智慧农业的发展与挑战

智慧农业的发展与挑战

赵杨阳 ,徐通

陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西省西安市 710075

摘要：习近平总书记在十九大报告中强调，“三农”问题是关系国计民生的根本性问题，社会经济的发展和人民生活质量的提高都离不开农业的发展。随着现代科学技术的发展，农业发展从以往的传统农业转向了智慧农业，这是未来现代化农业的发展趋向。智慧农业是利用先进的科技手段和信息技术，为农业生产和管理提供智能化解决方案的创新型农业模式。本文将介绍智慧农业的定义、发展现状以及应用，并探讨智慧农业发展的挑战及存在的问题。

关键词：智慧农业；农业生产；现代农业

1. 引言

农业是国民经济发展的基础产业，也是经济发展的重难点领域之一。“三农”问题是政府工作的关注重点，农业发展与人民生活息息相关。在技术的大力发展以及全面推进供给侧改革的背景下，传统农业的发展模式已经落后，目前逐步的向智慧农业这一方向发展。发展智慧农业对于现代化农业发展具有重要意义，它可以推动国家农业的现代化建设，优化农业的发展模式。智慧农业是农业现代化的重要组成部分，是农业在发展过程中另一种新形势。智慧农业的发展有助于提高农业生产效率，及时分析产出结果的成效，并快速预警，减少资源浪费和环境污染，同时为农民提供更好的农业管理工具和决策支持。

2. 智慧农业的定义与发展现状

智慧农业是指利用现代信息技术手段，如无线传感器网络、云计算、人工智能等，对农业生产过程进行实时监测和智能化管理的农业模式。目前，智慧农业已经在全球范围内得到广泛应用，包括粮食、蔬菜、水果、畜牧等各个领域。许多国家和地区已经开始推广智慧农业技术，提高农业生产效率和农民收入。

我国目前大力发展农业，国家提出发展高质量高水平农田建设工作，并随着各个地区农业结构的逐渐深入，推动了现代化农业发展的进程。政府重视并大力发展智慧农业，也为其发展创造了条件。

3. 智慧农业的应用

3.1 农业生产监测与预警

针对粮食安全的检测分析对防范粮食不安全风险有重要意义。目前，国外研发了很多针对农业灾害的监测预警系统，随着气候变化加剧，包括前所未有的热浪和强降雨事件，为了避免或减少这些与天气有关的灾害可能对农业造成的损害，最常见的策略之一是进行早期预警系统。该预警系统即一个综合系统，包括灾害监测、预报和预测、灾害风险评估、沟通和准备活动系统和流程，使农民、政府、企业或能够及时采取行动，在危险事件发生之前减少灾害风险。预警系统也是应对气候风险的关键工具。

与此同时，除了关于气候预警系统，还有干旱预警系统。当降水不足开始影响粮食安全、健康和生活质量等人类活动时，干旱就被认为是一种灾害。因此，农业干旱灾害可以定义为由于多个月或多个季节的降水不足导致耕地逐渐恶化和作物欠收。在实际生活中，有效的灾害管理可以通过利用连续周期进行，该周期包括响应、恢复、缓解和准备四个步骤。

因此，这些系统是灾前和灾后阶段之间的时间联系，因为它们为所有农业利益相关者提供了充足的时间来规划和确定管理下一次灾害潜在影响的能力。预警系统被定义为通过收集、处理、分析和交流预警信息，并提前实施相关建议，以减少潜在损害，为有效应对奠定基础的系统，有效的预警系统包括所有这些组成部分，但这些组成部分在某种程度上是相互关联的。风险知识是指在灾害发生之前进行的风险评估，以确定适当的应对措施。广泛认可的组成部分是监测和预警，这需要持续观测干旱指标，并在中心及时预警。传播包括将预警信息传达给最终用户。而应对包括应急计划和受影响者采取行动的能力。

国内的监测系统侧重农情信息的采集，大多采用传统的监测方法，但也存在缺少时效性的问题。利用传感器网络、遥感技术等手段，实时监测土壤湿度、温度、光照等环境因素，帮助农民掌握农作物生长情况，但对地块破碎及种植结构复杂的农作物，尚难以达到满意的结果。保障粮食安全不只是事后评估，早期预警的效力更大。好的监测预警系统可以及时掌握农业生长过程中的各项因素，分析其中的变化，作出针对风险的预测，为农民及政府提供有效的信息服务。

3.2 智能灌溉与施肥

在农业生产过程中，针对农作物精准灌溉是农业发展的关键，首先化肥为作物生长提供必不可少的生长要素，在提高作物质量及产量的基础上，高效的播撒化肥对作物生长至关重要。过度的施肥会对土壤造成破坏，致使肥力下降[1]。其次节水是为了提高灌溉用水的保证率。智能灌溉与施肥通过智能灌溉系统和施肥系统，根据土壤水分和养分含量的监测数据，自动调节灌溉和施肥量，提高水肥利用效率，降低农业生产成本。我国农业灌溉水利用系数较低，智慧农业的发展正朝着高产、高效、优质及集约化的精准农业方向发展，对作物进行适时适量的灌溉施肥，并满足作物成长的必需条件。我国针对该方面成熟产品较少，大多是将施肥器、过滤器等设备的简单集成，或是将一些工业自动化控制产品复制到该设备中，缺乏精准的灌溉与施肥管理[2]。

3.3 农产品追溯与质量监管

利用物联网技术和区块链技术，对农产品的生产、加工、运输等环节进行全程追溯，确保农产品的质量安全和溯源可追溯。目前，农产品质量安全追溯体系仍存在因为生产者过多而导致的“小、散、乱”局面，以及对该体系的重视程度不同，认可度不高。应加强监管体系建设，提高农产品生产经营组织化程度，高质量高效率推进农产品质量安全追溯工作。

4. 智慧农业的优势与挑战

智慧农业的优势在于提高农业生产效率、资源利用效率和环境保护，它是基于计算机技术，对农业生产过程进行实时监测、数据分析和决策的一种新型现代农业模式，互联网技术的发展影响着智慧农业的建设发展，相对应的硬件设施与软件系统也为智慧农业的发展提供支撑，市场上的新型农业经营、家庭农场也引进了多样的智能化设施，包括监测仪，传感器，摄像头，小型无人机等，这种物联网设备的市场成熟度及售出价格同样影响智慧农业的推广。

农民是智慧农业发展的主力军，要想得到好的发展，除去好的设备条件，还需要经营者拥有高水准的专业水平，可以快速的适应新技术，把物联网、大数据、云计算等前沿技术与日常生产活动结合，更好的发展智慧农业建设。

5. 结论

智慧农业是实现农业现代化的重要途径之一，其应用将为农业生产带来巨大的变革。通过推广智慧农业技术，我们能够提高农业生产效率，减少资源浪费和环境污染，实现可持续农业发展的目标。因此，政府、企业和农民应该共同努力，加大对智慧农业的投资和推广力度，促进智慧农业的全面发展。

参考文献：

[1] 孙鸿,王婧,安帅霖等.浅谈智能灌溉施肥系统设计及应用[J].农业开发与装备,2020(11):113-114.

[2] 孟繁超,吕昊峰,董静等.智能灌溉施肥对设施番茄水氮利用效率的影响[J].灌溉排水学报,2022,41(S1):7-12.DOI:10.13522/j.cnki.ggps.2022081.

基金项目:陕西省土地工程建设集团内部科研项目“基于生态位理论的高标准农田建设适宜性评价方法研究”“(DJNY-YB-2023-581)