数字农业技术在山区果树产业中的应用研究

摘要 在万物智联时代，山区果树栽培模式落后，现代元素难以融入，面临生产管理成本高、品质低、产品溯源难等问题。果树产业转型升级需借助现代信息技术实现智能化精准作业，而智能驱动果园机器人、无人机等智能装备精准作业的前提是实现果树、果园数字化构建。以安顺市蜂糖李产业为例总结山区果树数字农业技术的发展与应用情况，梳理当前果树数字技术推广应用的难点和问题，提出发展果树数字农业的对策和建议：加大政府对数字农业扶持力度；加强数字果园基础设施建设；加快数字果园配套技术标准体系研发；完善数字化社会服务体系，为提升山区果树产业数字化水平，实现山区果树产业智能化发展提供借鉴和参考。

关键词 数字农业；果园；智能化；安顺市

中图分类号 S-9   文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）20-0223-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.20.057

Application of Digital Agricultural Technology in Mountain Fruit Industry

CHEN Hong-yan， RAO Qiang-wei， XIAO Yi et al  （Anshun Academy of Agricultural Sciences， Anshun， Guizhou 562100）

Abstract In the era of all things connected， the cultivation mode of fruit trees in mountainous areas is backward， modern elements are difficult to integrate， and they are faced with problems such as high production management cost， low quality and difficulty in sourcing products. The industrial transformation and upgrading of fruit trees need the help of modern information technology to realize intelligent and precise operation and the premise of intelligent equipment， such as intelligent driving orchard robots and drones to perform precise operation is to realize the digital construction of fruit trees and orchards. Taking honey plum industry in Anshun as an example， we summarized the development and application of digital agriculture technology of fruit trees in mountainous areas， sorted out the difficulties and problems in the popularization and application of digital technology of fruit trees at present， and put forward some countermeasures and suggestions for developing digital agriculture of fruit trees， such as increasing government support for digital agriculture; strengthening the infrastructure construction of digital orchard; speeding up the research and development supporting technical standard system of digital orchard; improving the digital social service system. It provided references for improving the digital lever of fruit tree industry in mountainous areas and realizing the intelligent development of fruit tree industry in mountainous areas.

Key words Digital agriculture;Orchard;Intellectualization;Anshun City

蜂糖李是贵州安顺山区的优良地方品种，依托当地特有的气候环境资源优势，其生产出的蜂糖李含糖量高、品质优且经济效益极高，当地政府高度重视，将其定为地方支柱产业之一，在适宜区域大面积推广种植。但是，受破碎的山区地形条件限制及基础设施设备投入不足等影响，蜂糖李主产区的生产方式仍以传统的劳动力耕作为主，在陡峭的半坡上工人一担一担地将肥料挑入果园中，然后又一担一担地将蜂糖李挑出果园是目前山区果园常见的生产状态。落后的栽培模式导致用工密集、投入成本高、生产管理粗放、产品质量低、溯源难等问题，各地蜂糖李以次充好，优良地方品种产品品牌保护面临巨大的挑战，传统农业转型升级势在必行。

数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义［1-3］。早在1998年，美国就首次提出“数字地球”的概念，引发全球数字化发展热潮，并揭开数字经济发展大幕［4］。美国、英国、德国、日本、挪威、法国、澳大利亚、新西兰、韩国等发达国家都在加速推进农业现代化进程，在数字乡村、智慧农业等领域形成了较快的发展态势，尤其是美国、欧洲的大型农业企业凭借其资金、技术等优势，在全球数字农业发展中占有较大的份额，并在全球数字农业市场规模中也占有较大规模和比重［5-6］。2022年国发2号文件专门对贵州提出了建设数字经济发展创新区的战略定位，作为欠发达地区农业省份，贵州积极抓住机会大力发展大数据产业，推动大数据和各产业深度融合，但在数字农业领域还处于起步阶段。数字农业技术生产应用方面存在着生产模式落后，智能设备难以配套推广应用，不同果树品种、不同生态气候环境数字化生产技术标准体尚未建立，数据指挥生产处于空白状态等问题。鉴于此，笔者以安顺市蜂糖李产业为例总结山区果树数字农业技术的发展与应用情况，梳理当前果树数字技术推广应用的难点和问题，提出发展山区果树数字农业的对策和建议，以期为提升山区果树产业数字化水平、实现山区果树产业智能化发展提供借鉴和参考。

1 数字果园的内涵

“数字果园”是通过现有信息和通信技术的充分利用，对果园生产、管理、经营、流通、服务等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制管理［7］。数字果园信息技术应用包含果园数字化管理与控制、果品质量与安全数字化管理与追溯、果品经营流通数字化管理与电子商务3个方面。从信息内容看，数字果园涉及的数字化对象包括果园环境和果树生长信息数字化、果园档案和生产履历信息数字化、果园经营与流通信息数字化3个内容［8］。其中，果树生长表型信息获取是构建数字果园的基础和关键步骤，果树生长环境数据获取是实施数字果树技术的重要基础。通过物联网传感器结合人工智能采集果树生长表型信息数据，通过在果园部署安装低功耗、多节点的物联网传感器节点及网络系统，自动化采集果园的环境数据，形成果园环境大数据［9］。对果园天、空、地一体化观测数据进行模式识别、机器学习和深度学习为代表的人工智能算法和专家系统，构建果园监测预警技术体系［10］，结合果树表型数据形成果园生产管理智能决策技术体系［11］，应用智能决策体系通过物联网自动指挥生产，实现果园全程智慧生产管理。智能生产系统记录生产管理全过程，建立果园档案和生产履历信息，实现农产品全程监管数字化，形成物联网+果品溯源区块链的农产品溯源大数据服务中心，有效解决传统追溯体系缺失所致的产品失信问题。通过一系列可利用的果树、果园和果品等大数据信息，为果园管理提供数据、知识和服务，为果品营销、产业融合等提供数字化、智能化和可视化技术、手段和内容［12］。

2 山区果树数字技术发展现状

2.1 蜂糖李产业发展基本情况

截至2020年底，安顺市果园种植面积约56 300 hm2，其中蜂糖李种植面积约13 500 hm2，约占果树种植面积的24%。蜂糖李产业主要分布在低海拔富热区域，安顺市海拔450～1 400 m地区均有分布，其中镇宁县为蜂糖李主产区，种植面积10 773 hm2，占比约80%，关岭县2 046 hm2，占比约15%。受喀斯特山区地貌影响，果树产业几乎都分布在坡地及丘陵地带，种植在25°以上坡地的占比60%以上，约40%种植在缓坡丘陵地带。种植模式落后，大多数果园顺应山体形态依山而建，横不成排竖不成列，果园毫无秩序可言。在修剪整形管理方面，80%以上的处于自然放任生长状态，采摘困难，果园郁闭度高。在肥水管理方面，90%以上的果园依靠传统人工劳作，生产管理成本高，肥水施用不科学，病虫害防治不及时等导致产品质量低。

2.2 数字农业发展的基本情况

随着现代信息技术不断发展，物联网农情监测、冷链物流贮藏运输、电商销售、自动化节水灌溉水泵、水肥一体化滴灌、小型机耕设施等先进农业生产技术装备在产业中的应用逐步出现。目前，安顺市有大型蜂糖李冷链物流仓储库、分级包装生产线，农情气象监测点在各乡镇均有分布。在电商物流服务方面，京东、顺丰等服务平台专门在主产区设立货物转运服务点、空运物流分拨中心，保证每天都有新鲜产品运往全国各地。电商综合服务站全面投入运营，产品线上销售模式也不断拓宽，淘宝、京东、天猫等各类网店平台均有货销售，抖音营销、直播带货等现代销售模式蓬勃发展，电商化水平提高迅速。

3 果树数字技术应用概况

3.1 果园数字化生产管理情况 目前，蜂糖李果园在生产管理上主要应用的数字化技术有遥感无人机使用、水肥一体化自动节水滴灌技术应用。其中，遥感无人机和水肥一体化自动节水滴灌技术相对成熟，90%以上果农了解遥感无人机喷药技术，但由于遥感无人机价格较高，一般果农无购买能力，仅有极少数有条件的果园采取购买服务的方式开展飞机喷洒农药业务，应用率不到10%。部分果园安装了水肥一体化设施，果园管网通达，蓄水设施齐全，可实现自动化浇水、施肥，但以种植经验比较丰富的果农企业为主，蜂糖李产业上90%以上的果园依旧靠自然灌溉，人工施肥。

3.2 数字化社会服务应用情况 在数字化社会服务应用方面，目前产品流通销售环节数字技术应用相对成熟。在产品营销信息服务方面，产品成熟时间、数量、价格、市场需求量等信息有专门的管理平台进行收集，及时对外发布，生产者和销售者可根据信息进行产品采摘销售。在产品销售平台服务方面，电商蓬勃发展，京东、天猫、淘宝等平台为生产者提供多个销售渠道，产品销售市场可面向全国各地，抖音、直播带货平台等可为消费者提供产品生产基地信息、产品实时动态等，深受消费者欢迎，逐步成为电商主流。在气象预测预报服务方面，目前监测到的数据可准确地为生产区提供天气预报，预警洪涝灾害、冰雹灾害等。