湖北省農(nóng)業(yè)廳黨組成員、省農(nóng)機局局長 劉長華

湖北省農(nóng)機精準作業(yè)示范工程建設情況及發(fā)展對策

湖北省農(nóng)業(yè)廳黨組成員、省農(nóng)機局局長 劉長華

2016年4月，農(nóng)業(yè)部、國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦等8部門聯(lián)合印發(fā)《“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)三年行動實施方案》，提出實施包括農(nóng)機精準作業(yè)示范在內(nèi)的六大重點工程，以促進我國農(nóng)機裝備信息化產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造。省農(nóng)機局按照省農(nóng)業(yè)廳統(tǒng)一部署，承擔了農(nóng)機精準作業(yè)示范工程專題的調(diào)研工作。我們通過搜集整理國內(nèi)外精準農(nóng)業(yè)科技發(fā)展進展資料，考察分析新疆、黑龍江、北京等省市的示范案例，實地調(diào)研“北斗項目”在湖北省天門、老河口、沙洋等縣市農(nóng)機領域的試點情況，形成如下調(diào)研報告：

1 精準農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵及特點

精準農(nóng)業(yè)（Precision agriculture）又稱精細農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、精準農(nóng)作，是由信息技術支持，實現(xiàn)3S（GPS、GIS和RS）等高新技術與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的有機結合，根據(jù)空間變異，對農(nóng)資、農(nóng)作實施精確的定時、定位、定量控制，從而達到提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、減少農(nóng)業(yè)活動帶來的污染和改善環(huán)境質(zhì)量的目的，可以最大限度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，促進農(nóng)業(yè)向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、環(huán)保和可持續(xù)方向發(fā)展。該技術起步于20世紀80年代的美國，是繼LISA（低投入可持續(xù)農(nóng)業(yè)）后，農(nóng)業(yè)發(fā)展如何適應信息化社會發(fā)展所面臨的一個新課題。

精準農(nóng)業(yè)相對于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的最大特點是以高新技術投入和科學管理換取對自然資源的最大節(jié)約和對農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的最大索取，主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段之精新，農(nóng)業(yè)資源投入之精省，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程運作和管理之精準，農(nóng)用土壤之精培，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出之優(yōu)質(zhì)、高效、低耗，是當今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的新潮流。

精準農(nóng)業(yè)的重要功能之一就是實現(xiàn)農(nóng)機的精準作業(yè)，而農(nóng)機精準作業(yè)也是為精準農(nóng)業(yè)服務的。農(nóng)機精準作業(yè)是通過集成3S技術和現(xiàn)代通信技術等，實現(xiàn)對農(nóng)機的精準定位、農(nóng)機的有效調(diào)度和農(nóng)機的精準化作業(yè)，從而提高農(nóng)機的科學化管理水平和生產(chǎn)力水平。農(nóng)機精準作業(yè)管理系統(tǒng)主要包括農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)、自動駕駛導航系統(tǒng)、衛(wèi)星平地系統(tǒng)和農(nóng)田管理系統(tǒng)。通過農(nóng)機監(jiān)控系統(tǒng)，能夠實時掌握農(nóng)機的準確定位信息、農(nóng)機的作業(yè)狀態(tài)等；自動駕駛導航系統(tǒng)能夠實現(xiàn)智能操作、夜間作業(yè)，提高農(nóng)機的利用率；衛(wèi)星平地系統(tǒng)能夠高效地進行土地平整。

2 農(nóng)機精準作業(yè)技術發(fā)展概況

2.1 國外農(nóng)機精準作業(yè)技術應用情況

目前，美國、加拿大、德國、丹麥等發(fā)達國家已廣泛地將精準農(nóng)業(yè)技術應用于農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，其核心技術就是利用衛(wèi)星定位導航技術對農(nóng)業(yè)裝備實現(xiàn)智能操作、精準作業(yè)。美國60%的農(nóng)場、90%的大型農(nóng)機、50%以上的變量施肥和75%的土壤采樣，都實現(xiàn)了基于GPS定位的農(nóng)業(yè)裝備的智能操作。

當前，國際先進農(nóng)機制造企業(yè)不僅將眼光瞄準農(nóng)機制造各環(huán)節(jié)，也正向農(nóng)機作業(yè)和農(nóng)機流通等領域全面發(fā)力。如美國的約翰迪爾公司（JohnDeere）、拓普康公司(Topcom)和天寶公司（Trimble）等，它們不僅是農(nóng)機制造界的領航者，也是應用信息化的領軍企業(yè)，其中約翰迪爾公司生產(chǎn)的拖拉機信息化技術裝備最為全面，已達90%以上。2011年，美國愛科公司開發(fā)的芬特導航連接領導——跟隨技術，實現(xiàn)了農(nóng)機的多機聯(lián)動和集群化操作。2016年，凱斯紐荷蘭公司發(fā)布的基于自動轉向和遠程操控的概念版無人駕駛拖拉機，是目前已廣泛應用于人工輔助駕駛拖拉機的升級版。

2.2 國內(nèi)農(nóng)機精準作業(yè)技術應用情況

我國精準農(nóng)業(yè)裝備與技術的研究起步于20世紀80年代，國家“863計劃”對精準農(nóng)業(yè)技術及裝備的研發(fā)進行了立項。1999年，在國家發(fā)改委支持下，北京市農(nóng)林科學院信息技術研究中心在北京小湯山建設了我國第一個精準農(nóng)業(yè)技術研究試驗示范基地。此后，黑龍江九三農(nóng)管局所屬的農(nóng)場以及新疆兵團第五、六、八師所屬農(nóng)場等地都建設了精準農(nóng)業(yè)實驗室或示范區(qū)。

我國農(nóng)機精準作業(yè)技術主要應用于衛(wèi)星導航農(nóng)機自動駕駛、農(nóng)機深松遠程監(jiān)控和秸稈還田監(jiān)管等3個方面，其中衛(wèi)星導航農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)在東北、新疆等地應用較多，黑龍江農(nóng)墾90%的大型農(nóng)機和新疆建設兵團3 400多套拖拉機都安裝了衛(wèi)星導航設備自動駕駛系統(tǒng)，實現(xiàn)了農(nóng)機的智能操作、精準作業(yè)。

安徽、山東等地將衛(wèi)星導航設備應用于遠程監(jiān)控農(nóng)機深松整地作業(yè)，有效提高了農(nóng)機深松整地面積的準確度，降低了農(nóng)機深松整地作業(yè)補助項目的實施風險。據(jù)了解，該系統(tǒng)已在東北、華北、黃淮海等地的深松作業(yè)區(qū)，安裝使用了2萬多套衛(wèi)星導航終端設備。

江蘇宿遷市率先將衛(wèi)星導航設備應用于機械化秸稈還田作業(yè)監(jiān)測，實現(xiàn)了對作業(yè)面積、作業(yè)質(zhì)量關鍵指標的全面可視化監(jiān)控，系統(tǒng)田塊識別率達100%、單塊田面積測算誤差在3.07%，目前已安裝終端設備1 500多臺（套）。

總體來看，我國農(nóng)機精準作業(yè)技術仍處于試驗示范和概念導入階段，與美國等發(fā)達國家相比存在著較大差距，但我國農(nóng)機精準作業(yè)技術發(fā)展很快，空間巨大，前景看好。目前，國內(nèi)精準農(nóng)業(yè)裝備與技術研發(fā)走在前面的企業(yè)，有北京合眾思壯、廣州中海達、上海司南、南京天辰禮達等公司。山東福田雷沃、湖南中聯(lián)重機、河南中國一拖等農(nóng)機制造企業(yè)，也紛紛瞄準農(nóng)機精準作業(yè)裝備與技術領域前沿，欲搶占國際技術制高點。此外，湖北省三江集團與武漢導航研究院也將與中國一拖聯(lián)手，自主研發(fā)完全國產(chǎn)化的農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)及相關產(chǎn)品與裝備。未來，相信有更多的農(nóng)機精準作業(yè)裝備與技術實現(xiàn)中國造。

2.3 湖北省農(nóng)機精準作業(yè)示范工程建設情況

2012年以來，國家大力推廣中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)是中國具有自主知識產(chǎn)權，繼美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。湖北省在推進北斗導航系統(tǒng)民用化的過程中將北斗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目列為5個重點工程之一，是湖北省精準農(nóng)業(yè)示范的“破土工程”，也是農(nóng)機精準作業(yè)示范工程的主要建設內(nèi)容和依靠對象。

目前，國內(nèi)已建成的精準農(nóng)業(yè)應用案例中，一般只關注精準作業(yè)本身的終端模式，而湖北省則采取了“終端+平臺”的系統(tǒng)模式，側重于做好“農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)”這篇文章。項目主要依托湖北省農(nóng)機作業(yè)北斗智能化管理平臺，該平臺集成了北斗衛(wèi)星導航定位、物聯(lián)網(wǎng)傳感、地理信息系統(tǒng)、無線通訊、信息融合與數(shù)據(jù)處理等多項高新技術，主要包括“基于北斗的農(nóng)機信息化作業(yè)智能調(diào)度系統(tǒng)”和“基于北斗的農(nóng)機自動駕駛精細耕種系統(tǒng)”兩大系統(tǒng)；其終端就是面向用戶的集桌面軟件、手機APP和短信平臺等“三位一體”的應用終端。

湖北省北斗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目以湖北省北斗地基增強系統(tǒng)為基礎，采用導航網(wǎng)格碼新技術，以北斗高精度定位為特色，搭建公共位置信息服務平臺，使北斗高精度應用于更廣泛的農(nóng)業(yè)領域。項目建成后將通過大數(shù)據(jù)、云計算，形成農(nóng)機作業(yè)數(shù)字化地圖，打造精準農(nóng)業(yè)的升級版，將是國內(nèi)首個綜合型農(nóng)機精準作業(yè)示范樣板。

2013年以來，湖北省北斗現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目在沙洋、襄州、老河口和江陵等縣市區(qū)進行了試點。襄州、老河口、天門、沙洋等地已安裝563臺（套）北斗深松監(jiān)測設備和30多臺（套）農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)，其操作簡便、精確度高和可靠性好等卓越表現(xiàn)，受到用戶和觀摩者的普遍認可。

3 推進農(nóng)機精準作業(yè)示范工程面臨的問題

3.1 地形地貌復雜，農(nóng)機精準作業(yè)實施難

國外的精準農(nóng)業(yè)技術是基于大塊田地、大平原地區(qū)來實現(xiàn)的，而湖北省“七山一水兩分田”，地形地貌復雜，整體上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自然條件較差，且在農(nóng)機化技術水平、土地利用率、集約化程度、綜合生產(chǎn)力等方面都與發(fā)達國家存在較大差距，且在相當長時期內(nèi)仍將是以農(nóng)戶為單位的小塊耕作，聯(lián)合收割機、大功率拖拉機等大型農(nóng)業(yè)機械在很多地區(qū)很難施展，實施農(nóng)機精準作業(yè)工程將在很大程度上受到地理自然等條件下的限制。

3.2 基礎設施薄弱，互聯(lián)網(wǎng)技術推廣難

目前，湖北省農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)相關設施薄弱，農(nóng)村地區(qū)家庭擁有電腦率較低，網(wǎng)絡普及率不高，公共上網(wǎng)資源缺乏，信息來源和信息傳輸?shù)摹白詈笠还铩眴栴}沒有得到很好的解決，網(wǎng)絡使用的增長條件和空間不足，很難滿足農(nóng)機精準作業(yè)的需要，阻礙了農(nóng)機化技術通過互聯(lián)網(wǎng)的推廣應用。

3.3 農(nóng)民素質(zhì)不高，精準作業(yè)技術操作難

操作精準農(nóng)業(yè)技術和設備要求具有豐富的專業(yè)知識，而湖北省農(nóng)村高素質(zhì)、懂技術的職業(yè)農(nóng)民缺乏。尤其是丘陵山區(qū)的農(nóng)民科技文化知識普遍偏低，生產(chǎn)經(jīng)營管理水平不高，農(nóng)村青壯年農(nóng)民中，初中以下文化程度的占比近90%，而大專及以上文化程度占比不足1%。同時，基層農(nóng)機管理人員知識結構單一，創(chuàng)新能力不強，對現(xiàn)代農(nóng)機裝備技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的掌握不夠、實踐操作能力缺乏，不能很好適應農(nóng)機精準作業(yè)技術發(fā)展的需要。

3.4 政策支持不夠，示范工程項目推進難

目前，國內(nèi)尚無權威機構能為北斗導航監(jiān)測系統(tǒng)和北斗農(nóng)機輔助駕駛系統(tǒng)實施檢測鑒定，出具推廣鑒定報告、檢驗報告，頒發(fā)推廣鑒定證書。因此，北斗導航相關的農(nóng)機作業(yè)系統(tǒng)還沒有納入國家購機補貼范圍。且農(nóng)機精準作業(yè)示范工程建設是項大工程，涉及系統(tǒng)建設、信息采集、設備安裝、人員培訓等方方面面都需要大量資金投入，尤其是前期的儀器、設備、裝置投入資金量很大。引進一臺國外精準農(nóng)業(yè)技術設備大都需要幾十萬，而國內(nèi)相關設備尚未形成規(guī)?；a(chǎn)，其系統(tǒng)穩(wěn)定性也有待檢驗。在目前省級財政資金支持有限、農(nóng)民購買力有限的情況下，示范項目推進有很大難度。

3.5 信息供求不對稱，有效信息匹配難

目前，系統(tǒng)管理者提供的信息與公眾需求的信息嚴重不對稱。一方面系統(tǒng)管理者提供的信息不是農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)、合作社、農(nóng)機經(jīng)銷商和機手需要的信息；另一方面是機手和服務對象不愿給系統(tǒng)管理者提供真實有效信息，導致有效信息供給不足。此外，現(xiàn)階段很多企業(yè)重視網(wǎng)絡建設，輕數(shù)據(jù)開發(fā)，積累的很多信息數(shù)據(jù)沒有有效利用起來，沒有給公眾提供很好的信息服務體驗，甚至很多信息魚龍混雜，導致聽得見、用得上的信息不多。這些，都制約著農(nóng)機精準作業(yè)示范工程的進一步推進。

4 加快農(nóng)機精準作業(yè)示范工程建設的建議

隨著工業(yè)4.0大革命的到來，精準農(nóng)業(yè)在世界范圍內(nèi)已取得長足發(fā)展，農(nóng)機智能化、作業(yè)精準化將是未來農(nóng)機化的發(fā)展方向，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設的方向。湖北省擁有130多萬臺（套）拖拉機，其中大中型拖拉機和聯(lián)合收割機近30萬臺，以北斗衛(wèi)星導航技術為核心的精準農(nóng)業(yè)技術在農(nóng)機領域，其前景廣闊、機遇可期。湖北作為首個在全省范圍內(nèi)試點推廣“北斗終端+農(nóng)機”的省份，肩負著為全國精準農(nóng)業(yè)發(fā)展探索農(nóng)機解決方案的重任，可謂使命光榮、責任重大。我們要積極響應省委省政府建成支點、走在前列的號召，在措施上再強化、政策上再給力、力量上再加強，加快推進湖北農(nóng)機精準作業(yè)示范工程建設。

4.1 統(tǒng)籌規(guī)劃：將農(nóng)機精準作業(yè)示范工程納入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃統(tǒng)籌推進

精準農(nóng)業(yè)包含現(xiàn)代信息技術、生物技術、工程技術等，在農(nóng)機精準作業(yè)示范工程項目推進過程中，涉及信息、農(nóng)機、農(nóng)業(yè)等部門和科研、生產(chǎn)、推廣等單位，必須做好“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”的頂層設計，將農(nóng)機精準作業(yè)示范工程項目建設納入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展整體規(guī)劃統(tǒng)籌考慮，綜合推進。在項目建設上要堅持統(tǒng)分結合，分步分類實施的原則，防止各自為政、重復建設，實現(xiàn)兼容擴展、共建共享；在運行維護上要充分發(fā)揮“有為的政府”和“有效的市場”2個積極性，建立管建結合的長效機制，防止重建輕管，只建不管。

4.2 加大扶持：凝聚社會合力，加大政策支持和資金投入力度

在推進農(nóng)機精準作業(yè)示范工程過程中，各相關部門應加強合作，加大政策支持和資金投入力度。建議國家盡快出臺北斗導航監(jiān)測系統(tǒng)和北斗農(nóng)機輔助駕駛系統(tǒng)檢測標準，明確相應的檢測機構，盡快將精準農(nóng)業(yè)相關設備納入國家購機補貼范圍實施補貼；建議各級政府對相關產(chǎn)品實行財政疊加補貼，降低農(nóng)民設備購置成本，加快農(nóng)機精準作業(yè)技術推廣力度。建議移動、聯(lián)通等部門合理布局信號基站，相關系統(tǒng)開發(fā)企業(yè)在軟件模塊設計和氣象、水利、地理、測繪等部門相關數(shù)據(jù)資源實現(xiàn)與湖北省農(nóng)機作業(yè)北斗智能化管理平臺的無縫對接，合力破解數(shù)據(jù)傳輸和鏈接瓶頸，實現(xiàn)信息互聯(lián)互通、開放共享。

4.3 強化基礎：加快建設全省統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)信息平臺，加強農(nóng)村地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設，加快土地平整步伐，促進適度規(guī)模經(jīng)營，為農(nóng)機精準作業(yè)示范項目實施提供支撐

加強各類涉農(nóng)信息資源的深度開發(fā)，依托楚天云，建立覆蓋農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)采集、加工、存儲、處理、分析等全信息鏈的湖北省農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究與應用中心，面向全省推廣基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應用服務。加強農(nóng)村地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設，全力解決寬帶村村通問題，加快研發(fā)和推廣適合農(nóng)民特征的低成本智能終端。依托土地平整項目，加強對低產(chǎn)田進行科學合理的規(guī)劃改造，推進土地適度規(guī)模經(jīng)營，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式轉變，走規(guī)?；?、集約化和機械化之路，為農(nóng)機精準作業(yè)示范項目實施創(chuàng)造條件。

4.4 加強研發(fā)：堅持自主研發(fā)與技術引進、消化吸收相結合，增強農(nóng)機精準作業(yè)裝備與技術的有效供給

目前，國內(nèi)精準農(nóng)業(yè)技術與裝備的研發(fā)尚處于起步階段，其技術水平、經(jīng)營管理和經(jīng)濟效益等，與發(fā)達國家還存在很大差距。在項目實施過程中，湖北省應堅持自主研發(fā)與技術引進、消化吸收相結合，鼓勵企業(yè)抓住國家實施“中國制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”新機遇，搶占“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機監(jiān)測和互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機自動導航技術”新高地，開拓農(nóng)機制造領域的新藍圖，實現(xiàn)湖北省農(nóng)機工業(yè)的彎道超越。湖北省應在除了開發(fā)適應輪式拖拉機的自動駕駛系統(tǒng)的基礎上，拓展到產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、精細播種控制系統(tǒng)、變量噴藥施肥系統(tǒng)等，加快研發(fā)適合履帶式拖拉機、植保機、插秧機、收割機等農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)及精準控制系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)機精準作業(yè)相關裝備與技術的有效供給。

4.5 加大推廣：建立試驗示范基地，加大對農(nóng)機精準作業(yè)技術的推廣力度

要根據(jù)不同區(qū)域類型，選點開展農(nóng)機精準作業(yè)試驗示范試點，積累經(jīng)驗，探索規(guī)律，形成具有湖北特色的農(nóng)機精準作業(yè)模式，并逐步將農(nóng)機精準作業(yè)示范工作擴展到大型國營農(nóng)場和小型農(nóng)戶，特別要著重在小型農(nóng)戶中實施精準農(nóng)業(yè)的概念和方法，使農(nóng)機精準作業(yè)技術深入人心?！逗笔”倍番F(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目》提出，到2017年，全省將在聯(lián)合收割機、深松機和秸稈粉碎還田機安裝12 000套農(nóng)機信息化作業(yè)智能調(diào)度和作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)；將在江漢平原、鄂北崗地等地的大功率拖拉機上，安裝150臺（套）農(nóng)機自動駕駛精細耕種系統(tǒng)。時間緊，任務重，有必要實行典型引路、試點先行，加快推進。

4.6 強化培訓：加快實施“互聯(lián)網(wǎng)+”新型職業(yè)農(nóng)民培育行動，培養(yǎng)造就有文化、懂技術、會操作的新型職業(yè)農(nóng)民，為農(nóng)機精準作業(yè)示范工程建設提供人才支撐

要加強新型職業(yè)農(nóng)民培訓體系建設，構建基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的新型職業(yè)農(nóng)民培訓虛擬網(wǎng)絡教學環(huán)境，大力培育生產(chǎn)經(jīng)營型、職業(yè)技能型、社會服務型的新型職業(yè)農(nóng)民；積極推動智慧農(nóng)民云平臺建設，加強農(nóng)機精準作業(yè)系統(tǒng)操作全過程實用性人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)新型職業(yè)農(nóng)民培育的移動化、智能化。同時，也要加強農(nóng)機管理人才培養(yǎng)，將提高管理者素質(zhì)、培養(yǎng)精英拔尖人才同提高全體勞動者素質(zhì)有機結合起來，為農(nóng)機精準作業(yè)技術理論與裝備研發(fā)提供人才保障。

2016-09-30）