物联网技术在云南高原特色农业的应用及发展对策

刘加练沙毓沧龙荣华高婷陆琳

(1．云南省文山州马关县农业农村和科学技术局，云南 马关 663700；2.云南省农业科学院园艺作物研究所，云南 昆明 650205)

目前，我国农业正处于从传统农业向现代化农业过渡，向智能化农业转型的重要阶段，而应用农业物联网是实现此目标的必然手段。农业物联网作为农业信息化的先进技术，其应用将使原来的农业网络系统技术由一般的信息查询向智能化识别、定位、追溯、监控和管理方面拓展，实现农业的精细生产管理，达到合理使用农业资源、降低生产成本、改善生态环境、提高农产品产量和品质的目的[1,2]。近年来，云南省高度重视农业农村信息化工作，省政府发布的《云南省产业互联网实施方案》，进一步推进物联网产业发展，加快建设农业物联网应用示范基地，推广现代农业可持续发展。物联网技术在农业生产、经营、管理、服务等领域的应用逐渐推广，对云南高原特色农业向现代化、智能化发展起到了激励助推作用。

1 物联网技术在云南高原特色农业的应用

通过对物联网技术在云南高原特色农业的应用进行深入走访调查，共收集到73户企业、合作社、种植大户农业物联网应用信息。主要调查蔬菜、花卉、草莓、果树、畜禽养殖等领域物联网技术的应用情况。

1.1 在蔬菜种植中的应用

露地蔬菜种植中主要应用于墒情、苗情、虫情和灾情等监测，通过传感器采集土壤温湿度、水分、盐分、空气温湿度、降雨量、风速和风向，通过摄像机采集农作物生长发育情况和作物受灾情况，通过虫情测报、诱捕灯杀虫，并进行病虫害图谱比对和自动识别，利用水肥一体化等设备，实现节水减肥，节省劳动力，降低成本，增加品质。设施蔬菜种植主要是通过传感器采集大棚中的土壤温湿度、pH值、肥含量、空气温湿度、光照强度、二氧化碳等环境因子和蔬菜茎叶、花果等生命体征信息，根据参数显示情况实时调控风机、遮阳网、水肥一体化等设备，通过摄像头实时监控设备工作情况，较露地种植更节水、减肥、减药、省工、省时，使产量和品质达到最大化[3]。

1.2 在花卉种植中的应用

以物联网技术为核心，集物联网技术、计算机网络和移动网络技术，实现对温室内温度、空气湿度、土壤水分和营养状况、广角光照、温室气体等参数进行自动采集，自动控制温室的加热降温设施、灌溉系统和补光系统等温室环境控制系统，对温室内温度、光照、水分、营养和二氧化碳浓度及设施装备的自动化控制，温室内的环境因子满足植物生长的需要，实现花卉生产过程中的精确控制。

1.3 在草莓种植中的应用

同1.1在蔬菜种植中的应用。

1.4 在中药材种植中的应用

同1.1在蔬菜种植中的应用。

1.5 在果树种植中的应用

物联网技术在果树种植中的应用，主要是通过终端监测设备，对果树生长环境中的空气湿度、光照强度、风速和土壤温度等进行监测，设备采集到的信息数据经过传递处理后，指导技术人员通过数据分析找出存在问题与对应生长位置，制定出切实可行的治理措施。降低了果树管理人员的工作量，同时其采用监测技术，使智能化、自动化与远程控制等生产设备走进农村，提高了果树生长的质量，满足客户对优质水果的基本需求，推动了果树产业的可持续健康发展。此外，果树园中安装监测设备能够长时间监测果树生长数据信息，发现异常时向管理人员发送相应的预警信息，督促其及时进行处理。终端具有管理故障和认证以及信息加密等功能，以保证果树生长信息的安全性。物联网技术在果树生产管理中可实现果园由传统的粗放型管理向精细化管理转型，解决肥水灌溉不合理和病虫害防治困难等问题，提升果树生产管理环节智能化[7]。物联网技术在果品质量安全中，对生产、加工、储运和销售等环节进行严格把控，采用二维码标记技术和数据库等智能信息平台，对每个果品的参数信息进行监测。一旦市场中发现有害健康的果品，通过电子标签信息，能够快速查找到果品产地等信息，便捷销售人员和技术管理人员调查和回收果品，保证果品的质量安全。

1.6 在畜禽养殖中的应用

物联网技术在畜禽养殖中主要是通过采用射频技术和条形码技术，对畜禽饲养环境、生长和发育情况等各项数据和指标进行采集，如养殖场内的空气温湿度、二氧化碳、硫化氢和氢气浓度，以及畜禽的体温、体重、进食、饮水等信息。将其信息通过处理传输给指定的客户端，当传感器感受到舍内环境条件不符合预定条件时即可发出报警信息，方便饲养管理人员及时进行调控，实时对圈舍实行动态监控。不同日龄、不同生理发育期的畜禽对饮食的需求不同，通过物联网技术对畜禽个体信息进行识别、分析和传输，经过饲养管理人员的分析和指令将针对不同阶段的畜禽进行分类和智能投放定量饲养，大大节省了劳动力，减少饲料和水浪费的同时，提高不同阶段畜禽的生长繁殖效率，降低养殖成本[3,4]。通过信息传感器设备采集数据，根据畜禽的生长需要，分阶段自动调整环境条件，及时发现和处理疫病，减少群体性病害发生，实现精细化管理。

2 物联网技术在云南高原特色农业应用中存在的问题

2.1 对农业物联网技术应用的认识不足

大部分调查对象对农业物联网概念认识不到位或者仅限于应用方面的了解，而对于云平台等操作管理系统更是不知如何操作；少部分调查对象充分地利用了物联网技术设备，能根据当前数据显示合理管理农产品，但也未完全采集相关数据传输到大数据平台进行分析，指导下一步的农业生产。对农业物联网的感知层、传输层和应用层结构不理解，造成了物联网技术在云南高原特色农业应用的积极性不高。

2.2 高成本制约着农业物联网技术的发展

当前，云南省各级政府部门高度重视农业物联网技术的发展，但由于基础设施建设投入成本较大，农业物联网涉及的传感器、控制器等设备购买成本高，后期维护成本也相对较高，投资回收成本周期相对较长，需要形成一定规模后方能有明显收益，传统的以家庭为单位的小农生产方式难以承受昂贵的设备价格，严重制约着农业物联网技术的发展。

2.3 农业物联网综合性技术人才严重短缺

农业物联网技术是农业技术和物联网技术交叉融合的新兴技术，不仅涉及到计算机、网络和传感技术等方面学科知识，同时还涉及到农业领域的种养殖、生产加工、储运和销售等技术[8]。目前，从事农业的生产者年龄普遍偏大，科技文化水平不高，即使通过短期技能培训，也无法有效操控农业物联网等相关设备。大部分农业技术推广人员虽懂农业种养殖技术，但面对农业信息和物联网技术的综合应用，也是存在空白。因此，在现代农业生产过程中，推进物联网技术在云南高原特色农业中的应用需培养和引进既懂农业技术，又懂农业信息化和物联网技术等方面的综合性技术人才。

2.4 云南特优农产品质量安全溯源未达到标准化

物联网技术在农业生产中的应用可将云南特优农产品动植物等通过利用各种传感技术和通讯手段，监控和追踪云南特色农产品作物从种植端生产到销售端售卖的全过程，并将生产资料记录在追溯码上。消费者只需要用手机扫一扫农产品包装上的追溯码，就可看到所有环节的数据信息，实现对农产品质量的全程追溯。目前，大部分农业生产者只采用了部分物联网设备，收集数据不全，未实现全产业链生产，产品质量安全未达到标准溯源。

3 物联网技术在云南高原特色农业应用研究的对策建议

“十四五”规划建设明确提到要优先发展农业农村，全面推进乡村振兴，如何推进农业农村现代化发展是一个重要问题。物联网在现代农业中能够节省人力、节省水肥、减少面源污染，做到食品安全溯源和综合利用土地资源，在推进农业现代化进程中具有举足轻重的作用。

3.1 示范引领，宣传发动

将农业物联网技术设备做得比较好的企业打造为示范基地，作为技术培训示范点、参观学习教育点和宣传事例点。充分利用新闻、直播间、会议、农民专业技术培训、科技下乡活动等形式开展宣传工作，造成良好的宣传氛围，增强农业部门技术人员、涉农企业、农民专业合作社、广大农户和管理人员对农业物联网技术的认知度及发展农业物联网、发展现代农业的意识，在云南特优农产品生产上充分应用农业物联网打造云南绿色食品品牌，真正做到属于云南自己的“云品”。

3.2 加强技术人才的培养，制定农业物联网的标准

云南农业物联网技术作为一项新兴事物，没有专业的技术人员。应建立农业物联网技术人才的培养机制，培养农业物联网技术人才队伍，通过高校培养或从现有的农业技术部门选优到省外农业物联网技术比较成熟的科研院所学习，同时加强对现有农业物联网技术工作人员的继续教育和岗位培训。标准化是农业生产的趋势，但目前国内尚未建立统一的标准体系，云南省应充分利用农业科研专家多年的科研技术数据，结合实际，尽快制定出云南高原特色单一作物品种农业物联网的标准，进一步引导云南高原特色农产品走向智慧农业的前端，打造出云南高原特色绿色食品牌，实现产品的标准化、可追溯等，提升产品质量，提高品牌的可信度和影响力。

3.3 强化农业物联网技术设备的安全性和创新性

为保护多年的农业科研数据安全，农业物联网设备生产商应加强对设备的核心元件技术的研发和应用，确保农业科研数据的安全性。同时，应加强对农作物和动物的本体信息感知设备的研发，以更好地指导科研发展，有效提升农业生产经营效率。

3.4 建立扶持政策，降低农业物联网实施成本

随着相关数字农业、数字乡村、农业农村大数据发展的文件和实施意见等出台，农业物联网设备也大批量生产，但各厂商的设备价格也非常之高，一般企业、合作社和种植农户无法承担高额的农业物联网设备购买价。政府应制定相应的扶持政策，降低农业物联网实施成本。如，政府给予实施方资金扶持，鼓励走农业物联网产业道路；将农业物联网设备纳入农业补贴范围，按设备的价格比例或者设备的标准制定相应的补贴金额；加强土地流转，引进知名企业培育为现代农业企业，通过规模建设降低农业物联网设备实施成本，提高农业经营水平，发挥土地利用规模化和集约化。