湖北省农机精准作业示范工程建设情况及发展对策

湖北省农业厅党组成员、省农机局局长 刘长华

湖北省农机精准作业示范工程建设情况及发展对策

湖北省农业厅党组成员、省农机局局长 刘长华

2016年4月，农业部、国家发改委、中央网信办等8部门联合印发《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》，提出实施包括农机精准作业示范在内的六大重点工程，以促进我国农机装备信息化产业链的发展，带动传统产业升级改造。省农机局按照省农业厅统一部署，承担了农机精准作业示范工程专题的调研工作。我们通过搜集整理国内外精准农业科技发展进展资料，考察分析新疆、黑龙江、北京等省市的示范案例，实地调研“北斗项目”在湖北省天门、老河口、沙洋等县市农机领域的试点情况，形成如下调研报告：

1 精准农业的内涵及特点

精准农业（Precision agriculture）又称精细农业、精确农业、精准农作，是由信息技术支持，实现3S（GPS、GIS和RS）等高新技术与现代农业技术的有机结合，根据空间变异，对农资、农作实施精确的定时、定位、定量控制，从而达到提高农作物产量和品质、降低生产成本、减少农业活动带来的污染和改善环境质量的目的，可以最大限度提高农业生产力，促进农业向优质、高产、低耗、环保和可持续方向发展。该技术起步于20世纪80年代的美国，是继LISA（低投入可持续农业）后，农业发展如何适应信息化社会发展所面临的一个新课题。

精准农业相对于传统农业的最大特点是以高新技术投入和科学管理换取对自然资源的最大节约和对农业产出的最大索取，主要体现在农业生产手段之精新，农业资源投入之精省，农业生产过程运作和管理之精准，农用土壤之精培，农业产出之优质、高效、低耗，是当今世界农业发展的新潮流。

精准农业的重要功能之一就是实现农机的精准作业，而农机精准作业也是为精准农业服务的。农机精准作业是通过集成3S技术和现代通信技术等，实现对农机的精准定位、农机的有效调度和农机的精准化作业，从而提高农机的科学化管理水平和生产力水平。农机精准作业管理系统主要包括农机监控系统、自动驾驶导航系统、卫星平地系统和农田管理系统。通过农机监控系统，能够实时掌握农机的准确定位信息、农机的作业状态等；自动驾驶导航系统能够实现智能操作、夜间作业，提高农机的利用率；卫星平地系统能够高效地进行土地平整。

2 农机精准作业技术发展概况

2.1 国外农机精准作业技术应用情况

目前，美国、加拿大、德国、丹麦等发达国家已广泛地将精准农业技术应用于农业全产业链，其核心技术就是利用卫星定位导航技术对农业装备实现智能操作、精准作业。美国60%的农场、90%的大型农机、50%以上的变量施肥和75%的土壤采样，都实现了基于GPS定位的农业装备的智能操作。

当前，国际先进农机制造企业不仅将眼光瞄准农机制造各环节，也正向农机作业和农机流通等领域全面发力。如美国的约翰迪尔公司（JohnDeere）、拓普康公司(Topcom)和天宝公司（Trimble）等，它们不仅是农机制造界的领航者，也是应用信息化的领军企业，其中约翰迪尔公司生产的拖拉机信息化技术装备最为全面，已达90%以上。2011年，美国爱科公司开发的芬特导航连接领导——跟随技术，实现了农机的多机联动和集群化操作。2016年，凯斯纽荷兰公司发布的基于自动转向和远程操控的概念版无人驾驶拖拉机，是目前已广泛应用于人工辅助驾驶拖拉机的升级版。

2.2 国内农机精准作业技术应用情况

我国精准农业装备与技术的研究起步于20世纪80年代，国家“863计划”对精准农业技术及装备的研发进行了立项。1999年，在国家发改委支持下，北京市农林科学院信息技术研究中心在北京小汤山建设了我国第一个精准农业技术研究试验示范基地。此后，黑龙江九三农管局所属的农场以及新疆兵团第五、六、八师所属农场等地都建设了精准农业实验室或示范区。

我国农机精准作业技术主要应用于卫星导航农机自动驾驶、农机深松远程监控和秸秆还田监管等3个方面，其中卫星导航农机自动驾驶系统在东北、新疆等地应用较多，黑龙江农垦90%的大型农机和新疆建设兵团3 400多套拖拉机都安装了卫星导航设备自动驾驶系统，实现了农机的智能操作、精准作业。

安徽、山东等地将卫星导航设备应用于远程监控农机深松整地作业，有效提高了农机深松整地面积的准确度，降低了农机深松整地作业补助项目的实施风险。据了解，该系统已在东北、华北、黄淮海等地的深松作业区，安装使用了2万多套卫星导航终端设备。

江苏宿迁市率先将卫星导航设备应用于机械化秸秆还田作业监测，实现了对作业面积、作业质量关键指标的全面可视化监控，系统田块识别率达100%、单块田面积测算误差在3.07%，目前已安装终端设备1 500多台（套）。

总体来看，我国农机精准作业技术仍处于试验示范和概念导入阶段，与美国等发达国家相比存在着较大差距，但我国农机精准作业技术发展很快，空间巨大，前景看好。目前，国内精准农业装备与技术研发走在前面的企业，有北京合众思壮、广州中海达、上海司南、南京天辰礼达等公司。山东福田雷沃、湖南中联重机、河南中国一拖等农机制造企业，也纷纷瞄准农机精准作业装备与技术领域前沿，欲抢占国际技术制高点。此外，湖北省三江集团与武汉导航研究院也将与中国一拖联手，自主研发完全国产化的农机自动驾驶系统及相关产品与装备。未来，相信有更多的农机精准作业装备与技术实现中国造。

2.3 湖北省农机精准作业示范工程建设情况

2012年以来，国家大力推广中国北斗卫星导航系统，该系统是中国具有自主知识产权，继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。湖北省在推进北斗导航系统民用化的过程中将北斗现代农业项目列为5个重点工程之一，是湖北省精准农业示范的“破土工程”，也是农机精准作业示范工程的主要建设内容和依靠对象。

目前，国内已建成的精准农业应用案例中，一般只关注精准作业本身的终端模式，而湖北省则采取了“终端+平台”的系统模式，侧重于做好“农业大数据”这篇文章。项目主要依托湖北省农机作业北斗智能化管理平台，该平台集成了北斗卫星导航定位、物联网传感、地理信息系统、无线通讯、信息融合与数据处理等多项高新技术，主要包括“基于北斗的农机信息化作业智能调度系统”和“基于北斗的农机自动驾驶精细耕种系统”两大系统；其终端就是面向用户的集桌面软件、手机APP和短信平台等“三位一体”的应用终端。

湖北省北斗现代农业项目以湖北省北斗地基增强系统为基础，采用导航网格码新技术，以北斗高精度定位为特色，搭建公共位置信息服务平台，使北斗高精度应用于更广泛的农业领域。项目建成后将通过大数据、云计算，形成农机作业数字化地图，打造精准农业的升级版，将是国内首个综合型农机精准作业示范样板。

2013年以来，湖北省北斗现代农业项目在沙洋、襄州、老河口和江陵等县市区进行了试点。襄州、老河口、天门、沙洋等地已安装563台（套）北斗深松监测设备和30多台（套）农机自动驾驶系统，其操作简便、精确度高和可靠性好等卓越表现，受到用户和观摩者的普遍认可。

3 推进农机精准作业示范工程面临的问题

3.1 地形地貌复杂，农机精准作业实施难

国外的精准农业技术是基于大块田地、大平原地区来实现的，而湖北省“七山一水两分田”，地形地貌复杂，整体上农业生产自然条件较差，且在农机化技术水平、土地利用率、集约化程度、综合生产力等方面都与发达国家存在较大差距，且在相当长时期内仍将是以农户为单位的小块耕作，联合收割机、大功率拖拉机等大型农业机械在很多地区很难施展，实施农机精准作业工程将在很大程度上受到地理自然等条件下的限制。

3.2 基础设施薄弱，互联网技术推广难

目前，湖北省农村互联网相关设施薄弱，农村地区家庭拥有电脑率较低，网络普及率不高，公共上网资源缺乏，信息来源和信息传输的“最后一公里”问题没有得到很好的解决，网络使用的增长条件和空间不足，很难满足农机精准作业的需要，阻碍了农机化技术通过互联网的推广应用。

3.3 农民素质不高，精准作业技术操作难

操作精准农业技术和设备要求具有丰富的专业知识，而湖北省农村高素质、懂技术的职业农民缺乏。尤其是丘陵山区的农民科技文化知识普遍偏低，生产经营管理水平不高，农村青壮年农民中，初中以下文化程度的占比近90%，而大专及以上文化程度占比不足1%。同时，基层农机管理人员知识结构单一，创新能力不强，对现代农机装备技术和互联网技术的掌握不够、实践操作能力缺乏，不能很好适应农机精准作业技术发展的需要。

3.4 政策支持不够，示范工程项目推进难

目前，国内尚无权威机构能为北斗导航监测系统和北斗农机辅助驾驶系统实施检测鉴定，出具推广鉴定报告、检验报告，颁发推广鉴定证书。因此，北斗导航相关的农机作业系统还没有纳入国家购机补贴范围。且农机精准作业示范工程建设是项大工程，涉及系统建设、信息采集、设备安装、人员培训等方方面面都需要大量资金投入，尤其是前期的仪器、设备、装置投入资金量很大。引进一台国外精准农业技术设备大都需要几十万，而国内相关设备尚未形成规模化生产，其系统稳定性也有待检验。在目前省级财政资金支持有限、农民购买力有限的情况下，示范项目推进有很大难度。

3.5 信息供求不对称，有效信息匹配难

目前，系统管理者提供的信息与公众需求的信息严重不对称。一方面系统管理者提供的信息不是农机生产企业、合作社、农机经销商和机手需要的信息；另一方面是机手和服务对象不愿给系统管理者提供真实有效信息，导致有效信息供给不足。此外，现阶段很多企业重视网络建设，轻数据开发，积累的很多信息数据没有有效利用起来，没有给公众提供很好的信息服务体验，甚至很多信息鱼龙混杂，导致听得见、用得上的信息不多。这些，都制约着农机精准作业示范工程的进一步推进。

4 加快农机精准作业示范工程建设的建议

随着工业4.0大革命的到来，精准农业在世界范围内已取得长足发展，农机智能化、作业精准化将是未来农机化的发展方向，也是现代农业建设的方向。湖北省拥有130多万台（套）拖拉机，其中大中型拖拉机和联合收割机近30万台，以北斗卫星导航技术为核心的精准农业技术在农机领域，其前景广阔、机遇可期。湖北作为首个在全省范围内试点推广“北斗终端+农机”的省份，肩负着为全国精准农业发展探索农机解决方案的重任，可谓使命光荣、责任重大。我们要积极响应省委省政府建成支点、走在前列的号召，在措施上再强化、政策上再给力、力量上再加强，加快推进湖北农机精准作业示范工程建设。

4.1 统筹规划：将农机精准作业示范工程纳入现代农业发展规划统筹推进

精准农业包含现代信息技术、生物技术、工程技术等，在农机精准作业示范工程项目推进过程中，涉及信息、农机、农业等部门和科研、生产、推广等单位，必须做好“互联网+现代农业”的顶层设计，将农机精准作业示范工程项目建设纳入现代农业发展整体规划统筹考虑，综合推进。在项目建设上要坚持统分结合，分步分类实施的原则，防止各自为政、重复建设，实现兼容扩展、共建共享；在运行维护上要充分发挥“有为的政府”和“有效的市场”2个积极性，建立管建结合的长效机制，防止重建轻管，只建不管。

4.2 加大扶持：凝聚社会合力，加大政策支持和资金投入力度

在推进农机精准作业示范工程过程中，各相关部门应加强合作，加大政策支持和资金投入力度。建议国家尽快出台北斗导航监测系统和北斗农机辅助驾驶系统检测标准，明确相应的检测机构，尽快将精准农业相关设备纳入国家购机补贴范围实施补贴；建议各级政府对相关产品实行财政叠加补贴，降低农民设备购置成本，加快农机精准作业技术推广力度。建议移动、联通等部门合理布局信号基站，相关系统开发企业在软件模块设计和气象、水利、地理、测绘等部门相关数据资源实现与湖北省农机作业北斗智能化管理平台的无缝对接，合力破解数据传输和链接瓶颈，实现信息互联互通、开放共享。

4.3 强化基础：加快建设全省统一的农业大数据信息平台，加强农村地区互联网基础设施建设，加快土地平整步伐，促进适度规模经营，为农机精准作业示范项目实施提供支撑

加强各类涉农信息资源的深度开发，依托楚天云，建立覆盖农业大数据采集、加工、存储、处理、分析等全信息链的湖北省农业大数据研究与应用中心，面向全省推广基于“互联网+”的农业大数据应用服务。加强农村地区互联网基础设施建设，全力解决宽带村村通问题，加快研发和推广适合农民特征的低成本智能终端。依托土地平整项目，加强对低产田进行科学合理的规划改造，推进土地适度规模经营，促进农业生产方式转变，走规模化、集约化和机械化之路，为农机精准作业示范项目实施创造条件。

4.4 加强研发：坚持自主研发与技术引进、消化吸收相结合，增强农机精准作业装备与技术的有效供给

目前，国内精准农业技术与装备的研发尚处于起步阶段，其技术水平、经营管理和经济效益等，与发达国家还存在很大差距。在项目实施过程中，湖北省应坚持自主研发与技术引进、消化吸收相结合，鼓励企业抓住国家实施“中国制造2025”和“互联网+”新机遇，抢占“互联网+农机监测和互联网+农机自动导航技术”新高地，开拓农机制造领域的新蓝图，实现湖北省农机工业的弯道超越。湖北省应在除了开发适应轮式拖拉机的自动驾驶系统的基础上，拓展到产量监测系统、流量控制系统、精细播种控制系统、变量喷药施肥系统等，加快研发适合履带式拖拉机、植保机、插秧机、收割机等农机自动驾驶系统及精准控制系统，实现农机精准作业相关装备与技术的有效供给。

4.5 加大推广：建立试验示范基地，加大对农机精准作业技术的推广力度

要根据不同区域类型，选点开展农机精准作业试验示范试点，积累经验，探索规律，形成具有湖北特色的农机精准作业模式，并逐步将农机精准作业示范工作扩展到大型国营农场和小型农户，特别要着重在小型农户中实施精准农业的概念和方法，使农机精准作业技术深入人心。《湖北省北斗现代农业项目》提出，到2017年，全省将在联合收割机、深松机和秸秆粉碎还田机安装12 000套农机信息化作业智能调度和作业质量监测系统；将在江汉平原、鄂北岗地等地的大功率拖拉机上，安装150台（套）农机自动驾驶精细耕种系统。时间紧，任务重，有必要实行典型引路、试点先行，加快推进。

4.6 强化培训：加快实施“互联网+”新型职业农民培育行动，培养造就有文化、懂技术、会操作的新型职业农民，为农机精准作业示范工程建设提供人才支撑

要加强新型职业农民培训体系建设，构建基于“互联网+”的新型职业农民培训虚拟网络教学环境，大力培育生产经营型、职业技能型、社会服务型的新型职业农民；积极推动智慧农民云平台建设，加强农机精准作业系统操作全过程实用性人才的培养，实现新型职业农民培育的移动化、智能化。同时，也要加强农机管理人才培养，将提高管理者素质、培养精英拔尖人才同提高全体劳动者素质有机结合起来，为农机精准作业技术理论与装备研发提供人才保障。

2016-09-30）