農(nóng)業(yè)機(jī)械化助推智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的路徑研究

胡明國

（大禹節(jié)水集團(tuán)股份有限公司，甘肅 酒泉 735000）

農(nóng)機(jī)智慧化是隨著人口老齡化和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的時(shí)代而產(chǎn)生的，隨著經(jīng)濟(jì)社會不斷發(fā)展以及人口老齡化的日益加重，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中需要的大量勞動(dòng)力和數(shù)據(jù)信息采集成為制約經(jīng)濟(jì)社會整體布局與均衡發(fā)展的重要因素[1]。農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是保障糧食等農(nóng)產(chǎn)品安全，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興、農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的重要產(chǎn)業(yè)支撐。2022 年，我國農(nóng)機(jī)總動(dòng)力達(dá)到11.04 億kW，主要農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率超過72%，農(nóng)業(yè)機(jī)械的普及程度將越來越高，《“十四五”全國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展規(guī)劃》指出，各地要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，這對農(nóng)業(yè)機(jī)械化助推智慧農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義[2-4]。黨的二十大報(bào)告指出，解決有關(guān)農(nóng)村問題、發(fā)展農(nóng)村仍然是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家最艱巨、最繁榮的任務(wù)[5]。農(nóng)村的發(fā)展也離不開農(nóng)業(yè)機(jī)械化和智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策和技術(shù)的幫扶[6]。近年來，基于互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)平臺和農(nóng)機(jī)智慧管理系統(tǒng)等的逐步發(fā)展，為農(nóng)機(jī)智慧化提供有力保障。本文基于當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究現(xiàn)狀，綜述了國內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)械化差距，同時(shí)介紹了當(dāng)前國內(nèi)農(nóng)機(jī)智慧化的應(yīng)用，并淺析未來農(nóng)業(yè)機(jī)械化在推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的策略。

1 國內(nèi)外農(nóng)機(jī)智慧化的比較

國內(nèi)對于農(nóng)業(yè)機(jī)械化國家戰(zhàn)略層面的提出是在黨的十七屆三中全會上，這為推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)由解決溫飽問題向現(xiàn)代化發(fā)展指明道路[7]。眾多研究也表明，作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化特征之一的農(nóng)業(yè)機(jī)械化，對于勞動(dòng)生產(chǎn)率和土地生產(chǎn)率的提高有著顯著作用[8]。全球農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展及應(yīng)用大致可分為兩種模式：以美國、澳大利亞、德國等發(fā)達(dá)國家為代表的高機(jī)械化程度大型農(nóng)場生產(chǎn)區(qū)，他們不僅可以生產(chǎn)大量的商品糧，而且先進(jìn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品也遠(yuǎn)銷全球各地；另一種是以韓國、日本等地區(qū)為代表的小型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，雖然機(jī)械化程度不低，但生產(chǎn)的農(nóng)作物大多為了滿足自身需求，且無商品糧出售[9]。我國在農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展方面也存在不均衡、不發(fā)達(dá)的問題，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，我國以小生產(chǎn)、大市場為典型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，其生產(chǎn)過程中低農(nóng)機(jī)化表現(xiàn)較為突出，雖然近些年有大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感和遙感技術(shù)和智慧化農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)等相繼應(yīng)用，但總體依然處于不發(fā)達(dá)階段。而且在農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)和智慧農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)方面依舊欠缺，相關(guān)資料顯示，2019 年我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化總體水平只有35%左右，而從事農(nóng)機(jī)化生產(chǎn)的人員僅有0.5%左右接受過高等教育[10]。

與我國大陸地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀相比，美國、澳大利亞、德國等發(fā)達(dá)國家人少地多的基本國情決定了其有基礎(chǔ)條件推廣農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)，而大數(shù)據(jù)技術(shù)、GIS 技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，更加促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展和農(nóng)機(jī)水平提升，不僅如此，獨(dú)特且完善的農(nóng)業(yè)技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新體系為智慧農(nóng)業(yè)積極發(fā)展提供重要保障。以美國為例，其農(nóng)業(yè)研究體系分為：隸屬于美國農(nóng)業(yè)部（USDA）的農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心、隸屬于各州的農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)以及由個(gè)人或者組織成立的農(nóng)業(yè)性質(zhì)公司。農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心的核心任務(wù)是基礎(chǔ)性和應(yīng)用性的農(nóng)業(yè)技術(shù)研究，主要目標(biāo)是服務(wù)全國農(nóng)業(yè)發(fā)展的決策；隸屬于各州的農(nóng)業(yè)研究機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)是技術(shù)性應(yīng)用研究；而農(nóng)業(yè)性質(zhì)的公司則注重農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)和先進(jìn)技術(shù)的商品化和市場化。此外，先進(jìn)且成熟的農(nóng)業(yè)技術(shù)需要完善的技術(shù)推廣體系，包括由中央、各州到地方的農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門擔(dān)負(fù)不同責(zé)任，通過專業(yè)工作人員對新技術(shù)的展示以及對農(nóng)業(yè)從事人員的培訓(xùn)，確保該技術(shù)的科學(xué)性和可行性，最終實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)成果市場化。眾多成果形成離不開政府的政策引導(dǎo)和財(cái)政大力支持，政策提供發(fā)展導(dǎo)向，而研發(fā)資金的大量投入不僅加快了農(nóng)業(yè)科技水平發(fā)展的速度，而且提升了發(fā)展水平，同時(shí)也在一定程度上鼓勵(lì)地方企業(yè)投資智慧農(nóng)業(yè)[11]。

2 農(nóng)機(jī)智慧化應(yīng)用

信息化是現(xiàn)代農(nóng)機(jī)智能化的核心，其利用人工智能、遙感與傳感、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械相結(jié)合，以達(dá)到解決我國“三農(nóng)”問題的目的。

2.1 農(nóng)機(jī)智慧管理系統(tǒng)

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中越來越復(fù)雜的機(jī)械化變革，農(nóng)機(jī)不合理使用、低利用率、自動(dòng)化程度欠缺以及農(nóng)機(jī)作業(yè)過程管理煩瑣等問題“浮出水面”，為確保農(nóng)機(jī)應(yīng)有價(jià)值得到高效發(fā)揮，應(yīng)科學(xué)管理這些先進(jìn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，這成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智慧發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)之一。趙宇[12]基于數(shù)字化農(nóng)機(jī)管理系統(tǒng)，將農(nóng)機(jī)生產(chǎn)過程中需解決的四大功能（數(shù)據(jù)獲取與傳輸、模型化數(shù)據(jù)判斷與分類、數(shù)據(jù)決策與人機(jī)交互、農(nóng)機(jī)電子數(shù)據(jù)檔案化）嵌入在線網(wǎng)絡(luò)平臺，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和管理機(jī)構(gòu)的智慧管理，真正做到“三便捷，兩有利，一合理”，即便于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者查閱農(nóng)機(jī)信息，便于農(nóng)機(jī)任務(wù)分配，便于政府監(jiān)管和農(nóng)機(jī)相關(guān)補(bǔ)貼發(fā)放；有利于農(nóng)機(jī)廣泛服務(wù)和租賃，有利于農(nóng)機(jī)管理部門對資源優(yōu)化配置；提供更合理農(nóng)機(jī)作業(yè)方案。

2.2 基于互聯(lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)平臺

進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，應(yīng)用信息大數(shù)據(jù)技術(shù)的農(nóng)機(jī)信息化管理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效、高產(chǎn)提供技術(shù)支撐，對農(nóng)機(jī)智慧化發(fā)展具有重要意義?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的智慧農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)平臺組成復(fù)雜，其由多類型應(yīng)用軟件和系統(tǒng)構(gòu)成，包含農(nóng)戶應(yīng)用軟件、農(nóng)機(jī)智能化作業(yè)管理系統(tǒng)和農(nóng)機(jī)作業(yè)安全監(jiān)督平臺等。智慧農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)管理采用SQL Sever 數(shù)據(jù)庫源，數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建采用Navicat 數(shù)據(jù)庫管理工具，既可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的快速創(chuàng)建，又可根據(jù)從智慧農(nóng)機(jī)大數(shù)據(jù)平臺讀取的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)賬戶表或賬號定制服務(wù)關(guān)聯(lián)表等，很好地為涉農(nóng)用戶及農(nóng)機(jī)手提供更高效、精準(zhǔn)的信息服務(wù)，極大地提高了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)信息和公共信息的使用效率，為包含農(nóng)機(jī)使用在內(nèi)的全生育期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供“智慧”大腦[13]。

2.3 新機(jī)具推廣應(yīng)用

新機(jī)具的使用不僅改變了傳統(tǒng)的農(nóng)作生產(chǎn)模式、提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，而且讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更簡單、更智慧。目前，我國已將一大批新機(jī)具推廣應(yīng)用，在改變現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的同時(shí)，助推智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。東北地區(qū)是我國主要的商品糧生產(chǎn)基地，早期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中土地翻整和噴灑農(nóng)藥需要大量勞動(dòng)力，而且會造成大面積的農(nóng)藥污染耕地情況?，F(xiàn)如今，應(yīng)用無人機(jī)操作平臺、遠(yuǎn)程控制無人駕駛拖拉機(jī)土地翻整和無人機(jī)噴灑農(nóng)藥，有效實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥噴灑均勻化和高效率。我國新疆地區(qū)、西北地區(qū)，乃至全國地區(qū)的水肥一體化、水肥藥一體化技術(shù)的應(yīng)用推廣，不僅在一定程度上降低了旱災(zāi)、鹽漬災(zāi)害對作物生長發(fā)育帶來的不利影響，而且可以在有限水資源情況下，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)作物種植面積，增加農(nóng)村居民年收入，提高農(nóng)民生活品質(zhì)[14]；節(jié)水灌溉技術(shù)（精準(zhǔn)灌溉），包括我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的膜下滴灌技術(shù)、噴灌等其他引進(jìn)之后發(fā)展的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水資源的高效利用，提高了灌溉的均勻度，降低了勞動(dòng)力需求，噴灌等灌溉技術(shù)還具有改善農(nóng)田小氣候等效果[15]。一系列新工具、新技術(shù)的應(yīng)用推廣，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低了年輕勞動(dòng)力的需求，在農(nóng)業(yè)智慧發(fā)展的道路上形成了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新模式[16]。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械化助推智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的對策

3.1 加強(qiáng)政策指引及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

隨著我國城鎮(zhèn)化和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化持續(xù)推進(jìn)，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員數(shù)量短缺態(tài)勢明顯，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本也隨之增加，進(jìn)一步威脅到糧食安全，以國策為基準(zhǔn)的生產(chǎn)制度和發(fā)展方向引導(dǎo)將有利于緩解這一現(xiàn)狀。進(jìn)入“十四五”的偉大新時(shí)期，我國已在國家層面推出一系列有助于推進(jìn)農(nóng)機(jī)化全面發(fā)展的政策，如《“十四五”推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》的部署，已成為各地方指導(dǎo)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的重要依據(jù)。

工業(yè)革命的初衷為解放雙手、解放勞動(dòng)力。隨著科技的進(jìn)步和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的有關(guān)工具為農(nóng)民日常耕作、糧食播收提供機(jī)械支持，但我國現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)形式以小農(nóng)經(jīng)濟(jì)為主，大的商品糧基地較少，而小農(nóng)戶對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)前期的資金投入預(yù)算相對較低，成本較高，不足以支撐全套、先進(jìn)、大型的農(nóng)業(yè)機(jī)械，這是部分地區(qū)或農(nóng)戶農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不達(dá)標(biāo)的根本原因之一。為此，相關(guān)部門也應(yīng)該加大在農(nóng)業(yè)機(jī)械購置、保養(yǎng)和修理等方面的優(yōu)惠補(bǔ)貼政策力度，以降低農(nóng)戶購機(jī)的壓力，提升農(nóng)機(jī)的普及度[17]。同時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化和智慧化相關(guān)的政策不僅要重視研發(fā)方向、資金投入，更應(yīng)該形成完備的新技術(shù)推廣體系，才可以將成熟的新技術(shù)有效推廣與應(yīng)用。

3.2 加快人才隊(duì)伍建設(shè)和技術(shù)攻關(guān)

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。融入互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展階段被稱為農(nóng)業(yè)4.0 時(shí)代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，智慧農(nóng)業(yè)必將成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢和方向。高校和部分科研機(jī)構(gòu)作為高層次人才培養(yǎng)的主要陣地，應(yīng)大力培養(yǎng)復(fù)合型交叉學(xué)科農(nóng)業(yè)專業(yè)人才，并鼓勵(lì)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的高級人才在農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)、智慧管理系統(tǒng)維護(hù)和新機(jī)具研發(fā)等方面的應(yīng)用和推廣進(jìn)行探索與研發(fā)。21 世紀(jì)中葉的科技攻關(guān)必將以人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)為主，如近期備受關(guān)注的“Chat GPT”已經(jīng)刷新了很多科技工作者的認(rèn)知，其龐大的語言組織能力和知識重架構(gòu)能力讓部分研究者感到擔(dān)心，但其對已有科技成果的匯編和在目前技術(shù)基礎(chǔ)上的挖掘表現(xiàn)出非凡影響。因此，在未來一階段的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的進(jìn)程中，人工智能技術(shù)占據(jù)重要地位，人才培養(yǎng)方案的制定，也應(yīng)注重這一領(lǐng)域的研究和學(xué)習(xí)[18]。同時(shí)，由眾多資金支持的相關(guān)技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目也該得到足夠重視，它們不僅是農(nóng)業(yè)機(jī)械化和智慧化的原動(dòng)力，更是“三農(nóng)”多樣化發(fā)展的需求。

3.3 鼓勵(lì)校地、校企合作

隨著國家大力倡導(dǎo)小微企業(yè)在市場融合發(fā)展中的作用，人才培養(yǎng)模式應(yīng)該隨著時(shí)代發(fā)展、社會需求變化而不斷調(diào)整和修正。一方面，應(yīng)該積極組織不同形式的農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)一步提升從事農(nóng)業(yè)研究人員的理論水平；另一方面，倡導(dǎo)高校、科研院所、企業(yè)和農(nóng)戶之間應(yīng)該形成產(chǎn)、學(xué)、研、用高度融合的新機(jī)制，通過“供”與“需”、“實(shí)踐”與“理論”的學(xué)習(xí)，不斷增強(qiáng)農(nóng)機(jī)實(shí)際應(yīng)用可行性與科學(xué)性，同時(shí)推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和智慧化穩(wěn)步發(fā)展。

4 結(jié)束語

農(nóng)業(yè)機(jī)械化和智慧化是一個(gè)科學(xué)的、多學(xué)科交叉融合的漫長發(fā)展道路，需要結(jié)合該時(shí)期農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和社會需求，依托國家政策和資金支持，地方各級單位嚴(yán)格落實(shí)方針內(nèi)容，并在人才培養(yǎng)、科研攻關(guān)、技術(shù)推廣、監(jiān)督管理體系完善等方面進(jìn)一步改進(jìn)，同時(shí)充分發(fā)揮涉農(nóng)單位和個(gè)體的能動(dòng)性，從而推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、智慧化和現(xiàn)代化進(jìn)程。