基于智慧农业背景下土壤医疗机构运营模式探索与实践

王佳琪，周金蒙

(黑龙江大学现代农业与生态环境学院，哈尔滨 150080)

我国土壤污染问题日益严重，农业土地资源的质量和数量阻碍了农业的可持续发展。农业资源消耗成本较高，农业资源开采过度、农业基础设施短缺、农产品问题日益显现，这给我国农业发展提出了更多的挑战。自2017年起，我国连续多年均有涉及智慧农业相关内容的政策出台，基于这一背景，现代农业生产方式升级转型迫在眉睫。随着互联网技术的不断升级，其在多领域应用都起到了积极正面的效果，将其与新农业技术相结合，将为大力发展智慧农业提供基础保障。

1 智慧农业发展存在的问题

我国很多地方的农业基础设施仍然较为落后，大型现代化农业机械用具设备少，产品结构单一，技术研究基础薄弱，具备实时数据采集、自动监控等功能的装备产品较少。个别区域的灌溉仍采用大水漫灌，缺少滴灌、喷灌等基础设施。智慧农业的发展离不开专业技术人员和充足资金的保障。但是，掌握物联网技术和现代农业技术的综合人才缺失，高素质农民也较为匮乏，从事农业劳动的人口在逐渐减少。智慧农业的全面推广需要大量资金的支持，现代化设备成本较高，鉴于农业具有生态区域性和建设分散性，推广智慧农业不能大规模复制，其项目主体特点为数量多、层次多、领域广、地点散、监管难度大，因此投资成本高，投资回报率低。我国还未建立顶层系统化的全国农业科研体系，众多农业科研机构未构成统一体系，没有明确的科研分工、合作指导及沟通渠道，众多科研机构的小型科研课题重复，突破性的大型科研课题难以系统化合作完成。针对以上问题，基于大学生创新创业项目的课题研究，根据智慧农业在大田中实际应用的情境进行打造智慧农业新型模式、构建服务型信息平台、病虫识别系统设计、整合优质资源等智慧农业新模式探索，不断完善智慧农业实际应用模式。

2 土壤医疗机构运营模式的探索实践

传统农业中，智慧农业应用于大田时常采用物联网与传感器相结合的技术，仅监测作物生长相关情况，如温度、水分、土壤温湿度、电导率等，并根据需求直接补充，常常忽略作物及土壤的实际状态和后续肥力情况。农作物连种造成“土壤病”、设施农业下的“土壤障碍病”，农户备受技术问题的困扰。根据土壤的实际情况，在传统智慧农业的基础上，为合理利用土壤，监控土壤情况，推出接诊-现场研判-采样检测-问题判断-给定治理方案-展开综合防治的新型智慧农业模式。在接收到农户问题时，专家第一时间前去实地考察，结合当地的气候条件、温度与降水量等因素，先对土壤和作物情况进行简单分析，随后收集土样，带回实验室进行检测分析，借助开发的服务型信息平台，准确、快速地发布相关农业治理的解决方案，降低农户的损失。作物土壤医疗机构下设土壤及作物专科门诊、检测服务部、技术服务部，在服务于现代化农业的基础上进行创新，将智能化融入到农业中来，为农业相关技术提供经验[1-2]。

大规模运用智慧农业，在农业监视广泛、传感器众多的农田中，有效的数据应用平台显得尤为重要。应同时配合自动识别技术、遥感技术、传感器、气象站、实地调查等手段与工具，开发智能共享平台，对农产品的生长状态、环境变化进行实时监测，设置生长线值，智能检测并给出相关建议。设立平台系统的管理员，对共享信息设置权限，根据不同用户的权限，提供不同的共享数据，既降低了成本，又满足用户的不同需求，为农民及时调整种植品种，提供科学决策。农户在平台数据的基础上，可以申请专家服务，实地取样，在大量的农科实验，如植物营养元素含量检测，土壤有机质含量测定，土壤速效磷、速效钾、碱解氮含量分析的基础上，整合实验数据及相关经验，根据植物缺素情况为诊断作物病状原因、改良土壤条件、监控作物生长环境等提供有价值的数据支持，给出调理方案。

作物病虫害一直是农民担心的问题之一，由于病虫害的复杂性，无法使之彻底消除。但农业种植户可以利用智慧农业监测设备，根据当前病虫害发展情况对其进行科学合理的预测，及时采取相应的防控措施。农业种植户将病虫害的照片在系统中裁剪上传，农作物病虫害的图像信息通过图像传感器采集传输，图像处理由计算机后台执行程序算法，进行图片识别并储存数据，系统将显示农作物病虫害图像识别过程的处理结果。系统还将提供专家在线服务，可将病虫害照片、视频、文件等进行传输，专家将进行解答，给出作物精准施药的最佳方案。病虫识别系统对数据库的规格有着极高的要求，作物的基础形态、疾病等需要数以万张的照片[3]。

建议建立智慧农业发展的专项资金，拓宽资金链条，吸引更多的企业进行融资合作。项目的稳步进行离不开农科高校实验室的协助支持。应建立全国农业科研体系，形成沟通渠道，不断合作完成大型科研课题。要完善智慧农业发展渠道，在资源利用、人才培养、宣传推广及相应政策上应给予全面保障，不断推动智慧农业建设。

图1 智慧农业实际应用方案实施导图Fig.1 Implementation map of the practical application of smart agriculture

3 结论

基于大学生创新创业项目，应用智慧农业新模式，新农业技术与互联网技术融合实施，已初步获得了良好的效果。在大田实际情境应用过程中，土地利用率明显提升，土壤及作物生长状态良好，通过大数据平台的整理筛选，对我国土壤状况有了进一步的评估。但同时也发现了一些问题，如专职从事农业技术研究人才过少，在研发、使用、推广培训及设备维护上人才不足。虽然有国家政策的扶持，但在科研实验、设备损耗方面仍有资金缺口。随着国家对智慧农业扶持力度的加大，智慧农业实际应用的新模式将成为促进我国农业发展的有力保障。