山東省數(shù)字化果園發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策研究

　　近些年來(lái)，農(nóng)業(yè)信息化對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的支撐作用越來(lái)越強(qiáng)，特別是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用，在加快建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和增加農(nóng)民收入等方面的作用越來(lái)越突出。果品產(chǎn)業(yè)是山東省傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)，附加值高、效益好，在全省農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，山東省果業(yè)發(fā)展已進(jìn)入轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，發(fā)展現(xiàn)代果業(yè)成為推動(dòng)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的重要抓手，而數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用是現(xiàn)代果業(yè)的重要標(biāo)志。明確了數(shù)字化果園的內(nèi)涵，圍繞山東省數(shù)字化果園發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用形式，深刻剖析了山東省數(shù)字化果園高質(zhì)量發(fā)展的制約因素，提出了山東省推進(jìn)數(shù)字化果園高質(zhì)量發(fā)展的對(duì)策建議。

 

 

　　數(shù)字化果園可理解為將信息作為果品生產(chǎn)要素，利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程信息進(jìn)行可視化表達(dá)、數(shù)字化設(shè)計(jì)、信息化管理的現(xiàn)代果園，其主要目的是實(shí)現(xiàn)果品生產(chǎn)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化，發(fā)展的高級(jí)階段就是智慧果園。果園數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的目的是在提升果品產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，降低生產(chǎn)成本，提高資源利用率，切實(shí)提升生產(chǎn)效益。

 

 

　　2021年，山東省果園面積達(dá)61.06萬(wàn)hm2，產(chǎn)量1913.9萬(wàn)t，平均單產(chǎn)是全國(guó)的近2倍，面積和產(chǎn)量多年來(lái)位居全國(guó)前列。在省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展資金（高效特色農(nóng)業(yè)發(fā)展平臺(tái)）水果產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的示范帶動(dòng)下，全省已發(fā)展現(xiàn)代矮砧集約高效栽培模式果園超過(guò)4萬(wàn)hm2，重點(diǎn)推廣了蘋(píng)果現(xiàn)代矮砧集約栽培模式及物聯(lián)網(wǎng)、水肥一體化、病蟲(chóng)害綠色防控等配套技術(shù) ，其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范園占比8.3%以上，起到了很好的示范引領(lǐng)作用，可以說(shuō)全省已經(jīng)具備發(fā)展數(shù)字化果園的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)。

 

　　2013年，山東省農(nóng)業(yè)廳聯(lián)合山東省財(cái)政廳印發(fā)了《山東省農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用示范工程建設(shè)實(shí)施意見(jiàn)》，目前，已建成縱向涵蓋全省各級(jí)農(nóng)業(yè)部門(mén)和生產(chǎn)單位，橫向包括種植、畜牧、農(nóng)機(jī)、流通、加工和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全等若干領(lǐng)域的基于數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)格局。果品生產(chǎn)領(lǐng)域建設(shè)了棲霞、蓬萊、榮成等10個(gè)數(shù)字化智能化管理示范縣，數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用果園面積超3000hm2，通過(guò)數(shù)字化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)果園環(huán)境條件、果樹(shù)生長(zhǎng)狀況和病蟲(chóng)害發(fā)生情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，利用專(zhuān)家管理系統(tǒng)及時(shí)采取相應(yīng)的管理措施，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化控制。

 

　　全省各地果園數(shù)字化應(yīng)用情況不盡相同，整體情況為東部傳統(tǒng)果品優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)強(qiáng)于中西部，膠東果品主產(chǎn)區(qū)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)果園數(shù)量較多，區(qū)域性數(shù)字化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用服務(wù)相對(duì)成熟。據(jù)業(yè)務(wù)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，煙臺(tái)、威海兩市蘋(píng)果生產(chǎn)中采用生長(zhǎng)環(huán)境、土壤理化等物理傳感器設(shè)備的果園占比為5%~7%，水肥一體化技術(shù)應(yīng)用果園占比20%左右；設(shè)施果園對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用更加普遍。

 

 

　　果園物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)象主要是氣象環(huán)境、土壤墑情和果樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)等。氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)一方面能夠?qū)崿F(xiàn)果園光照、空氣溫濕度、降雨、風(fēng)速等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)設(shè)置預(yù)警值，報(bào)警后即能對(duì)生產(chǎn)指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)控制；另一方面，系統(tǒng)可對(duì)接衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開(kāi)展未來(lái)24h或72h的氣象預(yù)報(bào)，對(duì)倒春寒、冰雹、強(qiáng)降雨等極端天氣進(jìn)行預(yù)警，提醒生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者做好防災(zāi)減災(zāi)準(zhǔn)備。土壤墑情方面，主要監(jiān)測(cè)土壤pH值、溶氧量、水位、溫濕度等數(shù)據(jù)，通過(guò)設(shè)置預(yù)警值，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息，做到果園肥水的精準(zhǔn)管控。果樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)，通過(guò)在園區(qū)的合適位置架設(shè)720°高清攝像頭，實(shí)時(shí)查看果樹(shù)生長(zhǎng)情況，并能對(duì)突發(fā)情況自動(dòng)轉(zhuǎn)向緊急錄像。山東土地集團(tuán)蔭子公司在榮成市建設(shè)了50hm2高標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代矮砧集約栽培果園，基地全部安裝物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，協(xié)同清華同方研發(fā)了智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)園區(qū)環(huán)境變化和果樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)的數(shù)字化監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化管理，極大節(jié)約了用工成本，提高了資源利用率。

 

 

　　病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)誘殺系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程掌握果園蟲(chóng)情，無(wú)公害誘捕殺蟲(chóng)。設(shè)備可自動(dòng)識(shí)別害蟲(chóng)種類(lèi)并進(jìn)行計(jì)數(shù)，自動(dòng)進(jìn)行無(wú)公害誘捕、誘殺。生產(chǎn)者通過(guò)高清攝像機(jī)觀察蟲(chóng)情圖像，及時(shí)制定防控措施。威海市翠虹果品股份有限公司擁有現(xiàn)代蘋(píng)果種植基地260余hm2、各類(lèi)種苗基地30余hm2，近幾年大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)＋蘋(píng)果”發(fā)展，引進(jìn)先進(jìn)智慧植保監(jiān)測(cè)和帶靜電植保設(shè)備，年節(jié)省農(nóng)藥70%以上，生產(chǎn)效率提升60%以上。

 

　　水肥一體化管控

 

　　根據(jù)監(jiān)測(cè)的土壤墑情數(shù)據(jù)，結(jié)合果樹(shù)的水肥需求規(guī)律，制定科學(xué)精準(zhǔn)的肥水管控方案。通過(guò)水肥一體化設(shè)施設(shè)備，按照既定配方，自動(dòng)控制灌水時(shí)期、灌水量、肥液濃度等重要參數(shù)，自動(dòng)完成對(duì)肥水的定量、定時(shí)控制（也可通過(guò)手機(jī)、臺(tái)式電腦等遠(yuǎn)程人工控制），實(shí)現(xiàn)肥水精準(zhǔn)管理，提高肥水利用率，改善土壤環(huán)境，提高果實(shí)品質(zhì)。沂源縣中以果業(yè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園擁有現(xiàn)代蘋(píng)果種植基地60余hm2，全部采用智能化的水肥一體化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能水肥控制、安全可預(yù)警、流向可追蹤、信息可查詢等數(shù)字化、信息化管理，實(shí)現(xiàn)了園區(qū)內(nèi)人、物、信息的全面感知和互聯(lián)互通，年節(jié)肥80%、節(jié)水45%、省工70%，優(yōu)果率提升20%以上，每畝節(jié)本增效2500元以上。

 

　　智能大棚（溫室）控制

 

　　通過(guò)臺(tái)式機(jī)或手機(jī)APP可遠(yuǎn)程手動(dòng)控制多個(gè)大棚的設(shè)施設(shè)備，包括卷簾機(jī)、增溫?zé)?、噴滴灌、風(fēng)機(jī)等。也可根據(jù)時(shí)間、氣象、土壤等數(shù)據(jù)設(shè)定規(guī)則，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行灌溉、通風(fēng)、開(kāi)關(guān)天窗等操作。

 

 

　　通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，自動(dòng)采集生產(chǎn)環(huán)節(jié)（施肥、灌溉、除草等農(nóng)事操作記錄，生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)，全生長(zhǎng)周期高清，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)可追溯）、加工環(huán)節(jié)（產(chǎn)品檢測(cè)、加工、包裝，全程追蹤記錄）、運(yùn)輸環(huán)節(jié)（對(duì)接車(chē)輛監(jiān)控設(shè)備，采集物流數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)配送運(yùn)輸可追溯）、銷(xiāo)售環(huán)節(jié)（一件一碼防偽鑒真，并統(tǒng)計(jì)每件果品掃碼人數(shù)、地域分布，實(shí)時(shí)監(jiān)控銷(xiāo)售市場(chǎng)）相關(guān)數(shù)據(jù)，為農(nóng)產(chǎn)品建立“身份證”，實(shí)現(xiàn)全程可追溯，打造高端果品品牌，幫助企業(yè)實(shí)時(shí)掌控果品市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整市場(chǎng)銷(xiāo)售方向和策略。在質(zhì)量控制上，運(yùn)用農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯技術(shù)，將蘋(píng)果生產(chǎn)、檢測(cè)、加工、包裝等數(shù)據(jù)接入信息化平臺(tái)，消費(fèi)者用手機(jī)輕輕一掃，便可了解企業(yè)信息、品牌信息及蘋(píng)果整個(gè)過(guò)程的追蹤記錄。

 

 

　　利用多旋翼無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)及地面原位觀測(cè)光譜傳感器構(gòu)建地空監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)人機(jī)全自動(dòng)智能控制，搭載高清數(shù)碼及多光譜相機(jī)獲取大范圍果園環(huán)境狀態(tài)、地形地勢(shì)、果樹(shù)養(yǎng)分狀態(tài)、葉面積等信息，同時(shí)結(jié)合地面果樹(shù)冠層光譜傳感器實(shí)現(xiàn)空地搭配的監(jiān)測(cè)體系；配合數(shù)據(jù)采集及服務(wù)器端數(shù)據(jù)管理軟件，實(shí)現(xiàn)葉面積、覆蓋度、葉綠素、推薦施肥等信息實(shí)時(shí)分析。

 

 

　　現(xiàn)階段，全省數(shù)字化果園的研究與應(yīng)用逐步深入，政府和規(guī)模化經(jīng)營(yíng)主體已經(jīng)認(rèn)識(shí)到數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用對(duì)于提高果園精細(xì)管理、提升果品質(zhì)量和營(yíng)銷(xiāo)管理水平的巨大效益，開(kāi)始投入人力、物力和財(cái)力到數(shù)字化果園建設(shè)中，但與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍屬新興領(lǐng)域，依然面臨著諸多問(wèn)題。

 

 

　　部分規(guī)?；?jīng)營(yíng)主體雖已認(rèn)識(shí)到數(shù)字化果園的發(fā)展機(jī)遇，但絕大多數(shù)種植規(guī)模較小的果農(nóng)認(rèn)識(shí)仍不到位、觀念滯后，認(rèn)為只有農(nóng)藥、化肥等農(nóng)資的投入才能帶來(lái)產(chǎn)量和效益，果樹(shù)生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化的模式離自己還很遙遠(yuǎn)，物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備的投入就是浪費(fèi)，對(duì)智慧果園的發(fā)展普遍缺乏正確認(rèn)識(shí)。

 

 

　　果農(nóng)科學(xué)文化素質(zhì)參差不齊，整體水平不高，管理能力較低，高新技術(shù)接受能力較弱，對(duì)信息技術(shù)的了解應(yīng)用較少，從而影響了數(shù)字化果園技術(shù)推廣，高素質(zhì)技術(shù)人才匱乏成為制約智慧果園發(fā)展的最大障礙。

 

　　基礎(chǔ)設(shè)施不完善，現(xiàn)代化程度低

 

　　全省果園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍以傳統(tǒng)水、路、溝渠等為主，基于利用集成應(yīng)用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、手機(jī)終端技術(shù)、3S（遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、全球定位系統(tǒng)）技術(shù)等載體及平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施較少，在果園建設(shè)上缺少現(xiàn)代化的設(shè)施設(shè)備。

 

 

　　果品生產(chǎn)影響因素較多，果園數(shù)據(jù)類(lèi)型多樣，數(shù)據(jù)來(lái)源涉及氣象、土壤、病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)結(jié)果情況等多個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)受采集設(shè)施設(shè)備的影響，海量數(shù)據(jù)獲取難度大。當(dāng)前，全省果園大數(shù)據(jù)采集量仍十分有限，采集成本較高，存量數(shù)據(jù)的共享水平較低，難以從宏觀層面用于指導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。

 

 

　　果園應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)采集的數(shù)據(jù)包含數(shù)值、圖文、視頻等多個(gè)結(jié)構(gòu)類(lèi)別，沒(méi)有建立一致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一性較差。采集數(shù)據(jù)的過(guò)程易受設(shè)施設(shè)備和自然環(huán)境變化的影響，同時(shí)受生產(chǎn)者經(jīng)營(yíng)模式、種植經(jīng)驗(yàn)等主觀性內(nèi)容影響，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不高。果園物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)仍處于應(yīng)用推廣階段，采集數(shù)據(jù)的方式、方法有待規(guī)范，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度有待提高。

 

　　果園采集的數(shù)值性數(shù)據(jù)僅占30%，多媒體數(shù)據(jù)較多，需要生產(chǎn)者或技術(shù)人員解釋分析，主觀性較強(qiáng)。果園大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)較為分散，采集的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，很難進(jìn)行綜合性分析利用，數(shù)據(jù)利用價(jià)值有待進(jìn)一步挖掘。

 

 

　　數(shù)字果業(yè)發(fā)展是一個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要靠體制機(jī)制推動(dòng)，還要制定科學(xué)規(guī)劃，有序推進(jìn)數(shù)字化果園建設(shè)進(jìn)程。當(dāng)前，山東省數(shù)字果業(yè)的發(fā)展應(yīng)關(guān)鍵做到2個(gè)方面：一是大力發(fā)展全省果業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，這是開(kāi)展數(shù)字果業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，也是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求；二是加快開(kāi)展數(shù)字果業(yè)方面的科學(xué)研究，為數(shù)字化果業(yè)發(fā)展提供科技支撐。對(duì)此，山東省要完善體制機(jī)制創(chuàng)新，強(qiáng)化數(shù)字果業(yè)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)組織，改變目前由一個(gè)或幾個(gè)部門(mén)、幾個(gè)科技人員單打獨(dú)斗的局面，達(dá)到系統(tǒng)性促進(jìn)果業(yè)數(shù)字化發(fā)展的目的，同時(shí)集中省內(nèi)科研力量，大力引進(jìn)國(guó)內(nèi)外科研人才，采取專(zhuān)家項(xiàng)目責(zé)任制，集中力量突破現(xiàn)有難題。

 

 

　　現(xiàn)代化果園是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的前提。山東省應(yīng)在實(shí)施高效特色農(nóng)業(yè)發(fā)展平臺(tái)水果產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，加大政策扶持力度，通過(guò)項(xiàng)目示范引領(lǐng)，大力推廣現(xiàn)代矮砧集約高效栽培模式及配套關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)適應(yīng)數(shù)字化管理的標(biāo)準(zhǔn)化果園，強(qiáng)化生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，引導(dǎo)果園數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。適時(shí)組織生產(chǎn)主體參觀運(yùn)營(yíng)成熟的數(shù)字化果園，借鑒成功經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大數(shù)字化果園的吸引力、輻射力和影響力，讓發(fā)展數(shù)字化果園成為行動(dòng)自覺(jué)。

 

 

　　數(shù)字農(nóng)業(yè)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，果品生產(chǎn)智慧化發(fā)展潮流勢(shì)不可擋。山東省應(yīng)把數(shù)字化果園建設(shè)作為打造鄉(xiāng)村振興齊魯樣板的亮點(diǎn)工程來(lái)推進(jìn)。一是廣泛開(kāi)展技能培訓(xùn)，多渠道培育新型職業(yè)果農(nóng)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技人才推薦培養(yǎng)，實(shí)施高素質(zhì)農(nóng)民培育計(jì)劃，大力培育新型職業(yè)果農(nóng)，提升新型職業(yè)果農(nóng)發(fā)展質(zhì)量，為數(shù)字化果園發(fā)展提供源源不斷的人才支撐，以滿足智慧果園發(fā)展需求。二是通過(guò)電視、廣播、微信公眾號(hào)等多種方式在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域廣泛宣傳智慧果業(yè)，引導(dǎo)生產(chǎn)主體正確認(rèn)識(shí)數(shù)字化生產(chǎn)技術(shù)和智慧果園發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)示范推廣、親身體驗(yàn)等形式，讓生產(chǎn)主體從思想上迅速適應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，適時(shí)做好由傳統(tǒng)果園向數(shù)字化果園的升級(jí)改造，切實(shí)提升生產(chǎn)效益。

 

 

　　果園數(shù)字化管理系統(tǒng)建設(shè)是現(xiàn)代化果園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要內(nèi)容。當(dāng)前，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)飛速發(fā)展，精準(zhǔn)作業(yè)裝備、先進(jìn)傳感技術(shù)等技術(shù)創(chuàng)新日趨完備，且廣泛應(yīng)用于果樹(shù)生產(chǎn)領(lǐng)域，為數(shù)字化果園提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。生產(chǎn)中，山東省應(yīng)完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升機(jī)械化水平，開(kāi)展農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)應(yīng)用，盡可能多地應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，提高果品生產(chǎn)現(xiàn)代化水平。

 

 

　　果園數(shù)字化技術(shù)推廣應(yīng)與果品生產(chǎn)領(lǐng)域的科學(xué)研究相結(jié)合，目的是提高生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)效益。山東省應(yīng)在項(xiàng)目引導(dǎo)基礎(chǔ)上，統(tǒng)一對(duì)接省內(nèi)各產(chǎn)區(qū)、各園區(qū)數(shù)據(jù)，構(gòu)建省市縣高效特色農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)（平臺(tái)），實(shí)現(xiàn)全省果園數(shù)據(jù)資源的融合、交換與應(yīng)用，在指導(dǎo)精準(zhǔn)生產(chǎn)、預(yù)警預(yù)測(cè)、輔助決策等領(lǐng)域切實(shí)發(fā)揮作用，提升數(shù)據(jù)利用效率，引導(dǎo)全省果業(yè)智慧化發(fā)展。

 

　　聲  明：本文摘編自《中國(guó)果樹(shù)》2022年第7期“山東省數(shù)字化果園發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策研究”（高群，李明麗，武裝，李國(guó)棟，王小非，高文勝）。