李政扬，焦书升，高艳，丁聪，霍治邦，赵艳莉，王慧云

摘    要：智慧農业对实现农业高质量发展具有重要作用。河南省尉氏县张市镇智慧农业示范区利用5G技术的高带宽、低延时、广接入等特点，将各种先进设备和农业相结合，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策，极大地改善了农业生产条件，实现了持续稳产、增产。文章阐述了尉氏县5G+智慧农业所产生的良好效果以及未来农业农村的发展趋势，分析了开封市智慧农业的应用现状，并提出在政策支持、人才培养、资金投入、部门协同等方面的发展建议。

关键词：智慧农业;应用现状;存在问题;发展建议

文章编号：1005-2690（2022）08-0142-03       中国图书分类号：F323       文献标志码：A

农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题。党中央持续坚持把“三农”工作作为全党工作重中之重，指出要加大创新力度，推动农业高质量发展。2021年中央一号文件指出，“推动农村千兆光网、第五代移动通信（5G）、移动物联网与城市同步规划建设;发展智慧农业，建立农业农村大数据体系，推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合”。智慧农业是以信息、知识与装备为核心要素的现代农业生产方式，是现代农业科技竞争的制高点，也是现代农业发展的重要方向[1]。用数字技术赋能乡村发展、推动传统农业转型，成为中国农业现在面临的重要研究课题。文章根据河南省尉氏县5G+智慧农业建设及运营工作中的做法和经验，分析了开封市发展智慧农业中存在的问题，提出发展智慧农业的对策建议。

1 智慧农业在开封市的应用现状

2015年开封市获批国家智慧城市试点，拉开了“互联网+城市”“互联网+产业”“互联网+大数据”的智慧发展大幕。2017年开封市政府与有关公司合作，共建了开封市大数据产业发展有限公司。建立了面向不同类型、涵盖各领域、整合多种渠道、不断动态扩展的公共信息融合服务平台（《河南日报》开封大数据公号，2018-05-30）。这些项目的实施全面推进了信息化与新型工业化、城镇化、农业现代化同步发展。

在智慧农业建设方面，先后建成了占地93.67 hm2“祥符区智慧农业示范方”项目，建设了中心支轴式喷灌机、自动伸缩喷管、绞盘式喷灌及固定式微喷灌等设施设备。管理人员通过手机APP、小程序或台式机，足不出户即可完成农业生产田间管理;“开封农业嘉年华智慧高效设施农业产业集聚区”项目，采用智能化环境监控系统、智能水源净化处理系统、智能化数字联动系统、外屋顶自动清洗系统等进行智慧化、安全化生产;“尉氏县张市镇高标准农田建设示范区”项目区综合各项新型信息技术，将人工智能、时空地理、5G应用、大数据、云服务，与现代化灌溉模式、农业植保、气象环境相结合，将传统农业升级为建设标准化、水肥一体化、检测科学化、控制智能化的智慧农业。

2 智慧农业在开封市尉氏县应用的案例分析

2.1 尉氏县智慧农业示范区主要建设内容

2021年初，河南首座农田5G基站落户尉氏县张市镇，开封移动与河南瑞通灌排投资建设了尉氏县张市镇智慧农业示范区，涉及5个行政村，耕地面积666.67 hm2。

其中智慧农业管理平台包括农田地理信息中心、农业水价管理系统、智能灌溉控制系统、农业气象监测系统、环境灾害预警系统、农业植保监测系统、可视农业应用系统、苗情监测应用系统、农产品溯源系统;智慧农业监测站包括苗情监测站、小麦良种培育实验站、土壤墒情监测站、环境灾害预警站、农业气象监测站、可视化监测站、病虫害监测站、耕地质量监测站;智能节水灌溉设施包括固定式喷灌、半固定式喷灌、滴灌、微喷灌、伸缩式喷灌、绞盘机喷灌、智能测控一体闸门等。建设出以信息化手段集5G、物联网、大数据、遥感技术于一体的示范区，初步实现农业的智能化建设。

2.2 5G+智慧农业精准提醒灌溉节点

依托5G技术广连接、低时延的特点，实现对土壤墒情的连续监测，并以物联网技术实现数据汇集，再对各类数据进行云计算，并将数据结果按需求反馈至大数据中心。通过乡、村两级管理中心及手机客户端，即可及时准确获得相关数据。智慧灌溉控制系统可集成在手机APP中，当农田湿度超出设定的阈值，用户即可收到提醒，只需挪动手指就可在手机端实现田地灌溉。充分运用了现代灌溉技术及信息化手段，实现了节水优先、绿色发展的理念，使得粮食生产能力得到明显提升，有效降低了劳动成本和种植成本。节水率达到30%，节肥20%，农民综合效益显著提高。

以往存在靠天吃饭，抽水漫浇，造成水资源浪费，甚至出现有的区域浇不到、浇不透，有的区域浇太多，农作物被淹的现象。如今手机APP一键操作，通过提前测算好的预埋管可灌溉区域，足不出户即可完成浇地。根据土壤数据定时定量浇水，不仅节约了水资源，更彻底颠覆了面朝黄土背朝天的传统农业模式。

2.3 智能水肥一体机

智能化水肥一体机通过传感检测技术、微处理器技术、计算机技术等信息化技术，实现水肥供应的自动管理和分配。水肥一体化技术将灌溉与施肥融为一体，根据不同作物的需肥特点、土壤环境、养分含量状况、作物需肥规律情况，进行不同生育期的需求设计，将肥料按土壤养分含量和作物种类的需肥规律、特点配兑成肥液，与灌溉水一起通过管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过智能化电脑控制，根据作物不同生长期自动设定灌溉水量、灌溉方式等，保证肥料留存于作物主要根层，避免因施肥时间过早或过晚而造成肥料浪费。实现了集中施肥和平衡施肥，在化肥减量增效方面取得了显著成效，同时通过可控管道浸润作物根系，可使生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，大幅度减少了水分下渗和蒸发，提高水分利用率。实现了节水30%～40%、节肥20%～30%。而实行水肥一体化的作物，因充分得到生长需要的水肥，增产显著且作物颗粒饱满，增产可达10%～20%。0243C083-CB5E-4409-B186-257C240FA51E

在节水、节肥、增产带来显著成果的同时，依靠水肥一体机进行自动施肥，还节省了大量人力物力，减少开沟渠引水以及人工施肥的时间，大幅度减少了人力成本投入，有效避免或减少了因过量施肥对环境造成的污染。

2.4 5G助力数据抓取分析

物联网虫情测报灯实现了虫体远红外自动处理、自动拍照、整灯自动运行等功能。在无人监管的情况下，可自动完成诱虫、杀虫、虫体分散、拍照、清扫、收集、排水等系统作业，并实时将环境气象和虫害情况上传到平台，在网页端可自动识别和计数，对虫害的发生与发展进行分析和预测。智能性诱测报设备利用安放性诱剂诱杀害虫，集害虫诱捕、气象数据采集、昆虫计数、数据统计、数据传输为一体。可实现对害虫的定向诱捕、分类统计、实时报传、远程监测、虫害预警的自动化和智能化。

从原始的喷药杀虫到如今的电脑端查看虫害，根据虫害数据分析使用无人机喷洒药物，从杀虫到预防，防患于未然。植物孢子捕捉仪主要用于监测病害孢子存量及其扩散动态，实现全天候无人值守，实时采集分析监测孢子情况。设备内置高倍光学显微成像系统、控温系统，可定时清晰拍摄孢子图片，远程自动上传至管理平台，为预测和预防病害流行、传染提供可靠数据。小麦赤霉病监测预警系统实时监测采集气象因子、未来气候变化等因素，初始化后自动进入模型运算，对小麦赤霉病蜡熟期发病概率及发病程度发出预警，具有防治极限值报警功能，能够及时提示防控预警。

3 开封智慧农业发展中存在的问题

3.1 智慧农业技术有效供给不足

智慧农业是围绕农业生产活动开展农田基本信息检测、农作物遥感分析、农业管理系统开发等研究。但由于缺乏基础研究和技术创新，现阶段的研究未能针对目前农业经济发展的现状，满足实施智慧农业的需求。绝大多数小农户和小规模经营主体的技术需求得不到满足，研发的主体少、资金投入少，导致智慧农业的原始技术供给不足。

3.2 经验不足，相关专业技术人才缺乏

发展智慧农业需要能够综合掌握现代农业生产技术以及信息技术、农业经营与管理的技术人才[2]。目前开封市农村留守农民中青壮年劳动力少、文化程度偏低，对手机、电脑等智能产品的运用不够熟悉，对现代化信息技术的应用不了解，现代化农业生产建设的意识较为淡薄。

同时，县、乡农业技术人员多为农学相关专业，由于数字农业的相关研究及应用刚刚起步，相关技术人才培训滞后，使工作在农业第一线的农技人员没有进行系统的信息化学习，对智慧农业的认识不足，技术缺乏，导致开封智慧农业的发展较为缓慢。

3.3 投入渠道少，项目资金缺乏

农业机械设备等智慧农业的基础设施成本较高，使得农业信息化进程发展缓慢，阻碍了智慧农业的发展建设。

一方面，开封市市本级财政针对性项目少、资金少，缺乏连续性，没有形成多元化的投资渠道，资金支持力度有限。不能满足智慧农业实现数字化大面积建设的资金需求，只能在极少数现有国家级农业园区、农业现代产业园进行，示范带动作用较弱。另一方面，当前农业生产的规模化程度较低，户均土地面积小，土地规模化经营程度低。且土地有效回报率低，生产规模与前期投入不匹配，使得农民对智慧农业基础设施的投资更是瞻前顾后，导致智慧农业项目资金来源匮乏。政府建设智慧农业的能力有限，且农民合作社、农业园区、农民的投资热情尚未被激发，项目资金少，建设速度缓慢。

3.4 涉农部门协同性不强

智慧农业是将现代空间3S技术、农机自动化技术、无线网络通讯技术、计算机技术等高新技术与农学、地理学、土壤学、气象学等基础学科有机结合[3]。故其发展需要有通讯、农业、农机、科研、气象、水利等部门的全力配合，形成信息和资源共享，保证涉农数据流的连续性和持久性。但由于缺乏相应的协调机制，信息共享的广度和深度不足，不能满足现阶段智慧农业发展的需求。

4 开封市智慧农业发展建议

4.1 用好政策，做好宣传，辐射带动

智慧农业的发展受到了党和政府的高度重视，在近十年的“中央一号文件”中都强调了要用信息科技助力农业农村现代化。“数字河南”“数字开封”均已纳入省市发展规划。

开封市所属郊县均为粮食生产主产区，落实习近平总书记“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中，饭碗主要装中国粮”的指示精神，相关部门应积极争取政策及资金支持，整合涉农资金用于智慧农业的发展，并以政府资金的投入带动社会资金的进入，形成多元化的投入渠道，推动智慧农业的发展。以智慧农业的发展推动传统农业转型升级、农业增产增效、粮食生产水平和能力逐步提升，保证粮食安全。对试点地区进行整体规划设计，形成可复制、可推廣的经验做法，为全面推进智慧乡村发展奠定良好基础。出台与智慧农业有关的培训计划，不断提高农民在智慧农业领域的参与度，提高农民对移动设备以及机械设备高效利用的水平和能力，使农民尽快体验到“数字种田”带来的便利[4]。

4.2 引进、培养适合现代农业发展的智慧人才

智慧农业是一种将现代互联网技术与传统农业相结合的新型农业发展模式。即需要信息技术专业人才，也需要农业技术人才，对于智慧农业生产人才，以吸纳外来人才和自主培养人才为有效方式。

在人才引进的过程中，应注重引进和智慧农业相关的专业技术人才，补足人才短板;设立市级智慧农业发展专项，调动河南大学、开封市农林科学研究院、黄河水利职业技术学院、开封大学等科研院所专业技术人员投身智慧农业建设的积极性;定期组织县、乡专业技术人员参加相关培训，培育智慧农业的实用人才;加强引导农民学习信息化、数字化技术，提升自身知识水平。改善因思想观念陈旧、新兴事物接受能力差、互联网技术应用程度低等各项不利因素对智慧农业发展的负面影响[5]。

4.3 注重创新与实用技术集成

积极与有关农业信息化研究机构合作，共同建立研究中心或产品中试基地，实现符合本地实际的智慧农业技术的创新运用。集成一批适合不同作物、不同栽培模式的智慧农业实用技术，并早日运用到生产实际中。利用本地地处粮食主产区、智慧农业发展前景广阔的优势，在招商引资工作中，积极引进与智慧农业研发、产品生产相关的企业，使其投入到开封智慧农业发展的浪潮中。制定相关补贴政策，加大对智慧农业产品研发和应用主体的政策性补贴力度，调动相关企业投身智慧农业产品研发、生产的积极性。减免农村地区互联网接入和数据传输通讯费用，以更加亲民的使用价格，实现信息技术在农村地区的普及，加快农村信息化建设的进程，提高农民运用智能产品、发展智慧农业的积极性[6]。

4.4 出台相关政策，促进智慧农业发展

习近平总书记在尉氏县张市镇视察时指出“粮食生产根本在耕地，命脉在水利，出路在科技，动力在政策”。应积极出台利于智慧农业发展的相关政策，谋划有助于智慧农业长远发展的基本举措，调动新型农业市场主体及农民的积极性，减轻其进行智慧农业建设的经济负担，为智慧农业的发展保驾护航。

现阶段一家一户的经营模式，造成了农田地块小，碎片化程度高的现状，加大了智慧农业建设、运营的成本。应加大对土地流转的支持和扶持力度，通过土地适度规模集中，带动种植大户进行农田基本设施建设的积极性，改变农田基础设施落后、不利于智慧农业发展的局面;落实有关农机奖补政策，鼓励土地经营者购置智能化农机装备，并运用到智慧农业实施过程中;积极推进农村基站建设和宽带入户工作，方便农业生产基地信息化产品的应用;气象、农业、水利等部门加强对农田气象、耕地质量、土壤墒情、水文的监测工作，使生产基地农业数据的收集更具准确性和有效性;加强专业的信息化设备运维队伍建设，使农业生产经营主体获取信息更加及时、便捷。

参考文献：

[1]赵春江.智慧农业的发展现状与未来展望[J].华南农业大学学报，2021，42（6）：1-7.

[2]郑大睿.我国智慧农业发展：现状、问题与对策[J].农业经济，2020（1）：12-14.

[3]刘博文.河南省数字农业应用研究概况与发展策略[J].河南农业科学，2011，40（3）：14-18.

[4]张力.重庆智慧农业发展现状及对策研究[D].重庆：重庆三峡学院，2021.

[5]时全.黑龙江省智慧农业发展策略研究[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2021.

[6]沈棋云.江西省智慧农业发展现状、存在问题与对策研究[D].南昌：江西农业大学，2018.

（编辑：牛 佳）0243C083-CB5E-4409-B186-257C240FA51E