粮食生产全程智慧数字化管理技术推广与探索

邱玲玲，王晓林

（1 平湖市农产品展销配送有限公司；2 平湖市农民合作经济组织服务中心：314200，浙江嘉兴）

1 技术推广背景

粮食生产全程智慧数字化管理技术推广体现了当前农机化、智能化、数字化合力助推现代粮食产业发展的内在要求，为粮食产业量身定制“智慧+精细”的技术支持及解决方案，能有效解决农业管理部门、农业主体在日常粮食全程生产中服务质量监督、作业面积核查、过程管理、安全生产监管等一系列实际问题，建立的数据模型为全市粮食生产提供了有效的数据支撑和宝贵经验。同时，粮食生产全程智慧数字化管理技术可有效解决农机驾驶操作人员短缺、劳动强度大、实现高产难等问题，可实现精准、高效作业。该技术由智能农机、北斗高精度农机管家系统、浙农服管理系统等部分组成，实现了农资采购使用、农机位置信息、农机作业状态、生产过程管理、粮食安全生产等数据实时采集、上传、存储和分析。该技术不仅能极大提升农业管理部门、农民专业合作社的农机化、智能化、数字化水平，提高工作效率，降低管理成本，而且促进粮食生产管理模式改革创新，能最大限度地为财政补助资金的兑付提供真实有效的依据。该技术的推广和应用能加快全市粮食产业结构调整，有力促进农民增收和农村经济繁荣发展。

2 技术推广内容

智能农机主要为集成应用卫星定位、自动化控制、作业导航等技术的先进农机，是粮食生产全程智慧数字化管理技术推广的硬件基础。北斗高精度农机管家系统具有作业统计总揽、作业任务统计、作业农机统计、作业耕作图显示、作业监控等功能，极大减轻了管理压力，是粮食生产全程智慧数字化管理技术推广的软件支持。浙农服管理系统围绕生产服务、供销服务、信用服务、政策服务、行业监管等核心任务，综合集成生产管理、农技指导、市场流通、农资监管、农废回收、品牌管理、金融助农、财政支农等8 大业务系统，为农业的产、供、销提供全周期服务，一站式解决农民种什么、怎么种、卖给谁、找资金、办保险等问题，是粮食生产全程智慧数字化管理技术推广的拓展保障。

2021 年平湖市实施区范围为全市应用该技术的种粮大户、家庭农场和农民专业合作社；核心区为平湖市稻米产业农合联（平湖市硕禾粮油有限公司），流转土地面积为2 667 hm2。该技术的应用可提升粮食生产全程智慧数字化管理水平，提高作业质量，降低管理成本，实现稳产增产，同时有助于管理部门的数据核实和生产指导，最终推动本地优质大米生产可控可管理化，让本地人吃上放心本地米。

3 技术推广目标

（1）开展粮食生产全程智慧数字化管理技术推广，提高作业质量，降低管理成本，全市粮食生产实现稳产增产，让本地人吃上放心本地米。

（2）应用该技术，实现农资采购使用、农机位置信息、农机作业状态、生产过程管理、粮食安全生产等数据实时采集、上传、存储和分析，提升农业管理部门、农民专业合作社的农机化、智能化、数字化水平，提高工作效率，降低管理成本。

（3）推广应用无人拖拉机、无人插秧机、农用植保无人机等智能设备60 台套、北斗高精度农机管家系统200 套和金服在线管理系统1 套，服务全市粮食面积达1 万hm2，核心区管理面积达2 667 hm2，生产效率提升10%，劳动强度降低，节本增收300 万元。

4 技术推广措施

4.1 组建领导小组

组织专业技术人员、企业专家组成项目实施执行小组、项目实施技术指导小组。成立了以多名县级高级工程师和高级农艺师等为主要成员的实施执行小组；技术实施指导小组主要由专业技术人员、软件开发员、运营主体组成，突出技术指导和总结。

4.2 制订实施方案

重视实施方案制订的重要性，把它作为工作的第一步，从思想认知上予以重视。由于涉及两个系统和智能农机，因此在业务培训的同时加强对应用主体的关注，最终落脚点在于农民专业合作社、家庭农场和种粮大户。实施过程中的反馈数据也将促进技术的提升。实施方案对人员分工、机械调试、技术培训、资料收集、数据分析等各个环节都作了详细论证和周密安排，确保人人出力、层层把关。

4.3 明确责任分工

为了调动每个人员的积极性，保证技术推广实施的顺利完成，对参加人员作了明确分工，分清职责。组长负责方案编制、组织协调，技术人员负责技术培训、机械调试、巡回技术指导、资料收集整理和起草课题总结。技术人员要充分了解粮食生产各环节和要求，确保粮食生产有序开展。由于职责明确，调动了每个人员的积极性，发挥了每个人的智慧，确保实施进展顺利。

4.4 重视培训演示

组织合作社代表和专业技术人员先后开展软件应用培训，组织全市各镇街道农合联会员和种植养殖大户等农业主要经营主体共计600 余人参与“浙农服”应用操作培训8 场，实现技术参训人员听得懂、会使用。技术推广期间，多次组织规模种植户和项目领导小组成员赴无锡、常州、绍兴等地考察新装备和新技术，筛选出适合平湖本地水稻品种和土质的机械设备，确保新技术、新设备得到快速应用。2021 年6 月14 日，在新埭镇召开农用无人机施肥、播种、植保作业演示，36人参加；6 月30 日召开水稻机械化种植与侧深施肥作业现场会，集中展示了无人拖拉机、无人插秧机作业，42 人参加，现场会上就无人拖拉机、无人插秧机技术要求和操作注意事项进行普及和宣传；11 月28 日，开展了无人开沟机演示，开沟效率较高、效果明显。随着技术的不断创新、软件的不断迭代，粮食生产全程智慧数字化管理技术日渐成熟且被农户认同。

4.5 宣传带动影响

技术人员结合继续教育培训会、考察会、观摩会和研讨会，与所在的农民专业合作社、家庭农场、软件开发公司开展技术讨论，不断开展经验分析与总结。通过电视台、报纸和公众号宣传粮食生产全程智慧数字化管理技术及其既省工又省肥的效果，定点向更多的农户示范推广。

5 技术推广概况

平湖市自粮食生产全程智慧数字化管理技术推广以来，多次组织培训和考察，投入资金237 942 元。按照计划，稳步推进项目实施。截至2021 年底，全市拥有无人拖拉机、无人插秧机、农用植保无人机等智能设备227 台套，全年作业面积为4.3 万hm2次，服务面积达1.075 万hm2；安装北斗高精度农机管家系统473 套（其中大中型拖拉机322 套、高速插秧机132 套、联合收割机19 套），全年作业面积为5.183 万hm2次，服务面积达4.727 万hm2；推广应用浙农服管理系统1 套，服务全市粮食种植农户。

5.1 智能农机

在技术推广中，智能农机集成应用卫星定位、自动化控制、作业导航等技术，控制终端接收卫星信号和差分信号，利用RTK(载波相位差分)技术，为运行和作业提供基本位置信息，达到厘米级的定位精度，结合自适的人工智能算法，无需每次都进行参数调试，支持转弯后自动校准功能，一次作业即可生成作业田块基础信息，为后续作业节省时间。截至目前，全市拥有无人拖拉机4 台，作业面积达103 hm2次；无人插秧机2 台，作业面积达88 hm2次；无人植保机221 台，作业面积达4.281万hm2次，其中水稻作业面积达2.741 万hm2次。

5.2 北斗高精度农机管家系统

北斗高精度农机管家系统主要由农机（平湖市现安装于大中型拖拉机、高速插秧机）车载高精度定位测亩一体机、高清摄像头、农机信息化管理平台、手机微信管理平台、短信平台五部分软硬件组成，实现了农机位置信息、机械状态和作业数据的实时采集和上传。将北斗信息终端装备于农业机械，通过系统平台为机械化插秧、秸秆还田等农机作业提供作业数据采集、自动化处理、统计分析、精细化管理等服务，为农机作业管理工作提供一套科学公正、行之有效的解决方案。北斗高精度农机管家系统主要集合以下功能。

（1）将农机定位终端装配于农机上，通过定位终端与北斗卫星系统建立连接，实时获取农机准确位置，实现农机实时定位跟踪。通过串联农机位置信息点形成历史轨迹，真实反映农机行驶和作业路线，准确掌握农机作业过程。

（2）实时监视选定农机的作业数据，包括农机终端的在线状态、作业深度、作业质量、实时面积等。通过影像图片展示，第一时间了解农机作业现场情况及作业质量情况。通过柱状图实时展示农机作业面积完成情况，管理人员能准确掌握工作任务进度。

（3）结合地理信息系统高清影像图，以地块方式统计作业面积，已完成作业地块涂色显示，不同作业类型采用不同颜色显示，作业完成区域一目了然。系统提供多维度多角度的统计分析方式，可按农机个体、农机合作组织、乡镇区划、作业类型、深度范围等方式进行农机作业统计，并开展进度分析、对比分析和效率分析，对于资源的优化及合理分配提供有效的决策依据。系统自动识别出地块区域并在高清影像图上标记作业面积，核查人员可以调取对应地块上的农机作业现场影像图库，通过影像图片和作业路径变化曲线，可实时准确判断农机作业质量。图像和面积统计相结合，不仅提高了作业面积、质量核查可靠性，而且大大提高核查进度，节省了作业面积、质量核查的大量人力、物力投入。农机合作组织可以通过平台软件，向指定农机发送调度指令，实现农机跨区作业引导。农机手通过短信平台，及时获取调度信息、快速响应调度任务。

5.3 浙农服管理系统

浙农服管理系统是涵盖农业生产、产品供销、信用惠农“三位一体”的数字化为农服务场景应用，自2019年开发以来，经过三次迭代提升，功能不断完善，用户快速增长。截至目前，平湖市平台用户达到1 136 户，农合联会员达到478 户。生产服务方面，平台进驻农资店77 家，销售农资种类达10 637 种，服务次数为221 952 次，交易总额为5 126 万元(其中农药零差价销售额1 011 万元，可为农户节省成本101.1 万元)；供销服务方面，撮合订单数为2 012 笔，交易总额为3 018 万元；信用服务方面，资金互助会累计发放贷款435 笔，累计发放资金6 595.5 万元，有效解决了粮食生产资金困难问题，实时动态更新数据，为管理部门决策提供依据。

6 技术推广效益分析

粮食生产全程智慧数字化管理技术推广实施以来，服务范围覆盖全市粮食种植农户，生产监管、安全监测、防灾抗灾能力得到显著提升，机械设备生产效率提升30%以上，节约生产成本，明显降低劳动强度，为大规模化粮食生产提供支持。

（1）经济效益。应用粮食生产全程智慧数字化管理技术，可方便了解和管理全市种粮情况，数据准确、上传及时，智能农机安排调度方便。应用智能无人插秧机插秧和无人拖拉机耕地，每台可减少1 个操作人员，以每天作业2 hm2计算，减少人工成本75 元/（hm2·次），191.3 hm2次作业量可减少用工支出1.435 万元。应用植保无人机飞防作业可减少农药使用量14%左右，减少农药成本45 元/（hm2·次），减少人工成本52.5 元/（hm2·次），而且大大提高了防治速度，赢得了宝贵的防病治虫时间，4.281 万hm2次作业量可减少农药和人工成本支出417.4 万元。

（2）生态效益。经统计核实，植保无人机飞防作业可减少使用农药14%左右，减少稻田水对水环境的污染，利于生态环境改善。

（3）社会效益。项目实施以来共计培训超700 人次，随着科技进步和数字化管理水平提高，从事农业生产日益成为体面的工作，不再受人歧视，越来越多的年轻人正逐步加入到粮食生产中去，也为今后科技种粮积蓄更大的能量。

7 技术推广体会

粮食生产全程智慧数字化管理技术推广在提升农机自动化、智能化水平的同时，有效解决农机驾驶操作人员短缺、劳动强度大的问题，还可实现精准、高效作业。应用卫星定位、地理信息、遥感、计算机网络和虚拟现实等技术，需要建立相应数据库、采集信息、建模分析，然后作出决策。目前，平湖市粮食生产全程智慧数字化管理技术主要应用在无人拖拉机、无人插秧机、植保无人机等的耕、种、管等环节，同时植保无人机飞防作业领域已从水稻扩展到蔬菜、林果等多个产业，无人拖拉机开沟也有尝试，效果显著。同时，粮食生产全程智慧数字化管理技术应用需提前做好路径规划，确保作业区域信号覆盖。作业区域应阻止非作业人员进入，作业过程中注意人员安全，植保无人机、拖拉机操作人员还需持证上岗。