明光市“互联网+”智慧土肥的研究与应用

蒋浩永 周福红

摘   要：“互联网+”智慧土肥的发展是土肥工作信息化的必要和高级阶段。从运用前景分析、实践成效、存在问题等几方面对“互联网+”智慧土肥进行了研究与阐述，并探讨了“互联网+”智慧土肥技术的未来发展与应用。

关键词：明光市;互联网+;智慧土肥;研究;应用

近年来，伴随着国家对农业扶持力度的不断加大和现代农业的深入发展，精准农业的出现对农业生产产生了巨大的推动作用，因此在我国受到了前所未有的关注[1]。

“互联网+”智慧施肥一方面顺应了“互联网+农业”的信息化发展趋势，一方面也解决了传统施肥效率低、盲目施肥的问题。“互联网+”智慧土肥技术是计算机信息技术与测土配方技术有机结合的成果，是充分利用已有数据指导当地农业生产的突破，是精准农业向移动互联网发展的一次有益尝试。

1    “互联网+”智慧土肥技术前景

伴随着农业信息化技术的发展，智慧土肥应运而生，也是土肥工作信息化发展的高级阶段。“互联网+”智慧土肥是集互联网、移动互联网、云计算和物联网技术等为一体，依托各种传感器（土壤养分、环境温度、湿度、土壤水分、图像等）和无线通信网络等农业生产现场的部署，实现对土壤的土、肥、水环境等的智能感知，并通过对上述信息的收集、分析，对耕地质量和作物水肥管理实现智能分析、智能预警、智能决策、专家在线指导等功能，为农业生产提供土肥管理的精准化服务、可视化管理和智能化决策的生产管理形态。

1.1   推动实现土肥水精准管理

运用互联网技术，结合智能手机、电脑等电子设备对土肥水进行实时监控，实时监测数据的传输，再利用大数据、GIS等对数据进行管理、挖掘、分析、预测，实现土肥工作的智能分析与管理，并可以根据作物生长的气候、环境、周期等变化，结合土壤养分、墒情等监测数据，通过精准分析提供科学精确的水肥管理建议，使水肥利用效率和投入产出比得到显著提高。

1.2   有效改善农业生态环境

“互联网+”智慧土肥技术的运用，将大大提高施肥、灌溉、施药等田间操作的科学性与精准性，实现精准投入，避免过量与浪费，减少农业面源污染，提高土壤质量和作物产量，在改善农业生态环境的同时还能提高农民收入。

1.3   农技推广和服务模式的根本性变革

通过“互联网+”智慧土肥，可以形成科学、精准、完善的农业技术和土肥信息服务体系，土肥技术人员可以借助该技术对施肥量、灌溉量等作出更科学合理的判断，通过系统将地块水肥、作物生长等情况实时发布给农户;农户则可以利用“互联网+”智慧土肥系统，通过手机、电脑等实时了解科学合理的作物施肥指导，实现精准作业;对于肥料生产企业，“互联网+”智慧土肥技术将大大提高其工作效率，企业可以根据智慧土肥提供的数据，分析农户施肥趋势，提前做好生产准备，并减少中间经销环节，直接从工厂到田间地头，实现精准的个性化服务。

2   明光市“互联网+”智慧土肥实践成效

2.1   构建明光市“互联网+”智能配肥平台

明光市和安徽农业大学合作构建了明光市“互联网+”智能配肥系统，利用“互联网+”精准施肥技术，结合“3S”技术，运用地理信息系统GIS技术来处理土壤养分、农作物生长情况等相关数据，运用遥感技术获取数据并形成辅助图像，运用GPS技术实现快速定位、快速查询等功能，通过WebGIS、微信、智能手机等终端平台对土壤养分、科学施肥方案进行研究，实现随时随地实时了解耕地的土壤养分状况、理化性状、地力等级，完成推荐施肥配方及用量、提出施肥建议、一键下单生产配方肥等信息化成果服务，为农业部门指导农业生产、农户科学精准施肥提供便利。同时，该研究成果也对化肥减量化、零增长，指导施肥，减少农业面源污染，保护生态环境以及促进农业可持续发展等都具有重要的意义。

2.1.1   配方与精准施肥移动GIS查询系统

移动GIS查询系统采用JAVA语言开发，以明光市测土配方施肥、耕地地力评价等技术成果和数据为基础，在.NET 平臺下进行嵌入式GIS开发，基于SuperMap进行二次开发而成。实现移动智能终端、无线互联技术与空间地理信息技术的迅速结合，由无线网络环境、嵌入式软硬件环境以及定位系统组成，通过智能手机、平板等终端来实现土壤养分的查询、配方施肥、施肥技术的指导与推荐。

2.1.2   基于微信公众平台的土壤养分与作物施肥配方查询系统

基于微信公众平台的土壤养分与作物施肥配方查询系统采用ght app应用进行开发，同时考虑到终端用户的实际操作和维护的简便性，综合系统的整体采购、推广等成本问题，选择了Windows Server2008操作系统作为该公众平台后台程序的软件基础，但是由于该平台接口的限定，只能在开放的接口之上进行二次开发。

2.1.3   基于WEBGIS配方与精准施肥查询系统

该系统采用JAVA技术，基于WEBGIS技术进行开发，针对不同层级用户的使用需求，将测土配方成果以数字化的方式直观地展示给各级用户。运用“互联网+”智慧土肥技术结合配方施肥算法，给各级用户提供科学、精准的施肥推荐，用户可以通过电脑、平板等终端在电子地图、遥感地图中直观、方便地查找到地块，并浏览该地块的墒情、地力等级、土壤养分、土壤属性等情况，选择不同作物获取相应的施肥推荐配方卡。该系统摆脱了传统配方成果只能以纸质图形和数据表格等方式呈现的局限性，将最新的计算机信息技术与测土配方技术进行有机结合，既是测土配方成果推广的一项重要手段，又是精准农业向互联网发展的一次有益尝试。

2.1.4   “互联网+”智能配肥系统

该系统是基于测土配方施肥项目形成的一系列成果数据库，并结合“互联网+”智能配肥机形成一套完整的生产工作流程，前期对不同厂家的配肥机硬件参数及通信协议进行调研、归类和总结，在生产工作流程中增加一个中转服务器，通过它来匹配不同厂家的配肥机，使线上的所有流程及服务能够适应所有的生产环境。

“互联网+”技术与智能配肥机终端的结合，实现了将肥料网点建在千家万户的田间地头，不僅解决了科学精准配方和测土配方施肥技术推广应用的“最后一公里”问题，而且从根本上改变了农民传统的施肥观念，解决了精准施肥配方生产的问题，真正做到“一块田一配方、一袋肥一加工”。

2.2   实现明光市土肥智能管理与减量化

农业管理部门通过“互联网+”智能配肥平台，一方面可以实现肥料施用的管理与监督，另一方面还可以实现科学指导施肥，实现肥料减量化。

当前，明光市通过“互联网+”智能配肥系统推广测土配方施肥面积14.98万hm2，技术覆盖率达97.8%，预计2019年全市化肥使用总量在4.0万t以下，较上年减少2%左右，肥料利用率达到39.3%，实现化肥使用总量和施用强度“双降”、测土配方施肥覆盖率和化肥利用率“双升”、施肥结构和施肥方式“双优”、耕地质量和基础地力“双提”。

3    “互联网+”智慧土肥应用存在的主要问题

3.1   相关技术标准缺失

目前我国农业信息化产业尚未建立相关的行业标准，尤其在“互联网+”农业、智慧土肥及其相关智能设备方面仍缺乏统一的行业标准。智慧土肥中常用到的各类传感器、网络接口、安全标识、传感网络与通信网融合等方面缺乏统一的标准和规范，相关软硬件数据标准、技术标准、信息采集和处理等信息标准化建设滞后。

3.2   关键技术创新能力弱，成果转化率较低

我国在农业信息化中，对于一些核心技术产品的创新能力和研发能力较弱，在芯片、高精度传感器等核心技术方面和国际水平还存在着一定的差距，农业生产经营服务需要的多功能、低成本、见效快、易推广的信息技术相关设备严重不足。

3.3   市场化程度较低，以政府投入为主

目前我国的土肥信息化建设以政府为主导，农业生产经营主体自身投入能力较弱，信息技术在土肥领域的应用大多数停留在以项目建设带动的试点示范阶段。此外，相关土肥信息技术产品在各类经营主体中应用也较少，使得企业主体的地位未能很好地发挥，推广应用也未能形成规模。

3.4   信息拓展工作不足

信息的采集与发布局限于土肥水方面，对于栽培技术、作物品种、植保、环保等方面的互动交流和整合工作缺乏，更多部门的参与和相关数据的加入，会使数据挖掘、分析、运用更具有指导性，特别是随着大数据技术的兴起，迫切需要多个农业相关部门的数据整合与挖掘分析。

4   展望与结论

随着农业信息化的不断发展，土壤肥料、栽培技术、植保等各个方面数据量也在不断地积累，基于“互联网+”的智慧土肥技术，就是在庞大的数据挖掘与分析功能基础上，集成作物生长过程中的气候、土壤、墒情、栽培措施等数据情况，综合分析作物自身生长发育的不同阶段，结合经济发展、环境保护、可持续发展目标，为农业生产决策者提供精准、实时、高效、可靠的辅助决策。

参考文献：

[ 1 ] 王维瑞.智慧土肥的发展目标与建设内容探讨[J].中国农 技推广，2014，30（10）：41-43.