智能农业机械装备在我国扶贫事业中的影响

檀律科 胡良龙 刘勤 郑砚砚 王叶萌

摘要 从长远来看，开发智能农业机械是全球的灯塔。 近年来，智能农业机械在中国发展迅速。 着眼于优化产业升级，促进农业发展，加快“美丽乡村”工程的发展，结合智能农业机械的发展和自身的脱贫特点，协助有针对性地脱贫。

关键词 智能;农业机械;扶贫事业;影响

中图分类号 S 22;F 323.3  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）14-0243-03

Abstract Developing intelligent agricultural machinery is a lighthouse worldwide in the long run. In recent years， intelligent agricultural machinery is developing fast in China. This paper is mainly focusing on optimizing industry escalation， improving agriculture development， accelerating development of “beautiful countryside” project， assisting the targeted poverty alleviation by combining intelligent agricultural machinery development and own feature of poverty alleviation.

Key words Intelligent;Agricultural machinery;Poverty alleviation cause;Effects

基金项目 中国农业科学院院级统筹基本科研业务费（Y2020XC10）。

作者簡介 檀律科（1981—），男，安徽安庆人，硕士，从事农业工程类成果转化研究。

收稿日期 2020-10-10

早在2013年11月，习近平总书记在湖南湘西考察时首次作出 “实事求是、因地制宜、分类指导、精准扶贫” 的重要指示。2014年1月，中共中央办公厅正式发文推动全面贯彻落实“精准扶贫”指示精神。同年3月，习近平总书记参加两会代表团审议时强调，要实施精准扶贫，瞄准扶贫对象，进行重点施策。进一步阐释了精准扶贫理念[1]。2015年1月，习近平总书记调研云南时强调坚决打好扶贫开发攻坚战，加快民族地区经济社会发展。5个月后，总书记来到与云南毗邻的贵州省，强调要科学谋划好“十三五”时期扶贫开发工作，确保贫困人口到2020年如期脱贫，并提出扶贫开发“贵在精准，重在精准，成败之举在于精准”，“精准扶贫” 成为各界热议的关键词[2]。精准扶贫简单来说就是综合运用各种方法手段靶向定位贫困个体，因地制宜，因人而异地采取相应的措施对其进行精准帮扶，最终使其脱离贫困状态。

精准脱贫相对以往的粗放扶贫而言，运行机制更加科学、帮扶资源得到更加合理的配置，实际效果更加明显有效。智能农机装备无疑是扶贫事业发展中最为显著的特征和最为重要的实现手段，它的发展壮大对于我国的扶贫事业发展有着至关重要的意义。

1 智能农机装备发展现状

智能农机装备是指将现代通信技术、软硬件集成技术、遥传感控制技术、大数据云平台技术以及农机农艺融合技术等在传统农业机械上集中体现。它一般具有专业性强、稳定可靠、省力高效、智慧精准等特点，通过灵活高效的操作系统，系统级芯片（SoC）、无线移动传输技术与各种交互传感器配合应用，达到各种作业数据精准获取，进而深度挖掘的目的（图1）。

欧美发达国家在智能农机研发方面起步较早。美国的农业智能化装备研发始于20世纪60年代。70年代，美国Illinois大学的植物病理学家和计算机科学家，共同开发出大豆病害诊断专家系统（PLANT/ds）。一个未经训练的普通人，使用该系统能够识别大豆病害症状，并提出管理方案。1985年研究出棉花管理专家系统COMAX-GOSSYM，能在农场内为棉花管理提供咨询，用于确定灌溉、施肥、施用脱叶剂和棉桃开裂的最佳方案[3]。90年代初开始大力发展基于互联网技术的农机技术装备，政府、研发机构、大型企业成立相关推广部门，大力推行农业物联网技术。目前，美国农场的信息化率超过90%。未来10年，美国将围绕AI识别、AI精准感知、大数据挖掘等关键技术力求智能农业领域的科技突破。

德国于20世纪70年代完成国家农业信息化系统搭建工作，建成了世界先进的从终端到后面数据存储挖掘的成套计算机装备。从2000年至今，德国在农业作业基础算法、作物识别、病虫害防治等众多关键性基础领域中实现前沿性突破。日本在20世纪80年代开始大规模普及网络化建设，90年代建成全国性的农业技术信息服务网络，2010年以后，开始全面布局农业机器人和农业云技术产业，目前在高端智能农机领域中牢牢占据一席之地[4]。

相比之下，我国的相关研究起步晚，底子薄，研究领域多集中在应用端，基础性研究薄弱。1996年，国家“863”计划计算机主题在原来技术探索和储备的基础上，开始实施智能化农业信息技术应用示范工程，以农业专家系统的开发及推广应用为重点，帮助农民提高种田水平，提高农业生产质量效益，帮助农民增收增效[3]。进入新时代以来，我国智能农业机械的发展速度迅猛，在国家政策的大力引导下，形成了产学研协同发力的良好态势，政府、研究机构以及企业从各自不同的层面和角度给予该产业发展巨大的推动力。然而，近几年来我国的农机工业主营业务收入的增速呈逐年下降趋势，2019年更是达到了零增长。中国制造2025 计划将智能农业装备列为十大发展领域之一，未来5～10年，我国的农业机械产业发展主要动力必将来自智能农业机械装备的发展。

目前，欧美发达国家的农业机械的智能设备集成度非常高，可以实现基于GPS或者激光定位的行走控制、图像识别、各种作业参数调校控制、作业效果适时监控、高速移动通信信号实时连接等诸多功能。如美国卫西·弗格森公司研发的产量计量器，能准确收集有关产量的信息，并提供下一季种植参考;日本研制的自动控制半喂入联合收割机，可根据发动机的转速、收割状态等作业参数实时调整作业状态[5]。我国农业农村部南京农业机械化研究所棉花生产机械研发团队研制的智能棉花打顶机械针对棉花生产打顶需求，基于图像识别等技术，应用神经网络等算法对棉花顶尖智能识别，采用自主研发的智能打顶控制系统，实现仿形精准打顶[6];种植团队研发的智能化气力式水稻直播机，通过可视化智能控制系统，实现堵塞、种子余量、机具前进速度等关键参数实时监测，播种作业仅由机手1人即可完成。极大地提高了作业精度，有效降低作业劳动强度。

5G是第五代移动通信技术的简称，它是继2G（GSM）、3G（UMTS、LTE）和4G（LTE-A、WiMAX）技术之后的延伸，具有高数据速率、低延迟、低功耗、大规模设备连接等特性[7]。中国信息通信研究院《5G产业经济贡献》预计2020—2025年，我国5G商用直接带动的经济总产出达10.6万亿元，5G将直接创造超过300万个就业岗位。5G支撑应用场景由移动互联网向移动物联网拓展[8]。智能农机装备的相关研发应用是其中一个重要环节，5G通信技术在智能农机装备上的应用为我国的扶贫事业的提档升级，进一步提升核心竞争力提供了必要的技术支撑。

2 智能农机装备对我国扶贫事业发展的重要作用

智能农机装备是我国改革开放40余年农业科技工业化的集中体现，是我国由农业支援工业到工业反哺农业的重大转变。智能农机装备科研人员怀揣梦想，努力将靠农民“面朝黄土背朝天”的传统农业一步步推向以智能化农业机械装备为支撑的规模化扶贫事业的发展轨道上，實现了我国扶贫事业跨越式发展[9]。

2.1 优化农业产业结构，助力转型升级

改革开放以来，我国农业结构大体上经历了3次重大调整。第一次在20世纪80年代中后期，主要是压缩粮食作物的比例，鼓励扩大经济作物生产;第二次是在21世纪初，以调整优化农业产业布局为主;第三次重大调整始于2015年底提出的农业供给侧结构性改革，着力于乡村振兴战略的质量兴农、绿色兴农领域[10]。每一次调整都是我国农业结构转型升级的重要节点，逐步从劳动密集型生产方式转变到依靠科技为主的集约型生产方式。从解决“有没有”的问题上转变到“好不好、快不快、合不合理”的问题上。每一次调整都对农业机械行业的发展提出了更高要求，农业机械的快速发展也为农业产业结构的转型升级提供了强有力的动力支撑。换句话说，扶贫事业发展想要做到“稳准狠”就必须依靠以数字化为导向，以大数据为基础的智能农机装备产业的快速发展。

2.2 提高扶贫事业的发展质量和产出效益

当前，我国扶贫事业发展势头迅猛，但总体而言发展质量偏低，量变有余而质变不足，高成本投入和低实际产出以及日益消耗的自然资源产生出越来越难以调和的矛盾。加上几十年来第二、三产业的高速发展，原本就比较缺乏的土地、淡水、人力等必要生产资料越发紧缺。长期化肥农药超量使用致使全国普遍出现耕地质量下降、重金属超标、地下水污染、农产品农残超标等问题[11]。很显然，这种危及人民群众健康、质量低下的农产品已经远远不能满足广大人民群众对生命健康和日益增长的生活品质的要求，从而加剧导致各种问题周而复始地恶性循环。智能农机装备依靠高效精准的作业模式和深度挖掘的大数据平台，实时提出农业生产中的合理化建议，如根据实际农田及周边环境等复杂的变量参数适时给出施肥施药的配比及施药量，有效控制农资投入成本，减少管理成本和时间成本，降低运营风险压力，生产出受市场欢迎的优质绿色农产品，进一步提高农产品单位面积经济效益。

2.3 加快推进乡村振兴战略

广大的农村地区是我国扶贫事业的主战场。2017年习总书记在《致中国农业科学院建院60周年的贺信》中指出“农业现代化关键在科技进步和创新。要立足我国国情，遵循农业科技规律，加快创新步伐，努力抢占世界农业科技竞争制高点，牢牢掌握我国农业科技发展主动权，为我国由农业大国走向农业强国提供坚实科技支撑”。2018年中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中指出，“推进我国农机装备产业转型升级，加强科研机构、设备制造企业联合攻关，进一步提高大宗农作物机械国产化水平，加快研发经济作物、养殖业、丘陵山区农林机械，发展高端农机装备制造”。显示出党中央大力发展高端智能农业机械装备的信心和决心[12]。因此不难看出，国家在加快推进乡村振兴战略，全面实现农业现代化方面给予了高端智能农机装备科技厚望。

2.4 助力精准脱贫攻坚

智能农机装备是农业现代化的重要标杆之一，也是缓解农业劳动力短缺，减少用工成本，降低劳动强度，发挥产业化效应，提升农业规模化经营效益，优化农业供给侧结构重要举措。我国绝大多数贫困主要集中在中西部广大农村地区，因此，农业机械化对于促进贫困地区农业增产，拓宽贫困人口的收入渠道，提振贫困地区农业经济发展有着非常重要的意义。

从宏观层面来看，智能农机装备服务社会化能有效缓解贫困地区劳动力短缺问题、促进贫困地区农业生产方式的升级、无害化处理农业废弃物恢复贫困地区青山绿水、促进旅游业的快速发展以及解决贫困地区农业生产关键环节机械化带动特色经济作物产业的发展。从耕种管收运等具体生产环节上来看，智能农机装备能极大地提高了贫困地区自然资源利用率、有效提高作业品质、发展绿色循环农业的主要技术手段、有效减低贫困地区农业生产风险的有力保障、助力贫困地区产业发展。

3 智能农机装备在我国扶贫事业发展中的不足

3.1 智能农机装备成果研发集成难度高、周期长，回报率不稳定

一个成熟的智能农机装备成果从立项到产品上市销售一般要经历很漫长的过程。短则3～5年，长则10余年。不仅高度集成众多高端技术，期间要经历无数次参数设计修改、样机调试、田间小试、中试熟化、成果转化等等一系列流程[13]，而且最终投放市场、接受度也是个大大的问号。此外，我国除少数大型国有农机企业具有研发能力，多数研究成果出自国家科研团队。高校科研院所耗时耗力的科研成果往往与市场的需求是脱节的，因此，多数的成果以写论文评职称报奖为主，成果市场转化率不高。这导致目前市场可供选择的成熟产品不多，难以形成带动产业发展的普遍效应。

3.2 农机农艺融合度低

智能农机装备对于农田作业条件、作物种植模式等有较高的要求，比如要求作业田地有一定的体量规模，田间配套设施相对完善，良好的野外作业移动互联通信信号覆盖等;有的机具要求作物在栽种的时候就按照一定间隔排列种植，否则管理收获都无法达到良好的作业效果[14]。然而，这些琐碎而具体的现实条件在实际工作中很难一蹴而就。

3.3 农机的地域针对性有待提高

智能农机装备对于作业的地理环境有一定的要求，同一种机型放着北方可能作业效果非常好，但是到了南方就很一般甚至没办法用;在平原地区效果很好，在丘陵山地地区就没法用。由于其研发难度高和周期长等原因，导致其在目前阶段具有很强的地域针对性[15]。

3.4 缺乏适用于特色经济作物的智能农机装备

目前我国智能农机装备主要集中在动力机械或者主要大田作物领域中，如水稻无人植保机械、小麦智能收获装备、无人动力拖拉机等，大多数作物还处于使用传统农机装备，甚至人畜力作业的状态。虽然近年来，国家也在下大力气扶持相关技术的研发，但是到真正投放市场尚需时日。

4 提升智能农机在扶贫事业发展中积极作用的建议

（1）各地政府认真贯彻落实党中央的扶贫政策，发挥政策指挥棒的作用，加强农机科研院所及企业的研究目标的导向性，把切实解决农业生产中难题的需求加入研究思路中，成为影响成果最终功能形态的重要因素之一。

（2）加强农业机械基层人才队伍建设，进一步增强智能农业生产从业人员农机农艺融合的意识、基础知识和专业素养。稳定的从业人员结构是智能农业生产的前提条件，从业人员的基本素质直接决定了智能农业生产的生产方式和整体水平。

（3）稳定政府专项资金用于智能农机装备的研发、农田基础设施条件的改善的持续供给。有了稳定的资金支持，相关一系列的研发优化修缮工作才能得到长久的维系，智能农机装备的推广普及基本面貌才能从根本得到改善。

（4）围绕地方特色农业开展耕种管收储运等环节的关键性技术攻关，切实助力智能农业生产中的各个环节，提升农业生产标准化、规模化的整体水平，发挥智能农机装备作为扶贫事业发展的重要支撑作用。

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