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山东省数字化果园发展现状与对策研究

来源:乐鱼体育app全站下载  作者:乐鱼体育app登录  2022-09-06 06:38:47

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  核心提示:当前,山东省果业发展已进入转型升级的关键阶段,发展现代果业成为推动乡村产业振兴的重要抓手,而数字化技术应用是现代果业的重要标志。明确了数字化果园的内涵,围绕山东省数字化果园发展现状及应用形式,深刻剖析了山东省数字化果园高质量发展的制约因素,提出了山东省推进数字化果园高质量发展的对策建议。

  近些年来,农业信息化对现代农业的支撑作用越来越强,特别是数字化技术应用,在加快建设现代农业、转变农业发展方式、提高农业综合生产能力、保障农产品质量安全和增加农民收入等方面的作用越来越突出。果品产业是山东省传统优势特色产业,附加值高、效益好,在全省农业农村经济发展中发挥着重要作用。当前,山东省果业发展已进入转型升级的关键阶段,发展现代果业成为推动乡村产业振兴的重要抓手,而数字化技术应用是现代果业的重要标志。明确了数字化果园的内涵,围绕山东省数字化果园发展现状及应用形式,深刻剖析了山东省数字化果园高质量发展的制约因素,提出了山东省推进数字化果园高质量发展的对策建议。

  数字化果园可理解为将信息作为果品生产要素,利用物联网等技术手段对生产全过程信息进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代果园,其主要目的是实现果品生产的数字化、网络化和自动化,发展的高级阶段就是智慧果园。果园数字化技术应用的目的是在提升果品产量和质量的前提下,降低生产成本,提高资源利用率,切实提升生产效益。

  2021年,山东省果园面积达61.06万hm2,产量1913.9万t,平均单产是全国的近2倍,面积和产量多年来位居全国前列。在省现代农业发展资金(高效特色农业发展平台)水果产业项目的示范带动下,全省已发展现代矮砧集约高效栽培模式果园超过4万hm2,重点推广了苹果现代矮砧集约栽培模式及物联网、水肥一体化、病虫害绿色防控等配套技术 ,其中物联网技术应用示范园占比8.3%以上,起到了很好的示范引领作用,可以说全省已经具备发展数字化果园的产业基础和优势。

  2013年,山东省农业厅联合山东省财政厅印发了《山东省农业物联网技术应用示范工程建设实施意见》,目前,已建成纵向涵盖全省各级农业部门和生产单位,横向包括种植、畜牧、农机、流通、加工和农产品质量安全等若干领域的基于数字化技术应用的农业物联网格局。果品生产领域建设了栖霞、蓬莱、荣成等10个数字化智能化管理示范县,数字化技术应用果园面积超3000hm2,通过数字化物联网技术,对果园环境条件、果树生长状况和病虫害发生情况等进行实时监测,利用专家管理系统及时采取相应的管理措施,实现了自动化、智能化控制。

  全省各地果园数字化应用情况不尽相同,整体情况为东部传统果品优势产区强于中西部,胶东果品主产区应用数字化技术果园数量较多,区域性数字化技术研发与应用服务相对成熟。据业务部门统计,烟台、威海两市苹果生产中采用生长环境、土壤理化等物理传感器设备的果园占比为5%~7%,水肥一体化技术应用果园占比20%左右;设施果园对农业环境监测系统、生产管理控制系统及视频监控系统的应用更加普遍。

  果园物联网监测对象主要是气象环境、土壤墒情和果树长势等。气象环境监测一方面能够实现果园光照、空气温湿度、降雨、风速等数据的实时监测,通过设置预警值,报警后即能对生产指标进行精准控制;另一方面,系统可对接卫星数据,开展未来24h或72h的气象预报,对倒春寒、冰雹、强降雨等极端天气进行预警,提醒生产经营者做好防灾减灾准备。土壤墒情方面,主要监测土壤pH值、溶氧量、水位、温湿度等数据,通过设置预警值,系统会自动发出预警信息,做到果园肥水的精准管控。果树长势监测,通过在园区的合适位置架设720高清摄像头,实时查看果树生长情况,并能对突发情况自动转向紧急录像。山东土地集团荫子公司在荣成市建设了50hm2高标准现代矮砧集约栽培果园,基地全部安装物联网监测系统,协同清华同方研发了智能巡检机器人系统,实现了对整个园区环境变化和果树长势的数字化监测和自动化管理,极大节约了用工成本,提高了资源利用率。

  病虫害监测诱杀系统可实现远程掌握果园虫情,无公害诱捕杀虫。设备可自动识别害虫种类并进行计数,自动进行无公害诱捕、诱杀。生产者通过高清摄像机观察虫情图像,及时制定防控措施。威海市翠虹果品股份有限公司拥有现代苹果种植基地260余hm2、各类种苗基地30余hm2,近几年大力推进“互联网+苹果”发展,引进先进智慧植保监测和带静电植保设备,年节省农药70%以上,生产效率提升60%以上。

  根据监测的土壤墒情数据,结合果树的水肥需求规律,制定科学精准的肥水管控方案。通过水肥一体化设施设备,按照既定配方,自动控制灌水时期、灌水量、肥液浓度等重要参数,自动完成对肥水的定量、定时控制(也可通过手机、台式电脑等远程人工控制),实现肥水精准管理,提高肥水利用率,改善土壤环境,提高果实品质。沂源县中以果业现代农业科技示范园拥有现代苹果种植基地60余hm2,全部采用智能化的水肥一体化管理系统,实现智能水肥控制、安全可预警、流向可追踪、信息可查询等数字化、信息化管理,实现了园区内人、物、信息的全面感知和互联互通,年节肥80%、节水45%、省工70%,优果率提升20%以上,每亩节本增效2500元以上。

  通过台式机或手机APP可远程手动控制多个大棚的设施设备,包括卷帘机、增温灯、喷滴灌、风机等。也可根据时间、气象、土壤等数据设定规则,系统自动进行灌溉、通风、开关天窗等操作。

  通过物联网技术应用,自动采集生产环节(施肥、灌溉、除草等农事操作记录,生产环境数据,全生长周期高清,实现生产环节可追溯)、加工环节(产品检测、加工、包装,全程追踪记录)、运输环节(对接车辆监控设备,采集物流数据,实现配送运输可追溯)、销售环节(一件一码防伪鉴真,并统计每件果品扫码人数、地域分布,实时监控销售市场)相关数据,为农产品建立“身份证”,实现全程可追溯,打造高端果品品牌,帮助企业实时掌控果品市场动态,及时调整市场销售方向和策略。在质量控制上,运用农产品质量追溯技术,将苹果生产、检测、加工、包装等数据接入信息化平台,消费者用手机轻轻一扫,便可了解企业信息、品牌信息及苹果整个过程的追踪记录。

  利用多旋翼无人机遥感平台及地面原位观测光谱传感器构建地空监测网络。无人机全自动智能控制,搭载高清数码及多光谱相机获取大范围果园环境状态、地形地势、果树养分状态、叶面积等信息,同时结合地面果树冠层光谱传感器实现空地搭配的监测体系;配合数据采集及服务器端数据管理软件,实现叶面积、覆盖度、叶绿素、推荐施肥等信息实时分析。

  现阶段,全省数字化果园的研究与应用逐步深入,政府和规模化经营主体已经认识到数字化技术应用对于提高果园精细管理、提升果品质量和营销管理水平的巨大效益,开始投入人力、物力和财力到数字化果园建设中,但与欧美等发达国家相比仍属新兴领域,依然面临着诸多问题。

  部分规模化经营主体虽已认识到数字化果园的发展机遇,但绝大多数种植规模较小的果农认识仍不到位、观念滞后,认为只有农药、化肥等农资的投入才能带来产量和效益,果树生产自动化、智能化的模式离自己还很遥远,物联网等设备的投入就是浪费,对智慧果园的发展普遍缺乏正确认识。

  果农科学文化素质参差不齐,整体水平不高,管理能力较低,高新技术接受能力较弱,对信息技术的了解应用较少,从而影响了数字化果园技术推广,高素质技术人才匮乏成为制约智慧果园发展的最大障碍。

  全省果园基础设施建设仍以传统水、路、沟渠等为主,基于利用集成应用计算机与网络、物联网技术、手机终端技术、3S(遥感技术、地理信息技术、全球定位系统)技术等载体及平台基础设施较少,在果园建设上缺少现代化的设施设备。

  果品生产影响因素较多,果园数据类型多样,数据来源涉及气象、土壤、病虫害、生长结果情况等多个领域,同时受采集设施设备的影响,海量数据获取难度大。当前,全省果园大数据采集量仍十分有限,采集成本较高,存量数据的共享水平较低,难以从宏观层面用于指导生产经营。

  果园应用数字化技术采集的数据包含数值、图文、视频等多个结构类别,没有建立一致的数据结构,统一性较差。采集数据的过程易受设施设备和自然环境变化的影响,同时受生产者经营模式、种植经验等主观性内容影响,导致采集数据的精准度不高。果园物联网技术仍处于应用推广阶段,采集数据的方式、方法有待规范,数据精准度有待提高。

  数字果业发展是一个系统工程,不仅要靠体制机制推动,还要制定科学规划,有序推进数字化果园建设进程。当前,山东省数字果业的发展应关键做到2个方面:一是大力发展全省果业信息网络建设,这是开展数字果业建设的基础,也是智慧农业发展的要求;二是加快开展数字果业方面的科学研究,为数字化果业发展提供科技支撑。对此,山东省要完善体制机制创新,强化数字果业建设领导组织,改变目前由一个或几个部门、几个科技人员单打独斗的局面,达到系统性促进果业数字化发展的目的,同时集中省内科研力量,大力引进国内外科研人才,采取专家项目责任制,集中力量突破现有难题。

  现代化果园是数字化技术应用的前提。山东省应在实施高效特色农业发展平台水果产业项目基础上,加大政策扶持力度,通过项目示范引领,大力推广现代矮砧集约高效栽培模式及配套关键技术,建设适应数字化管理的标准化果园,强化生产过程中农机农艺融合,引导果园数字化技术应用。适时组织生产主体参观运营成熟的数字化果园,借鉴成功经验,扩大数字化果园的吸引力、辐射力和影响力,让发展数字化果园成为行动自觉。

  数字农业时代已经到来,果品生产智慧化发展潮流势不可挡。山东省应把数字化果园建设作为打造乡村振兴齐鲁样板的亮点工程来推进。一是广泛开展技能培训,多渠道培育新型职业果农,加强农业科技人才推荐培养,实施高素质农民培育计划,大力培育新型职业果农,提升新型职业果农发展质量,为数字化果园发展提供源源不断的人才支撑,以满足智慧果园发展需求。二是通过电视、广播、微信公众号等多种方式在农业农村领域广泛宣传智慧果业,引导生产主体正确认识数字化生产技术和智慧果园发展趋势,通过示范推广、亲身体验等形式,让生产主体从思想上迅速适应时代发展潮流,适时做好由传统果园向数字化果园的升级改造,切实提升生产效益。

  果园数字化管理系统建设是现代化果园基础设施建设的重要内容。当前,人工智能、物联网、大数据等信息技术飞速发展,精准作业装备、先进传感技术等技术创新日趋完备,且广泛应用于果树生产领域,为数字化果园提供了坚实的技术支撑。生产中,山东省应完善基础设施建设,提升机械化水平,开展农机农艺融合技术应用,尽可能多地应用数字化技术,提高果品生产现代化水平。

  果园数字化技术推广应与果品生产领域的科学研究相结合,目的是提高生产效率,增加生产效益。山东省应在项目引导基础上,统一对接省内各产区、各园区数据,构建省市县高效特色农业大数据管理信息系统(平台),实现全省果园数据资源的融合、交换与应用,在指导精准生产、预警预测、辅助决策等领域切实发挥作用,提升数据利用效率,引导全省果业智慧化发展。

  声 明:本文摘编自《中国果树》2022年第7期“山东省数字化果园发展现状与对策研究”(高群,李明丽,武装,李国栋,王小非,高文胜)。

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