数字农业在正定县蔬菜生产中的应用现状及建议

高红顺 张丽敏 于润培 史彦华

（1正定县农业综合技术推广站，河北正定 050800；2正定县农业农村局，河北正定 050800；3正定县自然资源和规划局，河北正定 050800）

近年来，我国城镇化率不断提高，劳动力由农村向城市转移，加速了农村土地的流转与整合，导致农业生产出现了劳动力需求短缺和劳动力价格快速上涨的问题。农业生产经营者为了减少劳动力投入、降低生产成本，开始使用能够替代人工的生产方式和技术，例如通过物联网操控大棚温湿度等，促进了以“互联网+”为基础的数字技术在农业上的应用。蔬菜生产是劳动密集型产业，为实现节本增效，数字农业在蔬菜生产中优先得到示范和应用。正定县是蔬菜生产大县，通过对正定县蔬菜生产基地的调查走访发现，在蔬菜园区生产中部分环节应用了数字农业。目前，数字农业在正定县蔬菜生产上的应用整体还处于起步阶段。为降低蔬菜生产成本和提质增效，预计在不远的将来，数字农业会在蔬菜生产中得到快速发展和应用。

1 数字农业的特征

数字农业是以“互联网+”为基础，结合监控系统、全球定位系统、遥感等技术，在农业机械设备中安装中央处理器（CPU）、输入作物标准化生产数据，通过不同功能传感器采集作物实际生产数据，利用AI（artificial intelligence）加以运算和分析、再输出生产指令，最大限度实现自动化生产的数字信息处理系统。数字农业的应用可以减少劳动力投入、提高工作效率。在蔬菜生产过程中，数字农业可以根据生产要求控制育苗、栽培管理、采收分级、保鲜、烘干、储存、销售和追溯等环节。在实现蔬菜标准化生产、集约化管理的同时，还可以通过分析市场来调控蔬菜的生产销售。

2 数字农业在正定县蔬菜生产中的应用现状

正定县地处华北平原滹沱河北岸，属于亚热带季风气候，耕地面积28 133.33 hm2，大田播种面积为28 000 hm2，蔬菜播种面积（含瓜果类）8 266.67 hm2；蔬菜日光温室面积100 hm2，连栋拱棚53.33 hm2，大中拱棚666.67 hm2，小拱棚双膜覆盖播种面积常年稳定在2 000 hm2左右，地膜覆盖蔬菜播种面积约246.67 hm2。在蔬菜生产中，叶菜面积6 533.33 hm2、瓜果类面积1 666.67 hm2、食用菌面积66.67 hm2，年产蔬菜逾52万t。

在正定县正定镇万亩蔬菜基地的塔元庄村、西关村和斜角头村等园区中的日光温室和连栋大棚中，安装了联网控制的卷放帘设备、水肥一体化灌溉系统、空气湿度测量仪、土壤水分测量仪、温度监测仪和安全生产监测设备等，实现了联网联控和数据采集预警；在千亩蔬菜基地的曲阳桥镇后塔底村和南楼乡厢同村鱼菜共生循环生产区，大棚内安装了数控遮阳网、室温监测仪、水体含氧量检测仪、水肥监测系统、数控过滤系统和安全监控系统，手机联网可以实时查看相关数据；在南楼乡陈家疃小黑平蘑菇生产基地，温室中安装了数控淋水系统和温湿度监测系统，实现了手机App全程监控和操作；在西平乐乡西杜村千亩蔬菜基地安装了水肥一体化数控灌溉系统和精量化蔬菜播种系统。

近年来，在政府惠农政策扶持下，全县各村都安装了数字网络，成立了农村电子商务服务社或农村淘宝店。在农村电子商务运营中，前期以向农户销售日用商品和农资为主。近两年受疫情影响，电商实现了快速发展，以美团优选、多多买菜、兴盛优选等为代表的电商销售正在蓬勃兴起，扩大了本地蔬菜的销售渠道，但目前电商平台还不能作为蔬菜销售的主要渠道。

3 数字农业在蔬菜生产应用中存在的问题

数字农业在正定县蔬菜产区的应用主要集中在园区，应用环节不均衡，以示范为主。数字农业仍处于发展阶段，缺乏必要的基础性技术积累，以互联网为支撑的农业机械设备和蔬菜栽培管理技术缺乏深度融合，而数字农业整体应用水平较低。数字农业应用在蔬菜生产中，不仅存在基础性投入薄弱、设备和技术需要不断更新的问题，还有种植技术不统一和应用者群体水平低的问题。主要表现在以下几个方面。

3.1 通信基础设施建设滞后

数字农业在蔬菜产区的应用以互联网为基础。正定县乡村田间通信基础设施建设滞后，数字农业在蔬菜产区不能得到快速推广应用。露地蔬菜无人机植保飞防定位时，数据链传输必须依靠GPS或北斗导航，植保预测数据需要通过SIM流量传输，费用较高。SIM流量相较于互联网数据传输费用比较高，数据传输的时效性、准确性和传输量受到较大限制。

3.2 传感器控制精度差

数字农业的应用是以传感器为支撑的，近年来我国用于农业生产的传感器虽有较快发展，但芯片精度差，造成以传感器为基础的生产控制系统落后。据正定县使用数字自动控制系统的蔬菜种植户反映，数据传输、指令下达有较大滞后性。在灌溉系统应用中，菜地灌溉时土壤湿度通过传感器将数值返回至PC终端并上传保存于管理端数据库，与管理端数据库设定值比较，控制电磁阀开闭，实现自动灌溉。目前，该灌溉系统存在数据传感准确度低、数值传输慢等问题，导致不能最有效控制蔬菜地灌溉的水量[1]。还有一些蔬菜产区使用的灌溉系统操作简单，能够实现自动灌溉，但无法实现远程控制[2]。

3.3 蔬菜生产缺乏统一标准

不同蔬菜品种的生产技术不同，不同环境下蔬菜的生产操作规程不同。蔬菜种植户一般都是根据经验种植，蔬菜基地和园区聘请人员的技术水平差异较大，缺乏统一的标准化生产规程，严重制约了数字农业在蔬菜生产中的应用。

3.4 数字农业在蔬菜生产上应用环节单一

数字农业在正定县蔬菜生产上的应用主要集中在以物联网为基础的日光温室和高端连栋蔬菜大棚等设施内，以卷放棚帘、水肥灌溉和温湿度调节为主。在露地蔬菜生产中以植保飞防和半自动化选择性诱杀菜虫的植保监测防控为主，在蔬菜害虫防治中利用深度卷积神经网络识别模型可快速识别害虫种类与检测计数[3-4]。数字农业在蔬菜生产中的应用模式和环节单一，不能实现设施蔬菜生产和露地蔬菜生产的全面应用，以及从播种到收获各生产环节的全面应用。

3.5 蔬菜种植人员文化水平偏低

数字农业在蔬菜生产中的应用离不开人的操作。目前从事蔬菜生产的农民很多都是50岁以上，大多是初中毕业，文化水平较低，虽然有接受现代化数字农业的意愿，但学习能力弱，阻碍了数字化农业在蔬菜生产中的推广普及。

4 建议

4.1 加大政府扶持力度

农业数字化转型是一项复杂的系统工程，网络通信基础设施建设和农机设备购置都需要巨大的投入，仅靠生产经营者是很难完成的，只有政府提供相应的资源支持才能快速落实。一是政府应针对蔬菜产区和种植者出台相应的补助政策，保障数字农业在正定县顺利实施。二是做好蔬菜主产区互联网基础设施建设。三是政府鼓励科研院所加强对关键技术的研究及新成果的推广。

4.2 增加数字农业应用补贴

蔬菜生产不同于其他产业，生产周期和模式多样化，管理环节要求精细，与其相关的农业机械繁多。在数字农业推广中，政府应制定系统的补贴政策，鼓励科研单位和数字农业机械生产企业不断优化产品，提高精确度，降低使用难度，增加数字农业机械设备通信数据传输和储存的补贴费用，引导数字农业在蔬菜生产中从播种、育苗、栽培管理到分级、储藏、销售和追溯的全面应用。

4.3 加快推进蔬菜生产标准化

蔬菜生产离不开配套技术。为提高蔬菜产量和品质，政府要联合科研部门制定一套适宜本地的蔬菜标准化生产技术规范。数字农业应用时，可以依据这套技术规范建立相应的数据模型，蔬菜生产单位依据实际情况进行修正，实现节本增效。

4.4 建立蔬菜产供销数据共享中心

蔬菜生产与天气、劳动力价格、市场需求等因素紧密相关，这些因素都是动态变化的，而且每个蔬菜园区或种植户的产销数据是分散的。因此，可以建立蔬菜产供销数据共享中心，对蔬菜生产和经营数据进行收集、整理、展示和发布，同时连接上级数据库，为种植者提供周边地区及全国同类产品的生产技术、规模、产量和价格。该共享中心可以将重要数据如极端天气、种植面积和购销等信息及时传递给生产者，生产者通过共享中心提供的数据预判可能出现的风险，并及时规避。

4.5 强化技术人员和生产者的素质教育

适应新形势下的数字农业生产，要加强农技推广人员的再教育，基层农技推广部门要多次对蔬菜生产者进行培训，提高其对数字农业的认识、接受和应用能力。蔬菜生产时效性强，生产者应及时掌握设备运转情况，能及时排除设备运转过程中出现的简单故障，从而保证蔬菜生产正常进行。

5 结语

随着社会发展，农业生产方式发生了较大的改变，传统的粗放式蔬菜生产方式因技术落后、成本不断提高已不能适应现代社会发展，要及时向数字化、集约化、精细化和标准化转变。应用数字农业，可以降低蔬菜生产成本，提质增效，推动正定县蔬菜生产数字化水平提升，实现产业健康持续发展。