杨凌智慧农业标准体系建设实践与思考

文立红 马军妮 胡世玮 杨静 周永明

摘 要：智慧农业是第四次农业革命，是我国现代农业发展的新方向和必然路径。标准是抢占世界贸易话语权的关键，已上升到国家战略层面，标准化是推动智慧农业规范化发展的基石，构建智慧农业标准体系是实现智慧农业快速、高质量发展的重要途径。本文论述了以杨凌智慧农业示范区为实践基础，以设施葡萄智慧化管理为模式，建立了涵盖智慧农业园区建设基础、环境监测、自动控制、植物生长模型、数据处理、管理六部分的杨凌智慧农业标准体系，以期为智慧农业标准体系构建工作提供参考。

关键词：智慧农业，标准化，标准体系

DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.11.021

0 导 语

全球农业的发展历经传统农业（1.0）、机械化农业（2.0）和自动化农业（3.0）阶段后，即将进入智慧农业（4.0）[1]。智慧农业是通过农业与互联网、物联网、云计算、人工智能、大数据等现代化的信息技术高度融合，从而实现农业信息实时监测、定量决策、精准管理、智能控制、个性化服务的农业智能生产方式[2]。智慧农业被美国农业部称为第四次农业革命，我国也将智慧农业作为重要国家战略之一，发布多项政策文件为智慧农业发展谋篇布局。2016年智慧农业首次被写入中央一号文件，标志着国家将发展智慧农业纳入顶层设计，后连续多年中央一号文件均有涉及智慧农业的相关内容。历年智慧农业相关的政策覆盖不断扩大：2020年发布的《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》提出，应建立以5G技术为引领的智慧农业技术体系；2021年发布的《“十四五”全国农业绿色发展规划》提出，支持小农户运用优良品种、绿色技术、节能农机等发展智慧农业；2022年发布的《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》提出，建立贯通信息采集、分析决策、作业控制、智慧管理等各环节的智慧农业集成应用体系的建议。

标准化是为了在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同使用和重复使用的条款的活动[3]。智慧农业生产过程具有高度的标准化[4]，标准化是智慧农业发展的显著特征和必然趋势，这也要求智慧化必须建立标准化。智慧化和标准化契合共生，利用大数据、物联网等技术对农业生产信息数据进行采集、解读和筛选[5]，建立适用智慧农业的标准和标准体系，利用标准化指导智慧农业，构建信息良性循环。以标准化为基石，利用标准化的系统观点解决问题，建立智慧农业标准体系统一管理农业生产，才能真正实现智慧农业全过程高效、可控、无人化作业，推动我国智慧农业快速发展。本文通过论述建立杨凌智慧农业标准体系的实践经验，为智慧农业标准体系构建工作提供参考，助推智慧农业快速发展。

1 智慧农业标准化现状

2022年8月我国成立国际标准化组织智慧农业标准化战略咨询组中国专家工作组，协调中国智慧农业标准化领域专家意见，为推动智慧农业国际标准化工作助力。国际标准化组织智慧农业标准化战略咨询组（SAG SF）成立于2021年，旨在分析智慧农业标准化需求，就国际标准化组织智慧农业标准化发展提出发展路线图，为未来智慧农业标准化活动、优先事项提出建议。目前我国有15名专家参与SAG SF工作，涉及农业、气象、信息化、水利、遥感、机械制造等领域。

国家级智慧农业类标准化示范项目数量突破性增加。2013年发布的第八批国家级农业标准化示范项目仅有1项智慧农业类，2020年发布的第十批国家级农业标准化示范项目中有5项，2022年发布的第十一批国家级农业标准化示范项目中19项为智慧农业类标准化示范项目。其中，杨凌承担的国家智慧农业标准化示范区为第十批国家级农业标准化示范区。

ICS分类农业领域中智慧农业相关国家标准49项，行业标准44项，地方标准302项。标准研制多集中在基础领域，缺少核心技术领域标准。

智慧农业相关标准体系构建研究逐步开展，如仝国栋等[6]构建了智慧农业标准体系框架，包括通用基础、农业感知标准、数据处理标准、农业分析标准、智能化管理标准5个子体系；陈娜娜等[7]构建了数字农业农村标准体系，包含总体规划、基础设施建设、基础数据资源、大数据平台、服务管理、场景应用等模块；庞美蓉等[8]探索构建了数字化养殖标准体系；胡小鹿等[9]为智能农机装备标准体系框架的构建和研制提出建议，但总体研究成果较少。

2 杨凌智慧农业标准体系建设

杨凌示范区作为国家首个农业高新技术产业示范区，自2009年开始，就在推广示范农业标准化生产中示范应用了环境监管、设施自动控制等先进技术，至今已发展了多个自发应用物联网技术实施生产管理的农业生产主体。通过联合西北农林科技大學、杨凌示范区食品农产品检验检测中心、杨凌现代农业高科体验园（锦田合作社）等单位，依据GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》、GB/T 31600-2015《农业综合标准化工作指南》，结合《中华人民共和国标准化法》《杨凌农业高新技术产业示范区“十四五”发展规划纲要》等重要文件，以设施葡萄物联网技术应用为基础，以开展国家级智慧农业标准化示范区建设为依托，提升固化多年探索形成的实践经验和创新成果，建立了涵盖农业生产全过程的智慧化管理标准体系。

杨凌智慧农业标准体系以智慧农业的四大板块为基础，由基础标准、环境监测体系、自动控制体系、生长模型体系、数据处理体系、管理体系6部分构成（见图1），共采用国家标准8项、行业标准6项、地方标准3项，制定技术规程规范25 项。体系涉及农业环境监测、智能控制、产品质量安全等多个方面，涵盖了系统的综合标准化管理和生产服务模式。

2.1 基础标准

此部分包括《智慧农业园区建设与管理规范》《智慧农业信息平台的建设》《智慧农业园种植作物基础数据采集要求》。主要用于规范智慧农业园区基础建设和管理，明确智慧农业信息平台的建设原则、建设流程、建设阶段要求、通用技术要求，规定智慧农业园种植作物基础信息采集的相关要求和标准。

2.2 环境监测体系

此部分包括《设施大棚环境信息采集技术规范》《设施大棚土壤信息采集技术规范》。从设施农业空气、光照强度、土壤养分、土壤水分、土壤湿度、土壤温度等环境因素进行规范，明确环境、土壤信息采集技术建设要求、使用条件等标准，保证了智慧农业园环境监控的智能化和标准化。

2.3 自动控制体系

此部分包括《温室环境自动控制系统配置技术规范》《设施农业节水灌溉工程技术规范》《设施大棚保温被（卷帘机）自动控制规范》。主要围绕温度、湿度、灌溉、光照等设施自动控制内容，通过标准明确温室环境自动控制系统配置基本要求、配置要求、环境自动控制系统的工作流程和调控原则；设施农业节水灌溉工程的设计、施工安装与运行管理技术要求；设施大棚保温被（卷帘机）自动控制规范的技术要求、安全要求、试验方法和检验规则，确保智慧农业园自动控制系统标准化运行。

2.4 生长模型体系

此部分主要以产地环境、生产技术规程、规范为主规范了智慧农业的作物生长、生产管理过程。产地环境包括《葡萄产地环境技术条件》《环境空气质量标准》《农田灌溉水质标准》《农用地土壤污染风险管控标准》，用以规范产地空气、水质、土壤等达到标准要求，营造作物生长良好环境。

生产规范方面包括《葡萄日光温室栽培技术规程》《有机产品生产、加工、标识与管理体系要求》《有机鲜食葡萄生产技术规》《葡萄苗木繁育技术规程》《葡萄嫁接育苗技术规程》《农产品质量安全追溯操作规程 水果》《阳光玫瑰葡萄避雨栽培技术规程》《设施葡萄水肥一体化滴灌栽培技术规程》《设施葡萄病虫害防治技术规程》《鲜食葡萄施肥技术规程》《果蔬类农产品贮存条件》，以树立作物生长模型的方式规范了从育苗、栽培、施肥、病虫防治、贮存到质量追溯等智慧农业作物生产全过程。

2.5 数据处理体系

此部分包括《智慧果园数据获取技术规范》《智慧果园数据贮存技术规范》《智慧果园数据处理技术规范》。规范了智慧农业生境信息数据的获取、贮存、处理流程，数据贮存格式、监控调度数据的配置等。

2.6 管理体系

此部分围绕智慧农业园区的管理，规范了综合、检测、物流管理三个方面。综合管理方面包括《从业人员培训规范 总则》《技术服务团队管理规范》《职业健康安全管理体系 要求》《农药安全使用规范总则》《标准实施监督检查管理规范》《标准实施评价工作规范》，规范了从业人员培训、技术团队管理、职业健康、农药使用、标准实施与评价等内容，保证智慧农业园区依标有序经营。

检测管理包括《农产品快速检测室建设规范》《农产品检测人员培训规范》《农产品抽样规范》《农产品检测样品管理技术规范》《农产品检测规范》，规范了农产品快检室建设、检测人员培训、抽样、检测等全套的检测管理，保障了农产品质量安全。

物流管理包括《鲜食浆果类水果采后预冷保鲜技术规程》《鲜食葡萄冷藏技术》《农产品质量分级导则》《鲜食葡萄果品质量分级指标》《农产品物流包装容器通用技术要求》。规范了农产品的质量分级、冷藏保鲜、物流包装等技术和要求，以保证产品新鲜度和品质。

3 智慧农业标准化建设的思考

结合智慧农业标准化现状，以及杨凌智慧农业标准体系建设实践经验，对智慧农业标准化建设与发展提出以下思考。

（1）健全智慧农业标准体系和推广体系。智慧农业标准落后于智慧农业技术的发展，必须加快智慧农业标准体系的建立。一是建立国家层面的智慧农业标准体系，为智慧农业相关标准的制修订做好顶层设计；二是鼓励各社会团体构建涵盖类别广泛的特色智慧农业标准体系，以多样化的标准体系满足不同类型智慧农业的发展需求；三是加快智慧农业标准的制修订，大力推动先进技术转化为技术标准，制定符合智慧农业管理模式、技术发展需求的，具有先进性、技术性发展特点的标准。健全标准化推广体系，是推进智慧农业标准实施的保障，一是要加大智慧农业类标准化试点示范项目的建设力度，发挥示范引领作用，以点带面逐步扩大推广应用范围；二是培育好重点智慧农业企业或种养大户，树立智慧农业标准化的生产标杆，带动小散农户广泛参与；三是强化智慧农业标准推广服务队伍建设，加大对先进智慧农业管理技术和标准应用的培训，培养一批懂技术、爱农业、善管理的高技能农技推广人员为重点地区生产提供一级技术服务，带动培养适应智慧化农业发展的高水平现代农民。

（2）智慧农业基础设施建设与先进核心技术研发双驱发展。智慧农业的发展需要完善的基础设施和先进技术支撑，注重这两方面的协同发展，打好智慧农业的“智能核心”基础。面对我国农业基础设施发展不均、相当一部分地区还比较薄弱的现实，可从信息网络工程建设、农田水利工程建设、现代农业技术装备入田等方面开展工作。智慧农业先进核心技术的研发是重中之重，政府要进一步加大智慧农业“芯片”——传感器技术、智能农机装备核心技术等关键技术的研发投入和政策支持力度，加速补齐技术短板，尽快实现技术突围。

（3）逐步推动标准化工作数字化。随着数字化时代的浪潮，标准化必将走向数字化。智慧农业与“互联网+”、智能化、数字化密切相关。农业生产实时数据的复杂性和数据开源共享的需求性，使得数字时代的标准化与智慧农业标准化更契合。一方面，标准和标准化方法数字化后，标准机器可读、开源技术用于标准化工作[10]，更利于加快农业数据信息共享，建立适用性强、协调性高、开放性广的智慧农业标准；另一方面，如实现智慧农业相关标准直接在产品、服务和系统中集成，可为破解标准化推广难题提供契机，助推智慧农业标准化工作的开展步入新阶段。因此，应尽早开展数字化时代智慧农业标准化的探索，占据农业标准化新高地。

参考文獻

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胡小鹿，梁学修，张俊宁，等.中国智能农机装备标准体系框架构建与研制建议[J].智慧农业（中英文），2020（4）：116-123.

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作者简介

文立红，硕士研究生，助理工程师，主要研究方向为农业标准化。

（责任编辑：张佩玉）