寧 通

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650201）

近年來，農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向之一。農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設(shè)是農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)力提質(zhì)增效的主要內(nèi)容，是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要任務(wù)。在一系列如開發(fā)自動(dòng)水利系統(tǒng)、智能溫變養(yǎng)殖室等智能工具的措施下，我國農(nóng)業(yè)數(shù)字化取得了一定成功。農(nóng)業(yè)數(shù)字管理系統(tǒng)包括能夠形成規(guī)?；拖到y(tǒng)化的自動(dòng)檢測預(yù)測機(jī)制、能夠遠(yuǎn)程監(jiān)督和管理作物生長的遙感裝置以及全球網(wǎng)絡(luò)。智能化自動(dòng)化的檢測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)在無人情況下對(duì)作物生長的科學(xué)監(jiān)管，并且自動(dòng)化管理成本很低，因?yàn)橐唤M機(jī)器可以一次性同時(shí)管理很多組農(nóng)作物，可以大大節(jié)省人工費(fèi)用成本。農(nóng)業(yè)數(shù)字化的普及依靠科技發(fā)展，將更加合理地整合農(nóng)業(yè)資源，提高農(nóng)業(yè)農(nóng)田利用率，從而在降低成本下最大可能地創(chuàng)造生產(chǎn)效益。在作物生長過程中，最大的挑戰(zhàn)是人工種植無法隨時(shí)監(jiān)管作物生長情況，而機(jī)械自動(dòng)智能系統(tǒng)可以解決這個(gè)問題。機(jī)械可以長期保持高水平的效率運(yùn)轉(zhuǎn)，精準(zhǔn)照顧作物生產(chǎn)。

1 農(nóng)業(yè)數(shù)字化涵義

數(shù)字農(nóng)業(yè)是指在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)運(yùn)用科技創(chuàng)新出的高效生產(chǎn)新模式，即在農(nóng)藝措施的基礎(chǔ)上，采用信息技術(shù)生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品。農(nóng)業(yè)數(shù)字化可使農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程得到數(shù)字化控制，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的投入和可控制的生產(chǎn)過程及產(chǎn)品產(chǎn)出［1］。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)化進(jìn)程取得了極大成果，我國農(nóng)業(yè)逐漸由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向節(jié)約型、智能型轉(zhuǎn)變［2］。投入產(chǎn)出和農(nóng)藝過程都是數(shù)字控制的，產(chǎn)品生產(chǎn)過程的數(shù)字化控制可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)的投入和農(nóng)業(yè)過程、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的可控性。推進(jìn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化，利用數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)，可在某一地區(qū)乃至整個(gè)社會(huì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的智能化控制。

2 云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀簡析

云南省氣候溫和濕潤，雨熱同期，適宜農(nóng)作物生長。高海拔的優(yōu)勢，結(jié)合低緯度氣候、季風(fēng)氣候和山地原始?xì)夂虻奶攸c(diǎn)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)質(zhì)的氣候和地理?xiàng)l件，特別適合水稻、茶葉、烤煙、三七以及石斛等名貴中藥材的生長。但是，它的地形復(fù)雜，多山地丘陵，耕地面積狹小，梯田地形和高原地形制約著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的普及，面臨著不容忽視的缺點(diǎn)和挑戰(zhàn)。現(xiàn)代高原有機(jī)農(nóng)業(yè)的開發(fā)利用是云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。在云南省大片地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍然停留在人工勞作水平。山區(qū)部分地區(qū)仍以人工栽培為主，缺乏機(jī)械化和自動(dòng)化設(shè)備，形成了云南省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的劣勢。在西部大開發(fā)戰(zhàn)略鼓勵(lì)下，云南省開始重視農(nóng)業(yè)科技和裝備水平提高，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施得到改善，為農(nóng)業(yè)數(shù)字化創(chuàng)造了良好基礎(chǔ)。

立足長遠(yuǎn)發(fā)展，云南省生態(tài)環(huán)境脆弱，常年的不合理開采和旅游過度開發(fā)，已經(jīng)接近環(huán)境承受力的底線。在這種情況下，探索高效環(huán)保的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式更為迫切。農(nóng)業(yè)數(shù)字化能最大程度利用資源、減少浪費(fèi)，具有環(huán)保性和高效性，有利于推動(dòng)當(dāng)?shù)卮址诺纳a(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造更多效益，是順應(yīng)當(dāng)?shù)匕l(fā)展的改革良方。

云南省農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模較小，究其根本是山地廣布且地形復(fù)雜，造成了耕地被阻斷成支離破碎的小段，從而使其只能依靠人工小面積耕作，難以實(shí)現(xiàn)大面積的機(jī)械化。在云南省，最常見的生產(chǎn)方式是梯田灌溉，即遵循山勢走向，在山坡上開墾出小塊耕地形成梯狀。這一做法能夠有效利用水資源灌溉，適當(dāng)增加耕種面積，但是沒有提升生產(chǎn)效率。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)受到很多因素的限制且無法綜合分析各種因素，但是數(shù)字化農(nóng)業(yè)在這方面優(yōu)勢明顯。數(shù)字化農(nóng)業(yè)可以綜合分析氣候、地形以及市場等多方面的因素，根據(jù)綜合分析快速制定一套科學(xué)的種植方案。這是一個(gè)自動(dòng)化的工程，不需要人工干預(yù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是大規(guī)模的，未來需滿足市場大量的需求。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須不斷擴(kuò)大規(guī)模，同時(shí)要保證質(zhì)量，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)偏向小農(nóng)經(jīng)濟(jì)，無法滿足要求。

3 云南省農(nóng)業(yè)的數(shù)字化探索

云南省農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施落后是沉疴痼疾。完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，需要加快農(nóng)村水源工程、中低產(chǎn)田、路網(wǎng)建設(shè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化建設(shè)等?；A(chǔ)設(shè)施的完善能為農(nóng)業(yè)數(shù)字化提供基本條件。云南省通過信息技術(shù)與生產(chǎn)的融合積極調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，加強(qiáng)品牌建設(shè)；充分發(fā)揮區(qū)域比較優(yōu)勢，根據(jù)區(qū)位特點(diǎn)，建設(shè)各智能化生產(chǎn)基地。隨著物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)推動(dòng)新一輪產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的作用日益突出，而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)也在探索“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及智能化的新途徑。近年來，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所開發(fā)了基于傳感器的智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，建立了基于云平臺(tái)的專家支持系統(tǒng)。應(yīng)用移動(dòng)終端種植應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)了花卉溫室栽培示范的精確、智能、自動(dòng)化和信息化。應(yīng)用精準(zhǔn)種植APP使化肥、農(nóng)藥的施用量減少30%以上，水資源浪費(fèi)量減少80%以上，在提高花卉品質(zhì)、節(jié)能降耗方面效果顯著。

4 農(nóng)業(yè)數(shù)字化的價(jià)值及發(fā)展趨勢

4.1 農(nóng)田物聯(lián)網(wǎng)和傳感器的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)給予了農(nóng)業(yè)更多機(jī)會(huì)。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下，萬物皆可互聯(lián)。智能傳感器及時(shí)反饋?zhàn)魑锏纳L信息，而農(nóng)田傳感器結(jié)合圖像識(shí)別技術(shù)輔助，使農(nóng)民可以不用出門上田，即可知道自家農(nóng)作物的收成情況。如今農(nóng)產(chǎn)品市場需求過大，因而更多產(chǎn)量更少勞動(dòng)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的大勢所趨。傳感器也可以安裝在農(nóng)業(yè)設(shè)備上，以跟蹤機(jī)器的健康狀況。其中，一些傳感器可以用來彌補(bǔ)GPS系統(tǒng)在處理復(fù)雜地形時(shí)的不足。當(dāng)農(nóng)作工具出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，傳感器也會(huì)及時(shí)發(fā)出信號(hào)。傳感器還可以用來制作農(nóng)莊產(chǎn)業(yè)地圖，方便隨時(shí)查看。

4.2 無人機(jī)和作物自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)

農(nóng)民在跨越數(shù)百公頃的土地上工作，意味著他們能鳥瞰農(nóng)田的唯一方法就是利用無人機(jī)。無人機(jī)作為抗旱和觀察其他有害環(huán)境因素的手段，在美國廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物監(jiān)測。能夠生成三維圖像的無人機(jī)（UAV）可以通過分析和規(guī)劃種子種植模式預(yù)測土壤質(zhì)量。無人機(jī)也可用于噴灑農(nóng)藥。最近的研究表明，與其他類型的機(jī)器相比，無人機(jī)可以提高噴灑速度將近5倍。

4.3 人工智能機(jī)器人

農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)也有助于提高生產(chǎn)力、產(chǎn)量和收獲效率。比如，噴灑除草機(jī)器人可以減少90%的農(nóng)藥使用。智能機(jī)器人可以自動(dòng)替人勞動(dòng)，減少人工干預(yù)，可以用來在不同的作物之間導(dǎo)航，從而減少人力。例如，植物移植機(jī)器人可以提高傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)方法的效率，在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化上具有重要意義。

4.4 射頻識(shí)別技術(shù)與跟蹤技術(shù)

收獲作物后，RFID技術(shù)是一種用于控制、檢測和跟蹤物體的無線系統(tǒng)，可用于整個(gè)生產(chǎn)線的追蹤，為顧客提供產(chǎn)品進(jìn)入市場前原料階段的情況，從而讓生產(chǎn)過程透明化，讓購買者安心購買，增加產(chǎn)品的市場銷量?？梢?，農(nóng)業(yè)數(shù)字化既提升了生產(chǎn)速度，又保障了生產(chǎn)質(zhì)量。如果產(chǎn)品產(chǎn)生衛(wèi)生問題，應(yīng)用射頻與跟蹤技術(shù)易追溯到生產(chǎn)和加工農(nóng)產(chǎn)品的農(nóng)場或工廠。如果將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于所有作物，食品安全問題爆發(fā)的可能性將被降低到最小。對(duì)于消費(fèi)者來說，他們對(duì)于產(chǎn)品安全性的滿意度會(huì)更高。對(duì)于農(nóng)民生產(chǎn)者來說，農(nóng)產(chǎn)品將得到市場更多歡迎，為生產(chǎn)者創(chuàng)造更大的利益。

4.5 機(jī)器分析

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的弊端是無法及時(shí)知道農(nóng)產(chǎn)品的具體生長情況，但是機(jī)器可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行全面分析，且這種分析高效、科學(xué)、精準(zhǔn)。農(nóng)業(yè)數(shù)字化的一個(gè)明顯優(yōu)勢是機(jī)器分析的出現(xiàn)。人工分析任務(wù)繁重，易出錯(cuò)，而機(jī)器可以保證超高的分析準(zhǔn)確度，且為機(jī)器錄入各種百科后它可以自動(dòng)進(jìn)行綜合分析，大大提高了效率［3］。

5 結(jié)語

數(shù)字化將進(jìn)一步釋放農(nóng)村改革紅利，加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，推進(jìn)城鄉(xiāng)融合發(fā)展。未來我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的成敗在于其是否能成功進(jìn)行數(shù)字化的普及轉(zhuǎn)型，因?yàn)閿?shù)字化的生產(chǎn)模式使他們能最大程度跨越地形、氣候等條件的影響，用最科學(xué)的方法分析預(yù)測，全面掌握作物生長情況及市場動(dòng)態(tài)。