智慧果園發(fā)展制約因素與對(duì)策措施

我國(guó)是果樹栽培大國(guó)，果品產(chǎn)量（占世界總產(chǎn)量的近1/4）和種植面積（占世界總面積的1/5以上）均居世界首位。較為重要的栽植品種約有300余種，果園遍及南北各地，是果農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的主要來(lái)源。隨著智慧農(nóng)業(yè)的興起，給果樹產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，及時(shí)整合果樹生產(chǎn)要素，積極引入現(xiàn)代信息技術(shù)，更新?lián)Q代傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)模式，加快果樹產(chǎn)業(yè)升級(jí)，已成為廣大果農(nóng)及果樹經(jīng)營(yíng)組織的迫切需求。筆者從當(dāng)前智慧果園的發(fā)展現(xiàn)狀入手，在分析發(fā)展制約因素的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的對(duì)策措施，以促進(jìn)我國(guó)智慧果園的健康發(fā)展。

一、制約因素

從目前智慧果園發(fā)展情況來(lái)看，主要存在以下制約因素。

1. 認(rèn)識(shí)不到位，觀念滯后

部分規(guī)模化果園經(jīng)營(yíng)者已認(rèn)識(shí)到智慧果園的發(fā)展機(jī)遇，絕大多數(shù)種植規(guī)模小的果農(nóng)則普遍認(rèn)識(shí)不到位、觀念滯后，制約了智慧果園的發(fā)展。認(rèn)為只有農(nóng)藥、化肥等農(nóng)資的投入才能帶來(lái)致富，物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備的投入就是浪費(fèi)；對(duì)智慧果園的發(fā)展缺乏正確認(rèn)識(shí)，認(rèn)為自己就是果樹管理高手，那些果樹生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化的模式離自己很遙遠(yuǎn)；智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展意識(shí)淡薄，沒有認(rèn)識(shí)到智慧果園與傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式之間的巨大差別。

2. 高素質(zhì)技術(shù)人才匱乏，管理落后

果農(nóng)科學(xué)文化素質(zhì)參差不齊，整體水平不高、管理能力較低，高新技術(shù)接收能力較弱，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的了解應(yīng)用較少，從而影響了新知識(shí)應(yīng)用和新技術(shù)推廣，這已成為困擾智慧果園發(fā)展的最大障礙。

3. 基礎(chǔ)設(shè)施不完善，現(xiàn)代化程度低

目前，果園基礎(chǔ)設(shè)施仍以普通的滴灌、噴灌系統(tǒng)為主，基于利用集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、手機(jī)終端技術(shù)、3S（遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、全球定位系統(tǒng)）技術(shù)等載體及平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施較少，在果園建設(shè)上缺少現(xiàn)代化的果園機(jī)械設(shè)備。

二、對(duì)策措施

針對(duì)以上智慧果園發(fā)展存在的主要制約因素，建議采取以下對(duì)策措施。

1. 加強(qiáng)宣傳引導(dǎo)，更新果樹生產(chǎn)觀念

智慧農(nóng)林業(yè)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，農(nóng)業(yè)正在經(jīng)歷由機(jī)械化邁向智慧化時(shí)代，發(fā)展潮流勢(shì)不可擋。通過(guò)報(bào)紙、電視、廣播、微信公眾號(hào)、網(wǎng)絡(luò)等多渠道在農(nóng)村全方位宣傳智慧農(nóng)業(yè)，引導(dǎo)果農(nóng)正確認(rèn)識(shí)發(fā)展智慧果園是發(fā)展趨勢(shì)；通過(guò)示范推廣、親身體驗(yàn)等形式，讓果農(nóng)從思想上迅速適應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，適時(shí)做好由傳統(tǒng)果園向智慧果園的升級(jí)改造，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)模式，進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。

2. 開展技能培訓(xùn)，推廣智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)

①多渠道培育新型職業(yè)果農(nóng)。將職業(yè)果農(nóng)培養(yǎng)納入國(guó)家教育培訓(xùn)發(fā)展規(guī)劃，按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2020年人才工作要點(diǎn)》的通知要求，多措并舉強(qiáng)化實(shí)施農(nóng)村實(shí)用人才帶頭人素質(zhì)提升計(jì)劃，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技人才推薦培養(yǎng)，發(fā)揮農(nóng)村實(shí)用人才培訓(xùn)基地的綜合平臺(tái)作用，實(shí)施高素質(zhì)農(nóng)民培育計(jì)劃，依托項(xiàng)目平臺(tái)培養(yǎng)高層次農(nóng)業(yè)科技人才；實(shí)施新型職業(yè)農(nóng)民培育工程，大力培育新型職業(yè)農(nóng)民，提升新型職業(yè)農(nóng)民發(fā)展質(zhì)量，優(yōu)化新型職業(yè)農(nóng)民培育結(jié)構(gòu)，形成“一主多元”的教育培訓(xùn)體系，實(shí)施好現(xiàn)代青年農(nóng)場(chǎng)主和新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體帶頭人等分類培育計(jì)劃，培育新型職業(yè)農(nóng)民，確保新型職業(yè)農(nóng)民進(jìn)行職業(yè)提升，為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供源源不斷的農(nóng)業(yè)人才，以滿足智慧果園發(fā)展需求。

②提升智慧果園示范輻射能力。充分發(fā)揮運(yùn)營(yíng)成功的智慧果園示范基地的示范帶頭作用，組織果農(nóng)參觀了解智慧果園運(yùn)行模式，深入學(xué)習(xí)建設(shè)管理智慧果園，進(jìn)一步擴(kuò)大智慧果園的影響力、吸引力、輻射力，讓智慧果園逐步成為帶動(dòng)果農(nóng)開展果園升級(jí)改造的自覺行動(dòng)。

③培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化果園建設(shè)理念。引導(dǎo)果農(nóng)建設(shè)適應(yīng)智慧果園自動(dòng)化管理的標(biāo)準(zhǔn)果園，這是發(fā)展智慧果園的前提條件，只有寬行、簡(jiǎn)化樹形的標(biāo)準(zhǔn)化果園，適應(yīng)果園機(jī)械在行間運(yùn)行，才有可能實(shí)現(xiàn)智慧化生產(chǎn)。

3. 完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高果業(yè)現(xiàn)代化水平

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展為智慧果園提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。以果樹大數(shù)據(jù)與云服務(wù)、先進(jìn)傳感技術(shù)、精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)裝備、果業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與裝備、果業(yè)機(jī)器人等核心技術(shù)為代表的技術(shù)創(chuàng)新日益完備且廣泛應(yīng)用于果樹精準(zhǔn)栽培、病蟲害預(yù)警等領(lǐng)域。智慧果園包括智慧感知、無(wú)線傳輸、智慧決策、智能控制等內(nèi)容。在建立省力化果園、生態(tài)果園的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)果農(nóng)積極使用現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)設(shè)備，加快現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)（植保無(wú)人機(jī)、自走式噴霧機(jī)、果園管理機(jī)器人、自走式果園操作平臺(tái)、水肥一體化機(jī)、果樹挖溝機(jī)、挖穴機(jī)等果園機(jī)械）、儀器設(shè)備進(jìn)果園，完善建立智慧果園系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過(guò)對(duì)果園生產(chǎn)環(huán)境的智能感知和數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)果樹生產(chǎn)精準(zhǔn)化管理和可視化診斷，實(shí)現(xiàn)省力化栽培、降本增效、節(jié)能節(jié)肥、減少農(nóng)殘、提高效率及優(yōu)化調(diào)度，提高果樹產(chǎn)量和質(zhì)量，提高果業(yè)現(xiàn)代化水平。

①建立智能灌溉系統(tǒng)。統(tǒng)籌構(gòu)建兼顧引水、排水、蓄水、灌溉及園土含水量監(jiān)測(cè)等多種功能于一體的果園灌溉系統(tǒng)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與傳感器技術(shù)緊密配合的方式，對(duì)果園生產(chǎn)中的環(huán)境溫度、濕度、光照強(qiáng)度以及土壤相對(duì)含水量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。該智能系統(tǒng)通過(guò)分析處理傳感器數(shù)據(jù)信息，達(dá)到所設(shè)閾值時(shí)（必要時(shí)也可人為干預(yù)），自動(dòng)啟動(dòng)灌溉設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)土壤水分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)則自動(dòng)停止灌溉，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、智能化、科學(xué)化遠(yuǎn)程控制的節(jié)水灌溉、綠色灌溉和數(shù)字化灌溉，實(shí)現(xiàn)用APP灌溉果園。智慧果園灌溉監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括：基于IPV6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版）的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可與現(xiàn)有IP（網(wǎng)際互連協(xié)議）網(wǎng)絡(luò)兼容；采用COAP（受限應(yīng)用）與MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）協(xié)議混合監(jiān)測(cè)環(huán)境因素，同時(shí)滿足主動(dòng)發(fā)布傳感器數(shù)據(jù)和被動(dòng)傳感器數(shù)據(jù)查詢的要求。實(shí)現(xiàn)基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)控制系統(tǒng)，做到智慧灌溉或水肥一體化智能灌溉。

②建立病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。隨著氣候變暖及生態(tài)環(huán)境的改變，病蟲害的發(fā)生日趨復(fù)雜，突發(fā)性、不可預(yù)見性的危害增強(qiáng)，對(duì)果樹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。建立以空間建模和預(yù)測(cè)分析為核心點(diǎn)的果樹病蟲害監(jiān)測(cè)預(yù)警信息化平臺(tái)，結(jié)合研發(fā)的重大病蟲害預(yù)測(cè)模型和技術(shù)，設(shè)立果樹病蟲害田間信息采集傳輸客戶端APP，實(shí)現(xiàn)定位監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸及果樹病蟲害和氣象因子物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，建立果園智能化病蟲害監(jiān)測(cè)、識(shí)別和預(yù)警系統(tǒng)，主要包括：基于MQTT（消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸）遠(yuǎn)程控制技術(shù)，借助無(wú)線傳感器獲取果樹實(shí)時(shí)生長(zhǎng)環(huán)境信息；無(wú)人機(jī)航拍獲取果樹病情、蟲情和生長(zhǎng)情況等參數(shù)和視頻圖像信息實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，果樹專家系統(tǒng)在獲取信息并判斷病蟲害程度后，利用數(shù)據(jù)分析方法實(shí)現(xiàn)對(duì)果樹的病蟲害預(yù)警、預(yù)報(bào)分析，提供精準(zhǔn)噴藥管理決策，并通過(guò)對(duì)智能裝備（機(jī)器人和電磁閥等）的智能控制，為果農(nóng)提供科學(xué)的栽培指導(dǎo)建議，進(jìn)行自動(dòng)變量噴藥，實(shí)現(xiàn)果園智慧病蟲害防治。目前，常用的智能化噴藥設(shè)備主要有：植保無(wú)人機(jī)和果園自走式噴藥機(jī)（機(jī)器人）等。

③建立果園智能施肥系統(tǒng)。果園精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)包括：基于物聯(lián)網(wǎng)的高精度果園土壤養(yǎng)分信息（氮、磷、鉀等大、中、微量元素有效養(yǎng)分含量）采集設(shè)備、果樹專家系統(tǒng)的智慧云平臺(tái)（專家分析系統(tǒng)）施肥智能決策、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制施肥設(shè)備、視頻管控設(shè)備（手機(jī)端、PC端、大屏端等設(shè)備），實(shí)現(xiàn)從監(jiān)測(cè)信息中提取相應(yīng)的圖像特征和光譜特征等，利用生長(zhǎng)指標(biāo)適宜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息特征數(shù)據(jù)庫(kù)，以及云計(jì)算等手段診斷果樹營(yíng)養(yǎng)虧缺的情況。智慧果樹專家系統(tǒng)再根據(jù)上述監(jiān)測(cè)信息，比對(duì)管理知識(shí)模型和GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)，給出施肥配方，為果樹精準(zhǔn)施肥提供決策。施肥配方傳遞給智能裝備，如果園自走式追肥機(jī)（機(jī)器人）、車載設(shè)備和水肥一體化設(shè)施等，實(shí)現(xiàn)果園精準(zhǔn)施肥的智能化和自動(dòng)化。目前，已廣泛應(yīng)用的是智能水肥一體機(jī)。

④建立果樹智能采收系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)果實(shí)成熟度與GPS定位信息數(shù)據(jù)，通過(guò)果樹智慧云（果實(shí)信息采集處理系統(tǒng)）及手機(jī)端、視頻端，對(duì)果園內(nèi)的每棵樹、每枚果都看得清清楚楚，當(dāng)果實(shí)成熟度達(dá)到一定閾值時(shí)，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)果樹采摘機(jī)器人（由機(jī)械手、末端執(zhí)行器、移動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)器視覺系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等構(gòu)成）進(jìn)行智慧化采摘，放入采收箱內(nèi)。目前，在國(guó)內(nèi)已開始應(yīng)用的有：葡萄收獲機(jī)（1.5小時(shí)可收獲1公頃葡萄）、棗（榛子、桑葚）振動(dòng)式自動(dòng)采摘機(jī)（每天采摘1 200株）；半智能（人機(jī)結(jié)合）的自走式多功能果園操作平臺(tái)（大幅提高采收效率）。在國(guó)外，移動(dòng)式采摘機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)了蘋果、柑橘、葡萄等水果的智能化采摘。

⑤建立果樹智能除草系統(tǒng)。當(dāng)監(jiān)測(cè)的雜草數(shù)據(jù)達(dá)到閾值時(shí)，通過(guò)果樹智慧云（果樹專家系統(tǒng)），控制引導(dǎo)果園智能除草設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化除草。目前，已推廣應(yīng)用的智能除草設(shè)備主要有：果園智能除草機(jī)器人。

⑥建立果樹智能修剪系統(tǒng)。進(jìn)入適宜的修剪季后，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控設(shè)備、GPS定位儀等設(shè)備獲得的果樹枝量、類型及分布狀況等數(shù)據(jù)，通過(guò)果樹專家系統(tǒng)進(jìn)行分析，形成一樹一策的修剪指令，引導(dǎo)果園智能修剪機(jī)進(jìn)行自動(dòng)修剪，實(shí)現(xiàn)果園的省工、省力、省時(shí)、高效修剪管理。目前，可用的智能修剪設(shè)備主要有：果樹智能剪枝機(jī)器人等。

作者簡(jiǎn)介：王中林，農(nóng)業(yè)推廣碩士，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事林業(yè)有害生物綠色防控和林果省力化栽培技術(shù)研究及示范推廣工作，先后在省級(jí)以上期刊發(fā)表文章110余篇。聯(lián)系地址：山東省濰坊市自然資源和規(guī)劃局坊子分局 郵編：261200。