山東省智慧植?，F(xiàn)狀及戰(zhàn)略目標(biāo)研究

中圖分類號(hào)：S49 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：2096-9651（2025）03-0073-09

近年來，山東農(nóng)業(yè)通過與科技深度融合，正快速向現(xiàn)代化、科技化、綠色化轉(zhuǎn)型，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著提升。2024 年山東省糧食生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了面積、單產(chǎn)、總產(chǎn)“三增”，糧食總產(chǎn)連續(xù)4年在1100億斤以上。植保作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，直接關(guān)系著農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。為應(yīng)對氣候變化、病蟲害變異、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、綠色防控等新形勢，傳統(tǒng)的粗放型投入方式已經(jīng)越來越難以滿足增產(chǎn)增收的需求。開展植保領(lǐng)域前沿技術(shù)、產(chǎn)品和應(yīng)用研究是植保行業(yè)發(fā)展的必然要求。山東省積極推動(dòng)計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感技術(shù)等新一代信息技術(shù)與植保技術(shù)的深度集成和融合，進(jìn)一步提升了植保領(lǐng)域數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化水平，有效解決了傳統(tǒng)植保中措施落后、效率低、農(nóng)藥過度施用或施用不當(dāng)?shù)葐栴}。

一、山東省智慧植保的政策背景

近年來，中央一號(hào)文件多次提到智慧農(nóng)業(yè)，強(qiáng)調(diào)推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合應(yīng)用?！笆奈濉逼陂g，中央網(wǎng)信辦、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等10個(gè)部門聯(lián)合印發(fā)《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2022-2025年）》，明確提出加快推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的“智慧農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)”。為智慧植保行業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用拓展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面提供了全面的指導(dǎo)和要求，明確了發(fā)展方向和重點(diǎn)任務(wù)，促進(jìn)了智慧植保行業(yè)與其他農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展。智慧植保是以傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、全球定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、AI技術(shù)等為基礎(chǔ)，以智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、無人機(jī)和各種農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備等為終端，用于病蟲害監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警、防控和管理等的綜合技術(shù)體。2024年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《全國智慧農(nóng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃（2024-2028年）》，鼓勵(lì)有條件的地方整區(qū)域推進(jìn)田間氣象、作物長勢、土壤熵情、病蟲害等監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，形成覆蓋全域的一體化監(jiān)測體系。2024年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、財(cái)政部辦公廳印發(fā)《2024-2026年農(nóng)機(jī)購置與應(yīng)用補(bǔ)貼實(shí)施意見》，提出全面開展農(nóng)用無人駕駛航空器購置補(bǔ)貼工作，實(shí)施范圍擴(kuò)大到全國。植保無人機(jī)具備智能、綠色、作業(yè)信息化監(jiān)測功能，符合農(nóng)用無人駕駛航空器購置補(bǔ)貼相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為植保無人機(jī)的發(fā)展帶來新機(jī)遇。

山東省高度重視智慧植保的發(fā)展，推出了高端裝備制造、農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼、應(yīng)用試點(diǎn)等一系列政策措施以支持智慧植保產(chǎn)業(yè)的成長。2021年山東省人民政府印發(fā)的《山東省“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出，圍繞提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備能力和水平，加快研發(fā)耕種收獲、精量植保、規(guī)模養(yǎng)殖等智能裝備，實(shí)現(xiàn)故障及作業(yè)性能遠(yuǎn)程監(jiān)測、實(shí)時(shí)診斷和自動(dòng)控制。2024年，山東省工業(yè)和信息化廳、山東省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳等16個(gè)部門聯(lián)合印發(fā)《山東省無人機(jī)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案》，提出開展植保無人駕駛航空器規(guī)范應(yīng)用試點(diǎn)，對從事植保作業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織購置植保無人駕駛航空器，落實(shí)農(nóng)機(jī)購置與應(yīng)用補(bǔ)貼，實(shí)現(xiàn)應(yīng)補(bǔ)盡補(bǔ)。這一系列政策文件的發(fā)布為山東省智慧植保產(chǎn)業(yè)成長壯大提供了良好的政策環(huán)境，帶動(dòng)了無人機(jī)、智能監(jiān)測、智能施藥等智慧植保相關(guān)裝備制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，推動(dòng)山東省智慧植保行業(yè)從傳統(tǒng)的人工操作向機(jī)械化、智能化、精準(zhǔn)化方向升級(jí)，提高了植保作業(yè)的效率和質(zhì)量。

二、山東省智慧植保的典型場景應(yīng)用

據(jù)2024年10月山東植保信息交流暨農(nóng)藥械交易會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至2023年，山東農(nóng)藥用量連續(xù)9年負(fù)增長。植保機(jī)械化進(jìn)程加速，高效施藥裝備水平不斷提升，大中型植保機(jī)械約10萬臺(tái)套。其中，植保無人機(jī)、噴桿噴霧機(jī)等大型機(jī)械約3萬臺(tái)，全省統(tǒng)防統(tǒng)治日作業(yè)能力超過1100萬畝。山東省植保正在向現(xiàn)代植保、智慧植保大步邁進(jìn)。山東省智慧植保從應(yīng)用范圍上來看，主要應(yīng)用于小麥、玉米等大田作物種植區(qū)、蔬菜大棚、水果種植園、生態(tài)無人農(nóng)場以及中藥材料種植基地等場景。從應(yīng)用技術(shù)上來看，主要采用智能監(jiān)測、智能決策、智能防治技術(shù)。

（一）智能監(jiān)測

智能監(jiān)測是通過安裝土壤溫度傳感器、土壤濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳傳感器、多光譜及高光譜傳感器等各種智能監(jiān)測傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測并連續(xù)收集與植物生長相關(guān)的土壤情、環(huán)境數(shù)據(jù)等信息，實(shí)現(xiàn)對植物生長狀況的監(jiān)控。

在遙感技術(shù)應(yīng)用方面，基于地物光譜特性的多光譜及高光譜遙感技術(shù)成為支持農(nóng)作物生長監(jiān)測與診斷的關(guān)鍵技術(shù)。遙感影像可實(shí)時(shí)記錄同一地點(diǎn)時(shí)間序列的圖像，根據(jù)綠色植物對光譜的反射特性，判斷作物的生長狀況。當(dāng)植物遭受病蟲害侵襲后，生理上可能會(huì)出現(xiàn)光合作用降低、葉綠素衰減等情況；外部形態(tài)上可能有葉形、冠形變化，部分或全部落葉等，這些變化會(huì)導(dǎo)致植物反射光譜發(fā)生改變，遙感技術(shù)通過探測這些光譜變化實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測。例如，山東省農(nóng)業(yè)云平臺(tái)通過將高分辨率遙感影像與多光譜遙感影像進(jìn)行融合，在不同波段數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行建模分析解譯得到耕地地塊分布數(shù)據(jù)，基于二、三維一體化地圖分階段展示小麥關(guān)鍵生育期的長勢變化情況，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲害的發(fā)生和發(fā)展動(dòng)態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)病蟲害情況，可以立即采取針對性的防治措施。

在高清近景農(nóng)情監(jiān)測攝像頭應(yīng)用方面，采用光學(xué)變焦原理，拍攝葉片特征及葉片上害蟲特征，監(jiān)控作物莖稈、葉片微變化及果樹葉片、果實(shí)微變化，智能識(shí)別病蟲害類型和發(fā)生程度，智能推薦防治藥物和防治方法。煙臺(tái)、青島、威海等蘋果主產(chǎn)區(qū)，大型果園基本已實(shí)現(xiàn)農(nóng)情監(jiān)測攝像機(jī)全面覆蓋，中型果園農(nóng)情監(jiān)測攝像機(jī)覆蓋率在逐年提升，一些小型果園或種植合作社也在逐步引入相關(guān)設(shè)備。這些果園利用高清成像和智能圖像識(shí)別技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蘋果樹上的病蟲害跡象，如蘋果炭疽病、輪紋病等病害導(dǎo)致的葉片斑點(diǎn)、果實(shí)病斑，以及蘋果蠹蛾、紅蜘蛛等害蟲的活動(dòng)情況，發(fā)現(xiàn)異常后系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警，便于果農(nóng)及時(shí)采取防治措施，提升了種植管理水平。

在作物生長環(huán)境監(jiān)測方面，主要采用土壤熵情自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，對土壤溫度、土壤濕度、土壤電導(dǎo)率、空氣溫濕度、太陽輻射、二氧化碳等作物生長環(huán)境關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，相關(guān)指標(biāo)超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)能夠及時(shí)預(yù)警。在濟(jì)南新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換起步區(qū)，萬畝國際糧食增產(chǎn)減損示范區(qū)安裝了500多臺(tái)（套）監(jiān)測設(shè)備，包括地面、地下和“穿戴”在作物上的設(shè)備，可監(jiān)測空氣溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨等微氣候信息，以及土壤濕度、溫度、含氧量、葉面溫濕度以及作物生長情況等信息。通過這些智能監(jiān)測設(shè)備的應(yīng)用，降低化肥、農(nóng)藥等農(nóng)資使用量約 30% ，實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)全過程減損約 5% ，提升糧食畝產(chǎn)約 15% 。

在蟲情監(jiān)測方面，采用自動(dòng)蟲情測報(bào)燈，實(shí)現(xiàn)在無人監(jiān)管的情況下，自動(dòng)完成誘蟲、殺蟲、收集、分裝、排水等系統(tǒng)作業(yè)，定時(shí)拍照采集接蟲盒內(nèi)收集的蟲體圖片，自動(dòng)上傳到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫，通過智能分析實(shí)現(xiàn)對病蟲害的準(zhǔn)確預(yù)測預(yù)報(bào)，輔助管理人員制定防控措施。在病害病原菌孢子監(jiān)測方面，采用孢子捕捉儀收集隨空氣流動(dòng)、傳染的病害病原菌孢子及花粉塵粒，監(jiān)測病害孢子存量及其擴(kuò)散動(dòng)態(tài)，為預(yù)測和預(yù)防病害流行、傳染提供可靠數(shù)據(jù)。東營的黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，4部雷達(dá)組成“雷達(dá)矩陣”，對經(jīng)過的遷飛性害蟲進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測，預(yù)測昆蟲遷飛軌跡，通過與投射式高空燈等工具配合，可在半路攔截捕捉害蟲，有效減少化學(xué)農(nóng)藥的使用，降低環(huán)境污染和害蟲抗藥性問題。

（二）智能決策

智能決策是根據(jù)各類傳感器收集的數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)算法和作物生長模型，提前預(yù)測植物病蟲害、干旱和洪澇災(zāi)害情況，及時(shí)向政府相關(guān)部門、農(nóng)戶發(fā)送預(yù)警信息，指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行精準(zhǔn)防治和科學(xué)管理。

山東省大力推廣農(nóng)作物病蟲害智能監(jiān)測平臺(tái)，通過智能監(jiān)測設(shè)備收集氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)、病蟲害數(shù)據(jù)等海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，建立農(nóng)作物生長模型，運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘和分析算法，預(yù)測病蟲害的發(fā)生趨勢、作物生長趨勢，為農(nóng)戶和植保專家提供病蟲害防治方案、施肥方案、灌溉方案等科學(xué)決策建議，幫助農(nóng)戶制定合理的植保策略，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)用藥、高效防治，提升農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。

從省級(jí)智慧植保平臺(tái)建設(shè)情況來看，山東省建設(shè)了農(nóng)作物有害生物監(jiān)測、預(yù)警、分析系統(tǒng)，承擔(dān)全省農(nóng)作物病蟲測報(bào)調(diào)查任務(wù)發(fā)布，病蟲測報(bào)數(shù)據(jù)的傳輸、存儲(chǔ)、共享、分析。該系統(tǒng)共有國家級(jí)和省級(jí)病蟲測報(bào)數(shù)據(jù)報(bào)表79種，涵蓋全省糧、棉、油、果、菜共計(jì)100多種病蟲害和天敵發(fā)生情況、監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù)，積累形成農(nóng)作物病蟲害數(shù)據(jù)庫和農(nóng)作物病蟲害數(shù)據(jù)分析模型，并以圖形化展示病蟲預(yù)警信息，為農(nóng)作物病蟲防治決策提供了有力支撐。

從市級(jí)智慧植保平臺(tái)建設(shè)情況來看，濟(jì)南市農(nóng)作物病蟲害防治協(xié)會(huì)建設(shè)了飛防智慧監(jiān)管平臺(tái)，采用統(tǒng)一調(diào)度無人機(jī)、統(tǒng)一采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)一作業(yè)流程、統(tǒng)一用藥標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一撥付資金“五統(tǒng)一”模式，對植保無人機(jī)實(shí)現(xiàn)在線管理，通過監(jiān)測植保無人機(jī)的運(yùn)行軌跡、飛行速度、飛行高度、噴灑藥量、噴灑面積等詳細(xì)數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)防統(tǒng)治作業(yè)一張圖，有效監(jiān)管作業(yè)質(zhì)量，推動(dòng)“一噴三防”項(xiàng)目規(guī)范實(shí)施，提高了防治效果和效率。

從區(qū)縣級(jí)智慧植保平臺(tái)建設(shè)情況來看，山東省平度市建設(shè)基于人工智能的農(nóng)作物病蟲害診斷應(yīng)用平臺(tái)。針對農(nóng)作物常見的病蟲害，采集海量的照片，構(gòu)建病蟲害識(shí)別“大腦”。農(nóng)民發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物出現(xiàn)病蟲害，只需用手機(jī)拍張照片，3秒就能精準(zhǔn)診斷病蟲害并給出相應(yīng)的科學(xué)防治解決方案，能夠避免農(nóng)戶亂用藥、過度用藥。

（三）智能防治

智能防治技術(shù)是采用無人機(jī)、機(jī)器人、自走式或車載式農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備，根據(jù)智能監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測的數(shù)據(jù)和智能決策系統(tǒng)發(fā)送的操作指令，自動(dòng)規(guī)劃防治路線、施藥時(shí)間，進(jìn)行靶向施藥。

在植保無人機(jī)應(yīng)用方面，2023年山東省植保無人機(jī)數(shù)量突破1.4萬架，防治面積1.6億畝次。植保無人機(jī)由飛行平臺(tái)、導(dǎo)航飛行控制系統(tǒng)和噴灑機(jī)構(gòu)三部分組成，具有體積小、重量輕、運(yùn)輸方便、飛行控制靈活等特點(diǎn)，可以噴灑化學(xué)品、種子、粉末等。按動(dòng)力分，可分為電動(dòng)植保無人機(jī)、油動(dòng)植保無人機(jī)、油電混動(dòng)植保無人機(jī)。按機(jī)型結(jié)構(gòu)分，可分為單旋翼植保無人機(jī)、多旋翼植保無人機(jī)、固定翼植保無人機(jī)，山東省目前多采用多旋翼電動(dòng)植保無人機(jī)。植保無人機(jī)作業(yè)效率高，每分鐘可以完成1＼～3畝的農(nóng)藥噴灑作業(yè)，是人工作業(yè)的 40～ 80倍。作業(yè)安全性高，能夠有效避免人員暴露于農(nóng)藥下的危險(xiǎn)。防治效果好，采用超低量噴霧噴灑方式，噴灑農(nóng)藥時(shí)旋翼產(chǎn)生的氣流有助于增加噴灑穿透性?？蓪?shí)現(xiàn)群防群控，對于區(qū)域突發(fā)性病蟲害，采用群防群控集中防治，迅速消滅區(qū)域性病蟲害。山東省寧津縣采用5G-A植保無人機(jī)賦能農(nóng)業(yè)種植增產(chǎn)增收。工作人員利用5G-A遙感無人機(jī)巡田生成“處方圖”，傳輸至植保無人機(jī)中，無人機(jī)就能根據(jù)方案自動(dòng)施肥和噴灑藥物，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化和精準(zhǔn)作業(yè)。相比人工作業(yè)，5G-A植保無人機(jī)“一噴三防”作業(yè)效率更高、藥物噴灑更均勻，效率可提高10% 以上，每畝節(jié)約成本20＼～30元，降低 15% 肥料使用。德州市齊河縣30萬畝的小麥噴防作業(yè)任務(wù)，3支飛防隊(duì)伍60架植保無人機(jī)同時(shí)工作，不到5天就可全部完成。聊城市東昌府區(qū)農(nóng)用無人機(jī)保有量280架，全區(qū)65.39萬畝小麥基本實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)“一噴三防”作業(yè)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，助力了農(nóng)民增產(chǎn)增收。隨著精量植保裝備的不斷發(fā)展和應(yīng)用，智慧植保行業(yè)的市場需求將進(jìn)一步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2025年，山東無人機(jī)全產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破100億元，這將有力地促進(jìn)智慧植保行業(yè)規(guī)模的增長。

在植保無人車應(yīng)用方面，植保無人車擁有大輪、小輪和履帶等多種自走形式，適用于多場景作業(yè)，可以進(jìn)行原地轉(zhuǎn)向，操作靈活方便。植保無人車采用炮霧云臺(tái)，可調(diào)節(jié)噴霧角度及霧滴密度，滿足各種高度作物需求，實(shí)現(xiàn)人、藥分離，提高了施藥安全性。植保無人車多用于葡萄、蘋果、梨樹等獨(dú)特的樹形結(jié)構(gòu)或地形環(huán)境。煙臺(tái)一些規(guī)?；奶O果園，引進(jìn)了大型自走式打藥機(jī)，配備了先進(jìn)的噴霧系統(tǒng)和大容量藥箱，搭載三缸高壓柱塞泵。在防治蘋果蚜蟲、斑點(diǎn)落葉病等病蟲害關(guān)鍵時(shí)期，打藥機(jī)在果園中勻速行駛，通過多個(gè)可單獨(dú)控制的噴頭，將農(nóng)藥均勻地噴灑到蘋果樹的各個(gè)部位，相比傳統(tǒng)人工打藥，效率大幅提高，藥劑覆蓋更均勻，防治效果更好。

在植保機(jī)器人應(yīng)用方面，智能植保機(jī)器人配備先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺和傳感器技術(shù)，能自主完成農(nóng)作物巡查，收集農(nóng)作物生長、病蟲害、施藥等數(shù)據(jù)，根據(jù)農(nóng)作物生長管理模型，自主識(shí)別和監(jiān)測農(nóng)作物生長及病蟲害發(fā)生情況，精準(zhǔn)對靶、按需施藥，提高了作業(yè)效率和精準(zhǔn)度。目前，山東壽光、蘭陵部分蔬菜大棚采用了智能植保機(jī)器人，可在棚內(nèi)自主行駛，根據(jù)預(yù)設(shè)的程序和傳感器檢測到的病蟲害情況，精準(zhǔn)地進(jìn)行農(nóng)藥噴灑和施肥作業(yè)。

三、山東省智慧植保面臨的問題與挑戰(zhàn)

（一）智慧植保設(shè)備的穩(wěn)定性與適應(yīng)性存在瓶頸

植保設(shè)備面臨著復(fù)雜多變的自然環(huán)境考驗(yàn)。夏季高溫多雨，部分地區(qū)氣溫常常超過 35°C ，且伴有暴雨；冬季寒冷干燥，氣溫可降至零下十幾攝氏度，還時(shí)常遭遇大風(fēng)天氣。據(jù)調(diào)查，在高溫高濕的夏季，植保無人機(jī)的故障率相較于春秋季平均增加了 30%～40% ，主要表現(xiàn)為電池續(xù)航時(shí)間驟減、電子元件受潮短路、飛控系統(tǒng)失靈等問題。傳感器作為數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵部件，其精度和可靠性對后續(xù)植保決策起著決定性作用。當(dāng)前，部分傳感器長期部署在野外作業(yè)，受環(huán)境因素干擾，數(shù)據(jù)誤差逐漸增大。以土壤濕度傳感器為例，在使用一段時(shí)間后，由于土壤顆粒的附著、電化學(xué)腐蝕等原因，測量誤差可達(dá) 10%～15% ，這使得依據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行的灌溉決策出現(xiàn)偏差，可能導(dǎo)致農(nóng)作物缺水或過度灌溉，影響作物生長。土壤條件也是影響植保設(shè)備適應(yīng)性的重要因素。東營、濱州、濰坊等地分布一定數(shù)量的鹽堿地，土壤的高鹽堿度對植保設(shè)備的金屬部件具有腐蝕性，加速設(shè)備老化。在東營的一些鹽堿地農(nóng)田，使用一年后的智能噴霧機(jī)，其噴頭、管道等部件腐蝕程度達(dá)到 20%～30% ，導(dǎo)致噴霧不均勻，影響農(nóng)藥噴施效果，增加了病蟲害防治難度。病蟲害圖像識(shí)別技術(shù)雖已取得一定進(jìn)展，但在復(fù)雜田間環(huán)境下，誤判情況時(shí)有發(fā)生。當(dāng)光照強(qiáng)度不均勻、作物葉片遮擋嚴(yán)重時(shí)，人工智能圖像識(shí)別系統(tǒng)對病蟲害的識(shí)別準(zhǔn)確率會(huì)下降 15%～20% ，將病害癥狀誤判為正常生長狀態(tài)，或?qū)⑤p微蟲害高估為嚴(yán)重蟲害，從而誤導(dǎo)農(nóng)戶采取不恰當(dāng)?shù)姆乐未胧?，造成農(nóng)藥浪費(fèi)或病蟲害防治不及時(shí)。

（二）智慧植保設(shè)備的采購與運(yùn)維費(fèi)用相對較高

對于農(nóng)戶而言，采購智慧植保設(shè)備開支較大。以一臺(tái)性能較為先進(jìn)的植保無人機(jī)為例，市場價(jià)格通常在5萬＼～10萬元，即使扣除政府農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼，農(nóng)戶仍需支出2.5萬＼～5萬元。智能噴霧機(jī)、蟲情測報(bào)儀等設(shè)備，加上配套的傳感器、數(shù)據(jù)分析軟件等，一套完整的智能植保裝備系統(tǒng)采購成本高達(dá)15萬＼～20萬元，這對于普通農(nóng)戶尤其是小規(guī)模種植戶來說，經(jīng)濟(jì)壓力相對較大。設(shè)備的運(yùn)維成本相對較高，如植保無人機(jī)的電池屬于易耗品，一組電池價(jià)格在3000＼～5000元，使用壽命一般為1＼～2年，頻繁作業(yè)時(shí)可能需要每年更換。此外，無人機(jī)的螺旋槳、電機(jī)等易損部件，每次維修費(fèi)用在幾百元到上千元不等。智能噴霧機(jī)的噴頭、管道等部件，由于長期接觸農(nóng)藥，容易腐蝕損壞，每年的維修更換費(fèi)用也在數(shù)千元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)戶每年用于智慧植保設(shè)備的運(yùn)維費(fèi)用平均達(dá)到設(shè)備采購價(jià)格的 10%～15% 。部分農(nóng)戶選擇購買植保服務(wù)，而非自行購置設(shè)備。目前市場上，植保無人機(jī)飛防作業(yè)服務(wù)價(jià)格每畝在10～15元，對于大面積種植戶來說，一次病蟲害防治支付的服務(wù)費(fèi)用高達(dá)數(shù)萬元。同時(shí)，在病蟲害高發(fā)期，由于植保服務(wù)需求集中，服務(wù)價(jià)格還可能上漲，使得農(nóng)戶的種植成本難以得到有效控制。

（三）智慧植保專業(yè)技術(shù)人才相對匱乏

山東省智慧植保領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人才的短缺問題日益凸顯，成為制約智慧植保行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。高校作為人才培養(yǎng)的主陣地，在植保專業(yè)的課程設(shè)置與教學(xué)模式上，與智慧植保的實(shí)際產(chǎn)業(yè)需求存在一定程度脫節(jié)。許多高校植保專業(yè)課程側(cè)重于傳統(tǒng)植物病理學(xué)、昆蟲學(xué)、農(nóng)藥學(xué)等理論知識(shí)的傳授，關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用課程設(shè)置較少，學(xué)生在校園內(nèi)缺少接觸和操作植保無人機(jī)、智能傳感器、病蟲害圖像識(shí)別系統(tǒng)等智慧植保設(shè)備的機(jī)會(huì)，導(dǎo)致畢業(yè)后雖具備扎實(shí)的植?；A(chǔ)知識(shí)，但在面對智慧植保的實(shí)際工作時(shí)，技術(shù)應(yīng)用能力不足，難以快速適應(yīng)崗位需求。據(jù)調(diào)查，山東省內(nèi)開設(shè)植保專業(yè)的高校，本科畢業(yè)生熟練掌握智慧植保技術(shù)的占比不足 30% 。在研究生層面，專注于智慧植保前沿技術(shù)研發(fā)的人才更是稀缺，每年相關(guān)專業(yè)的碩士、博士畢業(yè)生大部分流向科研機(jī)構(gòu)或大型企業(yè)，基層農(nóng)業(yè)部門、小型農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)村地區(qū)難以吸引高層次人才，使得智慧植保技術(shù)在基層的推廣與應(yīng)用缺乏有力的人才支撐，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力不足，難以滿足日益增長的產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

（四）智慧植保推廣普及難度較大

農(nóng)民作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體，其對智慧植保技術(shù)的接受和應(yīng)用能力直接關(guān)系到智慧植保的普及程度與實(shí)施效果。當(dāng)前，山東省部分農(nóng)民存在知識(shí)水平有限、對新技術(shù)接受度低的問題。許多農(nóng)民年齡偏大，受教育程度以初中及以下為主，他們長期習(xí)慣于傳統(tǒng)的農(nóng)耕方式和植保經(jīng)驗(yàn)，對于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)存在認(rèn)知障礙，難以理解智慧植保技術(shù)的原理和優(yōu)勢。智慧植保相關(guān)新技術(shù)、新設(shè)備的宣傳推廣工作不到位，多數(shù)農(nóng)戶仍依賴傳統(tǒng)的人際傳播渠道，如鄰里間的口口相傳、農(nóng)資店老板的簡單介紹等獲取信息，缺乏系統(tǒng)、深入的了解途徑。以植保無人機(jī)為例，許多農(nóng)戶僅知曉其能提高施藥效率，但對于無人機(jī)如何精準(zhǔn)作業(yè)、依據(jù)何種數(shù)據(jù)調(diào)整噴藥量等核心技術(shù)原理知之甚少，對其實(shí)際效果心存疑慮。在一些農(nóng)村地區(qū)推廣智慧植保設(shè)備時(shí)，農(nóng)戶往往因操作復(fù)雜、擔(dān)心設(shè)備損壞等原因，對新技術(shù)持觀望甚至抵觸態(tài)度，這使得智慧植保技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用面臨重重困難，嚴(yán)重阻礙了智慧植保產(chǎn)業(yè)在基層的落地生根與發(fā)展。

（五）智慧植保數(shù)據(jù)安全防護(hù)相對薄弱

隨著智慧植保數(shù)據(jù)量的快速增長，數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)問題愈發(fā)凸顯。大量包含農(nóng)戶種植信息、病蟲害監(jiān)測數(shù)據(jù)、農(nóng)田地理坐標(biāo)等敏感信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器或本地?cái)?shù)據(jù)庫中，面臨著黑客攻擊、數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)。一旦數(shù)據(jù)泄露，不僅會(huì)侵犯農(nóng)戶隱私，還可能被不法分子利用，給農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶來巨大損失。從設(shè)備層面來看，智慧植保中使用的傳感器、無人機(jī)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，其固件可能存在安全漏洞，攻擊者可利用這些漏洞獲取設(shè)備控制權(quán)，進(jìn)而竊取或篡改設(shè)備采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。部分設(shè)備缺乏嚴(yán)格的身份認(rèn)證機(jī)制，容易被偽造身份的攻擊者入侵。一些設(shè)備還存在默認(rèn)口令過于簡單或弱口令的問題，容易被猜測或破解，使數(shù)據(jù)安全面臨風(fēng)險(xiǎn)。從網(wǎng)絡(luò)傳輸層面來看，部分智慧植保系統(tǒng)采用HTTP明文傳輸協(xié)議，數(shù)據(jù)在傳輸過程中容易被截獲和篡改。數(shù)據(jù)從傳感器等設(shè)備傳輸?shù)椒?wù)器或終端的過程中，缺乏加密保護(hù)，增加了數(shù)據(jù)泄露的可能性。人員安全意識(shí)淡薄，操作人員和相關(guān)工作人員對數(shù)據(jù)安全的重要性認(rèn)識(shí)不足，沒有合理地分配用戶權(quán)限，可能會(huì)使一些用戶擁有過高的權(quán)限，從而可以隨意訪問和修改數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的安全性和完整性無法得到保障。近年來，全國數(shù)據(jù)泄露事件發(fā)生數(shù)量呈上升趨勢，山東省智慧植保領(lǐng)域數(shù)據(jù)安全存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視，亟須加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全防護(hù)體系建設(shè)，確保智慧植保產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

四、山東省智慧植保發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)

（一）加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新突破

大力推動(dòng)高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)深度合作，構(gòu)建緊密的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新體系。建立常態(tài)化的溝通交流機(jī)制，定期舉辦產(chǎn)學(xué)研對接會(huì)、技術(shù)研討會(huì)，促進(jìn)知識(shí)共享與技術(shù)轉(zhuǎn)移，加速智慧植保技術(shù)創(chuàng)新迭代。立足山東省復(fù)雜多樣的農(nóng)業(yè)環(huán)境與豐富的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)，針對山東省特色農(nóng)作物病蟲害防治、智能植保裝備研發(fā)等關(guān)鍵問題，聚焦基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)突破，精準(zhǔn)發(fā)力研發(fā)適用性強(qiáng)的智慧植保技術(shù)。針對魯西北平原的大規(guī)模糧食種植區(qū)，重點(diǎn)研發(fā)適應(yīng)大田作業(yè)的高效智能植保機(jī)械，如大型精準(zhǔn)施藥噴霧機(jī)、遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)等，結(jié)合衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田的全方位監(jiān)測與精準(zhǔn)作業(yè)調(diào)度，提高糧食生產(chǎn)植保效率。在膠東半島的果園、蔬菜基地，聚焦小型化、精細(xì)化的智慧植保裝備與技術(shù)研發(fā)，如便攜式病蟲害快速檢測設(shè)備、智能溫室環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)、小型無人機(jī)低空精準(zhǔn)施藥技術(shù)等，滿足特色農(nóng)產(chǎn)品種植對病蟲害精準(zhǔn)防治與生長環(huán)境精細(xì)管理的需求。同時(shí)，結(jié)合山東農(nóng)業(yè)生態(tài)特點(diǎn)，加大生物防治、物理防治等綠色防控技術(shù)研發(fā)力度，如研發(fā)太陽能智能誘蟲設(shè)備等，降低化學(xué)農(nóng)藥依賴，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，打造具有山東特色的智慧植保技術(shù)體系。

（二）推動(dòng)成本效益優(yōu)化

進(jìn)一步加大智慧植保設(shè)備購置的政策扶持力度，優(yōu)化補(bǔ)貼機(jī)制，切實(shí)減輕農(nóng)戶與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。結(jié)合國家發(fā)展改革委、財(cái)政部印發(fā)的《關(guān)于加力支持大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新的若干措施》等利好政策，擴(kuò)大山東省智慧植保設(shè)備補(bǔ)貼額度與覆蓋范圍，對于購置新型智能植保裝備，如高精度植保無人機(jī)、智能噴霧機(jī)、病蟲害監(jiān)測設(shè)備等的農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，提升補(bǔ)貼比例，簡化補(bǔ)貼申請流程。同時(shí)，拓寬補(bǔ)貼領(lǐng)域，將智慧植保相關(guān)的配套軟件、數(shù)據(jù)分析服務(wù)等納入補(bǔ)貼范疇，鼓勵(lì)農(nóng)戶全方位應(yīng)用智慧植保技術(shù)。在金融支持方面，引導(dǎo)金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新信貸產(chǎn)品，針對智慧植保項(xiàng)目推出低息、長期貸款，放寬貸款抵押條件，允許農(nóng)戶以智慧植保設(shè)備等進(jìn)行抵押融資，為智慧植保發(fā)展注入金融活水。推動(dòng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，降低智慧植保成本，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游互利共贏。鼓勵(lì)植保設(shè)備制造企業(yè)、農(nóng)資生產(chǎn)企業(yè)、農(nóng)業(yè)科技企業(yè)等加強(qiáng)合作，通過規(guī)?；a(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、共享資源等方式，降低生產(chǎn)運(yùn)營成本。例如，植保無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合采購零部件，憑借規(guī)模優(yōu)勢降低采購成本 20% ＼～30% ，進(jìn)而降低整機(jī)售價(jià)，使農(nóng)戶受益。

（三）加大人才培養(yǎng)引進(jìn)

人才是科技競爭的關(guān)鍵，智慧植保行業(yè)的發(fā)展更需要專業(yè)的技術(shù)人才。構(gòu)建完善的職業(yè)教育與培訓(xùn)體系，建立高校、科研院所、企業(yè)三者之間的人才需求對接和定向培養(yǎng)機(jī)制。調(diào)整高校植保專業(yè)課程設(shè)置，提升物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等智慧植保相關(guān)課程比重，確保理論教學(xué)與實(shí)踐操作緊密結(jié)合。高?？膳c植保企業(yè)聯(lián)合建立實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生在真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境中操作植保無人機(jī)、調(diào)試智能傳感器，參與病蟲害圖像識(shí)別算法的優(yōu)化，提升實(shí)際動(dòng)手能力。職業(yè)院校立足區(qū)域農(nóng)業(yè)需求，針對農(nóng)民、基層植保從業(yè)者開展定制化培訓(xùn)。開設(shè)短期培訓(xùn)班，采用通俗易懂的教學(xué)方式，傳授智慧植保設(shè)備操作技能、病蟲害簡易診斷方法、綠色防控技術(shù)要點(diǎn)等實(shí)用知識(shí)，為智慧植保一線輸送大批技術(shù)熟練、知識(shí)扎實(shí)的實(shí)用型人才。政府發(fā)揮主導(dǎo)作用，制定具有吸引力的優(yōu)惠政策，對于高端智慧植保人才，給予住房補(bǔ)貼、子女入學(xué)優(yōu)待、科研啟動(dòng)資金等一攬子扶持。企業(yè)作為用人主體，應(yīng)創(chuàng)新激勵(lì)模式，設(shè)立股權(quán)期權(quán)激勵(lì)、項(xiàng)目分紅等多元化薪酬體系，激發(fā)人才創(chuàng)新活力。植?？萍计髽I(yè)可對研發(fā)高效病蟲害識(shí)別算法、新型智能植保裝備的團(tuán)隊(duì)，給予高額項(xiàng)目分紅，讓人才共享企業(yè)發(fā)展成果。

（四）建立多元化推廣方式

充分利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的傳播優(yōu)勢，整合全省植保技術(shù)資源，打造智慧植保專屬網(wǎng)站，定期更新病蟲害監(jiān)測預(yù)警信息、智能植保設(shè)備操作教程、綠色防控技術(shù)要點(diǎn)等內(nèi)容，農(nóng)戶通過手機(jī)和電腦即可隨時(shí)隨地獲取最新植保資訊。利用短視頻平臺(tái)等新興模式，邀請植保專家線上授課，實(shí)時(shí)解答農(nóng)戶疑問，演示智慧植保設(shè)備的實(shí)際操作，增強(qiáng)農(nóng)戶的直觀感受與學(xué)習(xí)興趣。在各地建設(shè)智慧植保示范基地，集中展示物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無人機(jī)等先進(jìn)技術(shù)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用成效。定期組織農(nóng)戶實(shí)地觀摩，讓他們親身感受智慧植保帶來的增產(chǎn)增收與生態(tài)效益。充分發(fā)揮全省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門的作用，深人農(nóng)村基層開展智慧植保培訓(xùn)活動(dòng)。

（五）強(qiáng)化植保數(shù)據(jù)安全防護(hù)

安全可靠的植保數(shù)據(jù)能夠幫助農(nóng)民和農(nóng)業(yè)企業(yè)及時(shí)掌握病蟲害發(fā)生情況，合理安排農(nóng)藥使用，有效預(yù)防和控制病蟲害的暴發(fā)。在技術(shù)層面，采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，確保植保數(shù)據(jù)在采集、加工、存儲(chǔ)、共享過程中的安全性。部署數(shù)據(jù)安全態(tài)勢感知系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止外部的攻擊行為。在管理層面，建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)安全管理制度。對植保數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)管理，根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性和敏感性，將數(shù)據(jù)分為不同的級(jí)別，設(shè)置相應(yīng)的訪問權(quán)限，只有經(jīng)過授權(quán)才能訪問和操作相應(yīng)級(jí)別的數(shù)據(jù)。定期開展數(shù)據(jù)安全基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、訪問控制原理等數(shù)據(jù)安全培訓(xùn)，提高全員數(shù)據(jù)安全意識(shí)和操作技能，讓農(nóng)戶深刻認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)安全的重要性，掌握基本的數(shù)據(jù)安全防護(hù)措施。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：1.山東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心；2.山東社會(huì)科學(xué)院）