智能农业装备与精准农业技术的可持续发展与未来展望

在数字化浪潮的推动下，智能农业装备与精准农业技术正成为现代农业转型升级的关键力量。以我国江苏省为例，该省通过引进智能化的播种机器人，实现了作物种植的精准定位，不仅提高了种植效率，还减少了约30%的种子浪费。这一技术的应用，正是智能农业装备与精准农业技术发展的一个缩影。

随着全球人口的增长和资源的有限性，如何提高农业生产效率、保障食品安全和可持续发展，已成为全球农业发展的重要议题。智能农业装备，如无人机、智能传感器、自动化灌溉系统等，以及精准农业技术，如地理信息系统（GIS）、遥感技术和大数据分析，正逐步改变传统农业的面貌。据国际农业发展基金（IFAD）数据显示，精准农业技术的应用可以提高作物产量达20%，同时减少化肥和农药的使用量，降低环境污染。这些技术的融合与创新，不仅能够提升农业生产力，还能够实现农业资源的合理配置和生态环境的保护。

一、智能农业装备

1、含义

按照国家关于农村农业信息化发展的有关规定和计划，为推动我国传统农业向现代化农业的过渡，国家将针对我国国情研发并引进智能农业设施，其中包括控制器、采集器、传感器等，并利用智能农业设施的应用，来提升农作物品种区域试验、大田栽培、水产养殖、畜禽繁育等农业基础设施与生产技术装备的现代化水平。在给农田施肥、种植等作业中，采用了定位系统、传感器、大中型拖拉机等自动化装置。

2、种类

智能种植设备：如自动播种机、智能施肥机、精准灌溉系统等，这些设备能够根据作物的生长需求，自动调节播种密度、施肥量和灌溉频率。

智能收割设备：如自动收割机、智能分选机等，这些设备能够自动识别作物的成熟度，进行精准收割和分选。

智能监测设备：如无人机、土壤传感器、气象站等，这些设备能够实时监测农田的环境参数，为农业生产提供数据支持。

智能管理平台：通过云计算、大数据分析等技术，实现对农业生产全过程的智能管理。

3、优势

提高生产效率：智能农业装备能够24小时不间断工作，大大提高了农业生产的效率。

降低劳动成本：智能装备的引入减少了人工劳动的需求，降低了农业生产的劳动成本。

提升产品质量：通过精准的种植和收割，智能装备能够保证农产品的质量。

保护环境：智能装备能够精准控制化肥的使用，减少对环境的污染。

4、发展

智能农业装备是指利用现代信息技术，如物联网、大数据、云计算和人工智能等，对农业生产全过程进行智能化管理的设备。这些装备包括智能播种机、智能收割机、无人机、智能灌溉系统等。

智能播种机：通过精准的定位和控制系统，智能播种机能够实现精准播种，减少种子浪费，提高播种效率。

智能收割机：配备有传感器和GPS系统的智能收割机，能够自动识别作物成熟度，实现精准收割，减少损失。

无人机：无人机在农业中的应用越来越广泛，可以用于作物监测、病虫害防治、精准施肥等，大大提高了农业管理的效率和精度。

智能灌溉系统：通过实时监测土壤湿度和气象数据，智能灌溉系统能够自动调节灌溉量，实现节水灌溉。

二、精准农业技术

1、含义

精准农业科技，是指利用信息化科技与3S科学技术结合的方法，根据田间或作业场地的具体情况，最有效的利用耕地资源能力，最合理、有效的利用生物质投入资源，以改善粮食作物和农产品的品质与生产条件、降低对生产技术与成本的投资，和减少对农业作业环境造成的危害为主要目的。与我国传统农产品相较，它最大的优点是以现代化科学技术和农业管理方法极大节省资源和农民生产成本，重点表现在农业手段的革新、农村资源和投入的降低、农村产品生产运作流程和管理方法的精细化、科学化，农产品的低耗、高效、优质。精准农业技术的基本原理，是指通过利用种植土壤的肥力与农作物生长发育状况之间的空间差异，适当调整国家对粮食作物生产和农业技术的投资比例，在对粮食作物的长势状况与耕地质量进行即时检测，全面掌握田间生产力空间变化的基础上，以增加粮食作物生产、均衡地力为目标，进行量化、定向的精细大田管理，以达到有效运用各种农业资源、技术和改变自然环境条件这一可持续农业发展目标。推广精准的农业技术不仅可以最大限度提高农村生产率，而且可以达到高质量、低消耗、高环保的农村可持续发展要求。

2、核心

精准农业技术的核心在于数据的收集和分析。通过使用卫星定位系统（GPS）、遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和物联网（IoT）等技术，农民可以实时监控农田的土壤条件、水分含量、作物生长状况以及病虫害情况。这些数据可以帮助农民做出更加科学的决策，比如精准施肥、精准灌溉、病虫害的及时防治等。

3、精准施肥

精准施肥是精准农业技术中的一个重要应用。传统的施肥方式往往是根据经验来决定施肥量，这种方式不仅效率低下，而且容易造成肥料的过量使用，导致环境污染。而精准施肥技术则可以根据土壤的养分含量和作物的需求，精准计算出所需的肥料量，并通过自动化的施肥设备进行精准投放，既提高了肥料的利用率，又减少了对环境的影响。

4、精准灌溉

精准灌溉技术也是精准农业技术中的一个关键环节。通过安装在农田中的传感器，可以实时监测土壤的水分含量，结合气象数据，系统可以自动调整灌溉的时间和量，确保作物在最佳的水分条件下生长，同时避免水资源的浪费。

5、精准植保

利用无人机和传感器监测作物生长状况，及时发现病虫害，精准施药，减少 农药使用，保护生态环境。

6、病虫害精准防治

精准农业技术还包括病虫害的精准防治。通过监测系统，可以及时发现病虫害的发生，并根据病虫害的种类和程度，精准施用药剂，既有效地控制了病虫害，又减少了药剂的使用量，降低了对环境和人体健康的风险。

三、农机智能化应用现状

1、智能作业

智能农机作业中使用最广泛装置主要有：卫星平地机、植保无人机和拖拽机。卫星平地机可按照操作位置进行移动，不受地面高度影响，实现在同一高度水平操作。植保无人机主要采用地面遥测或导航飞控作业方式，增强了农产品喷洒操作的稳定性，具备快捷、安全、智能、操作灵活的优点，对各种区域、经济作物都具备较高的适应性。拖拽机在机身上安装了农村用北斗终端手动引导系统，可及时确定机械操作轨道，实现无人驾驶操纵，作业精度可实现在 ±2.5厘米以内。自动引导系统既能处理机械走不直的情况，也可为后期的中耕、除草、施肥等流程指明作业路线，尽量减少轧苗，提高作业的精细度，提高作业品质，降低强度。

2、智能监管

通过农机深松作业智能监控管理系统，实现了对深松作业量、作业区域、作业设备等的工作情况监控、进度控制、作业状态检测、作业数据显示、作业轨迹回放、作业过程远程影像抓拍及上传管理等功能，有效提高了深松作业监控的服务质量和工作效率。全平台可同步控制一万台施工设备。

四、智能农业装备与精准农业技术发展对策

1、技术研发与智能农业装备的创新

在现代农业中，技术研发是推动智能农业装备创新的关键驱动力。农业领域的技术研发包括了多个方面，如新型农机的设计与制造、传感器技术的应用以及数据分析的发展，这些都为农业生产提供了巨大的潜力和机遇。新型农机的设计与制造是农业技术研发的核心领域之一。现代农机不再是传统的农具，而是集成了先进技术和智能化系统的高科技装备。例如，自动化播种机器人可以根据土壤条件和作物需求，精准地分配种子，提高了播种效率和作物产量。智能喷洒器能够根据植物生长情况，精准喷洒农药，减少了农药的使用量，降低了环境污染风险。农用无人机可以进行空中巡视，及时识别并解决植物病虫害问题。这些新型农机的设计和制造需要不断的技术研发支持，以满足不断变化的农业需求。

传感器技术的应用在现代农业中起到了至关重要的作用。传感器可以用于实时监测土壤状态、气象条件和植物生长情况等关键参数。通过收集大量的数据，农民和农业专业人员可以更好地了解农田的状况，并做出精准的决策。例如，土壤传感器可以测量土壤的湿度、温度和养分含量，帮助农民合理施肥和灌溉，提高了土地的利用效率。气象传感器可以提供气象预测，帮助农民做出农事安排，减少了自然灾害的风险。这些传感器技术的应用需要不断的研究和改进，以提高数据的准确性和实用性。数据分析的发展是农业技术研发的重要组成部分。大量的数据需要进行有效的处理和分析，以提取有用的信息和洞察。

2、智能农业装备与精准农业技术推广

随着科技的飞速发展，智能农业装备和精准农业技术已成为现代农业发展的重要方向。这些技术的应用不仅能够提高农业生产效率，还能减少资源浪费，实现可持续发展。以下是推广智能农业装备与精准农业技术的一些措施：鼓励科研机构、高校与农业企业合作，共同研发适合本地农业生产的智能装备和技术。通过技术创新，不断提升设备的智能化水平和适应性，使其更好地服务于农业生产。建立智能农业示范基地，展示智能农业装备和精准农业技术的实际应用效果。通过现场观摩和操作演示，让农户直观了解这些技术的好处。利用互联网和大数据技术，建立农业信息服务平台，为农户提供市场信息、技术指导和远程诊断等服务。通过平台，农户可以及时获取最新的农业技术和市场动态，提高决策的科学性。与国际先进的农业技术国家和机构建立合作关系，引进国外先进的智能农业装备和技术。通过国际交流，学习借鉴国外的成功经验和做法，加快我国智能农业技术的发展步伐。制定和完善相关法律法规，保障智能农业装备和技术的知识产权，打击侵权行为。同时，规范市场秩序，确保智能农业装备的质量和安全。

通过上述措施的实施，可以有效推动智能农业装备和精准农业技术在我国的广泛应用，促进农业现代化进程，实现农业的高效、绿色和可持续发展。

3、加大农机装备智能化扶持力度

农机设备智能化的发展壮大，离不开政策指导与扶持，必须利用现行政策、资源与项目，集中相关单位资源，持久用力，久久为功。首先，必须加大政策扶持，引导农机设备智能化的发展与壮大。这包括制定优惠政策，如税收减免、财政补贴等，以降低农机企业的研发成本，激励企业投入智能化技术的研发与应用。

其次，要强化农业投资保障，以市场化为引导，由地方政府部门、民营企业等“双主体”共同设立农业产业开发基金，重点扶持农机设备智能推广与应用。通过基金的运作，可以为农机智能化项目提供资金支持，帮助企业解决资金短缺的问题，加快智能化农机的研发和市场推广。最后，要汇聚相关部门的共识，将农机设备智能纳入国家建立先进农业生产制造基地的重点项目，进一步强化扶持力量，努力打造具备全球竞争力的农机设备智能生产集群。这意味着要整合农业、科技、工业等多个部门的资源，形成合力，共同推动农机设备智能化的发展。同时，还要加强与国际先进技术的交流合作，引进国外先进的农机智能化技术和管理经验，提升我国农机设备的整体竞争力。

总之，农机设备智能化的发展是一个系统工程，需政府、企业、科研机构等多方面的共同努力。通过政策引导、资金支持、资源整合和国际合作，我们可以推动农机设备智能化的发展，为我国农业现代化贡献力量。

五、智能农业装备与精准农业技术的可持续发展与未来展望

1、智能农业装备可持续发展的主要体现

智能化农机的应用：智能农机的广泛应用可以提高农业生产的效率和质量。例如，自动化播种机器人和无人驾驶拖拉机可以实现精准播种和施肥，减少资源浪费。智能灌溉系统可以根据植物需水量进行智能调控，减少水资源的浪费。这些技术的应用有助于降低农业对水资源、化肥和农药的需求，同时提高了产量和质量。

数据驱动的农业管理：传感器技术的广泛应用使种植者能够实时监测土壤、气象和植物生长情况等关键参数。

2、未来智能农业技术的趋势和可能性

人工智能和机器学习的应用：随着人工智能和机器学习技术的发展，智能农机装备将更具自主性和智能化。机器学习算法可以更好地了解植物的需求，提供更精准的农事建议。农机可以更加智能地应对各种环境条件，提高自身适应性和稳定性。

物联网技术的普及：物联网技术将更多的农业设备和传感器连接到互联网，实现设备之间的信息共享和远程监控。这将提供更多的数据源，加强了农业生产的可视化和远程管理能力，进一步提高了农业生产的精准性和可持续性。

可再生能源在智能农业装备中的应用：随着环保意识的提高和可再生能源技术的进步，将可再生能源集成到智能农业装备中成为可持续发展的重要方向。太阳能和风能等可再生资源可以为农业机器人、无人机和传感器等智能设备提供清洁能源，减少传统能源的依赖和碳排放。例如，太阳能驱动的智能灌溉系统可以在无需外接电源的情况下自动调节灌溉，既节约了水资源，又减少了能源消耗。此外，利用生物质能源为智能农场提供电力和热能也是未来的发展趋势之一。通过这些技术的应用，智能农业不仅能够提高生产效率和作物产量，还能够实现能源的自给自足，推动农业生产向更加绿色、环保的方向发展。

综上所述，智能农业装备与精准农业技术正推动现代农业转型升级。智能播种机器人的使用，不但可以提高种植效率并可减少种子浪费。智能农业装备如无人机、智能传感器和自动化灌溉系统，以及精准农业技术如GIS、遥感技术和大数据分析等，正改变传统农业。精准农业技术能提高作物产量20%，减少化肥和药剂使用，降低环境污染。技术研发、农民培训和技术推广是推动智能农业发展的关键。未来，智能农业技术将更加依赖人工智能、机器学习和物联网技术，同时利用可再生能源，实现农业生产的绿色和环保。

（作者单位：271503山东省泰安市东平县大羊镇人民政府）