（香樟推文）智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時代的發(fā)展趨勢
更新時間：2024-01-26 16:02:48作者：佚名
《一、前言》
一、前言
農(nóng)業(yè)是人類的衣食之源和生存之本，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接關(guān)系著人類的生存、發(fā)展和社會穩(wěn)定。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展大致可分為4個階段：一是農(nóng)業(yè)社會時期機械制造技術(shù)，以人力和畜力作業(yè)為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時代，稱為農(nóng)業(yè)1.0；二是工業(yè)社會時期，以機械化作業(yè)為主的機械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時代，稱為農(nóng)業(yè)2.0；三是信息化社會時期，以手動化作業(yè)為主的手動化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時代，稱為農(nóng)業(yè)3.0；四是智慧社會時期，以無人化作業(yè)為特點的智慧化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時代，稱為農(nóng)業(yè)4.0。實現(xiàn)食物安全供給是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的首要任務。到2050年，我國對面粉和大豆的需求仍將持續(xù)下降，肉、蛋、奶等農(nóng)畜產(chǎn)品的需求也將急劇下降。具體來看，水產(chǎn)品和奶制品的需求量將是目前的3倍以上，蔬菜、畜產(chǎn)品、飼料用糧、食用油和纖維的需求量將是目前的1.5~1.6倍，禽肉、蔬菜的需求量將分別下降100%、75%[1]。目前，因為食物需求的下降以及食物消費結(jié)構(gòu)的改變，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出了更高的要求，為保障我國糧食安全，需進一步發(fā)揮科技進步的支撐作用并推動推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法的轉(zhuǎn)變。
變革開放以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化水平有了明顯提高，為推動我國農(nóng)業(yè)勞動生豐度、土地產(chǎn)出率、資源借助率的提升和保障食物安全做出了重要貢獻。當前，隨著科技革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的加速發(fā)展，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法早已難以適應現(xiàn)代社會發(fā)展的需求，“誰來種糧，如何種糧”是中國和全世界農(nóng)業(yè)領(lǐng)域面臨的共同問題。智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以智能農(nóng)機具武器為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)和知識為核心要素，將現(xiàn)代先進技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合，可急劇增強勞動生豐度、土地產(chǎn)出率和資源借助率，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的數(shù)字化感知、精準化作業(yè)、智能化決策和智慧化管理的先進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，也是社會發(fā)展的必然趨勢。
本文以小麥生產(chǎn)為例（主要包括耕整、種植、田間管理、收獲和干燥5個環(huán)節(jié)），介紹我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)況，剖析我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變的社會需求、面臨的機遇與挑戰(zhàn)，提出今后的發(fā)展方向與發(fā)展路線，并提出我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化方向轉(zhuǎn)變的對策建議。
《二、我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)況》
二、我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)況
隨著蒸氣機的發(fā)明，人類步入了工業(yè)社會，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也步入了機械化時代。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)步入機械化時代的時間略晚，變革開放四十多年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已逐漸向機械化轉(zhuǎn)變。為深入了解我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)況，將以小麥生產(chǎn)為切入點進行剖析。
《（一）耕整》
（一）耕整
當前，鏵式犁、旋耕機、深松機和激光平地機等耕整機械逐步取代了人力和畜力耕整。激光平地技術(shù)已得到較廣泛應用，可有效節(jié)水30%~50%，農(nóng)地借助率提升約9%，在急劇增強農(nóng)地精細平地作業(yè)效率的同時，使產(chǎn)值降低20%~30%，取得了良好的經(jīng)濟效益[2]。旱田耕整的通常要求是“寸水不過田”，即水田田面高差不超過3.3cm，這對于人力和畜力作業(yè)來說很難實現(xiàn)，而我國相關(guān)科研單位研發(fā)的激光平地機已成功實現(xiàn)這一要求[3~5]。另外，水準儀、全站儀、地面激光掃描儀和無人機載激光掃描儀的使用可以快速采集農(nóng)田平整度信息，如基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的農(nóng)田三維地形實時采集系統(tǒng)可以在平整作業(yè)過程中，快速精準獲取田面的平整度信息[6]。
目前，我國耕整機械創(chuàng)新能力不強，80%以上的關(guān)鍵核心技術(shù)來始于美國，重大武器關(guān)鍵核心技術(shù)對美國技術(shù)的依存度高達90%以上，產(chǎn)品配套比列過高。另外，大小型耕整地機械少，大型耕整地機械多；復合耕整地機械少，單一功能耕整地機械多；高品質(zhì)耕整地機械少，中低品質(zhì)耕整地機械多。因此，需強化耕整機械自主創(chuàng)新，優(yōu)化調(diào)整耕整機械配套比列，研制具備整體結(jié)構(gòu)小型化、聯(lián)合整地以及通過油壓系統(tǒng)調(diào)整機具參數(shù)、可改變作業(yè)狀態(tài)的武器與技術(shù)。
《（二）養(yǎng)殖》
（二）養(yǎng)殖
小麥栽種機械化是小麥生產(chǎn)機械化的重要方面，目前常規(guī)稻的機械化栽插技術(shù)與武器已較為健全。機械直播是一種輕簡高效的栽培方法，與人工栽植方法相比可節(jié)約人工約95%以上，與機械栽種相比可節(jié)約人工約70%以上[7]，同時直播稻具有頂芽節(jié)位低、不傷根和沒有分蘗期等優(yōu)勢，明顯增強了生產(chǎn)效率，增強了玉米產(chǎn)值，小麥品質(zhì)較優(yōu)。當前，普遍使用的“三同步”水稻精量直播技術(shù)在直播機作業(yè)時，先在田面開出蓄水溝，并同時在兩條蓄水溝的壟面上開出播種溝，排種器以穴播方法將稻種均勻地播在播種溝中，實現(xiàn)了邊距可選、穴距可調(diào)和播量可控。該項技術(shù)已在全省26個省（市）和美國6個國家得到推廣應用，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。當前我國小麥栽種環(huán)節(jié)的智能機械化水平依然較低，小麥和區(qū)域發(fā)展不平衡、不充分問題一直比較突出，需強化研究適用于北方丘陵地區(qū)和水果等經(jīng)濟小麥的智能化養(yǎng)殖機械。
《（三）田間管理》
（三）田間管理
田間管理主要是對水、肥、藥的管理。目前，噴灌和微滴灌系統(tǒng)、同步播種澆水機、變量澆水機、地面和民航噴霧系統(tǒng)等田間管理機械和技術(shù)已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍推廣和應用，明顯增強了水、肥、藥的借助率，節(jié)省了資源，降低了環(huán)境污染。在精準灌溉方面，在底泥中埋置傳感以精確獲取底泥中的含水量，按照小麥不同生長期的需水規(guī)律，實現(xiàn)了精準灌溉和水、肥、藥一體化灌溉[8,9]。在精準澆水方面，采用手動配肥澆水機，可實現(xiàn)多種氮肥的實時在線配比[10]；變量澆水系統(tǒng)可滿足實際生產(chǎn)須要，將淺層和深層排肥量的最大偏差減少，相比傳統(tǒng)澆水形式，可降低澆水量約12%[11]。在精準施藥方面，噴霧壓力和噴霧流量可調(diào)等先進技術(shù)已廣泛應用于地面施藥機械和民航植保機械[12]。
因為我國農(nóng)小麥種類繁雜，養(yǎng)殖方法各有不同，現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)、施肥與施藥機械無法適應不同地區(qū)、不同小麥澆水和施藥的需求，需研究可以實現(xiàn)全面（小麥和區(qū)域）智能灌溉、施肥和施藥作業(yè)的機械與技術(shù)。
《（四）收獲》
（四）收獲
小麥收獲機取代了人工收獲形式，部份收獲機已開始安裝產(chǎn)值、含水率、流量、損失率和含雜率傳感，增強了智能化水平。目前，我國已研發(fā)開發(fā)出實用化的小型智能化糧食收割機，并通過手動化、智能化控制等先進技術(shù)，打破了美國的技術(shù)壟斷和市場壟斷，可用于收獲作物、小麥、大豆等糧食小麥，如多功能小麥智能聯(lián)合收獲機[13]。基于GNSS開發(fā)的遠程精準服務系統(tǒng)，可以實現(xiàn)收獲機故障遠程實時確診和修理指導。
目前，我國小麥收獲機械的智能化程度還不高，作業(yè)療效不理想，針對小麥、茶葉、花生、蔬菜等小麥的機械化收獲水平還較低甚至是空白。需針對我國農(nóng)小麥栽種模式，自主研制適用于不同水稻和不同地區(qū)的收獲機械，實現(xiàn)規(guī)模化和標準化生產(chǎn)，提升收獲機械的智能化水平。
《（五）干燥》
（五）干燥
玉米烘干是小麥生產(chǎn)全程機械化的最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是保證玉米儲藏品質(zhì)的必要技術(shù)手段。目前，熱風干燥、真空干燥、微波干燥、熱泵干燥和遠紅外干燥，以及兩種干燥技術(shù)結(jié)合的技術(shù)，如熱風微波干燥、微波真空干燥、熱泵遠紅外干燥等是我國主要的小麥干燥技術(shù)。受技術(shù)、成本、場地等誘因限制，熱風干燥是目前國外應用最為廣泛的小麥干燥技術(shù)。小麥干燥系統(tǒng)可將小麥含水率從28.4%降至13.6%，系統(tǒng)工作效率為14.13t/h，成本為15.16元/t[14]；小麥變溫熱風干燥系統(tǒng)將傳統(tǒng)的恒溫47℃干燥改為以5℃和10℃為變溫幅度的變溫干燥工藝，干燥后小麥顆粒的爆腰指數(shù)分別增加了20%和10%，整精米率分別提升了12.6%和7.7%，達到安全儲藏含水率（14.5%）所需的時間分別節(jié)省了30min和60min[15]，明顯提高了小麥的品質(zhì)。
隨著我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的大力推動，小麥機械烘干技術(shù)應實現(xiàn)愈發(fā)低碳、智能、高效，為確保糧食顆粒歸倉發(fā)揮更大作用。
《三、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化方向轉(zhuǎn)變的社會需求》
三、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化方向轉(zhuǎn)變的社會需求
《（一）增強勞動生豐度的須要》
（一）增強勞動生豐度的須要
1952年，我國的總?cè)丝跒?.75億，其中農(nóng)業(yè)勞動力人口為1.73億，即1個農(nóng)業(yè)勞動力的勞動產(chǎn)出可以滿足3.32個人的實際糧食須要；2019年，我國總?cè)丝跀?shù)為14億，農(nóng)業(yè)勞動力人口為1.94億，1個農(nóng)業(yè)勞動力的勞動產(chǎn)出可以滿足7.2個人的實際糧食須要[16]；到2050年，我國的總?cè)丝诩s為13.65億，但農(nóng)業(yè)勞動力人口占比將高于10%[1]。2003—2019年，我國農(nóng)小麥綜合機械化率每提升1個百分點，城市化率會提升0.53個百分點，而農(nóng)業(yè)勞動力在社會總勞動力中的占比則增加0.64個百分點[17]，這表明農(nóng)業(yè)機械化可大幅度提升勞動生豐度，實現(xiàn)以更少的農(nóng)業(yè)勞動力養(yǎng)活更多的人口。到2050年，我國1個農(nóng)業(yè)勞動力須要養(yǎng)活起碼10個人，因此，須要進一步發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化，實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增強勞動生豐度。
《（二）提升農(nóng)地產(chǎn)出率的須要》
（二）增強農(nóng)地產(chǎn)出率的須要
1949年，我國小麥、小麥和馬鈴薯三大糧食小麥的單產(chǎn)分別為1892.29kg/hm2、642.10kg/hm2和961.66kg/hm2；隨著農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)和良種良法等先進農(nóng)業(yè)科學技術(shù)的采用，2020年，三大小麥的單產(chǎn)分別提升至7043.22kg/hm2、5742.09kg/hm2和6317.74kg/hm2，分別是1949年的3.7倍、8.9倍和6.6倍。當前，我國人均耕地面積僅為0.86hm2/人[18]，且隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)用地將更為緊張，為此，通過智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提升農(nóng)地產(chǎn)出率是實現(xiàn)用有限的耕地養(yǎng)活諸多的人口的根本途徑之一。
《（三）增強資源借助率的須要》
（三）增強資源借助率的須要
1991—2020年，通過采用精準灌溉技術(shù)，我國灌溉水有效借助系數(shù)從0.358提升至0.56；通過采用精準澆水技術(shù)，節(jié)省化肥約15%~40%[19]；通過采用精準施藥技術(shù)，節(jié)省化肥約40%~60%[20,21]。2020年，我國小麥、玉米和大豆三大糧食小麥的肥料、農(nóng)藥和農(nóng)田灌溉用水借助率分別為40.2%、40.6%、55.9%[22]，而法國和德國等發(fā)達國家和地區(qū)在大豆、玉米等糧食水稻生產(chǎn)過程中的肥料、農(nóng)藥、農(nóng)田灌溉用水的借助率為50%~65%。總體來看，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源有效借助率不高，與發(fā)達國家還存在一定的差別。因此，需深入大面積推廣精準農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，提升水、肥、藥等農(nóng)業(yè)資源的有效借助率。
《（四）農(nóng)業(yè)紅色化發(fā)展的須要》
（四）農(nóng)業(yè)紅色化發(fā)展的須要
農(nóng)業(yè)是全球主要的溫室二氧化碳排放源之一，全球農(nóng)業(yè)領(lǐng)域每年CO2排放量占總溫室二氧化碳排放量的21%~25%[23]。據(jù)預測，如不采取降耗舉措，2050年，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域CO2排放量將會再降低30%[24]，嚴重影響全球碳降耗目標的實現(xiàn)。1978年以來，我國農(nóng)業(yè)碳排放量以5%的年均速率持續(xù)下降[25]，我國農(nóng)業(yè)溫室二氧化碳排放量約占全省溫室二氧化碳總數(shù)的17%[26]。農(nóng)業(yè)紅色化發(fā)展是實現(xiàn)我國碳達峰、碳中和目標的重要內(nèi)容。關(guān)于農(nóng)業(yè)紅色生產(chǎn)，一是要求農(nóng)機具武器生產(chǎn)過程紅色化，即在制造和生產(chǎn)農(nóng)機具武器的過程中不形成或少形成污染；二是要求農(nóng)機具武器使用過程的紅色化，即農(nóng)業(yè)機械在使用過程中盡量降低燃料消耗和廢氣排放，增加對底泥的壓實和破壞；三是要求農(nóng)機具武器實現(xiàn)紅色化作業(yè)，即采用農(nóng)機具武器進行精準澆水、精準施藥和精準灌溉作業(yè)，提升水、肥、藥等資源的有效借助率，降低生產(chǎn)成本并減少對環(huán)境的污染[27]。
《四、我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)》
四、我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化發(fā)展面臨的機遇與挑戰(zhàn)
《（一）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化發(fā)展面臨的機遇》
（一）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化發(fā)展面臨的機遇
1.鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的施行
鄉(xiāng)村振興是黨的“十九大”提出的重大戰(zhàn)略布署，我國確立了加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展，推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展的重要方針，并取得了歷史性成就。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略施行以來，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展取得了突破性進展，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施顯著改善，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的高標準農(nóng)田建設(shè)成效明顯，扶貧攻堅取得決定性成就，產(chǎn)業(yè)幫扶新政覆蓋率達到了98%。我國農(nóng)戶人均收入增長連續(xù)10年低于城鎮(zhèn)市民，2020年我國農(nóng)戶人均可支配收入達到1.71億元[28]。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的施行改善了農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升了農(nóng)戶收入，使農(nóng)戶有能力訂購農(nóng)業(yè)機械，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝智慧化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變提供了支撐。
2.財政支農(nóng)新政的建立
當前，我國財政支農(nóng)新政不斷建立，財政支農(nóng)結(jié)構(gòu)不斷改善，財政支農(nóng)力度不斷加強，將有力促進農(nóng)業(yè)智慧化生產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法轉(zhuǎn)變奠定堅實的經(jīng)濟基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計，我國財政支農(nóng)支出由1952年的2.69萬元下降到2020年的23903.62萬元[29,30]。
3.機械制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展
我國機械制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展為農(nóng)機具武器智能化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。我國施行制造強國戰(zhàn)略以來成效明顯，主要表現(xiàn)在：突破了一批關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)品，技術(shù)攻關(guān)能力和創(chuàng)新能力明顯提高；突破了一批重點領(lǐng)域核心環(huán)節(jié)困局弱項問題，基礎(chǔ)研制能力和創(chuàng)新能力逐步提高；智能化制造推進推進，涌現(xiàn)出一批智能制造新模式和新產(chǎn)業(yè)，信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，使制造業(yè)加速向網(wǎng)路化、數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。我國機械制造技術(shù)的進步為我國農(nóng)機具武器制造向智能化方向發(fā)展提供了支撐。
4.信息技術(shù)賦能
信息化與農(nóng)業(yè)的深度融合是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法從機械化向智慧化方向發(fā)展的關(guān)鍵之一[31]。農(nóng)業(yè)機械信息化指將物聯(lián)網(wǎng)、第五代聯(lián)通通訊技術(shù)、傳感技術(shù)、云估算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法相融合，使農(nóng)業(yè)機械運行更安全、更可靠、更高效。相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械，信息化農(nóng)業(yè)機械在保證作業(yè)質(zhì)量的同時，可提升作業(yè)效率約50%~60%[32]。以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，在農(nóng)機具武器上配備智能化系統(tǒng)，為研發(fā)具有精準播種、施肥、施藥、除草和收獲功能的智能農(nóng)機具武器，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)提供了有力支撐。
《（二）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)》
（二）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智慧化發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
1.智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施落后
目前，我國大部份地區(qū)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施較為落后，部份農(nóng)村地區(qū)網(wǎng)路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，農(nóng)村寬帶和光纖設(shè)施覆蓋率遠遠不能滿足智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的須要。智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)武器成本較高，而我國農(nóng)戶的實際收入較低，無法購置舉辦智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的機械設(shè)備，限制了智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)武器的推廣應用。
2.智慧農(nóng)業(yè)信息化水平較低
信息技術(shù)是智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法發(fā)展的核心要素之一。目前，我國多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)地區(qū)信息化水平較低，主要彰顯在以下方面：一是我國智慧農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)標準化程度低、準確性不高、覆蓋面不足；二是缺少農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)共享機制，歸屬于不同部門的信息數(shù)據(jù)難以共享；三是我國農(nóng)業(yè)信息平臺較少，針對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)建的信息應用網(wǎng)站、數(shù)據(jù)剖析平臺規(guī)模較小、信息確切度較低，農(nóng)業(yè)類信息平臺數(shù)據(jù)剖析的精準性和時效性不高。以上問題引起我國農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)對我國智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的支撐作用低，使得我國智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無法推動。
3.智慧農(nóng)業(yè)人才短缺
智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集成了農(nóng)業(yè)科學化生產(chǎn)技術(shù)、信息化技術(shù)以及智能農(nóng)機具武器技術(shù)等，須要大量既把握農(nóng)業(yè)知識又了解現(xiàn)代化信息技術(shù)的高素養(yǎng)技術(shù)人員、運維人員和系統(tǒng)管理人員進行智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的使用、維護和管理，以充分發(fā)揮智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效能。但目前，我國農(nóng)業(yè)從業(yè)人員受教育程度普遍偏高，尤其是在偏僻的農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)戶文化水平整體較低，對于農(nóng)業(yè)機械化、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等新興事物的接受能力與應用能力不強，不利于我國智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展與推廣應用。
《五、我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向與發(fā)展路線》
五、我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向與發(fā)展路線
《（一）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向》
（一）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展方向
我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將朝著智慧化方向發(fā)展，即在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法的基礎(chǔ)上，將物聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星定位、傳感技術(shù)和智能控制等信息技術(shù)應用于傳統(tǒng)的農(nóng)機具武器，進而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的數(shù)字化感知、智能化決策、精準化作業(yè)和智慧化管理。
1.數(shù)字化感知
農(nóng)業(yè)傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是數(shù)字化感知的核心技術(shù)。發(fā)展重點是研制可靠性和穩(wěn)定性高、成本低，適用于各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的高精度傳感；開發(fā)集多種參數(shù)感知于一體的多用途中型化傳感，如微機電系統(tǒng)（MEMS）、微電子機械、仿生及生物傳感等新型傳感。
廣泛采用自主研發(fā)的農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)路，提升農(nóng)情數(shù)據(jù)信息的實時性和可靠性是數(shù)字化感知的發(fā)展方向之一。推動實現(xiàn)農(nóng)機具武器傳感的智能化和信息檢查及數(shù)據(jù)剖析，實現(xiàn)底泥-小麥-機器-環(huán)境傳感協(xié)調(diào)下的智能決策與精準作業(yè)；借助MEMS技術(shù)，研發(fā)新一代農(nóng)機具武器傳感，在實現(xiàn)農(nóng)機具傳感大型化的同時提升測量精度和穩(wěn)定性；推動發(fā)展新型仿生和生物傳感，以適用于不同的農(nóng)機具應用場景；推動推動基于機器視覺、實時全球定位系統(tǒng)（RTK-GNSS）、慣性技術(shù)融合的傳感在農(nóng)業(yè)中的應用，提升大田無人化作業(yè)和畜牧水產(chǎn)智慧種植的手動化水平，促進產(chǎn)生新型的養(yǎng)殖模式和種植模式。
2.智能化決策
智慧農(nóng)業(yè)基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時空特點，可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程提供智能化決策，在適合的時間、適宜的地點以適合的形式投入適合的生產(chǎn)資料，通過合理借助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，獲得最佳的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。比如，按照作物的生長情況和底泥中的水份及養(yǎng)分情況，根據(jù)作物不同生長階段的水份和養(yǎng)分需求，為作物生長提供智能化決策。隨著遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)情信息快速采集技術(shù)不斷成熟。今后智能化決策系統(tǒng)的發(fā)展方向應以相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和應用為技術(shù)支撐，以數(shù)據(jù)為驅(qū)動，采用知識和數(shù)據(jù)相結(jié)合的決策模型，將精準農(nóng)業(yè)決策與智能估算方式有效關(guān)聯(lián)，基于數(shù)據(jù)庫、因果關(guān)系和時間序列，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行衡量和預測，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供智能化決策。
3.精準化作業(yè)
以糧食小麥、園藝小麥和經(jīng)濟小麥耕、種、管、收的高效智慧生產(chǎn)為重點，按照南方旱作、南方旱田和丘陵山區(qū)等不同區(qū)域的高效生產(chǎn)需求，研發(fā)精準耕整、精準養(yǎng)殖、精準澆水、精準施藥、精準灌溉和精準收獲等智能作業(yè)武器，產(chǎn)生面向智慧化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準化作業(yè)方案。圍繞新一代人工智能技術(shù)發(fā)展趨勢以及智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求，舉辦遠程提高現(xiàn)實（AR）操控作業(yè)系統(tǒng)、中小型農(nóng)業(yè)機器人自主作業(yè)系統(tǒng)以及微大型農(nóng)業(yè)機器人集群與協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)的研制；舉辦通訊及安全控制、高精度靶點辨識及路徑規(guī)劃、人機物交互系統(tǒng)（HCPS）、高速高精度驅(qū)動及末端作業(yè)機構(gòu)研究。舉辦家禽飼養(yǎng)環(huán)境建立及調(diào)控、動物個體及群體辨識與感知、智能籠養(yǎng)系統(tǒng)研制；開發(fā)植物生長及飼養(yǎng)環(huán)境手動巡檢機器人和糞污高效處理系統(tǒng)。
4.智慧化管理
通過信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)機械的智能管理水平，包括遠程調(diào)度、機具監(jiān)控、故障預警和遠程修理指導等。①在遠程調(diào)度方面，借助GNSS技術(shù)等，遠程實時獲取農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)位置和作業(yè)軌跡，并按照生產(chǎn)需求，按最短轉(zhuǎn)移路徑原則進行農(nóng)機具調(diào)度，提升農(nóng)機具效率。②在機具監(jiān)控方面，借助各類傳感技術(shù)，在農(nóng)機具作業(yè)時實時采集關(guān)鍵部件作業(yè)參數(shù)，并發(fā)送至農(nóng)機具生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)機具管理部門。③在故障預警和遠程修理指導方面，依據(jù)實時獲取的機具狀態(tài)和作業(yè)質(zhì)量信息，為農(nóng)機具生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)機具管理部門判定機具作業(yè)狀態(tài)提供支撐。比如，在機具發(fā)生故障時，可以遠程指導駕駛員進行修理；對于一些駕駛員未能排除的故障，則通知距離故障農(nóng)機具近來的農(nóng)機具修理人員前去修理。
《（二）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展路線》
（二）我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展路線
我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展路線如圖1所示。總體目標為：到2025年，我國主要農(nóng)小麥生產(chǎn)基本實現(xiàn)全程機械化；到2035年機械制造技術(shù)，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)全面機械化，并向智能化方向發(fā)展；到2050年，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)智能化，并向智慧化方向發(fā)展。
《圖1》
圖1我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展路線圖
《六、對策建議》
六、對策建議
《（一）強化農(nóng)機具武器研制和創(chuàng)新體系建設(shè)》
（一）強化農(nóng)機具武器研制和創(chuàng)新體系建設(shè)
一是要強化各級農(nóng)機具武器創(chuàng)新平臺建設(shè)。對已完善的各級農(nóng)機具武器創(chuàng)新平臺要進一步明晰定位，加強責任，提升產(chǎn)出。同時，按照現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)須要，新增“動物-環(huán)境-設(shè)施”等一批重點實驗室和工程中心。二是要強化“產(chǎn)學研”融合創(chuàng)新。國家和有關(guān)部門要進一步頒布相關(guān)新政，支持農(nóng)機具武器企業(yè)加強科技創(chuàng)新力度，使農(nóng)機具武器企業(yè)逐漸成為我國農(nóng)機具武器技術(shù)創(chuàng)新的主體。三是要創(chuàng)新科研項目立項和管理機制。要著力改變過去科研立項時小而散、立項后各干各的局面。
《（二）強化農(nóng)機具推廣體系建設(shè)》
（二）強化農(nóng)機具推廣體系建設(shè)
一是強化農(nóng)機具推廣隊伍建設(shè)。強化農(nóng)機具推廣體系建設(shè)，因地制宜建設(shè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)機具服務站，構(gòu)建農(nóng)機具推廣人員培訓機制。二是著力解決好農(nóng)機具推廣的經(jīng)費問題。根據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣法》，各級人民政府應將農(nóng)機具推廣經(jīng)費列入本級財政預算中，并按國家規(guī)定給與補助，籌建鼓勵農(nóng)機企業(yè)創(chuàng)新新技術(shù)和新機具的推廣機制和推廣經(jīng)費。三是強化農(nóng)機具推廣體系管理和服務創(chuàng)新。市級農(nóng)機具推廣機構(gòu)應按照國家農(nóng)機具發(fā)展規(guī)劃和各市農(nóng)機具發(fā)展需求，擬定發(fā)展規(guī)劃和年度重點工作，明晰目標，落實舉措。
《（三）強化農(nóng)機具社會化服務體系建設(shè)》
（三）強化農(nóng)機具社會化服務體系建設(shè)
一是強化政府的引導作用。各市、市、縣農(nóng)業(yè)主管部門應按照本地的資源稟賦，制訂本地區(qū)農(nóng)機具社會化服務體系建設(shè)規(guī)劃和相關(guān)新政。二是強化新政支持。對農(nóng)機具社會化服務組織訂購農(nóng)機具給與更多的購機補助和按揭；對農(nóng)機具社會化服務組織的機庫、機棚等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)給與用地和房貸等支持；對農(nóng)機具社會化服務建設(shè)所需的啟動經(jīng)費、事后補貼和保險等提供支持；對農(nóng)機具社會化服務人員的學歷提高、人才培訓和隊伍建設(shè)等提供支持。三是指導和促進農(nóng)機具社會化服務組織管理和服務創(chuàng)新。規(guī)劃與建設(shè)區(qū)域性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)性服務平臺，構(gòu)建完善規(guī)章制度，強化農(nóng)機具社會化服務組織與各種新型經(jīng)營主體的聯(lián)合與合作，創(chuàng)新服務模式，強化農(nóng)機具社會化服務信息平臺建設(shè)。
《（四）推動智慧農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)》
（四）推動智慧農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)
一是探求完善多元主體共建模式。推動智慧農(nóng)業(yè)示范區(qū)創(chuàng)建，推動編制智慧農(nóng)業(yè)示范區(qū)創(chuàng)建規(guī)劃，確定國家級、省市級布局方案。二是強化智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研制。重點攻破農(nóng)業(yè)專用傳感，強化農(nóng)業(yè)虛擬現(xiàn)實、人工智能和區(qū)塊鏈等新技術(shù)研制；施行農(nóng)機具武器智能化改建升級工程；建立智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，加強個性化、智能化、精準化的生產(chǎn)管理服務。三是構(gòu)建完善示范區(qū)管理營運機制。創(chuàng)新示范區(qū)管理體制和投資、建設(shè)、運營形式，通過政府訂購服務、貸款貼息、政府和社會資本合作以及風險基金等形式，鼓勵更多金融和社會資本投入示范區(qū)建設(shè)。