基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保策略研究

李思洋

（山西應(yīng)用科技學(xué)院，山西 太原 030062）

隨著信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)機械化水平的不斷提高，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式逐漸受到關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式存在著信息獲取不足、管理不精準(zhǔn)的問題，難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。因此，基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保策略研究應(yīng)運而生。本研究旨在探討如何充分利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實現(xiàn)對農(nóng)田、作物生長情況、病蟲害發(fā)生情況等數(shù)據(jù)的高效獲取和精準(zhǔn)分析，從而為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保的發(fā)展現(xiàn)狀

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保是利用先進(jìn)的技術(shù)和裝備，結(jié)合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)理念，對農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)、高效的植保管理。當(dāng)前，國內(nèi)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保的發(fā)展呈現(xiàn)以下幾個主要特點和趨勢[1-2]。

1）智能化技術(shù)的應(yīng)用。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，智能化植保機械設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。例如，自主導(dǎo)航技術(shù)可以實現(xiàn)農(nóng)機的自主行駛，智能施藥系統(tǒng)可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)施藥，大大提高了植保作業(yè)的效率和精度。

2）精準(zhǔn)施藥技術(shù)的突破。利用高精度GPS、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對農(nóng)田病蟲害等問題的精準(zhǔn)識別和定位，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)施藥。這種精準(zhǔn)施藥技術(shù)可以減少農(nóng)藥使用量，減輕農(nóng)藥對環(huán)境和人體的危害，同時提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效益。

3）數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持系統(tǒng)。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以對農(nóng)田的生長情況、病蟲害發(fā)生趨勢等進(jìn)行全面監(jiān)測和分析，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)決策支持。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化植保方案，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

4）精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)政策的支持。各國政府和相關(guān)部門紛紛出臺支持精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策，鼓勵農(nóng)民采用先進(jìn)的機械植保技術(shù)。政策的支持為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保的推廣提供了重要保障。

總的來說，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保在智能化技術(shù)、精準(zhǔn)施藥、數(shù)據(jù)支持和政策引導(dǎo)等方面取得了顯著進(jìn)展。這些進(jìn)展不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，同時也為推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式向智能化、綠色化方向轉(zhuǎn)變提供了重要支撐。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和政策的支持，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保將在未來發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。

2 大數(shù)據(jù)分析在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保中的必要性

2.1 病蟲害監(jiān)測與預(yù)測

利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以通過對農(nóng)田環(huán)境、氣象條件、作物生長情況等多維數(shù)據(jù)的采集和分析，實現(xiàn)對病蟲害的監(jiān)測與預(yù)測。例如，通過監(jiān)測土壤濕度、溫度、作物生長情況等數(shù)據(jù)，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和病蟲害發(fā)生規(guī)律，可以預(yù)測病蟲害的發(fā)生趨勢和可能的影響范圍，為精準(zhǔn)施藥提供科學(xué)依據(jù)。以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的植保無人機為例，該無人機配備了多光譜傳感器和精準(zhǔn)噴灑系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對農(nóng)田環(huán)境和作物生長情況的多維數(shù)據(jù)采集，通過大數(shù)據(jù)分析可以實現(xiàn)對農(nóng)田病蟲害情況的精準(zhǔn)識別和定位，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的決策支持[3]。

2.2 精準(zhǔn)施藥與施肥

大數(shù)據(jù)分析可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者實現(xiàn)精準(zhǔn)施藥與施肥，減少農(nóng)藥和肥料的使用量，降低成本，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。通過對土壤養(yǎng)分、作物需求、病蟲害情況等數(shù)據(jù)的分析，可以制定精準(zhǔn)的施藥與施肥方案，避免過量使用農(nóng)藥和肥料，減少對環(huán)境的污染[4]。

2.3 提供作業(yè)路徑規(guī)劃與決策支持

大數(shù)據(jù)分析可以為農(nóng)業(yè)機械植保的作業(yè)路徑規(guī)劃和決策提供支持[5]。通過對農(nóng)田地塊、作物生長情況、病蟲害發(fā)生情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以優(yōu)化作業(yè)路徑，提高作業(yè)效率，降低機械植保的成本。同時，大數(shù)據(jù)分析還可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供科學(xué)的決策支持，幫助他們制定合理的植保策略和管理方案。

2.4 植保效果評估與優(yōu)化

大數(shù)據(jù)分析可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者對植保效果進(jìn)行評估與優(yōu)化。通過對植保作業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，可以及時了解植保效果，發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整，從而不斷優(yōu)化植保作業(yè)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。另外，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，還可以實現(xiàn)對施藥劑量的最小化和農(nóng)藥的高效利用，降低農(nóng)藥的使用量，減少對環(huán)境的影響。

3 大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保中面臨的困境

3.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)植保融合力度不夠

大數(shù)據(jù)作為一種新興的高新技術(shù)手段，是數(shù)字化農(nóng)業(yè)發(fā)展的催化劑，大數(shù)據(jù)分析賦予了農(nóng)業(yè)農(nóng)村多方位、多維度的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，大數(shù)據(jù)技術(shù)與農(nóng)業(yè)機械植保有著密切的聯(lián)系[7]。但是，當(dāng)前國內(nèi)許多農(nóng)業(yè)農(nóng)村地區(qū)在建設(shè)與發(fā)展數(shù)字化農(nóng)業(yè)時，由于政府缺乏相應(yīng)的政策體系與執(zhí)行力度，且在合理統(tǒng)籌與規(guī)劃方面未予以足夠重視，在多數(shù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)建設(shè)與應(yīng)用過程中，政府、企業(yè)、農(nóng)業(yè)種植戶等各主體自身定位不明確，協(xié)同促進(jìn)發(fā)展應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)相關(guān)機制尚未健全，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用層面作用發(fā)揮不全面。大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)整合和開發(fā)應(yīng)用方面存在不足，政府的引導(dǎo)力度不夠，生產(chǎn)資料服務(wù)平臺也不夠完善。只有省市級的農(nóng)業(yè)部門對大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械植保應(yīng)用方面給予了支持，并進(jìn)行了一系列相關(guān)的研究工作。目前，許多農(nóng)戶對市場的需求并不完全了解，這導(dǎo)致了農(nóng)作物市場信息的不平衡和農(nóng)業(yè)植保的盲目跟風(fēng)。因此，農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)常面臨滯銷和積壓的問題，使得農(nóng)業(yè)的內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍然停留在一個相對較低的水平。

3.2 數(shù)據(jù)采集與存儲困難

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保中，大數(shù)據(jù)分析需要大量的農(nóng)田環(huán)境數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)等來支撐決策和操作。然而，農(nóng)田環(huán)境的多樣性和分散性使得數(shù)據(jù)采集難以覆蓋所有情況[8]。例如，不同地區(qū)、不同農(nóng)田的土壤類型、作物生長情況、氣象條件等可能存在差異。同時，農(nóng)田中環(huán)境復(fù)雜，可能存在地勢高低起伏以及樹木、電線等障礙物，這給傳感器和無人機等數(shù)據(jù)采集設(shè)備帶來了挑戰(zhàn)。以無人機應(yīng)用為例，無人機需要在農(nóng)田中進(jìn)行飛行，但農(nóng)田的環(huán)境復(fù)雜多變，稍有不慎就可能出現(xiàn)墜機事故，風(fēng)險較大。

3.3 缺乏專業(yè)技術(shù)人才

從事農(nóng)業(yè)植保和管理的人員具備良好的專業(yè)素質(zhì)是大數(shù)據(jù)時代背景下數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，接納并應(yīng)用好新技術(shù)，才能實現(xiàn)大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的深度融合。大數(shù)據(jù)分析需要相關(guān)的技術(shù)和人才支持，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可能存在技術(shù)水平不足和相關(guān)專業(yè)技術(shù)人才短缺的問題。隨著我國城鎮(zhèn)化、人口老齡化速度加快，決定了當(dāng)下很大一部分農(nóng)民仍然是學(xué)識水平較低的中老年人，特別是對于一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者來說，可能缺乏大數(shù)據(jù)分析的相關(guān)知識和技能，導(dǎo)致他們難以充分利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)來優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

4 農(nóng)業(yè)機械植保中應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析的策略

4.1 健全基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)植保協(xié)同發(fā)展機制

1）在技術(shù)支持方面：加強數(shù)據(jù)采集技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)，提高數(shù)據(jù)采集的全面性和準(zhǔn)確度，引入先進(jìn)的傳感器、遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備，實現(xiàn)對農(nóng)田土壤、作物生長情況、氣象等數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和采集[9]。

2）在數(shù)據(jù)共享平臺創(chuàng)建方面：建立農(nóng)業(yè)植保數(shù)據(jù)共享平臺，促進(jìn)農(nóng)業(yè)相關(guān)部門、企業(yè)和科研機構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享和合作，豐富大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)來源，提高數(shù)據(jù)利用效率。

3）在政策支持力度方面：制定相關(guān)政策和法規(guī)，鼓勵和支持農(nóng)業(yè)企業(yè)和科研機構(gòu)投入大數(shù)據(jù)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提供稅收優(yōu)惠、資金補貼等政策支持，推動大數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)機械植保中的應(yīng)用。此外，為了解決大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保技術(shù)推廣中遇到的問題，應(yīng)該招募具有豐富經(jīng)驗和技能的專業(yè)人才，并在積極推廣的同時，為農(nóng)戶提供關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的即時解答。

4.2 推動信息技術(shù)智能裝備的集成應(yīng)用

1）利用植保無人機、智能農(nóng)機等先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這些設(shè)備可以實現(xiàn)對農(nóng)田、作物生長情況、病蟲害發(fā)生情況等信息的高效獲取，大大提高了數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性。同時，這些設(shè)備具有高精度的遙感和測量功能，可以實現(xiàn)對農(nóng)田的三維建模和高精度地圖制作，為后續(xù)的農(nóng)業(yè)管理和決策提供了更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持[10]。

2）利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，實現(xiàn)對大規(guī)模農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的高效存儲和管理。通過云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)設(shè)備和傳感器的聯(lián)網(wǎng)管理，實時監(jiān)測和控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精度和效率。同時，通過大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，可以將大規(guī)模的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的存儲和管理，保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

3）利用人工智能技術(shù)對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的自動化管理和預(yù)測，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加科學(xué)的決策依據(jù)。

總之，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保采用了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和存儲技術(shù)，解決了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與存儲的困難，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和精準(zhǔn)化發(fā)展。

4.3 注重培養(yǎng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才

1）在農(nóng)村基層應(yīng)制定大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)計劃，以培養(yǎng)既了解農(nóng)作物植保的相關(guān)特性，又具備數(shù)字技術(shù)知識的專業(yè)人才。這些人才將為大數(shù)據(jù)農(nóng)業(yè)植保技術(shù)提供高水平、高素質(zhì)的支持。

2）積極鼓勵進(jìn)城務(wù)工的大學(xué)生返鄉(xiāng)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并給予相應(yīng)的政策支持。同時，政府和農(nóng)業(yè)相關(guān)企業(yè)應(yīng)定期開展大數(shù)據(jù)技術(shù)理論培訓(xùn)和技術(shù)指導(dǎo)，幫助農(nóng)戶提高大數(shù)據(jù)應(yīng)用農(nóng)業(yè)植保技術(shù)水平，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益和質(zhì)量。

3）鼓勵企業(yè)與院校采取“校企合作”等方式培養(yǎng)人才，建立產(chǎn)業(yè)合作平臺，吸引有志向、有能力的青年人來鄉(xiāng)村發(fā)展，將先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)施引入農(nóng)村，推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展。

5 結(jié)語

基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保策略研究是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要組成部分。通過對大規(guī)模農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的深入分析和挖掘，可以實現(xiàn)對農(nóng)田、作物生長情況、病蟲害發(fā)生情況等信息的全面了解，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。本研究深入探討了大數(shù)據(jù)分析在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保中的應(yīng)用，提出了一系列創(chuàng)新的策略和方法，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了更加科學(xué)和有效的管理和決策支撐。應(yīng)繼續(xù)深化對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的研究，不斷優(yōu)化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)機械植保策略，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和精準(zhǔn)化發(fā)展，助力農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。