智能农业发展趋势范文

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英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ

1“数字农业”的内涵…………………………………………………………1

2国外“数字农业”关键技术发展与应用……………………………………………1

2.1美国………………………………………………………………………………………1

2.2英国………………………………………………………………………………………2

2.3德国………………………………………………………………………………………2

3我国发展“数字农业”的紧迫性…………………………………………………2

4“数字农业”的发展趋势………………………………………………………………3

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现…………………………………………………3

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛……………………………………………………3

4.3农业多元化公共服务将更加完善………………………………………………………4

5 “数字农业”的实践策略……………………………………………………………4

5.1实现农业农村业务数字化和可视化……………………………………………………4

5.2推动数字农业技术创新…………………………………………………………………5

5.3提高农业农村经营管理数字化水平…………………………………………………5

结语…………………………………………………………………………………………6

致谢………………………………………………………………………………………7

参考文献……………………………………………………………………………………8

摘 要

数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。

关键词：数字农业；农业信息化；发展策略

Abstract

Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.

Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy

浅析“数字农业”发展趋势与策略

1“数字农业”的内涵

“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前，学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业，精确农业，“ Internet + 农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化，在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用，代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用，并且不断的提高现代农业产业的数字化水平，支持农村战略的实施。

2国外“数字农业”关键技术发展与应用

2.1美国

美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上，已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起，美国已开始应用数字农业技术，包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等，对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用，智能机械已经进入商品化阶段。如JohnDeere公司的“绿色之星”精准农业系统，基于物联网技术与“3S”技术搭建的新型精准农业管理系统，用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理，可绘制农场产量的“数字地图”，在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65％以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下，美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接，应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外，美国也已形成完善的技术服务组织网络，美国服务类企业与公益机构可为经营主体提供较为完善的技术服务，例如美国农业技术服务组织（FSA）为农民提供丰富的信息。

2.2英国

英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备，互联网、4G信号已实现基本覆盖。在此基础上，精准农业技术得以实现在农业的全方位应用，如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等；英国Massey Ferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统，借助传感识别技术和GPS技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案；智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统，能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业，同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》，提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业，从而提升农业生产效率，如借助GateKeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、LELY挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。

2.3德国

德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下，德国积极发展高水平数字农业，在农业生产高度机械化的基础上，建立完善的计算机支持和辅助决策系统，提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发，并由大型企业牵头，如德国拜耳公司投资2 亿欧元支持数字农业布局，已在60多个国家提供数字化解决方案，并旗下Xarvio品牌推广数字农业，通过XarvioScouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息，帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商CLAAS集团结合第四代移动通信技术和传感器技术，实现收割过程的全面自动化。

3我国发展“数字农业”的紧迫性

今年虽然受到疫情影响，但我国大部分农产品仍然是一个“大年”，怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题，把农货顺利卖出去，让农民实现丰产又丰收？加速数字农业发展是不二法门。

农业长期保持着传统形态，技术进步一直较慢，特别是进入信息化时代后，农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起，越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术，实现了智能化、数字化重塑，生产率大幅度提高。2019 年，我国服务业、工业数字经济渗透率分别为 37.8%、19.5%，但农业只有 8.2%，数字化改造的空间很大，需尽快赶上信息社会的发展步伐。

农业数字化转型是农业现代化的必然选择，也是破解目前农业难题的一剂良方，瞄准这个主攻方向，无疑将为农业高质量发展提供新动能，给予农民更多获得感。对广大农民来讲，农产品销售难的问题最头疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说，农业数字化水平滞后，农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然，加快技术与传统农业的融合，打造数字农业，对产业链进行全方位的数字化改造，使得传统农业脱胎换骨，插上科技的翅膀腾飞，已成为农业发展新趋势。

4“数字农业”的发展趋势

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实

物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平，实现了整个农业生产过程的数字化控制，实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中，重点是如何精确控制生产环节，例如育苗，播种，施肥，灌溉和病虫害防治。当前，荷兰，日本，以色列和其他国家正在使用大数据，人工智能和信息技术来促进数字化，精确化和智能化作物种植的发展。

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛

电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如，美国著名的新鲜食品电子商务公司LocalHarvest是一个平台，该平台整合了有机农业的上下游，并连接了中小型农场和消费者。LocalHarvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统，使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品，例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下，可以快速送到消费者家中，从而大大提高农产品物流的效率和质量。

值得欣喜的是，近年来，全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源，重构产业链，培植人才，发力促进农产品上行。以河北省为例，近年来积极引入农业电商龙头企业，与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作，持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域，合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到，利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源，将需求传导给供给端，有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下，传统农业的“痛点”也得到有效解决，进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。

随着电商农产品销量的快速增长，广大农民亦受益匪浅，农业生产模式发生重大变化，以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流，精准种植、数字营销提升了农民收入水平，促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区，数字农业重塑产业链，帮助贫困户掌握技术、融入市场，实现了造血扶贫。实践证明，此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如，拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定，荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至 2019 年底，拼多多平台直连的农业生产者超过 1200 万人，累计带贫人数超百万。

4.3农业多元化公共服务将更加完善

通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务，农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展，在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。

5 “数字农业”的实践策略

5.1实现农业农村业务数字化和可视化

加快建立涵盖农业资源，农村产业，生产管理，产品质量，农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据，获取耕地资源，渔业水资源，粮食生产功能区，现代化农业园区，特色农产品优势区，特色鲜明的农业村庄，生产经营实体，村庄分布等数据。地图存储在数据库中，使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统，现场定点监控系统，集成的遥感信息，无人机观测和地面传感器网络，可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布，重大自然灾害和其他动态空间图，形成了一个一体化的全域地理信息图，为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。

5.2推动数字农业技术创新

创新，始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴，离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资，随着农业新业态新模式竞相涌现，数字经济发展红利惠及三农必将更加给力，而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用，促进数字农业领域的“产学研”合作，并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发，精确操作和智能决策的数字化管理，智能设备的变量修改和应用，农产品的灵活处理，区块链等技术，3S 加速，智能识别，模型仿真，智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用，了解数字农业技术标准和规范体系的建立，数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。

5.3 提高农业农村经营管理数字化水平

当前，就中国电子政务项目的发展而言，农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时，这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此，有必要进一步扩大移动互联网技术，云计算，大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用，并通过建立灵活，便捷，高效，透明的农业生产经营管理体系，为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开，政府公共关系，信息服务，办公室工作等方面，充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能，提高了园艺，畜牧，水产品，田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求，以提高劳动生产率，研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械，并进一步促进农业“机器换人”。

结 语

数字农业的发展实现了对农业生产的自动，精确控制，智能和科学管理，提高了农业的可控性，降低了生产成本，并减少了环境污染，使农业向精准，环保和可持续的方向发展。此外，农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素，可以简化交易联系，提高交易效率，降低成本，消除农民对库存余额的担忧，并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制，内容的选择空间也越来越广，这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。

致 谢

在这篇论文的撰写过程中，我遇到了很多的困难和障碍，但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助，不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识，让我非常感动，在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!

同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友不吝批评与指教。

参考文献

[1] 周清波 , 吴文斌 , 宋茜 . 数字农业研究现状和发展趋势分析 [J].中国农业信息 ,2019,30(01), 第 5-13 页 .

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随着全球污染日益严重，农业的绿色机械化是目前研究的重点，农用机械需要更加节能环保、低排放、高效运行、降低噪音，这样才能对我国的农业发展产生促进作用。我国对新能源有很大的支持力度，在一些地区，农业发展得到了国家的新能源补贴。随着人们环保意识增强，电动农业机械将会成为未来主流的农业机械。目前，大型农业机械应用电动驱动方式比较少，因此，对于大型的农业机械来说，目前还处于探索阶段。

1优势

燃油动力农业机械的质量体积都很大，不方便在小空间进行操作，电动农业机械的出现，解决了此问题。其具有小巧、灵活的特点，可以在小面积的范围内使用，如温室大棚的环境中进行工作。随着世界能源的不断枯竭，油价的上涨，从能耗上来看，电动农业机械是未来的发展趋势，电动机械结构简单，维护成本低，操作简单，成本相当于燃油机的1/4左右，能够实现零污染，因此对空气和土壤没有影响，在温室大棚中工作，噪音也比较小，因此能够实现农业的绿色和环保发展。

2发展现状

2．1存在的问题

我国电动机械的研究主要是提高生产的效率，以及保证足够的动能输出，但是却忽略了电池的耐用性和安全性。近5年来，电动农业机械的电池容量比较小，没有取得一定的突破。柴电混合的动力机械应用比较少，对于电动农业机械的安全防护技术不足，废旧的设备以及电池的污染、智能化操作等问题还有待于提升。电动农业机械的操作环境比较复杂，工作时间比较长，因此，会出现电路问题，还需要进一步探索研究。

2．2国内外研究现状

1921年第一台电动拖拉机由德国西门子公司推出，农业机械开始了电动化的生产。国外对于电动农业机械的研究，主要是在于操作性、安全性、功能性、可靠性以及燃料电池的性能等多方面，能够实现多功能的目标。我国对电动农业机械的研究比较晚，采用了英国技术，通过电池为农业机械提供动力，以微型手动操作为主。随着农业大棚的推广，电动农业机械主要围绕大棚的需求推出了室内电动撒肥机械设备。主要应用在对土地的合理化利用方面，能够实现均匀种植的目的。近年来，我国又把电动农业机械研究向着智能化方向发展，使得农业生产质量与效率得到了很大程度的提升，农业资源得到了合理化的使用。因此微型遥控和自动化程序以及提高作业的效率，是现代电动农业机械的发展目标，比如小型播种机、采摘机等，是农业机械最新研究成果。

2．3我国电动机械技术发展迅猛

电动农业机械的技术发展比较快，电能作为一种清洁的能源，代替石油成为了未来环保型农业机械主要应用的方向。在环境保护日益高涨的今天，农业生产更需要清洁的能源，电动农业机械发展空间前景比较大，而且控制方便，功率运转速度好，技术比较成熟，奠定了电动农业机械的发展，目前，移动式电动农业机械是我国的主要研究方向，实现了小型发电机组与移动电池互相配合，提供了稳定的输出功率，使大型电动机械装置的发展得到了很大程度的推动。

3发展趋势

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中图分类号：F32文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)03-123-01

当今全球经济一体化进程不断加快，我国农业发展也踏入了一个关键时期，农业也将在国际竞争中扮演更加重要的角色。唯有提高我国农业现代化水平才能增强在国际市场中的竞争力，而实现农业现代化就必须加强农业机械化建设。为此，就我国农业机械化现状和发展趋势进行分析和研究。

一、我国农业机械化的的现状

随着《中华人民共和国农业机械化促进法》的颁布实施，中央和地方财政补贴力度的加大，我国农业机械化进入了一个新的发展阶段。由于农业化促进法涉及农机化工作的方方面面，为我国农业机械化的发展道路扫清了很多障碍，农村经济发展和地方基本设施建设规模的扩大也为农机化提供了有利条件。在我国加入了WTO后，国际间的农机技术交流和合作得到加强，为鼓励大型农业机械的引进，国家还制定了优惠进口税收政策，为我国学习国外的先进经验和技术提供机会。很多国际企业还在中国举办展览会，也是农机界加强国际交流与合作的重要形式。近年来， 国际上不少大型农机企业看准中国巨大的农机市场,，与中国有关部门和企业合作，在中国开拓事业, 取得了双赢的佳绩。经过半个多世纪的发展，我国农业机械拥有量增长了上千倍，有的品种甚至数万倍。农田作业机械化水平显著提高，机械耕地、播种、收获水平逐渐提高。

总的说来国内农机业发展的势头较为良好，通过学习国外的先进经验和技术, 加大技术改造和升级换代力度, 也推进了国产农业机械化产品质量的提高。在提高劳动生产率、减轻繁重体力劳动方面，农业机械化也体现出重要的作用，但也暴露出很多问题。其中最突出的问题我国的农机装备水平还不能完全适应全部的市场需求。农业机械装备不合理，市场所急需的大功率拖拉机及配套农具数量较少，深加工机械、农田作业机械、大中型机械的匮乏，一定程度上制约了农机具的整体功能。农业机械化发展不平衡，农业经营规模化程度低，过于分散，制约了农机化作业水平的提高。区域上，南部高寒阴湿区和偏僻山区农机化发展水平低于北部地区。除此之外，生产成本和加工技术方面的原因，导致我国生产的农产品在价格和品质上和发达国家还存在很大的差距，缺乏国际竞争力。由于农机装备开发的难度本身就大，加之利润不高，导致很多大型企业对农机装备的研发失去兴趣，目前大部分农机装备制造企业仍是中小规模企业。如此一来就使得我国农机装备制造行业整体呈现出研发能力差，行业管理水平低，整体规模小，技术设备落后的状况。

针对这种状况，强化农机化科技创新，支持开发和引进符合市场需求的农机产品，培植大型农机装备制造企业迫在眉睫。创新是农业机械化水平提高的关键，要结合农业结构调整，加快农机新技术、机具的研究与开发；进一步深化农机化科技体制改革，充分发挥农机科研院校、大型农机企业的积极作用，优化农机科技资源配置；加强农机化新技术的推广应用。

二、我国农业机械化的发展方向

绿色化，智能化，自动化、信息化是我国农业发展的必然趋势。

随着“建设节约型社会”步伐的推进，迫切需要农机装备低耗能、零排放。加之世界资源日紧张，燃油价格不断攀升的情况，我国农机制造企业将重点发展节能、节水、节肥和降低农业成本、保护生态环境，增加产量的农机装备，以适应当下市场需要。

农机装备智能化和生产作业方式自动化是发展高效节本农业的有效途径。在国际竞争激烈的环境中，我们必须通过缩小与农业发达国家在农机装备上的差距，才能阻止国外先进的高智能化和高自动化的产品垄断我国市场，阻碍我国自主农机装备企业的发展。上世纪90年代以来，信息技术迅速发展，成为世界科技发展的前沿技术领域，其最显著的特点就是可以将科学技术成果迅速传播到各个社会经济门类。国外已有了一些比较成熟、方便我们使用的应用性成果，比如全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、连续数据采集传感器（CDS）、遥感（RS）、变速自理设备（VRT）和决策支持系统（DSS）等，我们可以充分利用这些先进技术或在此基础上进行再次开发已得到符合我国农业机械化发展的产品，为提高我国农业机械智能化和自动化水平而服务。从国际农业发展经验和国际科学技术的发展进程以及趋势来判断，我国农业绿色化，智能化，自动化、信息化的趋势将会日益显著。

在今后的一段时间内，发展农业机械化仍然是我们应该坚持的主题。在这样一个知识经济日新月异的时代，信息技术和网络技术带给我们诸多便利的情况下。我们要抓住机遇，加强农业机械化科技创新能力，加快农业机械化新机具的研发和开发，提高劳动生产力率，减轻繁重体力劳动，从而带来生产力的质的飞跃，努力打造真正意义上的农业大国。

参考文献：

[1]伦冠德.我国农业机械化现状及发展趋势[J]. 农机化研究.2006(6):17-19.

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伴随着科学技术的高速发展，我国农业科技水平也得到了突飞猛进的发展，进而带动了农业机械自动化和智能化的水平。农业机械信息化、自动化、智能化的发展，切实提升了我国农业发展的效率，降低了人们的工作强度，直接提升了生产效率，并且也提升了农产品的质量。我国从古至今都是一个农业生产大国，我国农业机械已经走上了智能化的初级道路。但是在农业机械无人化的发展方向，尤其是智能化农用机械的领域，我国和国外先进的设备存在显著的差异，需要不断的学习和借鉴先进的国外经验。近些年来我国农村人口开始不断地向城市进行迁徙，随着城镇化格局的不断发展，我国农业种植人口和土地资源会随之下降。所以，在短期内实现农业机械的智能化、无人化、信息化、信息化是我国农业机械的关键发展方向，也是未来全球农业发展的统一趋势。

1国外无人化农机设备与技术的发展概况

正是因为国际上的科学技术起步要远远早于国内，在农业发达地区，比如北美、澳洲和西欧地区，在农业生产中已经普及使用智能农业机械设备，并且个别发达国家已经在农用无人机械方面已经有着丰富的知识贮备和经验积累，所以当地的无人化农业发展水平远远领先于我国。美国一部分的大型农场早已经开始使用GPS进行导航定位的自动化农用机械，到2022年，美国95%的农场都普及这项自动驾驶收割技术。约翰迪尔、凯斯纽在2016年率先推出了无人驾驶农业机械产品的升级版，机械装有感应和监测装置，可以自动实现对障碍物的规避和控制，同时操作人员可以利用远程进行控制，并且实时监测和调整，真正意义上的可以做到24小时的无人机械作业。但是目前该产品还是商业实验阶段。

2国内无人化农机设备与技术的发展情况

我国于2016年由中国一拖集团有限公司率先对外公布东方红无人驾驶拖拉机，并实际展示了拖拉机在农业活动中的效果。当年的东方红无人驾驶机器装配有国三指标的发动机、电动控制系统、电子悬架系统等，为之后我国无人驾驶农业机械奠定了坚实的数据积累和支持，随着东方红无人机械的诞生，我国无人化机械进一步得到了发展，后续开展了以无人机械为代表的整地插秧等农业活动，引起了全国媒体的共同关注。我国由于劳动力不足，劳动成本增长过快，不得不大力发展农业机械无人化。我国一直都是农业大国，但是国内粮食生产总值比不能满足日益增长的粮食需求，我国还需要大量的进口还弥补粮食的短缺，虽然近些年来我国的农业机械自动化发展迅速，但是由于研究过于分散，并且规模不大，并不能高效地完成技术研发。我国大量的土地过于分散，很多地方无法使用大型机器，这些原因都促进了我国开始农业无人化机械的发展。

3农机发展的关键技术

就当前我国农业机械化的发展状况和先进的国家技术对比而言，我们确实存在着很大的技术差距，我国也已经预见了农业智能化机械的发展的前景，正在大力发展人工智能和互利网技术，以期帮助农业机械缩小差距，提升我国农业机械产品的综合能力，举全国之力用最短的时间缩短和世界先进技术的差距。就目前的形势而言，无人农用机械主要存在两个发现趋势，一种是大型的自动化农机，另一种就是小型的农机机器人，大型的机器主要针对于大型的拖拉机进行升级和研发，而小型的机器人就需要更多灵活便捷的机器设备来替代，把这些机器放在农业生产中，可以加速自动化农业的发展，农机智能化和无人化的基础原则就是对智能设备的研发。最近几年，我国下发了多部关于提高农业机械发展的政策，把发展农业机械智能化作为国家战略政策。农业机械产品的升级和完善将带动我国农业发展水平的迅速提升，目前最为重要的步骤就是早日突破农业机械无人化、智能化、信息化的整合。农业机械无人化需要使用大量的传感器还定位技术，依托于北斗导航的全方位覆盖，我国将更快的实现农业机械的精确定位，加入不断研究升级的AI控制技术，我国农业机械的自动驾驶有望早日突破。农业信息化的含义就是指利用传感器技术收集和汇总农业的数据，在使用加密通信数据把传感器中的所有环节进行连接，最后比合成监控网络，把传感器和农业环境进行连接，农业物联网就是基于此项技术。农业机械自动驾驶可以有效的提高农业的精准程度，保证作业质量，提高产物产量，而农业物联网技术可以精准操作，可以生成农业大数据进一步完成农产品的追踪等。按照当先的发展形势而言，农业机械无人化是我国大力发展的方向，可以有效的缩短和国外的技术差距，实现弯道超车。

4无人化农机的升级发展策略

伴随着现代农业机械智能化无人化技术突飞猛进，传统的农业制度无法适应当前的信息时代。农业机械的智能化和信息化，需要综合信息化、传感器、网络技术、自动化、智能化水平，加入未来兴起的AI技术，可以更加全面的帮助提高农业生产效率。

4.1加强农机领域的跨界人才培养

当前，农用机械无人驾驶还属于一类新兴技术，整个技术的发展仍然处于起步阶段，不论在企业的内部还是外部，都缺少专业完善的理论培训制度。教学资源的匮乏，导致培训体系不完整，尤其是人工智能的发展、互联网技术、现代工业和农业机械等专业领域的培训少之又少，而且现有培训的机构资料也属于过时，无法形成系统的教学模式。所以针对系统整合的问题所在，需要用科技进行创新，构建专业人才培养体系。首要任务就是普及人工智能的基础，其次对专业人才进行相应的技术提升，最后才是以市场为主导，对企业相关的员工进行专业化的技能训练，让更多新型行业得到专业的人才的带动。

4.2利用人工智能和物联网实现产品跨界发展

虽然我国农业机械产品技术方面还存在很多问题，但是AI技术和互联网技术的发展已经在世界范围内名列前茅。所以，发展农业机械的未来核心工作就是综合整理技术的跨界和应用，结合我国AI和互联网产业的优势地位，主导企业和科研机构共同合作，合作共赢，针对传统农业机械做出技术突破。与此同时，整合和汇总传统农业机械企业和互联网企业的产业链条，降低成本，整合优化资源渠道，加速现代化技术服务社会的时间，加速无人化、智能化、信息化现代农业和的发展。当前，我国有很多互联网企业已经加入到现代化无人机械的研究中，但是仍然需要更多的企业积极参与研发，尽快突破技术瓶颈，加速成果落地，进而带动整个行业的飞速发展，保证我国无人化农用机械的高速发展。

5结束语

本文着重分析当前我国农业机械的实际情况，并且得出一系列的发展策略，指出农业机械的无人化和信息化是农业机械发展的必经之路，也是重要组成部分，要想我国农机产品更加的完善，就必须对人工智能和网络科技进行有机结合，持续完善的对我国农业机械产品进行优化和升级，不断在产品创新发面做出突破，进一步缩小和外国先进设备的差距，最后全面发力，齐头并进。

参考文献

[1]邓文刚,陈慧敏,高刚毅.农业机械自动化在现代农业中的应用与发展趋势[J].南方农机,2020(3):239.

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2013年德国政府提出了“工业4.0”的概念，它定义了信息技术在工业化进程中的重要作用，引起了国际社会的极大关注。2年后，“农业4.0”概念于2015年提出，“农业4.0”可以概述为由物联网、移动互联网和云计算支持的现代农业形式。在1.0传统农业，2.0机械化农业，3.0信息农业之后，“农业4.0”模式将现代农业提升到了一个新的发展阶段[1]。精密农业是大数据与农业种植整合的农业应用与实践体系，代表了“农业4.0”模式下农业重要的发展方向。相关信息显示，全球精密农业市场将从2014年至2020年以12.4%的年复合增长率增长，达到45.5亿美元。中国作为一个传统农业大国，如何应对人口、经济及环境的多重压力，实现有限资源条件下农业的可持续发展，建立精密农业的发展模式不失为科学的发展方向。

1精密农业的概念

精密农业是一个农业应用和实践系统，包括数据获取、数据解码、数据优化和田间活动等环节[2]（图1）。使用数据科学根据每个单位的农田的具体情况精确调节和优化农业投资和管理措施，从而最大限度地提高产量和经济效益，同时减少资源利用，保护农业生态。其中，数据信息的获取工作包括作物相关信息，包括作物外部信息与内部信息；数据解码则是通过一系列软件应用技术来分析信息，并将该信息通过网站或应用程序呈现给农业从业者，包括种植者和农业技术服务人员；田间工作主要用于指导现场工作，以实现精确种植、精确灌溉、精确喷洒，以最大限度地提高产量和经济效益。

2国外精密农业的发展概况

近年来，国外众多农业机构及跨国公司均已开始布局精密农业，从而能够应对未来农业发展的挑战。Monsanto（孟山都）在数据科学和精密农业方面投入了大量资金，在2012年花费2.5亿美元收购PrecisionPlanting，2014年收购Solum的土壤分析业务部门，2015年整合气候合作平台并且将其作为未来的主要发展方向。如今，精密农业企业已经成为投资者眼中蓝筹股。Monsanto的精密种植业务部门最近与AGCO就精确种植相关数据进行了合作，住友化学子公司瓦特美国与Iteris就农业数据分析达成协议；DuPont（杜邦）与JohnDeere签署了数据共享协议，并与AGCO和Raven签署了无线数据传输解决方案合作协议。跨国公司和专业农业机构对精密农业的热情也吸引了大量风险投资和具有巨大市场潜力的多元化投资者的进入。据美国风险投资公司统计，2015年农业和食品行业的风险投资大幅增长达到4.86亿美元，增长54%。以Google风投为例，Google风险投资公司与其他投资者联手，于2016年5月份在农民商业网络中投资1500万美元，通过建立农场信息数据库，为管理者提供种子使用、施肥量、种植方法、环境因素等农场信息；Google风投与以色列GreenSoil投资公司合作，对智能灌溉公司CropX进行投资；Google风险投资公司与AndreessenHorowitz等7家公司合作，在农业软件Granular上注资1870万美元；此外，Google风投正致力于开展气候分析和作物生产数据开拓的投资评估。不难发现，以Google风投为首的资本已经确立精密农业为农业发展的重要发展方向，并致力于打造以土壤物联网为基础的精密种植、智能灌溉与精准生产为一体的农业管理体系。

3我国精密农业的发展概况

在全球范围内，精密农业的发展仍不平衡。美国作为精密农业覆盖的市场主体，经长期探索和积累发展，精密农业已经发展出成熟的行业标准和商业模式。以Monsanto为例，其下属的ClimateBasic平台在美国已经覆盖了3000万hm2的作物面积，意味着美国45%的玉米和大豆使用了该平台；同时，Monsanto将1hm237美元的固定价格改为1hm27美元来鼓励农民使用ClimatePro，该系统到目前为止覆盖了美国200万hm2的耕地。而在南美洲，亚太和欧洲，特别是在巴西、阿根廷、东欧和中国，精密农业仍处于早期阶段，但政府及民间资本对精密农业的关注度日趋提高。我国自20世纪90年代开始研究精密农业，并在北京、上海、新疆和黑龙江等地开展了大规模应用试点。2005年我国开始进行测土配方施肥试验。据我国农业部统计，配制施肥后，作物产量平均增长4%～7%，节省30%的应用成本。2014年底，我国农业部提出了到2020年主要农作物、化肥和农药使用量为零增长的计划，期望以精确施肥作为带动精密农业发展的突破口。随着我国土地转让政策的稳步推进，国家土地流转呈现加快趋势，2014年底我国实现土地流转总量2670万hm2，同比增长18.3%，转移土地占农民承包耕地的30.4%。根据发达国家农业发展进程，精密农业的发展需求将会随农业市场扩张和农业产业集约化的过程逐渐增加，日益增长的中国农业市场需求也催生了传统农业新理念产生的相关驱动因素。2015年，我国农业部启动了稻米、小麦、玉米、大豆、棉花、蔬菜等8个品种全产业链农业信息分析预警试点，并筹建了全产业链分析预警团队，建立了比较完整的农业信息平台及农业部市场预警专家委员会，从而能够科学地对农产品市场进行分析和评价。我国农业部还了16种农业物联网应用模式，期望利用物联网实施“互联网+”现代农业模式，从而实现资源节约与高效利用相结合、环保节能与生产效率提高相融合、生产环节与营销环节智能化的先进农业生产模式。

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随着经济的发展，出现了农村村民大规模进城打工而弃耕农田的现象。因此，要摆脱传统观念的束缚，清楚认识农业生产不再是过去的传统生产模式，利用现代化农业机械设备已成为一种潮流。

1农业机械发展现状

1.1我国农业机械设备使用现状

随着家庭联产经营制度的提出，调动了农民的劳动动力。因此，农业机械吸引着广大农民的眼球，因为现代化农业机械有着高效、便利等特点。例如，南方的水稻种植，其地理位置优越，地势比较平缓，因此可以采用现代化机械操作，大大节省人力、财力；而在北方，比如陕北地区，其地势多为丘陵和山坡，无法大规模实施农业机械操作，这样就降低了农业生产效率。

1.2我国农业机械设备质量现状

随着农业机械化时代的到来，各地的农业机械经销商也如雨后春笋般日益增多。但是，许多农业机械经销商没有生产经营许可证，安全保护措施不规范，没有规范的防护设备［1］。同时，经销商为了争夺市场，常常以次充好，制作工艺粗糙，质量无法保证，导致农业机械的质量差，在使用过程中没有安全性可言。

1.3农业机械设备服务系统不完善

按照国家的农业机械设备三包规定，出售正规的农业机械时必须有退货、维修等售后服务，而现在市场中出售的农业机械大多没有售后服务点。同时，大多农业机械设备说明书中的规格和使用注意事项、厂家地址等项目注释模糊，这样使农民的权益无法得到保障。所以，农业机械服务机构的不完善给农业机械使用带来了极大的困扰。

2农业机械发展前景

2.1智能电子传感技术的应用

现代化农业机械设备遍地开花，智能电子传感技术应用就是一个典例，飞机打农药则利用了传感技术，自行感应出农作物所处的位置，对其作出感应，精确其位置，根据种植面积，喷撒适量农药，促进庄稼正常生长［2］。这一系列便利的措施在过去是无法普及到的，所以农业生产中采用现代化的传感技术就显得尤为重要。

2.2农用机器人的普及

随着科技的高速发展，将会出现传感和机电一体化的农业机器人。智能化农用机器人采用现代计算机技术，比如采用计算机技术中的编程，对于农作物常见的疾病及发病特征做出一套完整的程序植入机器人内部，机器人可以根据观察和感应到的农作物状态，采取相应的防治措施［3］。虽然现阶段农用机器人研究还存在一定的问题，但是随着科技的不断发展，农用机器人必然会成为农业发展的中坚力量。

2.3先进的4C及仿真技术的应用

农业机械的使用不但体现在大型种植设备上，现在已经全面渗透在精密的仿真等领域。例如培育新植株是一个漫长的过程，而利用高端的仿真技术，可以模拟出植物所需要的生长环境，大大缩短培育时间，节约人力和财力。因此，现代化的仿真技术在农业生产中的应用也是不容忽视的。

3结语

该文通过对农业机械的发展现状及发展前景进行分析，发现现阶段我国的农业机械仍然存在着服务系统不完善等问题，需要对此进行改正。而农业机械的发展前景极为广阔，科技的迅速发展，智能化和自动化已成为农业机械未来发展的必然趋势。同时，只有在政府、农机生产部门、农民三方齐心协力下，农业机械才能够促进农业生产稳态发展，在农业生产中发挥其应有的作用。

参考文献

［1］金衡模，高焕文，王晓燕.农业机械自动化的现状与推进模式［J］.中国农业大学学报，2000（2）：44-49.

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1节水灌溉技术发展现状

我国是农业大国，发展农业是我国经济发展的基础，只有农业取得了较好的发展，人民的温饱才能得到解决。在农业发展过程中，灌溉是农业发展的基础保障，随着农业规模的扩大，农业对水的需求在不断增加。就目前来看，农业灌溉过程中水资源浪费比较严重，不利于我国经济的可持续发展。水作为一种重要的资源，在农业灌溉中发展节水灌溉有着重大意义。随着人们对节水灌溉技术研究的深入，我国农田水利建设中的节水灌溉技术也取得了突破性的进展，如渠道防渗技术、管道输水技术等，这些技术的出现有效地提高了我国农田水利建设中水资源的利用效率，推动了我国的社会经济发展。虽然我国节水灌溉技术取得了一定的成就，但是我国经济发展极不平衡，许多地方的灌溉大多比较传统，缺乏节水灌溉技术，水资源利用效率偏低，进而影响到农业的发展。

2农田水利建设中的节水灌溉技术

2.1渠道防渗技术

在农田水利工程建设中，渠道防渗作为一种重要的节水灌溉技术，不仅能节约灌溉用水，还能降低地下水位，防止土壤次生盐碱化，提高输水能力。在渠道防渗中，所采用的材料都能够充分发挥自己的性能，常用的材料是混凝土、砌砖、砌石、沥青等。在农田水利中，采用防渗措施后，渠道渗漏损失可以减少50%～90%。为了提高水资源的利用效率，在农田水利工程中，渠道应当选用U型砼渠，通过U型砼渠，不仅可以改善输水流量，同时还可以减少水断面，保证节水灌溉效率。

2.2管道输水技术

管道输水技术是利用管道代替明渠的一种节水技术，在当前农田水利灌溉中的应用较为普遍。该技术利用管道将水输送到田间，可以避免外力因素对灌溉的影响。而管道输水灌溉系统的水源可以由井、水库、池塘、湖泊和沟渠等提供，同时必须保证其水质过关，不能含有杂草和淤泥，在使用时要对水源进行沉淀。而输水配水管网系统作为管道输水的核心部分，是由多个管道及分水设施、保护装置组成的，其可以实现大面积的灌溉。而田间灌水系统属于地面灌水，利用这种节水灌溉技术可以有效地降低灌溉成本，提高水资源的利用效率，达到节水的目的。

2.3微灌

微灌作为一种常见的节水灌溉技术，其出现有效地推动了农田水利事业的发展。微灌是利用灌水器将农作物所需要的水分通过管道进行灌溉。在微灌系统中，将有压水输送并均匀地分配到天剑，通过灌水器以微小的流量来湿润作物根部土壤，进而为作物提供生长所需水分。微灌是按作物需水要求适时适量地灌水，仅湿润根区附近的土壤，因而显著减少了水的损失。微灌是管网供水，操作方便，劳动效率高，而且便于自动控制，因而可明显节省劳力。另外，微灌能适时适量地向作物根区供水供肥，为作物根系活动层土壤创造了很好的水、热、气、养分状况，因而可实现稳产，提高产品质量。

3农田水利建设中的节水灌溉技术发展趋势

3.1智能化

在农田水利建设中，实现农田水利灌溉的智能化已成为我国现代农田水利节水灌溉技术发展的必然趋势。利用计算机技术对农作物生长环境系数进行综合分析，选择适合作物生长的环境，进而实现真正的节水灌溉。

3.2网络化

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1.2农业机械向节约资源、保护环境的方向发展根据联合国粮食及农业组织提出的“持续满足目前和世世代代的需要，能较好保护现有资源和环境，技术上适应，经济上有活力，而且社会能够接受的农业”这一可持续农业的基本概念，世界各国越来越重视开发农业资源高效利用和农业可持续发展的农业机械。目前，节能低排放的拖拉机、保护土壤的保护性耕作机械、节种的精量播种机械、节水的灌溉机械、节药低残留的植保机械等已经成为农业机械发展的主流。

1.3农业机械采用先进的生产制造模式目前，发达国家农业机械的生产和制造已从传统的制造方式转向现代加工方法，大量运用数字化设计、数控加工、柔性生产线等技术，具有设计周期短、柔性大等特点。农业机械制造业已应用计算机集成制造和智能制造、精益生产、敏捷制造等先进制造模式。

2我国农业机械发展存在的问题

2.1农业机械品种结构不能适应农业发展的需要近年来，尽管我国已经生产制造出了大量的农业机械，但是随着我国农业生产的快速发展以及土地的流转和规模化种植，相对于整个农业生产来说，农业机械种类少，远远满足不了农业生产的需求，农业机械品种结构与农业生产与发展的需求之间的不适应性越来越突出。中小型低端产品产能过剩，供大于求，造成恶性竞争；而很多技术含量和生产效率高的大中型产品，不能生产或没有形成生产能力，且产品工作效率和资源利用水平差距很大，还不能满足农业生产需要，农产品深加工机械、牧草类机械等大型高效的作业机械仍然主要依靠国外进口。农业机械空缺项的品种增补、向产前产后延伸的领域拓展、单一功能向综合的功能完善、信息与自动化和智能化的水平提高已成为当务之急。

2.2原始创新匮乏长期以来，我国农业机械行业大多采用技术引进、跟踪模仿的发展模式，缺少对各类产品技术的应用机理、设计理论的研究，难以掌握核心技术。重大产品开发尚停留在试验设计阶段，与发达国家相比，新产品开发周期、新产品技术产业化转化时间都很长，产品可靠性考核仍以田间试验为主，产品的可靠性设计技术应用尚属空白，严重制约了产品技术成熟周期，在高端技术与产品上难以与国外产品展开有效竞争。

2.3农业机械生产企业缺少技术支撑由于受农民购买力的限制，农业机械价格始终在低位运行，农业机械生产企业资金积累比较困难，从而难以留住技术人才和开展技术创新。由于自主创新能力较弱，导致了农业机械生产企业技术缺乏，农业机械得不到更新，企业发展后劲不足，从而影响到农业机械生产企业的持续发展。

2.4农业机械驾驶操作人员技术水平低我国从事农业机械驾驶操作的主要是农民，许多农民没有经过正规的农业机械操作培训，从而无法驾驶操作高级一些的大型农业机械，甚至导致农业机械频繁发生各种安全事故。

3我国农业机械的发展趋势和发展重点

目前，我国的农业机械已有十六大类3200多个品种，就产品技术性能、工艺水平及制造质量而言，与国际先进水平尚有较大的差距；农业机械以小型农机为主，还远远满足不了我国农业现代化发展的需求。此外，一些农业机械的开发能力仍显薄弱。随着农业现代化进程的加快，农机与农艺相结合将更加紧密，这也是世界农业科技进步的基本规律。今后，我国农业机械化的发展将以良种、良法相配套为切入点，以节地、节水、节肥、节种、节药、节能和资源综合利用机械技术为重点，突出节本增效功能，大力推广机械深松、复式整地、精量播种、化肥深施、节水灌溉、秸秆粉碎还田与秸秆回收相结合等先进适用的农业机械。将围绕提高粮食单产、降低生产成本、促进农业节本增效和可持续发展，普及先进适用的农业机械。重点发展的农业机械有动力机械、大型收获机械、整地机械、播种机械、田间管理机械、畜牧机械和农副产品加工机械等。

3.1农业机械向智能化、自动化、精准化发展实现农业机械智能化、自动化是降低农业生产成本的需要，是提高农产品品质的必然要求。精准播种、精准平衡施肥、精准灌溉是精准农业的基本特征，而精准化的农业机械是载体。实现农业机械智能化、自动化、精确化是未来我国农业机械发展的必然趋势和方向，以微处理器、单片机、计算机与光电子为基础的农用智能仪器和传感器将武装农业机械。

3.2农业机械向绿色产品发展随着社会经济的不断发展，人们在各生产制造过程中过度消耗资源，并产生了严重的污染，对人类的生存与发展造成巨大的影响。目前，环境问题受到越来越多的关注，社会对于会产生有害物质的机械设备的限制也越来越严格。因此，生产污染小、功率大的新型“绿色”农机是农业发展的迫切需求。为了保护环境，促进农业经济的健康可持续发展，就必须在农业机械设计、制造、运输、使用等各个方面，以“环境负担最小、资源利用最高”为原则，把绿色制造技术引入农业机械生产行业。生产新型“绿色”农业机械必将成为新的经济增长点。

3.3农业机械向管理信息化、服务体系化方向发展精准农业是以“3S”技术为信息基础，这就要求未来农业机械管理实现信息化，先进的信息控制技术将应于农业生产。同时，完成精准农业的全过程需要从高新技术到计算机信息网，再到农业机械、传感器、田间作业等不同层次、不同目标和不同作用的服务组织体系，需要加强农机科研、生产、供销、推广、使用与管理等方面的综合协调，即实现农业机械服务体系化。

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中图分类号：S127文献标识号：A文章编号：1001-4942（2017）03-0143-05

AbstractOn the basis of analyzing the research and applications of precision agriculture at home and abroad， the common restriction factors in the technological development of precision agriculture in China and the main problems in scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong Province were found out. The key direction of scientific and technological innovation of precision agriculture in Shandong was cleared， and the related countermeasures and suggestions were put forward.

KeywordsPrecision agriculture； Scientific and technological innovation； Restriction factors； Countermeasures； Shandong

山东是农业大省，粮食产量全国第三，蔬菜、水果、畜产品和水产品产量全国第一，但存在大而不强、多而不优、快而不稳的问题。通过精准农业科技示范工程，在山东优势农业领域打造一批精准农业绿色发展模式，实现种、肥、水、药等生产要素的高效利用，减少浪费、提高效益、保护环境，提升农业现代化水平，是山东省现代农业发展的内在需求。

本项目从山东农业实际出发，贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，围绕山东精准农业发展的重大需求，以资源环境约束问题为导向，以实现农业生产全过程精准化管理为目标，按照关键技术突破、服务一体化设计[1]，充分利用国家农村农业信息化示范省建设成果，广泛吸纳国内外先进成熟经验，以切实服务山东区域农村经济和社会发展为重点，发挥专家咨询和政府引领作用，有效聚集创新要素和资源，研究提出精准农业科技创新的对策，促进山东农业的转型升级和现代农业的发展。

1精准农业的内涵与发展概况

1.1精准农业的涵义

精准农业作为传统“精耕细作”农业的现代延伸，是科学合理利用农业资源、提高农作物产量和品质、降低生产成本、解决改善生态环境及促进经济和环境协调发展的典范[2]。

精准农业是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统[3]。实施精准农业就是要确保我国农产品总量、调整农业产业结构、改善农产品品质、解决资源缺乏且利用率低及环境污染等问题的有效方式[4]。

1.2国外精准农业研究与应用概况

20世纪90年代精准农业首先在美国、加拿大进行产业化实施，目前部分精准农业技术和装备已经成熟，但还没有形成系统，仍然处在研究发展阶段[5]。

美国最早将3S技术应用于精准作业、农情监测等方面。据统计，美国有近16万个年收入25万美元以上的大规模农场，其中60%～70%采用精准农业技术，提高产量、降低成本[6]。在GPS产业化方面，几家大规模农机制造商成功推出绑定GPS系统的精准农机，并提供精准作业服务。

加拿大多年碇铝τ谝劳GPS系统开展精准耕作，提倡民间资本进入导航产业，鼓励企业将GPS技术用于精准农业领域，参与导航基础设施建设，并由政府购买企业的导航定位、数据挖掘等增值服务。

法国不断探索将卫星应用技术推广到农业生产中，开展精准农业，提高农业生产效率。在精准作业方面，通过引进基于GPS的大型农机、自动导航驾驶仪等设备，农业机械精准作业水平得到了显著提升，逐步实现了变量施肥、变量施药、变量灌溉等精准作业。

韩国注重农业卫星应用技术的实效性和产业的延续性，现已形成完善的农业卫星应用体系，利用农情监测、精准作业等手段实现农业增产、稳产，并通过商业化运营开展数据增值业务，政府和民间资本共同注资建立精准农业应用公司，向大规模农户提供精准作业服务。在精准作业方面，基于GPS发展导航产业，实现农田精细耕作。

1.3国内精准农业研究与应用现状

我国精准农业研究始于20世纪90年代[7]。1999年，黑龙江农垦总局从美国凯斯公司购买了20台2366轴流谷物收获机，并在其中1台上安装了精准农业系统，标志着精准农业在我国实施的开始。此后，北京、陕西、黑龙江、新疆、内蒙古等地相继建起了一批具有一定规模的试验区[8]，如北京小汤山精准农业开发园区。目前，国家“863计划”已在全国20个省市开展了“智能化农业信息技术应用示范工程”。但从总体上看，我国的精准农业仍处于试验示范和孕育发展阶段[9]，目前还存在技术支持不足、信息收集系统不全、专家系统未完善等问题，特别是高精度农业机械精密控制系统产品长期依赖国外产品，成本投入过高，严重影响了我国精准农业的发展。

1.4山东省精准农业技术研究与应用情况

《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》后，山东把农业精准作业与信息化作为农业领域科技发展的优先主题[10]，列入省科技支撑计划、星火计划、农转资金、国际科技合作专项及科研院所技术开发研究专项等计划的支持，以建设智慧农业为目标，依托数字农业技术、精准作业技术、物联网技术、农村信息服务技术等，研发了一批核心关键技术产品，有利地推动了农业生产的智能化、管理数据化、服务在线化，在引领和支撑山东现代农业发展上发挥了重大作用；利用多种方式构建“官产学研用”相结合的协作机制，通过政策引导、产业化推动、人才培养、研究创新以及示范带动[11]，有力地推动了山东精准农业的发展。

近年来，山东省结合国家示范省建设，围绕特色优势农业产业发展需求，重点面向设施蔬菜、设施畜禽、设施水产等领域开展农业物联网、精准农业等规模化示范应用，重点在1 000多个设施蔬菜大棚、300万平方米水产养殖场和200多个规模化设施猪、牛、鸡养殖场推广应用物联网和精准农业生产技术，实现了生产现场的信息采集、无线传输、智能处理、智能控制，生产效率有了明显提升，示范和辐射带动作用明显。

2精准农业发展及其科技创新存在的主要问题2.1制约我国精准农业发展的共性因素

2.1.1成本因素精准农业机构实施的做法在农场产生额外的费用被认为是过度消费，尤其是在以家庭为单位的生产模式和在产品价格比较低时。

2.1.2农艺障碍因素早期的精准农业应用某些谨慎和有效率的方法如产量映射扩展法、选站点的具体做法，包括作物营养和精确农业信息系统等，在大多数情况下精准农业的快速发展受益于改良土壤和投入管理，使得作物产量、品质和销售业务显著提升。但精准农业目前仍处于农艺学婴儿期[6]，存在重大障碍。

2.1.3技术障碍国外对于先进农业技术设备的垄断，国内农业科技的落后，研发能力的不足，致使我国精准农业技术装备大量依靠进口，专用肥料和作物品种的开发也严重依赖进口。

2.1.4传统因素国外精准农业技术是针对大平原地区、大块农田来实施，而我国复杂的地形条件，各式各样的农田类型，农机化技术水平、土地利用率、规模化集约化程度、综合生产力等都与发达国家相比存在相当大的差距，且大都是以农户为单位的小块耕作，大型智能农业机械在有些地区根本就无法实施。

2.1.5基础设施因素我国农业基础相当薄弱，发展相对滞后，还达不到精准农业的相关要求。据调查，由于农田水利灌溉设施老化，现有耕地有效灌溉面积不足45%，中低产田比例高达78%[12]。此外，农村青壮年劳动力中，文化程度在初中及以下的占90%，而大专及以上的仅占0.6%。

2.2制约山东省精准农业发展的主要因素

一是耕地类型差异、地形条件及不同地貌区域经济发展水平差异较大，耕地高度细碎化，农业机械化和集约化水平不高。二是农业基础设施建设滞后，经济效益显现时间漫长，农民素质整体水平不高。三是信息技术和装备对农业支撑不够，设施装备简陋，特别是计算机管理不能完全配套，难以达到精准操作，专用品种及肥料的研发滞后[13]。四是经营管理水平较低，行业质量标准难以统一，产品市场定位不明确针对性不强，缺乏专门的营销配送网络，经济效益不高。五是精准农业关键技术仍依靠国外引进，成本较高且针对性不强。山东精准化养殖走在全国前列，但大田的精准化作业与东北相差很大，智能化农机装备少。

2.3山东省精准农业科技创新存在的主要问题

2.3.1创新效率与产出效益不高山东在人均课题数量、获奖成果、技术性收入等方面与先进省市相比差距较大，在国内外有重大影响的科研成果相对较少，农业科技投入增幅有限，农业科研成果产出效率较低。

2.3.2科研队伍整体实力不强有重大学术影响的专家和创新团队少，部分领域缺乏高水平学科带头人，高层次后备人才储备不足。

2.3.3相关学科发展不平衡农业科研院所、高等院校之间发展不平衡，内部存在着学科研究方向不明、布局重复、传统优势学科弱化、新兴学科发展缓慢、综合学科不强等问题。高水平研究人才主要集中在几个优势学科，分布不均衡，科技推广力量相对薄弱。

2.3.4农业科研成果转化机制不完善农业科研与产业有效对接的机制以及农业科技成果快速转化的渠道还未建立；知识产权的利用、保护和管理水平还比较低，对外农业科技合作的领域层次和机制模式等需要继续拓展和完善，科技产业开发能力需要提升。r业科技对产业发展支撑不足，对农民增收的显示度不高。

3支持山东省精准农业科技创新的对策建议

结合国内外精准农业的发展趋势及具体省情，山东省精准农业科技创新应关注以下主要方向：一是粮食作物精准种植，以各级农业科技园区为主体，结合渤海粮仓工程深度实施，重点研发精准播种、收割技术以及节水、节肥精准农业技术体系。二是自主研发与引进相结合，储备和发展精准农业信息技术、智能设备及种肥等配套物资；因地制宜地引进以以色列、荷兰为代表的小型工厂化精准农业和投资少、对设施要求不高的新西兰数字农业模式，推进集成创新和引进消化吸收再创新。三是开展农田信息和农情监测服务，通过地理网络信息系统和基于传感器的精确田间管理系统提供农田基本信息；利用卫星遥感监测数据进行产量预报，通过基于多源遥感数据的协同反演与监测提供基于农田尺度的关键农情参数，满足农业生产管理的远程调度和即时调整需求。

随着山东农村经济实力的不断增强，农村土地的三权分立使土地流转加速，农业经营规模不断扩大，生产组织形式逐步由单家独户向农业合作社统一经营，精准农业技术在全省大范围应用的时机已经基本成熟。本研究从以下几方面提出支持山东省精准农业创新的对策建议，全面推进精准农业技术的应用和快速发展。

3.1把握精准农业科技创新重点

适应山东现代农业发展需求，坚持“三化两型”，提升精准农业关键核心技术的原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，加快研发性能稳定、操作简单、价格低廉、维护方便的适用“傻瓜”型智能装备，逐步实现精准农业技术重点领域的自主、安全、可控。

工程化：建设精准农业技术学科群，进行工程化技术创新，科学布局一批工程化实验室，培育成果孵化平台，构建“基础研究-工程化-产业化”科技创新链条。

智能化：研发适合省情的传感器、采集器、控制器，推动传统设施装备的智能化改造，提高设施和装备的智能化水平。重点进行光、温、水、土、肥、饲料投喂、灾害防治等精准管理技术研究[14]。

机械化：以农业机械化为突破，研究适合复杂地形的大中小型智能机械，建立农业机械信息收集体系[15]，提升农业生产精准化、智能化水平。

绿色型：围绕高效绿色种养、循环农业、资源综合利用以及资源数据的采集、分析与管理等，开展相关工程化技术创新研发。

安全型：促进农机精准作业、遥感监测、病虫害远程诊断、温室环境自动监测与控制、水肥药智能管理、精准饲喂、水体监控、饵料自动投喂等快速集成应用，构建健康栽培、生态养殖模式和标准化体系以及质量安全可追溯体系。

3.2以农业产业发展需求为导向，开展精准农业关键领域创新

精准农业的发展要由市场定位， 并随着市场的变化在更高层次上实现精准农业科技创新[16]。以市场为主导，面向产业需求，促进精准农业关键适用技术研发和成果转化。一是建立以产业需求为导向的科研立项制度和机制，强化激励机制，鼓励科技人员通过技术入股、技术承包等形式，创办涉农科技型企业、家庭农场、农民专业合作组织等生产经营主体。二是加强关键技术节点的衔接研究，精准对接产销，推进产业链与创新链的整合。三是对接产业技术支撑体系。以创新团队、重点实验室、试验台站为主构建产业技术支撑体系，实行产业配套、技术集成、市场运作相结合，建设农业产业链技术支撑。四是发展科技金融。完善金融资金支持精准农业科技创新的政策措施，探索社会资金投入创新的机制[17]。五是围绕农业转型升级，运用跨界融合、共建共享的互联网思维，促进现代信息技术在精准农业各环节、各行业的应用。

3.3加强政策引导，完善创新管理

充分发挥政府的引导作用，强化精准农业科技创新与服务，促进科技成果转化[18]；持续投入、技术进步、人才储备是精准农业科技创新的不竭动力。要加强协同创新，推进产学研、农科教紧密结合，探索科研与创新并重、创新创业一体化的科技创新管理机制，引导科技人员围绕精准农业创新体系建设开展科学研究、技术创新和市场应用。以科企联合研发为抓手，企业和团队相互融合，搭建科技创业孵化服务和技术交易等平台，加快培育领军人才、专业人才和创新团队，提高科研效率和效果。

3.4研究构建精准农业全程社会化服务体系

工业化、城市化的发展，造成了农村大量劳动力的转移，精准农业是未来农业发展的趋势。围绕“种、管、收、运、储、加”全产业链，探索建立全省精准农业社会化服务体系，通过科研院所、农业企业、专业合作组织与政府管理的紧密结合，实现科技、推广、培训服务一体化，推动全省精准农业科技服务社会化。

3.5构建精准农业科技创新体系

为满足农业现代化发展的要求，研究适度规模的、高度机械化、装备智能化的精准农业技术模式，有针对性地开展精准农业科技创新，构建农机农艺相结合的精准农业标准化技术支撑体系，集成创新支撑精准农业发展的信息化、生态化、标准化关键技术，研发一批适合不同区域、不同对象的精准高效的农业生产智能化装备，培育精准农业产业集群，形成一批适合山东主要粮食作物、设施蔬菜、果树、畜禽、海洋水产等产业特点的精准农业发展模式。具体来说，一是进行农业信息精准处理与决策关键技术研究；二是精矢种控制技术研究；三是水肥药精准施用技术研究；四是高效采收控制技术研究。

3.6实施山东省精准农业科技示范工程

以切实服务山东区域农村经济和社会发展为重点，有效聚集创新要素和资源，建立健全覆盖全省的精准农业协作攻关体系，构建运行高效的协同创新模式。以实现农业节本增效和农田生态环境改善为目标，探索适合山东特点的精准农业发展模式和创新机制。选择农业产业化龙头企业、农民合作社、家庭农场、互联网企业等市场主体，加快主要粮食作物、设施蔬菜、果树等精准农业技术的推广应用，通过信息化、智能控制等技术，实现农业产前、产中、产后全产业链上的精准化、生态化、标准化，促进农业产业结构调整和转型升级。

参考文献：

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改革开放以后，虽然我国的制造业一直是国家重点发展的行业，但由干起步较晚，基础设施落后，与工业发达国家相比还有不小的差距。其主要表现有：

1.设计方案及制造工业落后。西方发达国家完整经历了蒸汽时代和电气时代的改革，传统制造工艺手法成熟，制造业的高速发展时期也高于我国。相比工业强国的制造业技术，我国的制造业工艺粗糙，现在化水平较低，尖端技术仍在开发中。比如工业发达国家已经开始普及纳米技术、微激光加工技术、复合型加工技术等，而我国大部分的制造业仍是农间作坊的模式，虽有一定的机械工艺雏形，但仍缺乏高新技术。

2.制造行业的落后。工业强国经过原始资本的积累和发展已经制定出一套科学的行业制度，在体制内的所有制造业企业都具备相应的准则，而且企业的管理广泛采用计算机管理，生产系统运行精确高校，生产模式更新换代的周期短。二我国的制造业企业大都还处在摸索阶段，只有少数的企业运用了计算机管理模式，而大部分小型企业仍然处于人工管理阶段。

3.自动化生产程度低。发达国家已经普及了计算机集成管理系统、自动化数控机床、柔性制造系统等全自动机械，实现了生产自动化、集成化以及智能化。而我国仅有极少的大型企业采用柔性制造系统，大部分民间的制造企业处在刚性自动化阶段，非常依赖人工管理。

4.企业管理方面。信息时代的到来使得发达国家将计算机运用制造业管理中。国外的企业更加重视企业的生产模式和组织管理，提出了精益生产、准时生产、高效生产都全新的管理思想。而我国进入信息时代较晚。计算机管理模式运用并不广泛。

二、 农业机械绿色制造的特点

我国对于农业发展投资力度不断加大，促进了农业发展的进程，也同时为农业机械提供了强大的发展空间。农业机械绿色制造在传统机械生产的基础上融入了现代先进微电子、仪器等信息控制技术，综合我国农业发展的特点以及基本环境，创造出的更适合可持续发展的农业应用机械设备，对农业绿色经济发展做出贡献。现代农业机械绿色制造涉及到电子信息技术、机械制造技术、农业以及气象环境等多方面领域，整个生产制造是多领域共同参与的系统工程。除了具备一般机械生产的共性特征与需求条件，农业机械绿色制造业具有其自身的特点。

1.现代农业机械绿色制造具有自动化程度高，作业速度快的优势

农业机械绿色制造的不断发展，为我国农业复式作业机具与专业化生产机械的协调发展奠定了良好的基础，不仅促进了机械制造技术的快速进步，提高自动化水平，也同时促进了我国农业生产的效率、质量等方面的提升。提高自动化程度，改善了农业生产过程中机械使用的安全性与舒适性，为推广使用新技术、进一步降低作业成本创造了条件，顺应了现代农业发展趋势。

2.农业机械绿色制造具有减少环境污染，提高生产效率的优势

随着世界经济的不断发展，人们在生产制作的过程中消耗掉大量的自然能源，并造成一定的能源再利用不足等现象，在很大程度上阻碍了可持续经济的发展；同时，由于人们关注度的不足，大量的开发生产作业产生的废气物质对周边环境造成巨大的影响，污染世界环境。利用先进的农业机械绿色制造应用于农业生产中，可以进一步收集和积累农业发展信息，对于肥料、农药、以及能源的使用上利用绿色环保的观念精确使用份量和时间，大大提高了农作物的单位面积产量，减少了环境污染，在农业绿色可持续经济观念的正确引导下，更好地满足人类对农产品的需求。

3.对于现阶段农业机械绿色制造的发展在一定程度上缓解了传统机械生产使用产生的原材料与能源的浪费

传统农业机械产品周期缺乏全局性与一致性，在使用年限后不能继续作业，废旧或者闲置设备的回收率也没有得到充分的重视，造成了每年均要消耗大量的资源和能源，同时废弃的农机产品给环境带来极大的压力。机械的绿色制造，很大程度上改善了以上难题，节约人力、物质、能源和财力的投入，从而在全生命周期意义上实现资源利用率高和环境污染小的绿色设计制造，以计算机模拟仿真等技术投入，在农业机械制造上产生明显的“绿色经济效应”，提高信息共享度。

三、 农业机械绿色制造的发展趋势

对于现代农业机械绿色制造来说其是从社会、经济、环境3个主要因素的系统结构出发，利用高科技的手段和方式，实现 3 者之间的协调发展，促进农业经济的健康可持续发展。由于农业机械绿色制造涉及科学、环境等多方领域的综合研究和发展，因此，目前还处于不断完善的情况中。在带动农业，甚至国家经济发展同时，还将在我国可持续发展经济的道路上具有非常好的前景，并在今后的发展过程中出现更加完美的发展趋势。

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农业生产的整个过程都不能缺少机械技术作为保障，通过运用新型的机械技术就可以从根本上降低操作强度，同时也符合了新时期的增收与增产目标。目前的状况下，有关部门以及相关人员都已经意识到了农业机械技术的价值所在，因此也在探求适合自身的机械农业新模式[1]。运用自动化的手段和措施来调控农业生产，此项举措有助于优化现阶段的农业生产实效，确保达到更高层次的农业效益。

一、新型农业机械技术的具体运用

(一)网络化与信息化的新型技术

与传统技术模式相比来看，建立于网络化前提下的新型机械技术体现为更显著的实效性，这是由于网络化的手段有助于提升综合性的农业效益，其中典型为农业生态学、土壤学及其他学科，此外还可能涉及到植物学等多样性的学科。在网络化手段的辅助下，针对农业生产构建了网络通信体系、全球定位体系以及地理信息网络，通过运用实时监控的措施来判断全过程的作物生长状态。每隔特定的时间段，实时性的监控网络还能帮助农户鉴别潜在的病虫害隐患，因地制宜实现水肥的优化配置[2]。在必要的时候，农户还能够运用集成的地理信息系统来完成精准化的全过程生产控制，提升了精准作业的水准。

(二)人工智能的技术

早在上世纪末，某些发达国家就创设了人工智能的新型农业技术，并且将其融入农业生产的全过程中。具体来讲，人工智能技术涉及到挖土活动、放牧活动、采摘活动以及渔业活动等，从而在农业生产的全过程中都运用了智能化，提升了整体上的智能化层次。截至目前，美国已经拥有了智能化的激光拖拉机，运用智能操控的方式来操控激光农业设备，从而实现了精确度更高的拖拉机定位，以便于随时调控行驶方向。除了上述的技术措施之外，人工智能还能用来判断土壤本身具备的化学成分以及土壤湿度等各项要素，在全面检测的前提下再去进行实时性的信息反馈，因地制宜给出可行的种植模式，优化利用现有的各类农业资源。

(三)自动化的操控技术

从目前的现状来看，自动控制技术正在融入农业生产的各个流程，运用自动控制的措施有助于突显更高层次的生产实效，对于整体上的劳动强度也进行了全方位的减轻[3]。因此可见，自动控制有助于提升农业效率。近些年来，日本等国家正在尝试运用上述技术来研发新型的联合收割机，对于新型的联合收割机进行了半喂入的改进。在自动显示信息的基础上，对于收割机在各个时间段的收割状态、转速以及其他各项指标都能进行全方位的结合处理，对此进行实时性的智能化与自动化控制。对于脱粒机如果能够予以自动化的改造，就能随时控制脱粒时的速度与负荷量，同时也避免了过高的运行负荷。因此可见，建立于自动控制前提下的新型机械技术拥有优良的推广前景，尤其适合运用于改造收割设备。

二、探析新技术的发展趋势

进入新时期后，信息化正在融入现阶段的农业生产，与之相应的农业机械也产生了全方位的转型。近些年以来，农业机械的新型技术表现为多样化的特征，其中典型为联合耕作技术、液压技术、钻机技术以及水井技术等。相比来看，建立于机械化前提下的新型农业技术具备更显著的实效性，对于粗放式的传统农业模式进行了全面摒弃，进而推进了可持续的新时期农业进步与发展。因此可见，现阶段的新型农业呈现精细化的整体趋势，上述现状有助于提升农业机械技术的综合水准。从技术演进的趋势来看，未来阶段的新型农业技术将会融入更多的自动化以及智能化要素，在这其中也涉及到信息化的新型技术模式。例如：自动化控制运用于新时期的机械化农业，有助于提升农业产能并且增添其中的技术含量。近些年以来，农业机械的很多高新技术都运用于日常的农业生产，针对农业生产的实效性进行了全方位的提升，优化了各个流程的农业生产。因此可以得知，农业机械新技术在根本上符合了自动化以及智能化的趋势。未来在具体实践中，有关部门还需要致力于强化宣传，确保更多农户都能接受并且认可新型的机械化农业，在此基础上致力于推广全新的机械化模式。针对多样化的新型机械技术都应当融入农业生产，进而获得更高层次的舒适度与安全性，简化原先繁琐的农业操作流程[4]。作为农户也应当提升自身的综合素养，不断接受现阶段的新型机械化方式，并且尝试将其运用于自身的日常生产，推进增收并且保障持续性的农业发展。

三、结语

经过综合分析可以得知，农业机械的新型技术措施有助于提升农业产能，确保农户拥有更高水准的经济收益。在现阶段的各个生产流程中引入智能化以及机械化的操作模式，有助于缩短整个流程消耗的时间，进而在最大限度内减轻了农户本身承受的负担。未来在实践中，有关部门还需要致力于推广全新的农业机械化新型技术。

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我国是一个水资源匮乏的国家，走节水农业发展之路是必然选择。所谓节水农业（Water-Saving Agriculture），是指在水资源有限的情况下，根据不同作物的需水规律，运用各种先进的技术和措施，节约并高效率利用灌溉水的农业生产模式，其最终目的是实现农业生产经济效益、社会效益及生态效益的最大化。随着信息技术的超速发展和广泛应用，计算机技术在节水农业中的应用越来越深入，并成为了未来节水农业发展的方向和趋势。通过计算机模拟和控制，实现农业的节水型智能灌溉，科学、合理、高效地利用水资源，大力发展节水农业，达到农业水资源的可持续利用和管理之目的，实现人类社会和自然生态的和谐相处。

1.我国发展节水农业的背景及意义

虽然我国水资源总量丰富，但由于人口基数大，人均占有量严重贫乏，并且我国水资源的空间分布极不平衡，呈现“南多北少，东多西少，西北尤其缺”状况。据统计，中国淡水资源总量约为2.8×104亿立方米，占全球总量的6%，居所有国家的第4位，仅次于巴西、俄罗斯、加拿大，但人均淡水资源占有量仅2 250立方米，约为世界平均水平的25%，是全球人均淡水资源占有量最贫乏的十三个国家之一。随着人口的不断增加，预计到2030年我国的人均淡水资源量将降至1 760 立方米，接近国际公认的严重缺水警戒线（人均淡水资源量1 700立方米），形势不容乐观。

水是农业的命脉，我国农业生产用水总量为4.0×103亿立方米，占全国总用水量的70％左右，而灌溉用水量占到农业生产用水量的绝大部分（约为90％）。长期以来，受传统农业耕作模式和生产水平限制，我国农业灌溉用水存在浪费严重现象，利用率仅为45%，远低于农业发达国家的平均水平（70%～80%），特别是近年来我国农业生产中遭遇的严重干旱给我们敲响了警钟，例如在2010年年初，我国四川、广西、云南、贵州和重庆西南五省市地区遭遇严重干旱，部分旱区旱情持续时间长达5个月，耕地受旱面积达1.11亿亩，农作物绝收面积超过110万公顷，经济损失超过350亿元。因此，为了应对日趋严重的水资源短缺现状，必须改变现有的浪费严重的用水方式，大力发展抗旱节水新技术，走节水农业之路，使有限的水资源发挥出了最大的效益，这对于中国这样一个水资源短缺的农业大国尤为重要，是保证我国农业生产可持续发展的关键所在。

2.计算机在节水农业发展中的应用

2.1数据采集与分析

以计算机为工具，建立农田水资源利用的决策支持系统（Decision Support Systems，DSS），提高节水农业决策的科学化，它是实现处方农业、精确农业的核心。所谓DSS是指通过决策科学及相关学科的理论知识和数据、模型，以人机交互方式辅助决策者进行半结构化和非结构化决策的计算机应用系统，节水灌溉系统是一个典型的DSS能解决的问题，通过模拟作物的产量和需水过程的关系，预测农田土壤盐分及水分胁迫对产量的影响，制定农田科学的灌溉措施，实现适时适量的精确灌溉，降低灌溉用水量，提高水资源利用效率，达到节约和高效利用水资源之目的。农田灌溉DSS以支持模型运算必需的各种静态和动态数据的数据库和反映不同地区自然生态条件等作物栽培和用水管理经验知识以及具有知识推理机制的专家知识库作为基本信息支撑，通过总控程序构筑灌溉用水决策支持系统的运行环境，辅以友好的人机界面和人机对话过程，有效地实现了信息查询、用水管理和系统控制等主要操作功能。

2.2地下滴灌

地下滴灌技术(Subsurface Drip Irrigation，SDI)是指通过地埋毛管上的灌水器将农作物所需要的水、肥、药以均匀、缓慢、准确地渗入到作物根部的新型灌溉技术，尤其适合我国干旱的西北地区。地下滴灌具有显著的节水优势（采用地下滴灌方式水的利用率可达95% 以上），且有利于作物生长，提高农产品品质以及改善土壤环境等多方面优点。采用计算机灌溉系统，可以自动控制地下滴灌作业，主要是采用ADI压力补偿管理作业。该技术已被许多农业发达国家所应用，其主要设备ADI压力补偿滴灌管采用滴头双入口、宽流道、梯形迷宫式结构以降低水流压力，并与上部的弹性片配合调整流道的宽度，从而达到稳定出水口流量的目的，对提高节水效率非常明显。

2.3智能化灌溉管理

智能化灌溉管理是通过配备先进的监测系统、通信系统和数据处理系统，实现对气候的准确测量，自动确定是否需要进行灌溉，或由此确定何时进行灌溉等，自动发出信号，进行远距离遥控，实施灌溉作业。该系统完全依靠计算机自动操作和执行的，无需人为干涉，最大程度地实现自动化作业。通过监测设备得到的数据可以自动启动或关闭灌溉程序，如通过雨量计得到的数据，自动确定灌溉水量，通过土壤湿度计确定灌溉的深度。操作人员可以通过电话或计算机网络监视、查看、获得并控制正在发生的一切灌溉数据和动作，系统自动纪录所有发生过的事件的详细数据。操作人员和管理者根据过去发生的纪录数据，进行分析，做出相应的调整和决策，真正达到农业灌溉管理系统化和科学化。

2.4自动化灌溉控制

自动化的灌溉控制技术是指在无人干预的情况下，通过由计算机控制的中央灌溉管理系统，根据地块和作物的要求适时、适量进行自动灌溉的技术。这种自动化灌溉管理系统可通过反映作物需水的某些参量，预先编制好灌溉程序软件，灌溉机械自动地按照程序指令，按规定时间、不同地块要求，提供不同的灌溉水量。该系统加上遥控装置后，能够储存数据，通过个人计算机和通讯网络，实现远程灌溉控制和管理。■

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中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）12-0248-02

0 引言

鲁西南，即山东的西南部，广义上包括菏泽、济宁、枣庄，以菏泽市为主。地形东高西低，受自然环境影响，以平原农田旱地耕作为主，地区属暖温带季风型大陆性气候，光热充足，四季分明，但自然灾害频繁，加上农业基础设施建设滞后，规划化经营程度低，导致农业生产多数农民还凭经验施肥灌溉，缺乏科学指导，现代农业方面智能管理问题和困难，对农业可持续性发展带来严峻挑战，农业物联网在解决以上农业问题显得尤为重要。

1 农业物联网应用的背景及意义

我国农业正处于传统农业向现代农业转型时期，全面实践这一新技术体系的转变，网络信息化技术发挥独特而重要的作用。以欧美为代表的发达国家，在农业信息网络建设、农业信息技术开发、农业信息资源利用等方面，全方位推进农业网络信息化的步伐，利用“5S”技术（GPS、RS、GIS、ES、DSS）、环境监测系统、气象与病虫害监测预警系统等，对农作物进行精细化管理和调控，有力地促进农业整体水平的提高。目前我国正处在互联网快速发展的历史进程之中，我国高度重视互联网发展，21年前接入国际互联网以来，我们按照积极利用、科学发展、依法管理、确保安全的思路，加强信息基础设施建设，发展网络经济，推进信息惠民。随着工业互联网迅速崛起，物联网3.0时代悄然来临，这给未来农业物联网的发展标准化提供一个平台和发展空间。

物联网以感知为前提，实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。农业物联网是将大量的传感器节点构成监控网络，通过各种传感器采集信息，以帮助农民及时发现问题，并且准确地确定发生问题的位置，这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式，从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备。一场农业科技革命的浪潮正在席卷中国大地，越来越多的人放弃了传统耕作模式，开始用传感器与农作物进行“交流”，成为智慧农业时代的“新农人”。这就是“农业物联网”，一个几年前还略显陌生的事物，如今却给我国的农业生产方式带来了深刻变革。

2 鲁西南地区农业现状及存在的问题

2.1 鲁西南地区农业现状

山东是传统的农业大省，而鲁西南地区以菏泽为例，菏泽是山东省传统的农业大市，粗放式农业耕作模式还处于主导地位，耕作方式受地理环境及天气影响，农业机械化水平不高，装备技术水平落后，抗自然灾害能力低下，资源不能科学利用，农民信息化意识薄弱，制约着农业可持续发展。

以大豆为例：大豆是鲁西南地区主要夏季播种物之一，种植规模每年都在百万亩以上，因自然灾害，据调查，2013年8月到9月，服务区域降水偏少，气温又高，受自然灾害影响，土壤含水量不足，导致大豆亩产减幅15.5%[1]。而2014年9月13日开始降雨，到16日降水量有地区高达96.9毫米，土壤水分含量极高，农民对土壤水分含量掌握很难达到精确。如果能做到科学种田，控旺防倒，土壤水分实时采集，土壤化肥营养元素，温度等信息农民及时获取并有效控制，实现农业生产的自动化、智能化，将大幅度提高农作物产量。实现从传统农业向现代农业的顺利过渡，必须依赖信息化，以农业信息化发展带动农业产业发展。

2.2 鲁西南地区农业存在的问题

农业的精细化要求：喜温植物不能长期忍受5度以下的低温，10度以下停止生长，如黄瓜，西葫芦，茄果类，菜豆等；耐热蔬菜生长温度要求在20至30度，要求昼夜温差不低于10度。但农民对农作物的生长环境主要依靠感官经验，而不是精确、可靠的量化数据，成功的种植经验不容易被总结和复制；完全依赖人工控制种植过程，无法对过程进行监督和控制，尤其以科研机构和大型种植基地为例，温室的种植往往是聘请农民工，由于缺乏有效的信息化手段，使得难于对他们工作的质量进行控制。

3 农业物联网应用下转型智慧农业的对策方案

3.1 方案目的及依据

借助物联网技术和云计算技术，在远程支持与远程服务平台上，建立智慧农业远程托管中心，实现远程栽培指导、远程故障诊断、远程信息监测、远程设备维护等。

物联网技术在农业领域应用广泛：农业资源管理（农业土地资源、水资源、生产资料等）、农业生态环境管理（土壤、大气、水质、气象、灾害等）、生产过程管理（农业精耕细作、设备农业、健康养殖等）、农业装备与设施（工程检测、远程诊断、服务调度等）等方面。植物生长环境（土壤、水、大气）、生命信息（生长、发育、营养、病变、胁迫等），利用农用传感器“感知”信息，托普农业物联网技术，在农作物服务区内安装农业物联网监测设备，通过农业物联网技术实时监测生长环境信息，根据产生的智能监测信息对农作物进行精确管理，通过土壤湿度传感器对灌溉自动控制，完全实现自动化，以远程技术为服务手段，促进有机高效农业发展。

3.2 物联网技术下农作物信息管理系统控制平台建设方案

3.2.1 农作物信息管理系统架构

整个系统从下到上分感知层、网络层、应用层三次架构如图1所示。

感知层：传感器的选择，满足露天农田中土壤温湿度、土壤养分、光照、风向等数据的采集。

网络层：搭建无线传感器网络，做好节点的部署；移动互联的应用，满足大数据的传输。

应用层：动态实时监控，专家系统，手机APP的开发，食品溯源系统的建立。

3.2.2 系统实施方案

系统感知层的农用传感器等设备[2]，检测环境中的物理量参数，通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到远程对生产环境监控。达到增产、改善品质、适应需求、提高经济效益的目的。

建立无线网络传输层，通过PAN网络、LAN网络、WAN网络将感知层获得的农作物信息数据实时上传到控制监控平台，控制监控平台做出的控制反馈到感知层。

利用云计算、模糊识别等智能计算机技术，监控平台海量的数据和信息进行分析和处理，对农作物的生产过程进行实时监管和控制。构建农业物联网信息管理系统，在农作物生产过程中，对作物的生长环境等智能化监控，不仅节省了大量的人力资源，而且降低生产成本，提高产量，达到规范化和网络化管理。

4 农业物联网鲁西南农业信息化建设中的发展趋势