智慧果园发展制约因素与对策措施

我国是果树栽培大国，果品产量（占世界总产量的近1/4）和种植面积（占世界总面积的1/5以上）均居世界首位。较为重要的栽植品种约有300余种，果园遍及南北各地，是果农经济收入的主要来源。随着智慧农业的兴起，给果树产业带来新的发展机遇。顺应时代发展潮流，及时整合果树生产要素，积极引入现代信息技术，更新换代传统经营模式，加快果树产业升级，已成为广大果农及果树经营组织的迫切需求。笔者从当前智慧果园的发展现状入手，在分析发展制约因素的基础上，提出相应的对策措施，以促进我国智慧果园的健康发展。

一、制约因素

从目前智慧果园发展情况来看，主要存在以下制约因素。

1. 认识不到位，观念滞后

部分规模化果园经营者已认识到智慧果园的发展机遇，绝大多数种植规模小的果农则普遍认识不到位、观念滞后，制约了智慧果园的发展。认为只有农药、化肥等农资的投入才能带来致富，物联网等设备的投入就是浪费；对智慧果园的发展缺乏正确认识，认为自己就是果树管理高手，那些果树生产自动化、智能化的模式离自己很遥远；智慧农业发展意识淡薄，没有认识到智慧果园与传统生产经营方式之间的巨大差别。

2. 高素质技术人才匮乏，管理落后

果农科学文化素质参差不齐，整体水平不高、管理能力较低，高新技术接收能力较弱，对互联网信息技术的了解应用较少，从而影响了新知识应用和新技术推广，这已成为困扰智慧果园发展的最大障碍。

3. 基础设施不完善，现代化程度低

目前，果园基础设施仍以普通的滴灌、喷灌系统为主，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果园机械设备。

二、对策措施

针对以上智慧果园发展存在的主要制约因素，建议采取以下对策措施。

1. 加強宣传引导，更新果树生产观念

智慧农林业时代已经到来，农业正在经历由机械化迈向智慧化时代，发展潮流势不可挡。通过报纸、电视、广播、微信公众号、网络等多渠道在农村全方位宣传智慧农业，引导果农正确认识发展智慧果园是发展趋势；通过示范推广、亲身体验等形式，让果农从思想上迅速适应时代发展潮流，适时做好由传统果园向智慧果园的升级改造，转变生产模式，进一步提高经济效益。

2. 开展技能培训，推广智慧农业技术

①多渠道培育新型职业果农。将职业果农培养纳入国家教育培训发展规划，按照农业农村部关于印发《农业农村部2020年人才工作要点》的通知要求，多措并举强化实施农村实用人才带头人素质提升计划，加强农业科技人才推荐培养，发挥农村实用人才培训基地的综合平台作用，实施高素质农民培育计划，依托项目平台培养高层次农业科技人才；实施新型职业农民培育工程，大力培育新型职业农民，提升新型职业农民发展质量，优化新型职业农民培育结构，形成“一主多元”的教育培训体系，实施好现代青年农场主和新型农业经营主体带头人等分类培育计划，培育新型职业农民，确保新型职业农民进行职业提升，为智慧农业发展提供源源不断的农业人才，以满足智慧果园发展需求。

②提升智慧果园示范辐射能力。充分发挥运营成功的智慧果园示范基地的示范带头作用，组织果农参观了解智慧果园运行模式，深入学习建设管理智慧果园，进一步扩大智慧果园的影响力、吸引力、辐射力，让智慧果园逐步成为带动果农开展果园升级改造的自觉行动。

③培养标准化果园建设理念。引导果农建设适应智慧果园自动化管理的标准果园，这是发展智慧果园的前提条件，只有宽行、简化树形的标准化果园，适应果园机械在行间运行，才有可能实现智慧化生产。

3. 完善基础设施建设，提高果业现代化水平

物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展为智慧果园提供了坚实的技术支撑。以果树大数据与云服务、先进传感技术、精准作业技术装备、果业物联网技术与装备、果业机器人等核心技术为代表的技术创新日益完备且广泛应用于果树精准栽培、病虫害预警等领域。智慧果园包括智慧感知、无线传输、智慧决策、智能控制等内容。在建立省力化果园、生态果园的基础上，鼓励果农积极使用现代化农机设备，加快现代化农机（植保无人机、自走式喷雾机、果园管理机器人、自走式果园操作平台、水肥一体化机、果树挖沟机、挖穴机等果园机械）、仪器设备进果园，完善建立智慧果园系统的基础设施建设，通过对果园生产环境的智能感知和数据分析，实现果树生产精准化管理和可视化诊断，实现省力化栽培、降本增效、节能节肥、减少农残、提高效率及优化调度，提高果树产量和质量，提高果业现代化水平。

①建立智能灌溉系统。统筹构建兼顾引水、排水、蓄水、灌溉及园土含水量监测等多种功能于一体的果园灌溉系统，运用物联网、大数据、云计算与传感器技术紧密配合的方式，对果园生产中的环境温度、湿度、光照强度以及土壤相对含水量等参数进行实时监控。该智能系统通过分析处理传感器数据信息，达到所设阈值时（必要时也可人为干预），自动启动灌溉设备运转；当土壤水分达到标准值时则自动停止灌溉，从而实现精准化、智能化、科学化远程控制的节水灌溉、绿色灌溉和数字化灌溉，实现用APP灌溉果园。智慧果园灌溉监测系统主要包括：基于IPV6（互联网协议第6版）的无线传感器网络架构，可与现有IP（网际互连协议）网络兼容；采用COAP（受限应用）与MQTT（消息队列遥测传输）协议混合监测环境因素，同时满足主动发布传感器数据和被动传感器数据查询的要求。实现基于监测数据，通过控制系统，做到智慧灌溉或水肥一体化智能灌溉。

②建立病虫害监测预警系统。随着气候变暖及生态环境的改变，病虫害的发生日趋复杂，突发性、不可预见性的危害增强，对果树产业高质量发展构成严重威胁。建立以空间建模和预测分析为核心点的果树病虫害监测预警信息化平台，结合研发的重大病虫害预测模型和技术，设立果树病虫害田间信息采集传输客户端APP，实现定位监测和数据实时传输及果树病虫害和气象因子物联网远程监测和数据传输，建立果园智能化病虫害监测、识别和预警系统，主要包括：基于MQTT（消息队列遥测传输）远程控制技术，借助无线传感器获取果树实时生长环境信息；无人机航拍获取果树病情、虫情和生长情况等参数和视频图像信息实现远程监测，果树专家系统在获取信息并判断病虫害程度后，利用数据分析方法实现对果树的病虫害预警、预报分析，提供精准喷药管理决策，并通过对智能装备（机器人和电磁阀等）的智能控制，为果农提供科学的栽培指导建议，进行自动变量喷药，实现果园智慧病虫害防治。目前，常用的智能化喷药设备主要有：植保无人机和果园自走式喷药机（机器人）等。

③建立果园智能施肥系统。果园精准施肥系统包括：基于物联网的高精度果园土壤养分信息（氮、磷、钾等大、中、微量元素有效养分含量）采集设备、果树专家系统的智慧云平台（专家分析系统）施肥智能决策、远程自动控制施肥设备、视频管控设备（手机端、PC端、大屏端等设备），实现从监测信息中提取相应的图像特征和光谱特征等，利用生长指标适宜动态数据库和信息特征数据库，以及云计算等手段诊断果树营养亏缺的情况。智慧果树专家系统再根据上述监测信息，比对管理知识模型和GIS（地理信息系统）技术，给出施肥配方，为果树精准施肥提供决策。施肥配方传递给智能装备，如果园自走式追肥机（机器人）、车载设备和水肥一体化设施等，实现果园精准施肥的智能化和自动化。目前，已广泛应用的是智能水肥一体机。

④建立果树智能采收系统。监测设备监测果实成熟度与GPS定位信息数据，通过果树智慧云（果实信息采集处理系统）及手机端、视频端，对果园内的每棵树、每枚果都看得清清楚楚，当果实成熟度达到一定阈值时，自动驱动果树采摘机器人（由机械手、末端执行器、移动机构、机器视觉系统以及控制系统等构成）进行智慧化采摘，放入采收箱内。目前，在国内已开始应用的有：葡萄收获机（1.5小时可收获1公顷葡萄）、枣（榛子、桑葚）振动式自动采摘机（每天采摘1 200株）；半智能（人机结合）的自走式多功能果园操作平台（大幅提高采收效率）。在国外，移动式采摘机器人已实现了苹果、柑橘、葡萄等水果的智能化采摘。

⑤建立果树智能除草系统。当监测的杂草数据達到阈值时，通过果树智慧云（果树专家系统），控制引导果园智能除草设备进行自动化除草。目前，已推广应用的智能除草设备主要有：果园智能除草机器人。

⑥建立果树智能修剪系统。进入适宜的修剪季后，通过物联网监测监控设备、GPS定位仪等设备获得的果树枝量、类型及分布状况等数据，通过果树专家系统进行分析，形成一树一策的修剪指令，引导果园智能修剪机进行自动修剪，实现果园的省工、省力、省时、高效修剪管理。目前，可用的智能修剪设备主要有：果树智能剪枝机器人等。

作者简介：王中林，农业推广硕士，高级工程师，长期从事林业有害生物绿色防控和林果省力化栽培技术研究及示范推广工作，先后在省级以上期刊发表文章110余篇。联系地址：山东省潍坊市自然资源和规划局坊子分局 邮编：261200。