基于智慧農(nóng)業(yè)背景下土壤醫(yī)療機(jī)構(gòu)運營模式探索與實踐

王佳琪，周金蒙

(黑龍江大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150080)

我國土壤污染問題日益嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)土地資源的質(zhì)量和數(shù)量阻礙了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。農(nóng)業(yè)資源消耗成本較高，農(nóng)業(yè)資源開采過度、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施短缺、農(nóng)產(chǎn)品問題日益顯現(xiàn)，這給我國農(nóng)業(yè)發(fā)展提出了更多的挑戰(zhàn)。自2017年起，我國連續(xù)多年均有涉及智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)內(nèi)容的政策出臺，基于這一背景，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式升級轉(zhuǎn)型迫在眉睫。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷升級，其在多領(lǐng)域應(yīng)用都起到了積極正面的效果，將其與新農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，將為大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)提供基礎(chǔ)保障。

1 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題

我國很多地方的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施仍然較為落后，大型現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械用具設(shè)備少，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，技術(shù)研究基礎(chǔ)薄弱，具備實時數(shù)據(jù)采集、自動監(jiān)控等功能的裝備產(chǎn)品較少。個別區(qū)域的灌溉仍采用大水漫灌，缺少滴灌、噴灌等基礎(chǔ)設(shè)施。智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開專業(yè)技術(shù)人員和充足資金的保障。但是，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的綜合人才缺失，高素質(zhì)農(nóng)民也較為匱乏，從事農(nóng)業(yè)勞動的人口在逐漸減少。智慧農(nóng)業(yè)的全面推廣需要大量資金的支持，現(xiàn)代化設(shè)備成本較高，鑒于農(nóng)業(yè)具有生態(tài)區(qū)域性和建設(shè)分散性，推廣智慧農(nóng)業(yè)不能大規(guī)模復(fù)制，其項目主體特點為數(shù)量多、層次多、領(lǐng)域廣、地點散、監(jiān)管難度大，因此投資成本高，投資回報率低。我國還未建立頂層系統(tǒng)化的全國農(nóng)業(yè)科研體系，眾多農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)未構(gòu)成統(tǒng)一體系，沒有明確的科研分工、合作指導(dǎo)及溝通渠道，眾多科研機(jī)構(gòu)的小型科研課題重復(fù)，突破性的大型科研課題難以系統(tǒng)化合作完成。針對以上問題，基于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的課題研究，根據(jù)智慧農(nóng)業(yè)在大田中實際應(yīng)用的情境進(jìn)行打造智慧農(nóng)業(yè)新型模式、構(gòu)建服務(wù)型信息平臺、病蟲識別系統(tǒng)設(shè)計、整合優(yōu)質(zhì)資源等智慧農(nóng)業(yè)新模式探索，不斷完善智慧農(nóng)業(yè)實際應(yīng)用模式。

2 土壤醫(yī)療機(jī)構(gòu)運營模式的探索實踐

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用于大田時常采用物聯(lián)網(wǎng)與傳感器相結(jié)合的技術(shù)，僅監(jiān)測作物生長相關(guān)情況，如溫度、水分、土壤溫濕度、電導(dǎo)率等，并根據(jù)需求直接補充，常常忽略作物及土壤的實際狀態(tài)和后續(xù)肥力情況。農(nóng)作物連種造成“土壤病”、設(shè)施農(nóng)業(yè)下的“土壤障礙病”，農(nóng)戶備受技術(shù)問題的困擾。根據(jù)土壤的實際情況，在傳統(tǒng)智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上，為合理利用土壤，監(jiān)控土壤情況，推出接診-現(xiàn)場研判-采樣檢測-問題判斷-給定治理方案-展開綜合防治的新型智慧農(nóng)業(yè)模式。在接收到農(nóng)戶問題時，專家第一時間前去實地考察，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、溫度與降水量等因素，先對土壤和作物情況進(jìn)行簡單分析，隨后收集土樣，帶回實驗室進(jìn)行檢測分析，借助開發(fā)的服務(wù)型信息平臺，準(zhǔn)確、快速地發(fā)布相關(guān)農(nóng)業(yè)治理的解決方案，降低農(nóng)戶的損失。作物土壤醫(yī)療機(jī)構(gòu)下設(shè)土壤及作物?？崎T診、檢測服務(wù)部、技術(shù)服務(wù)部，在服務(wù)于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，將智能化融入到農(nóng)業(yè)中來，為農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)提供經(jīng)驗[1-2]。

大規(guī)模運用智慧農(nóng)業(yè)，在農(nóng)業(yè)監(jiān)視廣泛、傳感器眾多的農(nóng)田中，有效的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺顯得尤為重要。應(yīng)同時配合自動識別技術(shù)、遙感技術(shù)、傳感器、氣象站、實地調(diào)查等手段與工具，開發(fā)智能共享平臺，對農(nóng)產(chǎn)品的生長狀態(tài)、環(huán)境變化進(jìn)行實時監(jiān)測，設(shè)置生長線值，智能檢測并給出相關(guān)建議。設(shè)立平臺系統(tǒng)的管理員，對共享信息設(shè)置權(quán)限，根據(jù)不同用戶的權(quán)限，提供不同的共享數(shù)據(jù)，既降低了成本，又滿足用戶的不同需求，為農(nóng)民及時調(diào)整種植品種，提供科學(xué)決策。農(nóng)戶在平臺數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可以申請專家服務(wù)，實地取樣，在大量的農(nóng)科實驗，如植物營養(yǎng)元素含量檢測，土壤有機(jī)質(zhì)含量測定，土壤速效磷、速效鉀、堿解氮含量分析的基礎(chǔ)上，整合實驗數(shù)據(jù)及相關(guān)經(jīng)驗，根據(jù)植物缺素情況為診斷作物病狀原因、改良土壤條件、監(jiān)控作物生長環(huán)境等提供有價值的數(shù)據(jù)支持，給出調(diào)理方案。

作物病蟲害一直是農(nóng)民擔(dān)心的問題之一，由于病蟲害的復(fù)雜性，無法使之徹底消除。但農(nóng)業(yè)種植戶可以利用智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測設(shè)備，根據(jù)當(dāng)前病蟲害發(fā)展情況對其進(jìn)行科學(xué)合理的預(yù)測，及時采取相應(yīng)的防控措施。農(nóng)業(yè)種植戶將病蟲害的照片在系統(tǒng)中裁剪上傳，農(nóng)作物病蟲害的圖像信息通過圖像傳感器采集傳輸，圖像處理由計算機(jī)后臺執(zhí)行程序算法，進(jìn)行圖片識別并儲存數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將顯示農(nóng)作物病蟲害圖像識別過程的處理結(jié)果。系統(tǒng)還將提供專家在線服務(wù)，可將病蟲害照片、視頻、文件等進(jìn)行傳輸，專家將進(jìn)行解答，給出作物精準(zhǔn)施藥的最佳方案。病蟲識別系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫的規(guī)格有著極高的要求，作物的基礎(chǔ)形態(tài)、疾病等需要數(shù)以萬張的照片[3]。

建議建立智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的專項資金，拓寬資金鏈條，吸引更多的企業(yè)進(jìn)行融資合作。項目的穩(wěn)步進(jìn)行離不開農(nóng)科高校實驗室的協(xié)助支持。應(yīng)建立全國農(nóng)業(yè)科研體系，形成溝通渠道，不斷合作完成大型科研課題。要完善智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展渠道，在資源利用、人才培養(yǎng)、宣傳推廣及相應(yīng)政策上應(yīng)給予全面保障，不斷推動智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)。

圖1 智慧農(nóng)業(yè)實際應(yīng)用方案實施導(dǎo)圖Fig.1 Implementation map of the practical application of smart agriculture

3 結(jié)論

基于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)新模式，新農(nóng)業(yè)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合實施，已初步獲得了良好的效果。在大田實際情境應(yīng)用過程中，土地利用率明顯提升，土壤及作物生長狀態(tài)良好，通過大數(shù)據(jù)平臺的整理篩選，對我國土壤狀況有了進(jìn)一步的評估。但同時也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如專職從事農(nóng)業(yè)技術(shù)研究人才過少，在研發(fā)、使用、推廣培訓(xùn)及設(shè)備維護(hù)上人才不足。雖然有國家政策的扶持，但在科研實驗、設(shè)備損耗方面仍有資金缺口。隨著國家對智慧農(nóng)業(yè)扶持力度的加大，智慧農(nóng)業(yè)實際應(yīng)用的新模式將成為促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的有力保障。