基于大數(shù)據(jù)的精準農(nóng)業(yè)技術推廣模式與效果評估

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式已無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，而作為新興農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的精準農(nóng)業(yè)則憑借其高效、精確的特點脫穎而出。精準農(nóng)業(yè)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術輔助，從而精準掌握土壤、氣候、作物生長等多維度信息，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化與可持續(xù)發(fā)展。精準農(nóng)業(yè)技術的推廣模式涵蓋數(shù)據(jù)采集、信息處理、決策支持等多個環(huán)節(jié)，成為農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的重要方向。精準農(nóng)業(yè)技術的推廣效果評估也逐漸成為學術研究的熱點，如何科學評估其在不同地區(qū)、不同作物種植環(huán)境下的效果，成為提高技術應用效率和優(yōu)化推廣模式的關鍵。相關部門工作人員通過探討基于大數(shù)據(jù)的精準農(nóng)業(yè)技術推廣模式并分析其在實際應用中的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)，可為未來精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供理論支持和實踐依據(jù)。

一、基于大數(shù)據(jù)的精準農(nóng)業(yè)技術推廣模式

（一）大數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準農(nóng)業(yè)技術框架

大數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準農(nóng)業(yè)技術框架是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要組成部分，精準農(nóng)業(yè)的核心是針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的相關數(shù)據(jù)進行采集、分析和應用。大數(shù)據(jù)在這一過程中能夠為農(nóng)業(yè)決策提供數(shù)據(jù)支持，并結(jié)合其深入分析技術實現(xiàn)資源配置的精準化。這一由大數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準農(nóng)業(yè)技術框架囊括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析和決策支持等多個環(huán)節(jié)。精準農(nóng)業(yè)涵蓋氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)、農(nóng)機運行數(shù)據(jù)，以及農(nóng)業(yè)市場等多種數(shù)據(jù)，其采集環(huán)節(jié)依賴多種傳感器、遙感設備、無人機及物聯(lián)網(wǎng)技術對數(shù)據(jù)的實時采集，并經(jīng)無線網(wǎng)絡進行傳輸。在傳輸過程中，大數(shù)據(jù)平臺會對這些海量數(shù)據(jù)進行清洗、存儲、分類和整合，以確保數(shù)據(jù)的高質(zhì)量。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)可結(jié)合大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果獲取精確的解決方案。其中，針對土壤、氣候的分析數(shù)據(jù)，可以輔助技術人員確定最佳的作物播種時間和種植方式；根據(jù)作物生長周期和病蟲害發(fā)生規(guī)律的數(shù)據(jù)，可以精準預測農(nóng)作物的生長情況及病蟲害發(fā)生時采取的應對措施。最終環(huán)節(jié)是決策支持系統(tǒng)，其能夠結(jié)合大數(shù)據(jù)技術并根據(jù)不同地區(qū)、不同作物和不同環(huán)境的特點提供個性化的技術方案，從而為農(nóng)業(yè)管理者提供決策依據(jù)。

（二）數(shù)據(jù)采集與處理在精準農(nóng)業(yè)中的關鍵作用

作為精準農(nóng)業(yè)的基礎環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)采集的精確度直接決定了后續(xù)分析和決策的精準性，這些數(shù)據(jù)涵蓋土壤水分、氣溫、濕度、日照、土壤養(yǎng)分、作物生長狀態(tài)、病蟲害發(fā)生情況等多個方面。為保證數(shù)據(jù)的準確性和時效性，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍采用高精度的傳感器、遙感技術及物聯(lián)網(wǎng)設備，可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測并采集相關數(shù)據(jù)。傳感器負責監(jiān)測土壤的濕度和溫度，氣象站提供氣候變化數(shù)據(jù)，農(nóng)機設備則對作物耕作的各項參數(shù)加以記錄。此外，遙感技術能夠運用衛(wèi)星或無人機獲取更廣范圍內(nèi)的作物長勢、病蟲害情況等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進而為精準農(nóng)業(yè)的實施提供可靠的數(shù)據(jù)來源。

數(shù)據(jù)被采集后即進行處理及分析，該流程涉及數(shù)據(jù)清洗、分類、整合和存儲等步驟，需要剔除噪聲數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，保證處理后的數(shù)據(jù)能夠反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的真實情況。數(shù)據(jù)清洗涵蓋格式標準化、校正錯誤數(shù)據(jù)等內(nèi)容；資料整合則是為了形成一個全方位的資料集合，未來可以對不同來源、不同格式的資料進行統(tǒng)一處理。

為從采集的數(shù)據(jù)中提煉有價值的信息，需要利用統(tǒng)計分析、機器學習、模式識別等數(shù)據(jù)分析方法回顧歷史數(shù)據(jù)與比對當前數(shù)據(jù)，從而預測未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨勢和變化。例如，土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)能夠輔助農(nóng)業(yè)管理者了解土壤的健康狀況，作物生長數(shù)據(jù)則能夠預測作物的產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)決策者可以基于這些分析結(jié)果，采取調(diào)整肥料施用量、改進灌溉方案等相應措施，以優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

（三）精準農(nóng)業(yè)推廣模式的構(gòu)建與實施路徑

推廣精準農(nóng)業(yè)技術時需構(gòu)建系統(tǒng)的技術傳播機制，這一步驟的重點在于將復雜的農(nóng)業(yè)技術以簡單易懂的方式傳授給農(nóng)民，從而使其在實際生產(chǎn)中發(fā)揮作用，農(nóng)業(yè)部門、科研機構(gòu)和技術服務公司等主體需要在該機制中緊密合作，使科研成果經(jīng)過合適的渠道轉(zhuǎn)化為可操作的技術。農(nóng)業(yè)推廣人員則需要根據(jù)不同地區(qū)的生產(chǎn)特點，實施開設農(nóng)業(yè)技術培訓班、示范田、科技下鄉(xiāng)等舉措，進行定制化的技術傳授，增強農(nóng)民應用新技術的能力。除了傳統(tǒng)的技術培訓，農(nóng)民作為農(nóng)作過程中的重要主體，也需要得到農(nóng)業(yè)專家現(xiàn)場指導及技術服務的及時反饋，從而獲取更多相關信息和支持，以保證精準農(nóng)業(yè)技術的成功應用。

此外，精準農(nóng)業(yè)技術的推廣離不開政策支持，政府應根據(jù)精準農(nóng)業(yè)技術的特點制定資金補貼、稅收優(yōu)惠、農(nóng)技服務等符合實際的支持政策，建立健全政策評估和反饋機制，及時了解精準農(nóng)業(yè)技術推廣過程中遇到的困難和問題，并以此調(diào)整政策措施，從而保證精準農(nóng)業(yè)技術能夠得到長期穩(wěn)定的推廣。

二、大數(shù)據(jù)精準農(nóng)業(yè)技術的具體應用

（一）大數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用案例

利用涵蓋土壤管理、作物生長、氣候條件、病蟲害監(jiān)測等方面的大數(shù)據(jù)技術，能夠精確分析與優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。隨著數(shù)據(jù)采集技術的提升，該技術的應用已涵蓋從土壤到田間管理的全過程，并逐步走向精細化管理和決策支持。以我國的農(nóng)業(yè)實踐為例，湖南省運用大數(shù)據(jù)分析開展水稻精準施肥項目，農(nóng)業(yè)專家針對水稻的生長數(shù)據(jù)、土壤的養(yǎng)分情況及氣象條件進行深入分析，并根據(jù)實際數(shù)據(jù)結(jié)果科學調(diào)整肥料施用量。

病蟲害的相關防治方案通過大數(shù)據(jù)技術得以優(yōu)化。例如，我國西南某地區(qū)的蘋果種植區(qū)利用大數(shù)據(jù)技術，對土壤、氣候、作物健康等信息進行深入分析，從而建立病蟲害預警系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠結(jié)合實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，精準預測某一時段內(nèi)病蟲害的發(fā)生概率。根據(jù)系統(tǒng)提供的信息，農(nóng)民能夠及時采取措施，從而提高作物的健康水平，有效減少化學農(nóng)藥的施用量。

（二）精準農(nóng)業(yè)技術在作物管理與環(huán)境監(jiān)控中的應用

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)管理方式大多依賴經(jīng)驗和人工判斷，存在精確度低、資源浪費、環(huán)境污染及產(chǎn)量波動等問題，進而導致土壤退化、作物產(chǎn)量下降、水資源過度消耗。通過精準農(nóng)業(yè)技術能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術等先進技術緊密結(jié)合，發(fā)揮傳感器、數(shù)據(jù)分析與決策支持系統(tǒng)的優(yōu)勢，提供基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的高效解決方案，從而實現(xiàn)精準的作物管理與環(huán)境監(jiān)控。

在農(nóng)業(yè)管理中，精準農(nóng)業(yè)技術憑借土壤傳感器、氣象監(jiān)測系統(tǒng)等設備，能夠?qū)崟r采集土壤濕度、溫度、養(yǎng)分濃度等關鍵數(shù)據(jù)，從而輔助農(nóng)業(yè)管理者精確掌握土壤的物理和化學特性，并制訂科學的施肥、灌溉等方案。甘肅省小麥種植區(qū)的農(nóng)業(yè)技術人員采集、分析了土壤數(shù)據(jù)，從而精確計算出小麥所需的各類養(yǎng)分，并制訂了相應的施肥方案，保證小麥能夠獲得適宜的養(yǎng)分供給且減少了施肥過量、化肥流失等問題，避免了對土壤和水體的污染，提高了土壤肥力和作物生長質(zhì)量。

（三）大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)能夠結(jié)合大數(shù)據(jù)技術與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各類信息，為農(nóng)民、農(nóng)業(yè)企業(yè)及政策制定者提供科學的決策依據(jù)，實時采集來自氣象站、土壤傳感器、無人機、遙感衛(wèi)星等多種來源的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，并利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的歷史數(shù)據(jù)進行深度分析，為決策提供精確的數(shù)據(jù)支持。在糧食種植區(qū)的決策支持系統(tǒng)中，針對氣象數(shù)據(jù)、土壤水分和作物生長情況進行分析，從而為農(nóng)民提供最佳的播種時間、灌溉時機、施肥量等精準建議。在農(nóng)業(yè)企業(yè)層面，決策支持系統(tǒng)憑借大數(shù)據(jù)分析可以實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的優(yōu)化。集成來自不同農(nóng)田、不同氣候區(qū)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并加以分析，可制訂更加精準的種植方案。此外，該系統(tǒng)還可以對市場需求、氣候變化和土壤養(yǎng)分等多因素進行綜合分析，從而為公司提供科學的生產(chǎn)決策依據(jù)，有效減少資源浪費和生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

政府部門也可以運用農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)，及時了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的動態(tài)信息并掌握作物生長的實時狀況，從而作出科學的政策決策。以干旱地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展為例，該地政府可以運用決策支持系統(tǒng)以獲取作物水分、土壤濕度、氣象變化等信息，并根據(jù)實際情況及時調(diào)整灌溉策略，進而保證水資源的合理配置。

三、基于大數(shù)據(jù)的精準農(nóng)業(yè)技術推廣效果評估

（一）評估指標體系的構(gòu)建與應用

評估指標主要聚焦于作物產(chǎn)量、資源使用效率和生產(chǎn)成本等關鍵因素。對比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式與基于大數(shù)據(jù)的精準農(nóng)業(yè)模式之間的差異，能夠量化大數(shù)據(jù)技術應用帶來的產(chǎn)量提高、成本降低及資源利用優(yōu)化等方面的效果。某區(qū)域的農(nóng)民在推廣精準農(nóng)業(yè)技術后，即可基于傳感器與數(shù)據(jù)分析平臺的指導，更準確地調(diào)整施肥和灌溉方案。對比傳統(tǒng)方法與大數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準農(nóng)業(yè)模式后，優(yōu)化的方案與措施使經(jīng)濟效益得到了有效量化。大數(shù)據(jù)技術針對資源配置和管理進行優(yōu)化，可有效減少化肥與農(nóng)藥的施用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對環(huán)境的負面影響。評估體系中涵蓋環(huán)境污染物排放量的監(jiān)測、土壤和水資源的保護狀況等指標，結(jié)合該體系的反饋數(shù)據(jù)施行精確的施肥和灌溉管理措施，能夠減緩土壤鹽堿化的速度，大幅降低水資源的浪費。

社會效益的評估是從宏觀層面評估精準農(nóng)業(yè)技術對社會和農(nóng)民生活的影響，評估體系針對農(nóng)民的收入變化、技術接受度和社會參與度等指標進行調(diào)查，以反映技術推廣對農(nóng)民群體的影響。實施精準農(nóng)業(yè)技術培訓，能夠使農(nóng)民的技術掌握能力和收入水平顯著提高，評估這些社會效益指標可以進一步確認推廣精準農(nóng)業(yè)技術的長遠影響。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的多樣化和不同地區(qū)差異化需求的增加，技術適應性成為影響精準農(nóng)業(yè)效果的重要因素。由于精準農(nóng)業(yè)技術的適用性和推廣效果在不同地區(qū)、不同作物間存在差異，因而該評估體系的構(gòu)建需要考慮不同技術在具體應用中的適應性，以便為技術的進一步推廣和優(yōu)化提供依據(jù)。

（二）影響精準農(nóng)業(yè)技術推廣效果的因素分析

大數(shù)據(jù)技術能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)注入創(chuàng)新力量，但該技術在實際推廣時常因其較高的復雜性與技術門檻而存在一定的推廣難度。發(fā)展中國家或偏遠地區(qū)易受技術設備、互聯(lián)網(wǎng)普及程度以及數(shù)據(jù)處理能力不足等問題的影響，從而導致精準農(nóng)業(yè)技術難以充分發(fā)揮潛力。部分較為原始的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)缺乏必要的傳感器和數(shù)據(jù)采集設備，使大數(shù)據(jù)分析的應用范圍受到限制。政策支持和政府的引導作用在精準農(nóng)業(yè)技術推廣中至關重要，相關部門可以推行技術補貼、資金支持和稅收優(yōu)惠等措施，以促進精準農(nóng)業(yè)技術的普及和應用。

部分地方政府針對精準農(nóng)業(yè)技術采取財政補貼政策，為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)提供了相應的資金支持，降低了技術應用的經(jīng)濟成本，從而加速了技術的推廣步伐。政府在技術培訓、人才培養(yǎng)等方面的支持，有助于提高農(nóng)民對精準農(nóng)業(yè)技術的認知和接受度。作為技術應用主體，農(nóng)民對新技術的態(tài)度直接影響了技術推廣的實際效果，部分傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)地區(qū)的農(nóng)民往往對新技術抱有較為保守的態(tài)度，其對大數(shù)據(jù)、智能化設備等技術的認知有限且對技術的依賴程度較低，如何扭轉(zhuǎn)這一局面，增強農(nóng)民的技術意識并提升他們對精準農(nóng)業(yè)技術的信任度和應用能力，成為技術推廣的難點。例如，可以組織培訓和技術指導、進行示范性項目推廣等，引導農(nóng)民逐步了解并掌握新技術，進而推動精準農(nóng)業(yè)技術的推廣。隨著市場對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全要求的提升，農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)對精準農(nóng)業(yè)技術的需求逐漸增大。精準農(nóng)業(yè)技術能夠提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量、減少資源浪費，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。

（三）實際應用中的效果評估與實踐反饋

評估技術推廣在實際應用中的效果，需要結(jié)合應用前后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益等多個維度進行評估。一些地區(qū)的農(nóng)民在推廣精準農(nóng)業(yè)技術后，對歷史數(shù)據(jù)和應用后數(shù)據(jù)進行對比，進而分析具體結(jié)果并施行精準施肥和灌溉，顯著提高了產(chǎn)量，并在成本控制和水資源使用等方面得到優(yōu)化，從而為其他地區(qū)的技術推廣提供了參考依據(jù)。在實際應用時，評估技術的適應性會因地區(qū)差異、氣候條件和農(nóng)作物種類的不同而有所差異，所以技術研發(fā)團隊需要收集和分析實踐反饋，從而深入了解技術在實際應用中的優(yōu)勢與不足并優(yōu)化技術方案，該過程中的數(shù)據(jù)采集頻率和分析算法是兩個關鍵因素。采集頻率指在特定時間間隔內(nèi)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各類數(shù)據(jù)進行采集的次數(shù)或間隔。以精準農(nóng)業(yè)為例，其傳感器可能每小時、每日或每周采集土壤濕度、溫度、氣象等數(shù)據(jù)，并根據(jù)實際需要選擇合適的采集頻率，若采集頻率過低，則可能無法及時捕捉到作物生長過程中的突發(fā)變化；而頻率過高則可能產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，進而增加存儲和處理的負擔。分析算法則是對收集到的數(shù)據(jù)進行處理和解讀的數(shù)學模型與計算方法，涵蓋回歸分析、分類算法、時間序列分析及機器學習等算法，其針對大數(shù)據(jù)的深入挖掘可以幫助農(nóng)業(yè)管理者識別影響作物生長的關鍵因素，從而輔助技術團隊施行精準施肥、灌溉和病蟲害預警等生產(chǎn)決策。

評估技術的實際應用效果時，需要深度挖掘技術普及等方面的潛在問題，部分農(nóng)民因技術水平相對較低，無法完全理解數(shù)據(jù)分析結(jié)果及決策建議，這一狀況會影響技術推廣的效果。基于此，施行后續(xù)的技術培訓和輔導措施并優(yōu)化大數(shù)據(jù)平臺的可操作性與親民性便極為重要。例如，在設計數(shù)據(jù)的反饋界面時，可采取簡潔明快的設計風格，使其在視覺上更加直觀易懂，減少農(nóng)民對復雜數(shù)據(jù)的理解障礙；相關的決策支持系統(tǒng)也應當以簡單、清晰的語言和可視化方式呈現(xiàn)分析結(jié)果，使農(nóng)民能夠輕松理解并根據(jù)這些信息作出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策，從而提高農(nóng)民的技術參與度，進一步增強技術推廣的效果。

四、結(jié)語

相關工作人員針對大數(shù)據(jù)在精準農(nóng)業(yè)中的應用及其技術推廣模式進行了深入分析，探索了精準農(nóng)業(yè)技術的具體應用場景和效果評估方法。結(jié)合對當前精準農(nóng)業(yè)技術推廣現(xiàn)狀的回顧與分析，不難發(fā)現(xiàn)，盡管基于大數(shù)據(jù)的精準農(nóng)業(yè)技術在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、優(yōu)化資源配置等方面展現(xiàn)了較大的潛力，但在實際推廣過程中仍面臨數(shù)據(jù)采集的完整性與精準性問題、技術應用的地區(qū)差異性等挑戰(zhàn)。未來，應針對這些問題，加強大數(shù)據(jù)技術在農(nóng)業(yè)領域的創(chuàng)新與完善，推動精準農(nóng)業(yè)在更廣泛地區(qū)的推廣應用。隨著技術不斷進步和推廣模式的逐步完善，精準農(nóng)業(yè)將在全球范圍內(nèi)發(fā)揮越來越重要的作用。

作者簡介：郭保領（1974—），男，山東曹縣人，本科，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術推廣工作。