境智能感知、預警、分析、決策，并且可以實現專家在線指導，為智慧農業生產提供優質服務。基于“互聯網+植保技術”，引用無人機噴藥、機械噴藥等技術，可以實現農業生產用藥精準化，并結合農田或是蔬菜園區的管理需要，建立管理地理信息系統和病蟲害監測系統，為農機作業提供支持，實現農機噴藥高效化、智能化，提升農機作業效率和質量，取得更加理想的用藥效果的同時減少施藥量。

未來隨著科技發展，將會有更多先進技術涌現，并應用到農機設備中，提高農機設備智能化水平。目前，農機智能化技術中包括了自動化技術、機器人技術、無人駕駛技術、地理信息系統、精密機械技術、光學成像及圖像處理技術、人工智能技術、云計算技術和傳感器技術等，這些技術多數已經投放到市場中應用[12-15]。如“農機+衛星定位技術”，在農機調度作業中應用，能夠大大提升農機智能化水平，實現各環節緊密銜接和推進。同時，在智慧型農機綜合服務系統支持下，可以實現農機作業人員和調度平臺之間信息互聯互通，實現農機實時監控和調度。

4 結論

綜上所述，智慧農業是我國農業發展的必然選擇，打破了傳統農業生產模式限制。結合現代化農業生產趨勢和要求，合理化運用先進農機技術和生產技術，突破傳統農業限制，旨在全面提升農業生產效率，助推鄉村振興和美麗鄉村建設。