物联网技术对滨州市农业发展的影响

摘 要： 在现代农业产业发展进程中，运用先进的技术和设备，构建完善的物联网技术应用体系，不仅可以提高农业效率和质量、降低成本和风险，还能驱动产业向体系化、现代化方向发展。山东省滨州市是农业大市，近年来，物联网技术广泛应用在农业农村领域，有力带动传统农业升级。从物联网技术的内涵出发，阐述了滨州市物联网技术的应用现状和存在问题，提出针对性解决对策，以期推动农业物联网的发展，为提升滨州市农业生产水平提供基础。

关键词：物联网；农业发展；智慧农业；传感器；滨州市

中图分类号：S24 文献标识码：A 文章编号：2095-1795（2024）09-0040-04

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.09.007

0 引言

滨州市位于山东省北部，农业资源丰富，近年来坚持改革创新，积极利用农业物联网的现代手段，聚力突破农业发展瓶颈。但是目前，农业资源利用率低、理论与实践发展不平衡、基础投入不足、技术人才短缺等问题制约着滨州市的农业产业发展进程。因此，推进滨州市农业物联网技术的应用，能进一步强化农业基础地位，也为其他地区提升农业综合水平起到借鉴作用[1-3]。

1 农业物联网概念及作用

1.1 概念

农业物联网是农业生产过程中，通过多个传感器节点连接，组成的监测网络，采用了大量智能化、自动化的生产设备，对农作物的生长状况进行实时监测，利用无线网络及时反馈用户，为用户管理提供科学依据，精确定位故障所在，达到增产节本、提高经济效益的效果[4]。农业物联网使农业逐步由传统的人工参与、单一机械为主的生产方式转变为自动化、智能化为主的管理方式，推动农业的可持续发展[5]。

1.2 发展意义

1.2.1 节本增效

滨州市农业生产逐渐由传统的经验型向精确型转变，这个过程中不仅节水节肥，还减少了农药和人工的消耗。如安装了智慧农业系统的温室大棚，无须相关人员到现场管理，只需连接网络，随时随地登录手机、电脑端平台就可以看到温室大棚内此时的温度、湿度等各种数据情况并反馈给用户；用户可以及时掌握农作物生长数据，远程操控天窗的开闭增减光照，调节风机的运行控制温度等，提高了农业自动化水平，实现节本增效[6-7]。

1.2.2 种植精准

传统的农业种植以人工经验为主，对各项资源的利用率较低。以水资源为例，我国目前农业水资源利用率只有45%，远低于发达国家的70%～80%[8]。以智慧农业为依托，将改变以人工经验为主要内容的传统生产方式。利用传感装置，对土壤温度、湿度和农作物的采摘时机等进行监测，为生产经营提供参考[9]。当管理者设置好监控条件后，系统可以完全自动化运行管理作物，并且可以针对不同的作物生长要求，提出相应的预警设定。当出现异常状况时，系统会自动发出警告，便于管理者实时掌握情况[10]。

1.2.3 安全溯源

在电子商务迅猛发展的今天，网络销售逐渐成为农产品市场的主流，物联网技术可以让农产品的销售渠道得到更大地扩展。而销售的农产品，利用物联网技术建立产销一体化的平台，可以实现从农业生产到消费，从田间到餐桌的全过程可追溯体系。全过程的跟踪，可为消费者提供更好的食品安全保障。只需消费者扫描农产品所附的二维码，就能了解农产品的品种、产地、生长过程及物流配送等信息。

2 应用现状

2.1 在农业生产中的应用

主要集中在农业生产领域，在农作物生产管理过程中，物联网技术利用卫星定位、人工智能、智慧物联网、地理信息、监测预警、GIS 地图技术和大数据分析等方法，帮助农户实现对农机进行远程指挥与调度。甚至还可以跨地区进行供需智能匹配，实现生产管理信息的上传与下达。如将物联网技术运用到农业生产过程中，通过传感器获取作物生长过程中所需养分信息和环境条件，并对其进行营养补充，实现科学高效地施肥。以滨州市惠民县为例，麻点镇为建设高标准的农业孵化器项目，先后投入1 500 万元建设日光温室大棚60 余个。农户通过手机可以实现对60 个大棚的同时管理，大大提高了农户的工作效率，并且每个大棚能够为农户带来2.5 万元的收益[11]。

2.2 在农业监管中的应用

农产品的产量和品质与所处的外部环境密切相关，在农作物监管过程中，借助物联网技术，能够实时、动态地监测农田周边的外部环境。如果周边出现温度、土壤、水体等问题，能够及时向农户上报，并自动做出相应的调整，防止农作物的生态环境受到进一步的破坏。如滨州市滨州园区与滨州职业学院合作，构建了农业空间大数据管理平台，对该空间内的土壤进行监测，收集相关信息，搭配50 个智能监测点位及250个人工点位，实时监测土壤氮、磷、钾、pH 值和含盐量，为耐盐碱良种选育、盐碱地土壤改良及区域环境影响评价提供数据支撑。

2.3 在数字乡村信息管理中的应用

农业物联网技术的应用，可以解决数字乡村信息管理薄弱的问题。利用物联网技术，将各类农作物的历史生长情况、所需种植条件等信息收集起来，建立完善的数据信息库，为后续的种植提供经验参考。在此基础上，建设专家库、知识库、健全覆盖城乡的公共资源服务体系助力“三农”，实现产业兴旺。以滨州市阳信县的5G 牧场为例，形成了集饲草种植−犊牛繁育−标准养殖−屠宰加工−冷链物流−餐饮连锁−皮革制造−科技研发−废弃物综合利用于一体的全产业链条，带动当地及周边农村养殖户1 000 余户，年均收入1 万余元，解决农民就业人数2 000 余人，缓解了农村就业压力，增加了农民收入，促进了乡村发展。

3 存在问题

3.1 技术发展不成熟

物联网是推动农业发展的重要引擎，促进了农业经济的发展。但目前滨州市物联网技术在农业生产中普及乏力，自主性程度较低。一方面是感知层，在现代科技的支撑下，可以利用传感器对农作物生长环境实现精细化管理，以尽可能少的资源提高农作物产量，是农业数字化技术领域的关键环节。国内的农业传感器类型非常单一，品种较少，还存在体积大、耗电高、精度低等问题。一些核心器件，如传感器芯片、敏感元件之类的中高端技术，基本上都要依赖于进口[12]。传感器技术作为智慧农业的关键科技之一，制约了农业的发展。另一方面是传输层，传感器在采集各类农产品的生长数据后，进行数据格式转换，再利用网络传输，农作物的生长环境和传感器的技术缺陷给传输过程提出了更严格的要求。目前传输技术与国际水平有较大差距，给后续分析数据带来了困难，不能满足当前农业发展的需要[13]。

3.2 基础设施建设成本高

物联网技术应用在农业发展是未来发展的必然趋势，但是目前我国的农业数字化普及率却不到1%，与一些数字农业强国相比，还处于初级阶段。这是因为与传统农业相比，农业物联网的建设成本更高。物联网技术的投入可以实现农业精细化管理，但是精细化种植意味着需要有相应的设备。对于农户来说，除智能大棚需要较大的投入，一套完整的传感采集设备包含了室内温度传感器、土壤湿度传感器等，成本超过1 万元。如果农作物需要分布式精准检测，需要的传感器数量更多，而且这些硬件成本都是消耗品，随着使用时间增长，后续还要换新，否则准确度会受到影响。前期投入较高的设备费用后，后期还要持续投入维护费用，而农作物利润普遍偏低，仅在规模化农场中推广。此外，农业物联网在我国起步较晚，还属于新兴产业，所以能够参考的数据并不多，使农户对于物联网的使用意愿不强。

3.3 对物联网农业应用不够重视

滨州市土地资源丰富，适宜种植多种粮食作物，但是由于长期以来对农业技术的投入不足，使滨州市整体的农业物联网利用率水平相对较低。随着物联网、大数据等科学技术的应用，农业产业也进入快车道。虽然滨州市在农业物联网运用中取得了一些成效，但是对于农村和大多数企业来说，还是会受到传统种植观念和很多现实因素的影响，对物联网的接纳程度不高。对于农产品的种植、生产、加工和销售的各个环节还是采用传统模式，并没有普及物联网技术，制约了物联网农业应用的进程。此外，还存在人才短缺问题。物联网技术在农业的推广不仅需要政府大力推动，还需要足够的人才队伍建设。目前滨州市农户平均文化水平较低，对于新兴的知识理解能力相对薄弱，对于国家出台的相关政策，也缺少专业的人员进行推广和应用，严重影响物联网技术的使用效果[14]。

3.4 农业物联网实用性较差

近年来，滨州市越来越多的农机产业向智能制造转型，但还处于探索阶段。一方面是因为技术标准不统一，因为我国农业物联网发展起步较晚，没有形成健全的标准规范体系，在各项硬件设备的技术标准上存在缺失。农业物联网包含感知、传输和应用3 个层次，3 个层次中需要用到的仪器仪表较多，往往涉及多个平台和厂商，由于没有建立统一的技术标准，每个企业的标准都不尽相同，在使用过程中信息不能有效共享，影响产品应用的通用性。另一方面是数据应用程度不足，农业物联网在使用过程中收集了大量信息，但收集的数据应该如何传输、存储、分析和利用并没有充分发挥其实质。这些收集的数据应用目标不同，在分析、利用过程中也会有所不同，农业数据服务企业虽然数量一直在增长，但是其服务质量相差较大，一定程度上会导致产品市场化受阻。

4 措施与建议

4.1 强化农业科技和装备支撑

滨州市作为全国粮食产业经济发展示范市，应坚持自主研发与引进吸收双管齐下，积极借鉴其他省市的管理经验，并根据自己的实际情况，加快技术研发应用步伐，研制出一套符合自身实际的农业物联网技术，力争扩大其在山东省的试点应用范围，缩小与其他地区的差距。因此，当务之急是要确定农业的研发创新方向，把研究重心转向农作物感知，也就是传感器技术的研发，扩大在这一领域的自主产权。在此基础上，结合滨州市农业发展需求，应用到不同的农作物生产中，并且积极寻求系统节能策略，使其在降低农业生产成本的同时，达到节能减排的目的。除此之外，物联网技术在农业中的应用成果不能仅停留在自动化层面，还要考虑可能影响传输结果的因素，针对性地对农作物不同的生长环境建立差异化处理平台，增强传输结果的可靠性。最后，优化农业物联网管理方案。滨州市应减少由于技术不成熟出现的产品性能差使用寿命短等现象，加强农户与企业之间的沟通交流，在产品使用过程中，农户及时反馈产品性能缺陷，企业能够迅速做出反应，提高产品质量，优化产品性能。

4.2 建立优惠政策体系

滨州市目前物联网在农业中应用的投入成本较高，普通的农户和企业都无法承受，因此，政府应出台农业补贴政策，加大对农业数字化的投入力度，是农业物联网实施的根本保证。首先，从政策上推广农业物联网的应用，对于与物联网相关的产品或者设备的购买上增加优惠和补贴，以此来降低相关设备的价格，提高农户和企业的购买意愿，加快转变农业生产方式。其次，滨州市可对于涉及农业物联网产品生产的企业进行一系列的税收优惠政策，根据产品的应用范围、创新度、市场成熟度等方面确定补贴标准。鼓励社会上更多的企业和研究院校参与农业物联网的建设中。再次，滨州市可完善农业物联网管理制度，对于一些农业数字化的设施用地、信贷条款、保险理赔及应急救助等政策加大扶持力度。最后，吸引社会资金的投入，农业物联网的建成需要大量人力物力，仅靠政府的政策和资金投入是远远不够的，还需要引导和撬动社会资金的进入，充分调动社会上不同层次、不同市场的企业资金的投入，丰富投资主体[15]。

4.3 提高农业物联网重视程度

首先，加强政府引导，把设施农业建设纳入滨州市农业发展的总体规划，明确农业物联网的发展重点和发展程度，工作重点和推进措施，对农业物联网的硬件设备开发和产业化应用进行全面的部署，注重农机部门发挥龙头作用。其次，出台具体的政策，由政府牵头，与财政、科技等多部门联合，围绕物联网在农业生产过程的前、中、后期制定优惠政策，推动农业物联网产业化发展。最后，乡村振兴，关键在人，应加快人才队伍的培养。当前，在农业物联网的人才队伍建设进程中，滨州市可以构建产学研联合发展机制，从教育体系入手，与高校、研究院展开合作。将农业互联网所需的农业、物流、销售等相关知识纳入高校培养方向，探索科学、专业的人才培养方案，培养出农业物联网本土人才。此外，也可以利用高校师资队伍、科技企业人才对现有的农业生产人员进行培训，增强知识的转化，提升实际应用能力。

4.4 加强农业物联网实践操作

针对滨州市农业物联网发展中存在的重理论轻实践的现象，相关部门可着重强调实用性，因地制宜地展开相关研究。一方面，制定标准的规范技术体系，起到规范信息化管理的作用，由政策部门带头，联合多家农业物联网企业参与编制工作，在制定标准时，相关人员广泛收集资料，充分了解国家对于农业物联网的发展政策，为编制工作做准备。秉着科学、谨慎、操作性强的态度，在现有的农业物联网相关条例基础上，综合考量技术标准的可行性，最终确定标准的主要内容。另一方面，注重理论联系实际，不能完全照搬某一国家或者某一地区的成功经验，因为不同地区的自然资源、适宜的农作物品种、市场环境等各有不同，应向着实用、有效的方向发展，制定适合自身的农业物联网管理计划。注重实践研究，结合当地实际情况，从技术和经济结合的层面考量，建立起实用性和稳定性都较高的系统。

5 结束语

物联网在各行业已经积累了大量成果，应用在农业中，能够实现对农产品的动态管理，节本增效，为农业现代化发展提供新路径，推动农业的可持续发展。为提升滨州市物联网技术在农业发展中的应用成效，本研究从优化顶层设计、强化科技支撑、完善运行体系、丰富投资主体及增强适用性等方面提出建议，希望能为滨州市农业物联网技术的创新及农业发展提供参考。

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