智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術的可持續(xù)發(fā)展與未來展望

在數(shù)字化浪潮的推動下，智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術正成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉型升級的關鍵力量。以我國江蘇省為例，該省通過引進智能化的播種機器人，實現(xiàn)了作物種植的精準定位，不僅提高了種植效率，還減少了約30%的種子浪費。這一技術的應用，正是智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術發(fā)展的一個縮影。

隨著全球人口的增長和資源的有限性，如何提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、保障食品安全和可持續(xù)發(fā)展，已成為全球農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要議題。智能農(nóng)業(yè)裝備，如無人機、智能傳感器、自動化灌溉系統(tǒng)等，以及精準農(nóng)業(yè)技術，如地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術和大數(shù)據(jù)分析，正逐步改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的面貌。據(jù)國際農(nóng)業(yè)發(fā)展基金（IFAD）數(shù)據(jù)顯示，精準農(nóng)業(yè)技術的應用可以提高作物產(chǎn)量達20%，同時減少化肥和農(nóng)藥的使用量，降低環(huán)境污染。這些技術的融合與創(chuàng)新，不僅能夠提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，還能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的合理配置和生態(tài)環(huán)境的保護。

一、智能農(nóng)業(yè)裝備

1、含義

按照國家關于農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的有關規(guī)定和計劃，為推動我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的過渡，國家將針對我國國情研發(fā)并引進智能農(nóng)業(yè)設施，其中包括控制器、采集器、傳感器等，并利用智能農(nóng)業(yè)設施的應用，來提升農(nóng)作物品種區(qū)域試驗、大田栽培、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜禽繁育等農(nóng)業(yè)基礎設施與生產(chǎn)技術裝備的現(xiàn)代化水平。在給農(nóng)田施肥、種植等作業(yè)中，采用了定位系統(tǒng)、傳感器、大中型拖拉機等自動化裝置。

2、種類

智能種植設備：如自動播種機、智能施肥機、精準灌溉系統(tǒng)等，這些設備能夠根據(jù)作物的生長需求，自動調(diào)節(jié)播種密度、施肥量和灌溉頻率。

智能收割設備：如自動收割機、智能分選機等，這些設備能夠自動識別作物的成熟度，進行精準收割和分選。

智能監(jiān)測設備：如無人機、土壤傳感器、氣象站等，這些設備能夠?qū)崟r監(jiān)測農(nóng)田的環(huán)境參數(shù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

智能管理平臺：通過云計算、大數(shù)據(jù)分析等技術，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的智能管理。

3、優(yōu)勢

提高生產(chǎn)效率：智能農(nóng)業(yè)裝備能夠24小時不間斷工作，大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。

降低勞動成本：智能裝備的引入減少了人工勞動的需求，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動成本。

提升產(chǎn)品質(zhì)量：通過精準的種植和收割，智能裝備能夠保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。

保護環(huán)境：智能裝備能夠精準控制化肥的使用，減少對環(huán)境的污染。

4、發(fā)展

智能農(nóng)業(yè)裝備是指利用現(xiàn)代信息技術，如物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能等，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程進行智能化管理的設備。這些裝備包括智能播種機、智能收割機、無人機、智能灌溉系統(tǒng)等。

智能播種機：通過精準的定位和控制系統(tǒng)，智能播種機能夠?qū)崿F(xiàn)精準播種，減少種子浪費，提高播種效率。

智能收割機：配備有傳感器和GPS系統(tǒng)的智能收割機，能夠自動識別作物成熟度，實現(xiàn)精準收割，減少損失。

無人機：無人機在農(nóng)業(yè)中的應用越來越廣泛，可以用于作物監(jiān)測、病蟲害防治、精準施肥等，大大提高了農(nóng)業(yè)管理的效率和精度。

智能灌溉系統(tǒng)：通過實時監(jiān)測土壤濕度和氣象數(shù)據(jù)，智能灌溉系統(tǒng)能夠自動調(diào)節(jié)灌溉量，實現(xiàn)節(jié)水灌溉。

二、精準農(nóng)業(yè)技術

1、含義

精準農(nóng)業(yè)科技，是指利用信息化科技與3S科學技術結合的方法，根據(jù)田間或作業(yè)場地的具體情況，最有效的利用耕地資源能力，最合理、有效的利用生物質(zhì)投入資源，以改善糧食作物和農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)與生產(chǎn)條件、降低對生產(chǎn)技術與成本的投資，和減少對農(nóng)業(yè)作業(yè)環(huán)境造成的危害為主要目的。與我國傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品相較，它最大的優(yōu)點是以現(xiàn)代化科學技術和農(nóng)業(yè)管理方法極大節(jié)省資源和農(nóng)民生產(chǎn)成本，重點表現(xiàn)在農(nóng)業(yè)手段的革新、農(nóng)村資源和投入的降低、農(nóng)村產(chǎn)品生產(chǎn)運作流程和管理方法的精細化、科學化，農(nóng)產(chǎn)品的低耗、高效、優(yōu)質(zhì)。精準農(nóng)業(yè)技術的基本原理，是指通過利用種植土壤的肥力與農(nóng)作物生長發(fā)育狀況之間的空間差異，適當調(diào)整國家對糧食作物生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)技術的投資比例，在對糧食作物的長勢狀況與耕地質(zhì)量進行即時檢測，全面掌握田間生產(chǎn)力空間變化的基礎上，以增加糧食作物生產(chǎn)、均衡地力為目標，進行量化、定向的精細大田管理，以達到有效運用各種農(nóng)業(yè)資源、技術和改變自然環(huán)境條件這一可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展目標。推廣精準的農(nóng)業(yè)技術不僅可以最大限度提高農(nóng)村生產(chǎn)率，而且可以達到高質(zhì)量、低消耗、高環(huán)保的農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展要求。

2、核心

精準農(nóng)業(yè)技術的核心在于數(shù)據(jù)的收集和分析。通過使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、遙感技術（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術，農(nóng)民可以實時監(jiān)控農(nóng)田的土壤條件、水分含量、作物生長狀況以及病蟲害情況。這些數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民做出更加科學的決策，比如精準施肥、精準灌溉、病蟲害的及時防治等。

3、精準施肥

精準施肥是精準農(nóng)業(yè)技術中的一個重要應用。傳統(tǒng)的施肥方式往往是根據(jù)經(jīng)驗來決定施肥量，這種方式不僅效率低下，而且容易造成肥料的過量使用，導致環(huán)境污染。而精準施肥技術則可以根據(jù)土壤的養(yǎng)分含量和作物的需求，精準計算出所需的肥料量，并通過自動化的施肥設備進行精準投放，既提高了肥料的利用率，又減少了對環(huán)境的影響。

4、精準灌溉

精準灌溉技術也是精準農(nóng)業(yè)技術中的一個關鍵環(huán)節(jié)。通過安裝在農(nóng)田中的傳感器，可以實時監(jiān)測土壤的水分含量，結合氣象數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以自動調(diào)整灌溉的時間和量，確保作物在最佳的水分條件下生長，同時避免水資源的浪費。

5、精準植保

利用無人機和傳感器監(jiān)測作物生長狀況，及時發(fā)現(xiàn)病蟲害，精準施藥，減少 農(nóng)藥使用，保護生態(tài)環(huán)境。

6、病蟲害精準防治

精準農(nóng)業(yè)技術還包括病蟲害的精準防治。通過監(jiān)測系統(tǒng)，可以及時發(fā)現(xiàn)病蟲害的發(fā)生，并根據(jù)病蟲害的種類和程度，精準施用藥劑，既有效地控制了病蟲害，又減少了藥劑的使用量，降低了對環(huán)境和人體健康的風險。

三、農(nóng)機智能化應用現(xiàn)狀

1、智能作業(yè)

智能農(nóng)機作業(yè)中使用最廣泛裝置主要有：衛(wèi)星平地機、植保無人機和拖拽機。衛(wèi)星平地機可按照操作位置進行移動，不受地面高度影響，實現(xiàn)在同一高度水平操作。植保無人機主要采用地面遙測或?qū)Ш斤w控作業(yè)方式，增強了農(nóng)產(chǎn)品噴灑操作的穩(wěn)定性，具備快捷、安全、智能、操作靈活的優(yōu)點，對各種區(qū)域、經(jīng)濟作物都具備較高的適應性。拖拽機在機身上安裝了農(nóng)村用北斗終端手動引導系統(tǒng)，可及時確定機械操作軌道，實現(xiàn)無人駕駛操縱，作業(yè)精度可實現(xiàn)在 ±2.5厘米以內(nèi)。自動引導系統(tǒng)既能處理機械走不直的情況，也可為后期的中耕、除草、施肥等流程指明作業(yè)路線，盡量減少軋苗，提高作業(yè)的精細度，提高作業(yè)品質(zhì)，降低強度。

2、智能監(jiān)管

通過農(nóng)機深松作業(yè)智能監(jiān)控管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對深松作業(yè)量、作業(yè)區(qū)域、作業(yè)設備等的工作情況監(jiān)控、進度控制、作業(yè)狀態(tài)檢測、作業(yè)數(shù)據(jù)顯示、作業(yè)軌跡回放、作業(yè)過程遠程影像抓拍及上傳管理等功能，有效提高了深松作業(yè)監(jiān)控的服務質(zhì)量和工作效率。全平臺可同步控制一萬臺施工設備。

四、智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術發(fā)展對策

1、技術研發(fā)與智能農(nóng)業(yè)裝備的創(chuàng)新

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，技術研發(fā)是推動智能農(nóng)業(yè)裝備創(chuàng)新的關鍵驅(qū)動力。農(nóng)業(yè)領域的技術研發(fā)包括了多個方面，如新型農(nóng)機的設計與制造、傳感器技術的應用以及數(shù)據(jù)分析的發(fā)展，這些都為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了巨大的潛力和機遇。新型農(nóng)機的設計與制造是農(nóng)業(yè)技術研發(fā)的核心領域之一?，F(xiàn)代農(nóng)機不再是傳統(tǒng)的農(nóng)具，而是集成了先進技術和智能化系統(tǒng)的高科技裝備。例如，自動化播種機器人可以根據(jù)土壤條件和作物需求，精準地分配種子，提高了播種效率和作物產(chǎn)量。智能噴灑器能夠根據(jù)植物生長情況，精準噴灑農(nóng)藥，減少了農(nóng)藥的使用量，降低了環(huán)境污染風險。農(nóng)用無人機可以進行空中巡視，及時識別并解決植物病蟲害問題。這些新型農(nóng)機的設計和制造需要不斷的技術研發(fā)支持，以滿足不斷變化的農(nóng)業(yè)需求。

傳感器技術的應用在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中起到了至關重要的作用。傳感器可以用于實時監(jiān)測土壤狀態(tài)、氣象條件和植物生長情況等關鍵參數(shù)。通過收集大量的數(shù)據(jù)，農(nóng)民和農(nóng)業(yè)專業(yè)人員可以更好地了解農(nóng)田的狀況，并做出精準的決策。例如，土壤傳感器可以測量土壤的濕度、溫度和養(yǎng)分含量，幫助農(nóng)民合理施肥和灌溉，提高了土地的利用效率。氣象傳感器可以提供氣象預測，幫助農(nóng)民做出農(nóng)事安排，減少了自然災害的風險。這些傳感器技術的應用需要不斷的研究和改進，以提高數(shù)據(jù)的準確性和實用性。數(shù)據(jù)分析的發(fā)展是農(nóng)業(yè)技術研發(fā)的重要組成部分。大量的數(shù)據(jù)需要進行有效的處理和分析，以提取有用的信息和洞察。

2、智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術推廣

隨著科技的飛速發(fā)展，智能農(nóng)業(yè)裝備和精準農(nóng)業(yè)技術已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。這些技術的應用不僅能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還能減少資源浪費，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。以下是推廣智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術的一些措施：鼓勵科研機構、高校與農(nóng)業(yè)企業(yè)合作，共同研發(fā)適合本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能裝備和技術。通過技術創(chuàng)新，不斷提升設備的智能化水平和適應性，使其更好地服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。建立智能農(nóng)業(yè)示范基地，展示智能農(nóng)業(yè)裝備和精準農(nóng)業(yè)技術的實際應用效果。通過現(xiàn)場觀摩和操作演示，讓農(nóng)戶直觀了解這些技術的好處。利用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，建立農(nóng)業(yè)信息服務平臺，為農(nóng)戶提供市場信息、技術指導和遠程診斷等服務。通過平臺，農(nóng)戶可以及時獲取最新的農(nóng)業(yè)技術和市場動態(tài)，提高決策的科學性。與國際先進的農(nóng)業(yè)技術國家和機構建立合作關系，引進國外先進的智能農(nóng)業(yè)裝備和技術。通過國際交流，學習借鑒國外的成功經(jīng)驗和做法，加快我國智能農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展步伐。制定和完善相關法律法規(guī)，保障智能農(nóng)業(yè)裝備和技術的知識產(chǎn)權，打擊侵權行為。同時，規(guī)范市場秩序，確保智能農(nóng)業(yè)裝備的質(zhì)量和安全。

通過上述措施的實施，可以有效推動智能農(nóng)業(yè)裝備和精準農(nóng)業(yè)技術在我國的廣泛應用，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效、綠色和可持續(xù)發(fā)展。

3、加大農(nóng)機裝備智能化扶持力度

農(nóng)機設備智能化的發(fā)展壯大，離不開政策指導與扶持，必須利用現(xiàn)行政策、資源與項目，集中相關單位資源，持久用力，久久為功。首先，必須加大政策扶持，引導農(nóng)機設備智能化的發(fā)展與壯大。這包括制定優(yōu)惠政策，如稅收減免、財政補貼等，以降低農(nóng)機企業(yè)的研發(fā)成本，激勵企業(yè)投入智能化技術的研發(fā)與應用。

其次，要強化農(nóng)業(yè)投資保障，以市場化為引導，由地方政府部門、民營企業(yè)等“雙主體”共同設立農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)開發(fā)基金，重點扶持農(nóng)機設備智能推廣與應用。通過基金的運作，可以為農(nóng)機智能化項目提供資金支持，幫助企業(yè)解決資金短缺的問題，加快智能化農(nóng)機的研發(fā)和市場推廣。最后，要匯聚相關部門的共識，將農(nóng)機設備智能納入國家建立先進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造基地的重點項目，進一步強化扶持力量，努力打造具備全球競爭力的農(nóng)機設備智能生產(chǎn)集群。這意味著要整合農(nóng)業(yè)、科技、工業(yè)等多個部門的資源，形成合力，共同推動農(nóng)機設備智能化的發(fā)展。同時，還要加強與國際先進技術的交流合作，引進國外先進的農(nóng)機智能化技術和管理經(jīng)驗，提升我國農(nóng)機設備的整體競爭力。

總之，農(nóng)機設備智能化的發(fā)展是一個系統(tǒng)工程，需政府、企業(yè)、科研機構等多方面的共同努力。通過政策引導、資金支持、資源整合和國際合作，我們可以推動農(nóng)機設備智能化的發(fā)展，為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化貢獻力量。

五、智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術的可持續(xù)發(fā)展與未來展望

1、智能農(nóng)業(yè)裝備可持續(xù)發(fā)展的主要體現(xiàn)

智能化農(nóng)機的應用：智能農(nóng)機的廣泛應用可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。例如，自動化播種機器人和無人駕駛拖拉機可以實現(xiàn)精準播種和施肥，減少資源浪費。智能灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)植物需水量進行智能調(diào)控，減少水資源的浪費。這些技術的應用有助于降低農(nóng)業(yè)對水資源、化肥和農(nóng)藥的需求，同時提高了產(chǎn)量和質(zhì)量。

數(shù)據(jù)驅(qū)動的農(nóng)業(yè)管理：傳感器技術的廣泛應用使種植者能夠?qū)崟r監(jiān)測土壤、氣象和植物生長情況等關鍵參數(shù)。

2、未來智能農(nóng)業(yè)技術的趨勢和可能性

人工智能和機器學習的應用：隨著人工智能和機器學習技術的發(fā)展，智能農(nóng)機裝備將更具自主性和智能化。機器學習算法可以更好地了解植物的需求，提供更精準的農(nóng)事建議。農(nóng)機可以更加智能地應對各種環(huán)境條件，提高自身適應性和穩(wěn)定性。

物聯(lián)網(wǎng)技術的普及：物聯(lián)網(wǎng)技術將更多的農(nóng)業(yè)設備和傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)設備之間的信息共享和遠程監(jiān)控。這將提供更多的數(shù)據(jù)源，加強了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可視化和遠程管理能力，進一步提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準性和可持續(xù)性。

可再生能源在智能農(nóng)業(yè)裝備中的應用：隨著環(huán)保意識的提高和可再生能源技術的進步，將可再生能源集成到智能農(nóng)業(yè)裝備中成為可持續(xù)發(fā)展的重要方向。太陽能和風能等可再生資源可以為農(nóng)業(yè)機器人、無人機和傳感器等智能設備提供清潔能源，減少傳統(tǒng)能源的依賴和碳排放。例如，太陽能驅(qū)動的智能灌溉系統(tǒng)可以在無需外接電源的情況下自動調(diào)節(jié)灌溉，既節(jié)約了水資源，又減少了能源消耗。此外，利用生物質(zhì)能源為智能農(nóng)場提供電力和熱能也是未來的發(fā)展趨勢之一。通過這些技術的應用，智能農(nóng)業(yè)不僅能夠提高生產(chǎn)效率和作物產(chǎn)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)能源的自給自足，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更加綠色、環(huán)保的方向發(fā)展。

綜上所述，智能農(nóng)業(yè)裝備與精準農(nóng)業(yè)技術正推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉型升級。智能播種機器人的使用，不但可以提高種植效率并可減少種子浪費。智能農(nóng)業(yè)裝備如無人機、智能傳感器和自動化灌溉系統(tǒng)，以及精準農(nóng)業(yè)技術如GIS、遙感技術和大數(shù)據(jù)分析等，正改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)。精準農(nóng)業(yè)技術能提高作物產(chǎn)量20%，減少化肥和藥劑使用，降低環(huán)境污染。技術研發(fā)、農(nóng)民培訓和技術推廣是推動智能農(nóng)業(yè)發(fā)展的關鍵。未來，智能農(nóng)業(yè)技術將更加依賴人工智能、機器學習和物聯(lián)網(wǎng)技術，同時利用可再生能源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色和環(huán)保。

（作者單位：271503山東省泰安市東平縣大羊鎮(zhèn)人民政府）