物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)的應(yīng)用及發(fā)展對(duì)策

劉加練沙毓滄龍榮華高婷陸琳

(1．云南省文山州馬關(guān)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村和科學(xué)技術(shù)局，云南 馬關(guān) 663700；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，云南 昆明 650205)

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)正處于從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)過(guò)渡，向智能化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要階段，而應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的必然手段。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為農(nóng)業(yè)信息化的先進(jìn)技術(shù)，其應(yīng)用將使原來(lái)的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)由一般的信息查詢向智能化識(shí)別、定位、追溯、監(jiān)控和管理方面拓展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的精細(xì)生產(chǎn)管理，達(dá)到合理使用農(nóng)業(yè)資源、降低生產(chǎn)成本、改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的目的[1,2]。近年來(lái)，云南省高度重視農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化工作，省政府發(fā)布的《云南省產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案》，進(jìn)一步推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加快建設(shè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范基地，推廣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸推廣，對(duì)云南高原特色農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、智能化發(fā)展起到了激勵(lì)助推作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行深入走訪調(diào)查，共收集到73戶企業(yè)、合作社、種植大戶農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用信息。主要調(diào)查蔬菜、花卉、草莓、果樹、畜禽養(yǎng)殖等領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用情況。

1.1 在蔬菜種植中的應(yīng)用

露地蔬菜種植中主要應(yīng)用于墑情、苗情、蟲情和災(zāi)情等監(jiān)測(cè)，通過(guò)傳感器采集土壤溫濕度、水分、鹽分、空氣溫濕度、降雨量、風(fēng)速和風(fēng)向，通過(guò)攝像機(jī)采集農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育情況和作物受災(zāi)情況，通過(guò)蟲情測(cè)報(bào)、誘捕燈殺蟲，并進(jìn)行病蟲害圖譜比對(duì)和自動(dòng)識(shí)別，利用水肥一體化等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減肥，節(jié)省勞動(dòng)力，降低成本，增加品質(zhì)。設(shè)施蔬菜種植主要是通過(guò)傳感器采集大棚中的土壤溫濕度、pH值、肥含量、空氣溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳等環(huán)境因子和蔬菜莖葉、花果等生命體征信息，根據(jù)參數(shù)顯示情況實(shí)時(shí)調(diào)控風(fēng)機(jī)、遮陽(yáng)網(wǎng)、水肥一體化等設(shè)備，通過(guò)攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備工作情況，較露地種植更節(jié)水、減肥、減藥、省工、省時(shí)，使產(chǎn)量和品質(zhì)達(dá)到最大化[3]。

1.2 在花卉種植中的應(yīng)用

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，集物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)溫度、空氣濕度、土壤水分和營(yíng)養(yǎng)狀況、廣角光照、溫室氣體等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集，自動(dòng)控制溫室的加熱降溫設(shè)施、灌溉系統(tǒng)和補(bǔ)光系統(tǒng)等溫室環(huán)境控制系統(tǒng)，對(duì)溫室內(nèi)溫度、光照、水分、營(yíng)養(yǎng)和二氧化碳濃度及設(shè)施裝備的自動(dòng)化控制，溫室內(nèi)的環(huán)境因子滿足植物生長(zhǎng)的需要，實(shí)現(xiàn)花卉生產(chǎn)過(guò)程中的精確控制。

1.3 在草莓種植中的應(yīng)用

同1.1在蔬菜種植中的應(yīng)用。

1.4 在中藥材種植中的應(yīng)用

同1.1在蔬菜種植中的應(yīng)用。

1.5 在果樹種植中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在果樹種植中的應(yīng)用，主要是通過(guò)終端監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)果樹生長(zhǎng)環(huán)境中的空氣濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速和土壤溫度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，設(shè)備采集到的信息數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傳遞處理后，指導(dǎo)技術(shù)人員通過(guò)數(shù)據(jù)分析找出存在問題與對(duì)應(yīng)生長(zhǎng)位置，制定出切實(shí)可行的治理措施。降低了果樹管理人員的工作量，同時(shí)其采用監(jiān)測(cè)技術(shù)，使智能化、自動(dòng)化與遠(yuǎn)程控制等生產(chǎn)設(shè)備走進(jìn)農(nóng)村，提高了果樹生長(zhǎng)的質(zhì)量，滿足客戶對(duì)優(yōu)質(zhì)水果的基本需求，推動(dòng)了果樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。此外，果樹園中安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)果樹生長(zhǎng)數(shù)據(jù)信息，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)向管理人員發(fā)送相應(yīng)的預(yù)警信息，督促其及時(shí)進(jìn)行處理。終端具有管理故障和認(rèn)證以及信息加密等功能，以保證果樹生長(zhǎng)信息的安全性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在果樹生產(chǎn)管理中可實(shí)現(xiàn)果園由傳統(tǒng)的粗放型管理向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)型，解決肥水灌溉不合理和病蟲害防治困難等問題，提升果樹生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)智能化[7]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在果品質(zhì)量安全中，對(duì)生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)和銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，采用二維碼標(biāo)記技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)等智能信息平臺(tái)，對(duì)每個(gè)果品的參數(shù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一旦市場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)有害健康的果品，通過(guò)電子標(biāo)簽信息，能夠快速查找到果品產(chǎn)地等信息，便捷銷售人員和技術(shù)管理人員調(diào)查和回收果品，保證果品的質(zhì)量安全。

1.6 在畜禽養(yǎng)殖中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中主要是通過(guò)采用射頻技術(shù)和條形碼技術(shù)，對(duì)畜禽飼養(yǎng)環(huán)境、生長(zhǎng)和發(fā)育情況等各項(xiàng)數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行采集，如養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)的空氣溫濕度、二氧化碳、硫化氫和氫氣濃度，以及畜禽的體溫、體重、進(jìn)食、飲水等信息。將其信息通過(guò)處理傳輸給指定的客戶端，當(dāng)傳感器感受到舍內(nèi)環(huán)境條件不符合預(yù)定條件時(shí)即可發(fā)出報(bào)警信息，方便飼養(yǎng)管理人員及時(shí)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)時(shí)對(duì)圈舍實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。不同日齡、不同生理發(fā)育期的畜禽對(duì)飲食的需求不同，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)畜禽個(gè)體信息進(jìn)行識(shí)別、分析和傳輸，經(jīng)過(guò)飼養(yǎng)管理人員的分析和指令將針對(duì)不同階段的畜禽進(jìn)行分類和智能投放定量飼養(yǎng)，大大節(jié)省了勞動(dòng)力，減少飼料和水浪費(fèi)的同時(shí)，提高不同階段畜禽的生長(zhǎng)繁殖效率，降低養(yǎng)殖成本[3,4]。通過(guò)信息傳感器設(shè)備采集數(shù)據(jù)，根據(jù)畜禽的生長(zhǎng)需要，分階段自動(dòng)調(diào)整環(huán)境條件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理疫病，減少群體性病害發(fā)生，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用中存在的問題

2.1 對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)不足

大部分調(diào)查對(duì)象對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概念認(rèn)識(shí)不到位或者僅限于應(yīng)用方面的了解，而對(duì)于云平臺(tái)等操作管理系統(tǒng)更是不知如何操作；少部分調(diào)查對(duì)象充分地利用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備，能根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)顯示合理管理農(nóng)產(chǎn)品，但也未完全采集相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱髷?shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析，指導(dǎo)下一步的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、傳輸層和應(yīng)用層結(jié)構(gòu)不理解，造成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用的積極性不高。

2.2 高成本制約著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)前，云南省各級(jí)政府部門高度重視農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，但由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入成本較大，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涉及的傳感器、控制器等設(shè)備購(gòu)買成本高，后期維護(hù)成本也相對(duì)較高，投資回收成本周期相對(duì)較長(zhǎng)，需要形成一定規(guī)模后方能有明顯收益，傳統(tǒng)的以家庭為單位的小農(nóng)生產(chǎn)方式難以承受昂貴的設(shè)備價(jià)格，嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

2.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合性技術(shù)人才嚴(yán)重短缺

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是農(nóng)業(yè)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交叉融合的新興技術(shù)，不僅涉及到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和傳感技術(shù)等方面學(xué)科知識(shí)，同時(shí)還涉及到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的種養(yǎng)殖、生產(chǎn)加工、儲(chǔ)運(yùn)和銷售等技術(shù)[8]。目前，從事農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)者年齡普遍偏大，科技文化水平不高，即使通過(guò)短期技能培訓(xùn)，也無(wú)法有效操控農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)設(shè)備。大部分農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員雖懂農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖技術(shù)，但面對(duì)農(nóng)業(yè)信息和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，也是存在空白。因此，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用需培養(yǎng)和引進(jìn)既懂農(nóng)業(yè)技術(shù)，又懂農(nóng)業(yè)信息化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面的綜合性技術(shù)人才。

2.4 云南特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用可將云南特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品動(dòng)植物等通過(guò)利用各種傳感技術(shù)和通訊手段，監(jiān)控和追蹤云南特色農(nóng)產(chǎn)品作物從種植端生產(chǎn)到銷售端售賣的全過(guò)程，并將生產(chǎn)資料記錄在追溯碼上。消費(fèi)者只需要用手機(jī)掃一掃農(nóng)產(chǎn)品包裝上的追溯碼，就可看到所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的全程追溯。目前，大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者只采用了部分物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，收集數(shù)據(jù)不全，未實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量安全未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)溯源。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在云南高原特色農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究的對(duì)策建議

“十四五”規(guī)劃建設(shè)明確提到要優(yōu)先發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村，全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，如何推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展是一個(gè)重要問題。物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中能夠節(jié)省人力、節(jié)省水肥、減少面源污染，做到食品安全溯源和綜合利用土地資源，在推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中具有舉足輕重的作用。

3.1 示范引領(lǐng)，宣傳發(fā)動(dòng)

將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備做得比較好的企業(yè)打造為示范基地，作為技術(shù)培訓(xùn)示范點(diǎn)、參觀學(xué)習(xí)教育點(diǎn)和宣傳事例點(diǎn)。充分利用新聞、直播間、會(huì)議、農(nóng)民專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、科技下鄉(xiāng)活動(dòng)等形式開展宣傳工作，造成良好的宣傳氛圍，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)部門技術(shù)人員、涉農(nóng)企業(yè)、農(nóng)民專業(yè)合作社、廣大農(nóng)戶和管理人員對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的認(rèn)知度及發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的意識(shí)，在云南特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)上充分應(yīng)用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)打造云南綠色食品品牌，真正做到屬于云南自己的“云品”。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)人才的培養(yǎng)，制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)

云南農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一項(xiàng)新興事物，沒有專業(yè)的技術(shù)人員。應(yīng)建立農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的培養(yǎng)機(jī)制，培養(yǎng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才隊(duì)伍，通過(guò)高校培養(yǎng)或從現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)技術(shù)部門選優(yōu)到省外農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)比較成熟的科研院所學(xué)習(xí)，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)工作人員的繼續(xù)教育和崗位培訓(xùn)。標(biāo)準(zhǔn)化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的趨勢(shì)，但目前國(guó)內(nèi)尚未建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，云南省應(yīng)充分利用農(nóng)業(yè)科研專家多年的科研技術(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際，盡快制定出云南高原特色單一作物品種農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步引導(dǎo)云南高原特色農(nóng)產(chǎn)品走向智慧農(nóng)業(yè)的前端，打造出云南高原特色綠色食品牌，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、可追溯等，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高品牌的可信度和影響力。

3.3 強(qiáng)化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備的安全性和創(chuàng)新性

為保護(hù)多年的農(nóng)業(yè)科研數(shù)據(jù)安全，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)商應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的核心元件技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，確保農(nóng)業(yè)科研數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)農(nóng)作物和動(dòng)物的本體信息感知設(shè)備的研發(fā)，以更好地指導(dǎo)科研發(fā)展，有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)效率。

3.4 建立扶持政策，降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施成本

隨著相關(guān)數(shù)字農(nóng)業(yè)、數(shù)字鄉(xiāng)村、農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的文件和實(shí)施意見等出臺(tái)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也大批量生產(chǎn)，但各廠商的設(shè)備價(jià)格也非常之高，一般企業(yè)、合作社和種植農(nóng)戶無(wú)法承擔(dān)高額的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備購(gòu)買價(jià)。政府應(yīng)制定相應(yīng)的扶持政策，降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施成本。如，政府給予實(shí)施方資金扶持，鼓勵(lì)走農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)道路；將農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備納入農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼范圍，按設(shè)備的價(jià)格比例或者設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的補(bǔ)貼金額；加強(qiáng)土地流轉(zhuǎn)，引進(jìn)知名企業(yè)培育為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)企業(yè)，通過(guò)規(guī)模建設(shè)降低農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)施成本，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)水平，發(fā)揮土地利用規(guī)?；图s化。