周彦斌 陈申宽

1. 扎兰屯职业学院，内蒙古 扎兰屯 162650 2. 呼伦贝尔申宽生物技术研究所，内蒙古 扎兰屯 162650

我国经过十几年的研究和推广，农业物联网技术在我国农业生产的各个环节中已初步得到示范性尝试和应用。整体来说，农业物联网技术应用水平和其与农业生产的契合度提升方面都取得了较好的成效，但是在普及推广中也存在着诸多亟待解决的突出问题，尤其是在大兴安岭东麓寒冷地区日光温室中的应用推广，更有其特殊性，本文就这些问题尝试探讨解决的对策。

1 发展现状

自1999 年麻省理工学院提出物联网的最初概念以来，全球科研院所、高校、产业联盟均致力于物联网的体系和应用研究，取得了丰硕的成果。美国大农场成为农业物联网技术应用的引领者，将传感器技术、GPS 系统、CORS 基站、RTK 等多种高新技术投入应用[1]；荷兰85%以上的温室大棚中使用了自动化控制管理系统，已开发出可识别果蔬成熟度的智能机械；澳大利亚、以色列、日本等也分别在精准生产、智能控制、智能监测等领域取得了巨大进展。我国自2010年以来，高度重视物联网建设，在很多省份开展了农业物联网的研发和示范性应用，其中北京、黑龙江和浙江等发展比较迅速。

2 推广应用现状

日光温室主要为作物种植、动物养殖提供局部的、环境变量相对可控的生产空间。我国日光温室面积已推广86.67 万hm2，占温室和大棚等设施园艺面积的52%，其中80%位于北方。日光温室利用太阳能，在北纬33 度至43 度寒冷地区可以实现蔬菜越冬生产，对北方地区的冬季蔬菜供应，调整农业产业结构具有重要的意义[2]。随着农业物联网技术的深入研究和发展，科研院所、农业院校和物联网企业推出若干系统化的日光温室智能化解决方案，并在一定范围内进行示范推广，如天津市武清区张庄镇的智慧农业生态园、江苏省句容市新天地现代农业产业园区、江苏省镇江市万山红遍园区[3]、湖北省十堰市柳坡镇生态农业科技园等都取得了积极的示范效应。全国建设百个现代农业示范基地，为农业物联网技术在日光温室中的推广注入了极强的动力，但从推广面积上来看，规模仍然非常小，普及比例不高，尤其是在东北地区，日光温室的物联网技术应用较少，有着极大的研究和推广空间。

3 大兴安岭东麓日光温室生产的特点

大兴安岭东麓大体属于温带季风气候，但由于纬度高，冬季寒冷漫长，冬季平均气温在-20 ℃左右，光照时间较短；夏季温暖而短促，昼夜温差较大，气候湿润。特有的自然条件使东北地区日光温室生产也具有自己的特点：一是保暖设施的建设和运维成为生产成本的重要组成部分；二是可生产作物品类受季节性影响非常明显；三是日光温室产品经济效益受市场影响巨大。另外，受到低温寡照、冬春季节寒流、霜霉病害和特有环境的虫害影响[4]，大兴安岭东麓地区日光温室生产需要解决的问题很多，需要农业生产者精心策划、精心管理，关注市场需求，提升产品竞争力。否则，稍有疏忽，便会造成不可挽回的经济损失。

4 大兴安岭东麓日光温室推广物联网技术存在的问题

受东北地区自然环境的影响，在大兴安岭东麓推广物联网技术存在着国内农业物联网技术推广应用的共性问题，也存在个性问题。

4.1 基础设施薄弱是最大短板

大兴安岭东麓日光温室生产受季节性影响较大，绝大多数日光温室在冬季会处于停产或半停产状态，日光温室在其他季节提供辅助加温和增加光照作用。受成本意识影响，农业生产者配备机械化、自动化设备的积极性不高，导致日光温室现有设备比较简易，环境指标控制能力缺失。大部分日光温室只配备人工作业的保暖设施、加热设备和灌溉设施，机械化、自动化程度非常低。温湿度控制、光照控制、通风控制、C O2浓度控制、水肥一体化灌溉系统等环境控制设施的缺位，导致日光温室生产作业中人工成本骤增，同时劳动强度大，生产效率低，难以实现标准化、规范化和精准化生产。农业物联网技术的深度应用离不开日光温室装备的机械化和自动化，缺失了自动化设备支撑，农业物联网技术应用只能停留在信息感知、信息传输和信息处理的层面，无法进行设备智能控制和生产环境的精准控制。

4.2 投入成本与产出效益不对称无法催生源动力

在大兴安岭东麓日光温室中实施农业物联网技术，要解决3 个方面的投入问题：一是基础设施的配套建设，这需要对现有日光温室功能进行革命性改造，需要大量的资金投入，尤其是对取暖和保暖方面的考量；二是智能化系统的建设，受各种因素影响，农业物联网系统的硬件建设和软件平台投入成本极高；三是智能系统运营的技术人员投入和设备维修成本也是不容忽略的重要部分。相对于投入的成本而言，农业物联网技术应用节约了多少人工成本、节约了多少运营中的水肥成本、产品产量提高了多少、产品品质改善了多少这些指标，计算起来很不容易，成本与效益的计算往往需要多个生产周期的数据分析，但对于农业生产者来说，直观的效益才是刺激投入的源动力。

4.3 对农业物联网技术的认识存在误区

农业物联网技术的大规模研究和推广仅是近几年才开始的，很多的研究成果仍停留在测试和示范层面，距离普及应用还有一段距离，农业生产者很难理解深奥的理论体系和技术架构。东北地区整体经济产业化发展缓慢，现阶段，青壮年劳动力进城务工、求学、创业的比例仍旧很高，在农村从事农业生产的人以中老年人和妇女为主，对新生事物的接受能力较差，缺乏科学的投资规划和创新精神。农业物联网技术对于绝大多数农业生产者来说，仍是充满神秘感的存在，敬而远之的心理占据主要地位，没有眼见为实的案例，很难让他们产生尝试的想法。即便是部分农业生产者部署了农业物联网系统，也会由于认识的误区要么过度夸大系统的作用盲目减少人工干预，要么过度怀疑系统的作用而无法发挥智能管理的优势。

4.4 农业物联网系统的可操作性差

很多的农业物联网技术应用系统设计开发时，尽可能考虑到应用场景的复杂性和特殊性，试图以一个系统之力解决诸多应用中的问题，从而导致系统架构庞大，使农业生产者望而却步。实际应用中，针对某一类农业生产者来说，只需要使用其中一部分功能即可满足智能生产需求，而“多余的”部分反而成了累赘。对于未经过专业培训、缺乏信息系统掌控能力的农业生产者来说，“大而全”的应用系统体验感较差，反而简易的“傻瓜式”亲和力强的应用系统，更适合于有需求的农业生产者。

4.5 复合型农业物联网技术人才的极度缺乏

随着物联网产业的迅速发展，物联网技术人才的培养规模也大幅扩张，全国各类院校纷纷开设各层次物联网技术人才的培养工作并不断扩大招生规模，在一定程度上缓解了物联网行业的人才需求，但复合型农业物联网技术人才的培养仍极度缺乏。目前，物联网技术人才培养仍是以工科人才培养为主要方向，实施农业物联网技术专项人才培养的只有江苏农林职业学院等几所高校。在现实工作中，农业物联网技术研究与应用推广，离不开既懂得农业生产又懂得物联网技术的各个层次的复合型人才的支撑。

5 对策

目前，农业物联网产业是处于蓝海区的朝阳产业，农业物联网技术的推广和普及是国家乡村振兴战略的重要组成部分。对于东北地区来说，日光温室产业的规模化、智能化，能够一定程度缓解高寒地区蔬菜、畜禽、水产的供给压力，也是调整农业产业结构的重要举措。在大兴安岭东麓日光温室中推广应用农业物联网技术，一是要解决本文所提到的几个共性与个性问题；二是需要相关部门在日光温室产业化发展和集约化发展方面给予政策和资金方面的支持，夯实农业物联网产业发展的基础；三是要培育农业物联网产业的新业态，规范技术标准，提高设备稳定性，改善系统适用性，降低建设和运营成本；四是要加快进行农业大数据平台建设，提升农业信息服务能力，提供可适性的数据参考模型，帮助农业生产者进行生产决策。