以数字农业技术提高智能农机装备水平

中国工程院院士、华南农业大学教授 罗锡文

近年来，我国数字农业技术得到快速发展，提高了智能农机装备的智能感知、自动导航、精准作业和智能管理水平。依托生物技术、智能农机和信息技术建设的无人农场是推进数字农业的重要途径。智能农机是建设无人农场的物质支撑。

华南农业大学集成相关的智能农机装备，创建了水稻无人农场，并在广州增城进行了实践。水稻无人农场具有耕、种、管、收生产环节全覆盖，机库田间转移作业全自动，自动避障异况停车保安全，作物生产过程实时全监控和智能决策精准作业全无人等特点。

华南农业大学建设的水稻无人农场表明了其在发展数字农业中的巨大潜力，也为我国无人农场建设发挥了示范作用，数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理是无人农场发展的方向。数字化感知：采用各种传感器对农业生产环境、动植物生长、病虫草害、农机作业情况等信息进行全面感知，结合物联网等实现全环节全流程的数字化感知，为决策、作业和管理提供数据支撑。智能化决策：结合大数据、云计算、人工智能等技术，开展数据挖掘、指示发现等技术研究，实现农场生产决策智能化。精准化作业：包括智能农机装备技术、多机协同技术、自主驾驶技术和精准作业技术，实现无人化智能装备自主精准作业。智慧化管理：包括农作物生长管理、农机管理和农场管理，实现农业生产“耕、种、管、收”高效协同作业及农场生产全流程智慧化管理。

1、物联网智慧农业推动农业走向信息化
通过多种无线传感器、无线基站和传输设备的使用，农业种植现场的各种信息能够轻易的通过自动监测传输功能呈现在管理人员的眼前，实现了管理者和种植现场的快速连接。同时通过软硬件系统和手机客户端还能够实现自然灾害监测及预警，方便作物生长现场管理，实现高度的信息共享和农业自动化。
2、物联网智慧农业提高农业生产管理水平
物联网技术在现代农业中的应用对提高传统农业的生产管理水平效果显著。在农业生产过程中，通过无线智能传感器实现农业生产现场环境参数的实时采集和利用智能物联网监控系统对所采集数据进行实时传送，为农作物生产和温室控制提供了有利的科学依据。智慧农业不仅为作物生长创造了最佳条件，提高了作物产量和质量，而且可以提高水、化肥等作物消耗品的利用率。
3、物联网智慧农业保障农产品和食品安全
在农产品和食品运输领域，电子标签、电子条码、无线传感器网络、通信网络和计算机网络等的集成应用，可实现单个或集装农产品和食品的跟踪和可视数字化管理，对农产品从生产现场到仓库、从仓库到餐桌、从生产到销售全过程实行智能监控，可实现农产品和食品的数字化、可视化物流运输和管理，同时也可很大程度提高农产品和食品的品质。

看一些科幻，总会有这样的画面，在太空中飞行的飞船，宇航员总是开始行动，总是迅速调整或给出一串参数，然后飞船就会准确地朝目标移动或准确地对目标发动攻击。

这些参数就是数字，飞船通过这些数字准确无误地移动。数字对农业和农村地区意味着什么？它意味着更高效和科学的农业。它意味着更智能、更方便的农村。当然，因为数字农业下乡，无论是市民的食品安全还是农民的出行，还是农民自己的生活，都会有更好的体验。

比如说，说到食品安全，化肥和农药占了很大的比重。如果化肥和农药能说话，它们首先会说："我们没有错，是你们人类用得太多了"。为什么会出现过度使用化肥和农药的问题？

说到底，还是因为缺乏准确的监测数字，无法根据作物的养分需求来供应肥料，也无法根据病虫害的发生率来喷洒农药。随着计算机技术的广泛应用，人类社会已进入信息时代。农业作为人类生活的基础，也受到了数字化浪潮的巨大影响。数字农业实现了信息技术与农业各方面的有效结合，对传统农业的改造和农业生产方式的转变具有重要意义。数字农业将遥感、地理信息系统、全球定位系统（GPS）、计算机技术、通信技术和双创技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机结合起来，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测；实现对农作物生长。发育状况、病害状况、污泥状况及相应环境信息的定期获取，生成动态的空间信息系统，对农业生产的现象、过程进行模拟，达到合理利用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农产品质量的目的。

农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等等。目前，现代农业精细化生产与物联网技术的结合存在巨大的市场需求空间。在感知的前提下，成功搭建了人与人、人与物、物与物全面互联的网络平台。现代农业已悄然进入物联网时代，智慧农业大局初现。据前瞻产业研究院统计，融资类型较多的企业多用于无人机植保领域，其次是农业数据平台服务领域。这两个领域也是发展最快的农业科技。

为了实现农业产业链上合作企业的共同战略利益，使产业链上的所有企业都受益，需要形成一种长期的合作博弈机制，加强成员企业之间的合作，使成员企业风险共担，利益共享。这种机制就是混合纵向一体化连接模式。农业未来的发展要从全行业的角度来布局。大数据技术渗透在从种肥到生产、加工、配送到消费者餐桌，再到废弃物处理的全过程，体现了信息技术对农业产业发展的支撑作用。智能装备是通过智能化改造升级，使机器具有一定的智能，能够方便可靠地全部或部分辅助人完成特定的复杂目标和任务。

智能农业机械装备在世界范围内的发展经历了不同的历史阶段，从机械化到数字化、自动化、智能化，现在已经衍生出系统。目前，国际上对农业机械装备的研究主要集中在自动驾驶拖拉机、农业机器人和农用无人机上。未来，发展智慧农业是我国农业发展的重要趋势和方向。十四五规划提出发展智慧农业，目标是用计算机强化人脑，用机器替代人力，自主替代进口，实现生产智能化、 *** 作精准化、管理数字化、服务网络化。

中国未来的智慧农业需要人才:一是对农业有感情，喜欢现代农业；二是知识交叉型，可以将不同专业的知识与计算机结合起来，建立知识体系；三是实用技能，能 *** 作拖拉机、植保机等农业机械；第四，要有工匠精神，精益求精；第五，了解商协会管理，提供专业和社会服务；第六，顺应信息化趋势，推动智慧农业发展。

数字农业对我国农业的发展具有重要作用，那么我国数字农业现况如何呢？大家请看我接下来详细地讲解。

一，我国数字农业发展难点

(1)数字农业发展潜力很大，但基础工程还很薄弱。由于互联网的快速发展，截至2019年6月，我国互联网用户达到854亿，其中农村网民达到225亿，占263%。农村互联网还有很大的发展空间。与此同时，数字农业经济与其他行业、领域仍存在较大差距，发展潜力较大。据报道，在2019年我国数字经济规模中，服务业、工业和农业数字经济普及率分别为378%、195%和82%。

(2)数字技术与现代农业融合充分发展，但整体力度不大。数字农业新技术的智能化、数字化应用贯穿于种植业生产、经营、管理、服务的全过程。各参与方的组织协调力度不够。

二，我国数字农业发展趋势

(1)农业检测设备和智能系统的研发。借助农业检测设备，可以对作物的内部因素和外部品质进行检测和分析，更容易发现作物的生长规律，并根据作物的生长规律提供这些规律，从而找到不同的作物。科学成功的培养之道。继续探索智能种植与种植、水肥决策、产量预测、病虫害预警、供需分析、温室环境防治分析等内容，使农业决策者能够获取信息知识、优化模拟、推理策略、系统覆盖农业生产经营管理的各个方面，对涉及对象的全过程进行数字化表达、设计、控制和管理，为现代农业转型升级提供保障。

(2)开发“农业云”等软件平台，应用大数据技术构建农业云平台，为农业生产提供更专业、准确、全面的农业数据。它以专业分析为导向，以农业人员为对象。，提供数据查询、在线分析、共享交流等服务的知识开放平台。未来，我们将围绕农业生产、经营、管理、服务四大应用，突破大数据、物联网、数字农业等前沿技术，构建全产业链智慧农业体系，改变传统农业体验。通过大数据分析和云计算，可以准确检查多少水、什么时候浇、浇多少水等问题。因此，需要打通“互联网+农业经营”环节。

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