智慧农机在数字农业发展中的应用

王 慧

（翼城县农业农村局，山西 翼城 043500）

1959年伟大领袖毛主席提出“农业的根本出路在于机械化”。经过60多年的变迁，我国农业生产进入以机械化为主导的新阶段，主要粮食作物耕种收综合机械化率均超过80%，农机制造水平稳步上升，农机装备总量持续增长，农机具配套设备日益完善。目前，在数字经济蓬勃发展背景下，我国农业机械化也呈现出由农机自动化向农机智能化方向迈进的阶段特征。智慧农机在数字农业发展中的应用日益广泛。

1 智慧农机与数字农业

数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和生产全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。

智慧农机是在农业机械上安装多种传感器和中央处理芯片，以及卫星定位检测终端设备、数字化集成模块、无线通讯系统等，形成一种智能化动态作业系统，在不同的作业环境下，发出不同的指令，使机具准确无误地完成作业。同时通过管理中心信息平台显示出农机作业的信息，将这些信息进行监测、统计和管理，并对农机进行宏观管理、指挥调度、作业统计等，是数字农业在农机化作业管理中的应用。智慧农机充分利用物联网、大数据、云计算、人工智能、“3S”（遥感、全球定位系统GPS、地理信息系统）等崭新的信息技术与农机链条相融合，通过数据分析，得出科学决策。

2 翼城县智慧农机在数字农业发展中的应用

翼城县位于山西省南部，境内山地、丘陵、平川各占1/3，属于国家规划的粮食生产功能区。全县耕地保有量3.55×104hm2，基本农田保护面积2.92×104hm2，粮食作物播种面积4×104hm2，境内粮食作物以生产小麦、玉米为主，谷子、豆类、甘薯类及高粱兼而有之。2020年，全县新增动力机械247台（其中玉米收割机3台，大中型拖拉机36台，谷物收割机9台，微耕机118台，田园管理及81台），农机总动力达到24.5×104kW。耕、种机械化率达到99.5%，小麦联合收获机械化率达到99.1%，玉米联合收获机械化率达到89.3%，综合机械化水平达到90%以上。近年来，农业社会化服务组织蓬勃发展，具有耕种防收配套作业能力的农机合作社达到16家，翼城县农业生产托管面积从2018年的0.2×104hm2发展到2020年的1×104hm2，服务组织农机装备实力不断提高，托管作业逐步达到机械化、规模化、集约化，先后购置无人机66台，让服务组织尝到智慧农机的“甜头”。翼城县智慧农机在数字农业中应用的方式主要表现如下。

2.1 安装卫星定位检测系统

在拖拉机、玉米收割机、自走式植保机、青贮机等农机具安装卫星定位检测系统，可以监测农机的作业信息，如：深松、播种、收割、玉米机收、旋耕、植保等作业，作业的数据随时传到服务器，可以在翼城县农机作业数据平台直观地看到该车运行轨迹、作业深度、作业面积，实时监控，对这些数据进行分析、统计、处理。传感器传输各种作业信号，信号通过农机上安装的微型电脑进行逻辑运算并传导，形成动态作业系统，使农业生产和管理智能化，最终实现农业作业标准化、效率化、高产高质量化。

2.2 使用无人机喷洒方式对麦田进行追肥和防治作业

通过无人机不仅可以喷药而且可以实现田间追肥，效率提高了20～30倍，并且喷洒均匀一致、作业效果非常好。加快推广应用新的智能化装备，更好地满足全县农业生产托管需求。智慧农机提升了农机作业时控、诊断和通讯等操作技术，作业成本降低、效率增加，绿色环保、改善生态环境。操作过程精细化，针对不同的作业对象和环境精细执行控制命令，准确作业，自动且高效。

2.3 智慧农机管理系统

农机信息管理（数字农机平台）、农机办证系统、农机补贴管理系统、农机作业系统（农机业务管理、农机监理）、农机信息管理平台主要针对农田、托管服务组织、农机专业合作社、维修服务站、农机大户、培训机构等的数据采集及存储、管理、查询分析；农机办证系统负责农机登记及驾驶证业务的管理工作，统一的农机监理业务管理系统，依法确定注册登记农机的机型，驾驶员考核发证工作等；农机补贴系统利用先进的网络系统和软件体系对农机购置补贴工作进行科学管理；智慧农业农机作业监管数据平台及农业生产托管农机作业数据平台通过依托卫星定位，采集作业机具作业数据，把数据传回服务器，服务器对数据进行分析、运算，生成县乡（镇）合作社、机手、农户可以查看的数据。在智慧农业农机作业监管数据平台上，选择农机、车辆、作业日期（开始日期、结束日期）、模块（深松管理、农田管理、青贮管理、播种管理、秸秆还田、深耕管理、通用计算、玉米收割、旋耕管理等）、达标率、审核面积、操作等这些数据，工作人员可以随时查看机手作业情况，各农机合作社的作业面积、平均深度、达标面积等，对作业质量起到很好的监督作用。同时对县域各乡镇的作业面积、今日面积、昨日面积、总面积、达标面积、今年作业农机数量以已审核面积分类统计，一目了然。农业农机作业监管数据平台在某种程度上实现农机信息化资源“一张网”以及调度服务“一张图”的机制。

3 科技引领专业人才赋能智慧农机

加快新型职业农民（农机操作手）培育步伐，通过开办农民夜校、技校等方式补足“技能”短板，调动农民的积极性、主动性和创造性。2020年，中央农业广播学校翼城县分校组织开展高素质农民植保无人机培训。经过40个课时的理论学习和48个课时的高强度实践训练，100名学员均准确掌握了药剂配制、航线规划、作业标准、避障及飞行技巧等植保无人机操作规程，可以熟练操作无人机开展农业植保飞防作业，并参加了由中国航协通航分会与中国成人教育协会联合推出的无人机应用技能UTC培训体系考核，学员获得了植保无人机操作合格证书，为从事植保无人机职业铺平了道路，为翼城县植保无人机领域培养了一大批精兵强将。

4 智慧农机在数字农业发展应用中存在的不足

在农业生产托管运用中，存在的弊端主要包括以下几点：一是国家土地确权信息不能并网。信息平台无法界别项目区边界，在实施项目过程中，项目村与非项目村的边界不好区分。后台作业轨迹，作业量虽然显示完整，但无法精准识别，在监管上存在缺憾。二是农机具作业时，信号盲区、掉线、无法连接网络等情况时有发生，导致后台作业信息缺失。三智慧农机系统成本很高，投资大，回本时间长，农户购买意愿较低。

5 改进提升建议

5.1 完善农业信息化综合服务平台

由农业农村部门牵头，整合土地确权、土壤检测、社会化服务等信息，实现资源共享。同时完善乡村信息网络基站建设，确保农业生产“无盲区”，推进农机大数据互联互通，构建完善的大数据应用系统，提供各类数据信息服务。将各项工作综合整合，有效解决农业信息“碎片化”问题，形成农业信息的互联互通，各项业务工作方便共享数据资源。融合智慧农业云平台，发挥农业大数据资源中心的优势，为智慧农机作业服务与农业生产经营提供科学、可靠的生产托管、农业植保、病虫害防治以及气象“私人定制”等全方位服务，打通各个地区的智慧农机服务平台的对接通道。分板块建设智慧农机管理平台，加强农机生产作业指挥调度系统，主要包括农机产品质量鉴定、新技术推广以及农机设备维修管理等工作，切实为服务组织和农机作业人员提供保障。通过政策和新基建融合联通，加快数字农业智慧农机发展步伐。

5.2 创新关键技术

无人驾驶技术逐渐成熟，尽快应用到农业生产中，完成耕种防收全程无人作业，配套水肥一体化、智能喷灌等，智慧农机率先开启无人作业新模式。建立和支持智慧农业机器人研发中心，加快科技创新力度，通过农机装备企业智能化、绿色化产品改造，促使新农机、新技术不断升级。

5.3 加大政策扶持力度

通过农机购置补贴，设置专项资金用于农机合作社等农机社会化服务主体购置使用智慧农机。适当对大中型拖拉机、联合收获机、植防飞机等机械设备中加装北斗导航、智能监控设备给予适当政策补贴，提升现有农机的信息化和智能化水平。通过政策补助，鼓励农业生产者以互联网为载体，进行预约、订单等电子商务服务，并大力普及农机app为种地农民第一时间获取农机信息和农机大户有效办理购机补贴提供全方位的优质服务。