數(shù)字農(nóng)業(yè)在正定縣蔬菜生產(chǎn)中的應用現(xiàn)狀及建議

高紅順 張麗敏 于潤培 史彥華

（1正定縣農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)推廣站，河北正定 050800；2正定縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北正定 050800；3正定縣自然資源和規(guī)劃局，河北正定 050800）

近年來，我國城鎮(zhèn)化率不斷提高，勞動力由農(nóng)村向城市轉(zhuǎn)移，加速了農(nóng)村土地的流轉(zhuǎn)與整合，導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)了勞動力需求短缺和勞動力價格快速上漲的問題。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者為了減少勞動力投入、降低生產(chǎn)成本，開始使用能夠替代人工的生產(chǎn)方式和技術(shù)，例如通過物聯(lián)網(wǎng)操控大棚溫濕度等，促進了以“互聯(lián)網(wǎng)+”為基礎的數(shù)字技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應用。蔬菜生產(chǎn)是勞動密集型產(chǎn)業(yè)，為實現(xiàn)節(jié)本增效，數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)中優(yōu)先得到示范和應用。正定縣是蔬菜生產(chǎn)大縣，通過對正定縣蔬菜生產(chǎn)基地的調(diào)查走訪發(fā)現(xiàn)，在蔬菜園區(qū)生產(chǎn)中部分環(huán)節(jié)應用了數(shù)字農(nóng)業(yè)。目前，數(shù)字農(nóng)業(yè)在正定縣蔬菜生產(chǎn)上的應用整體還處于起步階段。為降低蔬菜生產(chǎn)成本和提質(zhì)增效，預計在不遠的將來，數(shù)字農(nóng)業(yè)會在蔬菜生產(chǎn)中得到快速發(fā)展和應用。

1 數(shù)字農(nóng)業(yè)的特征

數(shù)字農(nóng)業(yè)是以“互聯(lián)網(wǎng)+”為基礎，結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感等技術(shù)，在農(nóng)業(yè)機械設備中安裝中央處理器（CPU）、輸入作物標準化生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過不同功能傳感器采集作物實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，利用AI（artificial intelligence）加以運算和分析、再輸出生產(chǎn)指令，最大限度實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的數(shù)字信息處理系統(tǒng)。數(shù)字農(nóng)業(yè)的應用可以減少勞動力投入、提高工作效率。在蔬菜生產(chǎn)過程中，數(shù)字農(nóng)業(yè)可以根據(jù)生產(chǎn)要求控制育苗、栽培管理、采收分級、保鮮、烘干、儲存、銷售和追溯等環(huán)節(jié)。在實現(xiàn)蔬菜標準化生產(chǎn)、集約化管理的同時，還可以通過分析市場來調(diào)控蔬菜的生產(chǎn)銷售。

2 數(shù)字農(nóng)業(yè)在正定縣蔬菜生產(chǎn)中的應用現(xiàn)狀

正定縣地處華北平原滹沱河北岸，屬于亞熱帶季風氣候，耕地面積28 133.33 hm2，大田播種面積為28 000 hm2，蔬菜播種面積（含瓜果類）8 266.67 hm2；蔬菜日光溫室面積100 hm2，連棟拱棚53.33 hm2，大中拱棚666.67 hm2，小拱棚雙膜覆蓋播種面積常年穩(wěn)定在2 000 hm2左右，地膜覆蓋蔬菜播種面積約246.67 hm2。在蔬菜生產(chǎn)中，葉菜面積6 533.33 hm2、瓜果類面積1 666.67 hm2、食用菌面積66.67 hm2，年產(chǎn)蔬菜逾52萬t。

在正定縣正定鎮(zhèn)萬畝蔬菜基地的塔元莊村、西關村和斜角頭村等園區(qū)中的日光溫室和連棟大棚中，安裝了聯(lián)網(wǎng)控制的卷放簾設備、水肥一體化灌溉系統(tǒng)、空氣濕度測量儀、土壤水分測量儀、溫度監(jiān)測儀和安全生產(chǎn)監(jiān)測設備等，實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控和數(shù)據(jù)采集預警；在千畝蔬菜基地的曲陽橋鎮(zhèn)后塔底村和南樓鄉(xiāng)廂同村魚菜共生循環(huán)生產(chǎn)區(qū)，大棚內(nèi)安裝了數(shù)控遮陽網(wǎng)、室溫監(jiān)測儀、水體含氧量檢測儀、水肥監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)控過濾系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)，手機聯(lián)網(wǎng)可以實時查看相關數(shù)據(jù)；在南樓鄉(xiāng)陳家疃小黑平蘑菇生產(chǎn)基地，溫室中安裝了數(shù)控淋水系統(tǒng)和溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了手機App全程監(jiān)控和操作；在西平樂鄉(xiāng)西杜村千畝蔬菜基地安裝了水肥一體化數(shù)控灌溉系統(tǒng)和精量化蔬菜播種系統(tǒng)。

近年來，在政府惠農(nóng)政策扶持下，全縣各村都安裝了數(shù)字網(wǎng)絡，成立了農(nóng)村電子商務服務社或農(nóng)村淘寶店。在農(nóng)村電子商務運營中，前期以向農(nóng)戶銷售日用商品和農(nóng)資為主。近兩年受疫情影響，電商實現(xiàn)了快速發(fā)展，以美團優(yōu)選、多多買菜、興盛優(yōu)選等為代表的電商銷售正在蓬勃興起，擴大了本地蔬菜的銷售渠道，但目前電商平臺還不能作為蔬菜銷售的主要渠道。

3 數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)應用中存在的問題

數(shù)字農(nóng)業(yè)在正定縣蔬菜產(chǎn)區(qū)的應用主要集中在園區(qū)，應用環(huán)節(jié)不均衡，以示范為主。數(shù)字農(nóng)業(yè)仍處于發(fā)展階段，缺乏必要的基礎性技術(shù)積累，以互聯(lián)網(wǎng)為支撐的農(nóng)業(yè)機械設備和蔬菜栽培管理技術(shù)缺乏深度融合，而數(shù)字農(nóng)業(yè)整體應用水平較低。數(shù)字農(nóng)業(yè)應用在蔬菜生產(chǎn)中，不僅存在基礎性投入薄弱、設備和技術(shù)需要不斷更新的問題，還有種植技術(shù)不統(tǒng)一和應用者群體水平低的問題。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 通信基礎設施建設滯后

數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜產(chǎn)區(qū)的應用以互聯(lián)網(wǎng)為基礎。正定縣鄉(xiāng)村田間通信基礎設施建設滯后，數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜產(chǎn)區(qū)不能得到快速推廣應用。露地蔬菜無人機植保飛防定位時，數(shù)據(jù)鏈傳輸必須依靠GPS或北斗導航，植保預測數(shù)據(jù)需要通過SIM流量傳輸，費用較高。SIM流量相較于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸費用比較高，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性、準確性和傳輸量受到較大限制。

3.2 傳感器控制精度差

數(shù)字農(nóng)業(yè)的應用是以傳感器為支撐的，近年來我國用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的傳感器雖有較快發(fā)展，但芯片精度差，造成以傳感器為基礎的生產(chǎn)控制系統(tǒng)落后。據(jù)正定縣使用數(shù)字自動控制系統(tǒng)的蔬菜種植戶反映，數(shù)據(jù)傳輸、指令下達有較大滯后性。在灌溉系統(tǒng)應用中，菜地灌溉時土壤濕度通過傳感器將數(shù)值返回至PC終端并上傳保存于管理端數(shù)據(jù)庫，與管理端數(shù)據(jù)庫設定值比較，控制電磁閥開閉，實現(xiàn)自動灌溉。目前，該灌溉系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)傳感準確度低、數(shù)值傳輸慢等問題，導致不能最有效控制蔬菜地灌溉的水量[1]。還有一些蔬菜產(chǎn)區(qū)使用的灌溉系統(tǒng)操作簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)自動灌溉，但無法實現(xiàn)遠程控制[2]。

3.3 蔬菜生產(chǎn)缺乏統(tǒng)一標準

不同蔬菜品種的生產(chǎn)技術(shù)不同，不同環(huán)境下蔬菜的生產(chǎn)操作規(guī)程不同。蔬菜種植戶一般都是根據(jù)經(jīng)驗種植，蔬菜基地和園區(qū)聘請人員的技術(shù)水平差異較大，缺乏統(tǒng)一的標準化生產(chǎn)規(guī)程，嚴重制約了數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)中的應用。

3.4 數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)上應用環(huán)節(jié)單一

數(shù)字農(nóng)業(yè)在正定縣蔬菜生產(chǎn)上的應用主要集中在以物聯(lián)網(wǎng)為基礎的日光溫室和高端連棟蔬菜大棚等設施內(nèi)，以卷放棚簾、水肥灌溉和溫濕度調(diào)節(jié)為主。在露地蔬菜生產(chǎn)中以植保飛防和半自動化選擇性誘殺菜蟲的植保監(jiān)測防控為主，在蔬菜害蟲防治中利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡識別模型可快速識別害蟲種類與檢測計數(shù)[3-4]。數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)中的應用模式和環(huán)節(jié)單一，不能實現(xiàn)設施蔬菜生產(chǎn)和露地蔬菜生產(chǎn)的全面應用，以及從播種到收獲各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的全面應用。

3.5 蔬菜種植人員文化水平偏低

數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)中的應用離不開人的操作。目前從事蔬菜生產(chǎn)的農(nóng)民很多都是50歲以上，大多是初中畢業(yè)，文化水平較低，雖然有接受現(xiàn)代化數(shù)字農(nóng)業(yè)的意愿，但學習能力弱，阻礙了數(shù)字化農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)中的推廣普及。

4 建議

4.1 加大政府扶持力度

農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一項復雜的系統(tǒng)工程，網(wǎng)絡通信基礎設施建設和農(nóng)機設備購置都需要巨大的投入，僅靠生產(chǎn)經(jīng)營者是很難完成的，只有政府提供相應的資源支持才能快速落實。一是政府應針對蔬菜產(chǎn)區(qū)和種植者出臺相應的補助政策，保障數(shù)字農(nóng)業(yè)在正定縣順利實施。二是做好蔬菜主產(chǎn)區(qū)互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設。三是政府鼓勵科研院所加強對關鍵技術(shù)的研究及新成果的推廣。

4.2 增加數(shù)字農(nóng)業(yè)應用補貼

蔬菜生產(chǎn)不同于其他產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)周期和模式多樣化，管理環(huán)節(jié)要求精細，與其相關的農(nóng)業(yè)機械繁多。在數(shù)字農(nóng)業(yè)推廣中，政府應制定系統(tǒng)的補貼政策，鼓勵科研單位和數(shù)字農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)不斷優(yōu)化產(chǎn)品，提高精確度，降低使用難度，增加數(shù)字農(nóng)業(yè)機械設備通信數(shù)據(jù)傳輸和儲存的補貼費用，引導數(shù)字農(nóng)業(yè)在蔬菜生產(chǎn)中從播種、育苗、栽培管理到分級、儲藏、銷售和追溯的全面應用。

4.3 加快推進蔬菜生產(chǎn)標準化

蔬菜生產(chǎn)離不開配套技術(shù)。為提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，政府要聯(lián)合科研部門制定一套適宜本地的蔬菜標準化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范。數(shù)字農(nóng)業(yè)應用時，可以依據(jù)這套技術(shù)規(guī)范建立相應的數(shù)據(jù)模型，蔬菜生產(chǎn)單位依據(jù)實際情況進行修正，實現(xiàn)節(jié)本增效。

4.4 建立蔬菜產(chǎn)供銷數(shù)據(jù)共享中心

蔬菜生產(chǎn)與天氣、勞動力價格、市場需求等因素緊密相關，這些因素都是動態(tài)變化的，而且每個蔬菜園區(qū)或種植戶的產(chǎn)銷數(shù)據(jù)是分散的。因此，可以建立蔬菜產(chǎn)供銷數(shù)據(jù)共享中心，對蔬菜生產(chǎn)和經(jīng)營數(shù)據(jù)進行收集、整理、展示和發(fā)布，同時連接上級數(shù)據(jù)庫，為種植者提供周邊地區(qū)及全國同類產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)、規(guī)模、產(chǎn)量和價格。該共享中心可以將重要數(shù)據(jù)如極端天氣、種植面積和購銷等信息及時傳遞給生產(chǎn)者，生產(chǎn)者通過共享中心提供的數(shù)據(jù)預判可能出現(xiàn)的風險，并及時規(guī)避。

4.5 強化技術(shù)人員和生產(chǎn)者的素質(zhì)教育

適應新形勢下的數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，要加強農(nóng)技推廣人員的再教育，基層農(nóng)技推廣部門要多次對蔬菜生產(chǎn)者進行培訓，提高其對數(shù)字農(nóng)業(yè)的認識、接受和應用能力。蔬菜生產(chǎn)時效性強，生產(chǎn)者應及時掌握設備運轉(zhuǎn)情況，能及時排除設備運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的簡單故障，從而保證蔬菜生產(chǎn)正常進行。

5 結(jié)語

隨著社會發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式發(fā)生了較大的改變，傳統(tǒng)的粗放式蔬菜生產(chǎn)方式因技術(shù)落后、成本不斷提高已不能適應現(xiàn)代社會發(fā)展，要及時向數(shù)字化、集約化、精細化和標準化轉(zhuǎn)變。應用數(shù)字農(nóng)業(yè)，可以降低蔬菜生產(chǎn)成本，提質(zhì)增效，推動正定縣蔬菜生產(chǎn)數(shù)字化水平提升，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。