智能農業機械在扶貧事業中影響探析
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摘要：從長遠來看，開發智能農業機械是全球的燈塔。近年來，智能農業機械在中國發展迅速。著眼于優化產業升級，促進農業發展，加快“美麗鄉村”工程的發展，結合智能農業機械的發展和自身的脫貧特點，協助有針對性地脫貧。
早在2013年11月，在湖南湘西考察時首次作出“實事求是、因地制宜、分類指導、精準扶貧”的重要指示。2014年1月，中共中央辦公廳正式發文推動全面貫徹落實“精準扶貧”指示精神。同年3月，參加兩會代表團審議時強調，要實施精準扶貧，瞄準扶貧對象，進行重點施策。進一步闡釋了精準扶貧理念［1］。2015年1月，調研云南時強調堅決打好扶貧開發攻堅戰，加快民族地區經濟社會發展。5個月后，總書記來到與云南毗鄰的貴州省，強調要科學謀劃好“十三五”時期扶貧開發工作，確保貧困人口到2020年如期脫貧，并提出扶貧開發“貴在精準，重在精準，成敗之舉在于精準”，“精準扶貧”成為各界熱議的關鍵詞［2］。精準扶貧簡單來說就是綜合運用各種方法手段靶向定位貧困個體，因地制宜，因人而異地采取相應的措施對其進行精準幫扶，最終使其脫離貧困狀態。精準脫貧相對以往的粗放扶貧而言，運行機制更加科學、幫扶資源得到更加合理的配置，實際效果更加明顯有效。智能農機裝備無疑是扶貧事業發展中最為顯著的特征和最為重要的實現手段，它的發展壯大對于我國的扶貧事業發展有著至關重要的意義。
1智能農機裝備發展現狀
智能農機裝備是指將現代通信技術、軟硬件集成技術、遙傳感控制技術、大數據云平臺技術以及農機農藝融合技術等在傳統農業機械上集中體現。它一般具有專業性強、穩定可靠、省力高效、智慧精準等特點，通過靈活高效的操作系統，系統級芯片(SoC)、無線移動傳輸技術與各種交互傳感器配合應用，達到各種作業數據精準獲取，進而深度挖掘的目的(圖1)。歐美發達國家在智能農機研發方面起步較早。美國的農業智能化裝備研發始于20世紀60年代。70年代，美國Il-linois大學的植物病理學家和計算機科學家，共同開發出大豆病害診斷專家系統(PLANT/ds)。一個未經訓練的普通人，使用該系統能夠識別大豆病害癥狀，并提出管理方案。1985年研究出棉花管理專家系統COMAX－GOSSYM，能在農場內為棉花管理提供咨詢，用于確定灌溉、施肥、施用脫葉劑和棉桃開裂的最佳方案［3］。90年代初開始大力發展基于互聯網技術的農機技術裝備，政府、研發機構、大型企業成立相關推廣部門，大力推行農業物聯網技術。目前，美國農場的信息化率超過90%。未來10年，美國將圍繞AI識別、AI精準感知、大數據挖掘等關鍵技術力求智能農業領域的科技突破。德國于20世紀70年代完成國家農業信息化系統搭建工作，建成了世界先進的從終端到后面數據存儲挖掘的成套計算機裝備。從2000年至今，德國在農業作業基礎算法、作物識別、病蟲害防治等眾多關鍵性基礎領域中實現前沿性突破。日本在20世紀80年代開始大規模普及網絡化建設，90年代建成全國性的農業技術信息服務網絡，2010年以后，開始全面布局農業機器人和農業云技術產業，目前在高端智能農機領域中牢牢占據一席之地［4］。相比之下，我國的相關研究起步晚，底子薄，研究領域多集中在應用端，基礎性研究薄弱。1996年，國家“863”計劃計算機主題在原來技術探索和儲備的基礎上，開始實施智能化農業信息技術應用示范工程，以農業專家系統的開發及推廣應用為重點，幫助農民提高種田水平，提高農業生產質量效益，幫助農民增收增效［3］。進入新時代以來，我國智能農業機械的發展速度迅猛，在國家政策的大力引導下，形成了產學研協同發力的良好態勢，政府、研究機構以及企業從各自不同的層面和角度給予該產業發展巨大的推動力。然而，近幾年來我國的農機工業主營業務收入的增速呈逐年下降趨勢，2019年更是達到了零增長。中國制造2025計劃將智能農業裝備列為十大發展領域之一，未來5～10年，我國的農業機械產業發展主要動力必將來自智能農業機械裝備的發展。目前，歐美發達國家的農業機械的智能設備集成度非常高，可以實現基于GPS或者激光定位的行走控制、圖像識別、各種作業參數調?？刂啤⒆鳂I效果適時監控、高速移動通信信號實時連接等諸多功能。如美國衛西·弗格森公司研發的產量計量器，能準確收集有關產量的信息，并提供下一季種植參考;日本研制的自動控制半喂入聯合收割機，可根據發動機的轉速、收割狀態等作業參數實時調整作業狀態［5］。我國農業農村部南京農業機械化研究所棉花生產機械研發團隊研制的智能棉花打頂機械針對棉花生產打頂需求，基于圖像識別等技術，應用神經網絡等算法對棉花頂尖智能識別，采用自主研發的智能打頂控制系統，實現仿形精準打頂［6］;種植團隊研發的智能化氣力式水稻直播機，通過可視化智能控制系統，實現堵塞、種子余量、機具前進速度等關鍵參數實時監測，播種作業僅由機手1人即可完成。極大地提高了作業精度，有效降低作業勞動強度。5G是第五代移動通信技術的簡稱，它是繼2G(GSM)、3G(UMTS、LTE)和4G(LTE－A、WiMAX)技術之后的延伸，具有高數據速率、低延遲、低功耗、大規模設備連接等特性［7］。中國信息通信研究院《5G產業經濟貢獻》預計2020—2025年，我國5G商用直接帶動的經濟總產出達10．6萬億元，5G將直接創造超過300萬個就業崗位。5G支撐應用場景由移動互聯網向移動物聯網拓展［8］。智能農機裝備的相關研發應用是其中一個重要環節，5G通信技術在智能農機裝備上的應用為我國的扶貧事業的提檔升級，進一步提升核心競爭力提供了必要的技術支撐。
2智能農機裝備對我國扶貧事業發展的重要作用
智能農機裝備是我國改革開放40余年農業科技工業化的集中體現，是我國由農業支援工業到工業反哺農業的重大轉變。智能農機裝備科研人員懷揣夢想，努力將靠農民“面朝黃土背朝天”的傳統農業一步步推向以智能化農業機械裝備為支撐的規?；鲐毷聵I的發展軌道上，實現了我國扶貧事業跨越式發展［9］。
2．1優化農業產業結構，助力轉型升級
改革開放以來，我國農業結構大體上經歷了3次重大調整。第一次在20世紀80年代中后期，主要是壓縮糧食作物的比例，鼓勵擴大經濟作物生產;第二次是在21世紀初，以調整優化農業產業布局為主;第三次重大調整始于2015年底提出的農業供給側結構性改革，著力于鄉村振興戰略的質量興農、綠色興農領域［10］。每一次調整都是我國農業結構轉型升級的重要節點，逐步從勞動密集型生產方式轉變到依靠科技為主的集約型生產方式。從解決“有沒有”的問題上轉變到“好不好、快不快、合不合理”的問題上。每一次調整都對農業機械行業的發展提出了更高要求，農業機械的快速發展也為農業產業結構的轉型升級提供了強有力的動力支撐。換句話說，扶貧事業發展想要做到“穩準狠”就必須依靠以數字化為導向，以大數據為基礎的智能農機裝備產業的快速發展。
2．2提高扶貧事業的發展質量和產出效益
當前，我國扶貧事業發展勢頭迅猛，但總體而言發展質量偏低，量變有余而質變不足，高成本投入和低實際產出以及日益消耗的自然資源產生出越來越難以調和的矛盾。加上幾十年來第二、三產業的高速發展，原本就比較缺乏的土地、淡水、人力等必要生產資料越發緊缺。長期化肥農藥超量使用致使全國普遍出現耕地質量下降、重金屬超標、地下水污染、農產品農殘超標等問題［11］。很顯然，這種危及人民群眾健康、質量低下的農產品已經遠遠不能滿足廣大人民群眾對生命健康和日益增長的生活品質的要求，從而加劇導致各種問題周而復始地惡性循環。智能農機裝備依靠高效精準的作業模式和深度挖掘的大數據平臺，實時提出農業生產中的合理化建議，如根據實際農田及周邊環境等復雜的變量參數適時給出施肥施藥的配比及施藥量，有效控制農資投入成本，減少管理成本和時間成本，降低運營風險壓力，生產出受市場歡迎的優質綠色農產品，進一步提高農產品單位面積經濟效益。
2．3加快推進鄉村振興戰略
廣大的農村地區是我國扶貧事業的主戰場。2017年在《致中國農業科學院建院60周年的賀信》中指出“農業現代化關鍵在科技進步和創新。要立足我國國情，遵循農業科技規律，加快創新步伐，努力搶占世界農業科技競爭制高點，牢牢掌握我國農業科技發展主動權，為我國由農業大國走向農業強國提供堅實科技支撐”。2018年中央一號文件《中共中央國務院關于實施鄉村442安徽農業科學2021年振興戰略的意見》中指出，“推進我國農機裝備產業轉型升級，加強科研機構、設備制造企業聯合攻關，進一步提高大宗農作物機械國產化水平，加快研發經濟作物、養殖業、丘陵山區農林機械，發展高端農機裝備制造”。顯示出黨中央大力發展高端智能農業機械裝備的信心和決心［12］。因此不難看出，國家在加快推進鄉村振興戰略，全面實現農業現代化方面給予了高端智能農機裝備科技厚望。
2．4助力精準脫貧攻堅
智能農機裝備是農業現代化的重要標桿之一，也是緩解農業勞動力短缺，減少用工成本，降低勞動強度，發揮產業化效應，提升農業規模化經營效益，優化農業供給側結構重要舉措。我國絕大多數貧困主要集中在中西部廣大農村地區，因此，農業機械化對于促進貧困地區農業增產，拓寬貧困人口的收入渠道，提振貧困地區農業經濟發展有著非常重要的意義。從宏觀層面來看，智能農機裝備服務社會化能有效緩解貧困地區勞動力短缺問題、促進貧困地區農業生產方式的升級、無害化處理農業廢棄物恢復貧困地區青山綠水、促進旅游業的快速發展以及解決貧困地區農業生產關鍵環節機械化帶動特色經濟作物產業的發展。從耕種管收運等具體生產環節上來看，智能農機裝備能極大地提高了貧困地區自然資源利用率、有效提高作業品質、發展綠色循環農業的主要技術手段、有效減低貧困地區農業生產風險的有力保障、助力貧困地區產業發展。
3智能農機裝備在我國扶貧事業發展中的不足
3．1智能農機裝備成果研發集成難度高、周期長，回報率不穩定
一個成熟的智能農機裝備成果從立項到產品上市銷售一般要經歷很漫長的過程。短則3～5年，長則10余年。不僅高度集成眾多高端技術，期間要經歷無數次參數設計修改、樣機調試、田間小試、中試熟化、成果轉化等等一系列流程［13］，而且最終投放市場、接受度也是個大大的問號。此外，我國除少數大型國有農機企業具有研發能力，多數研究成果出自國家科研團隊。高校科研院所耗時耗力的科研成果往往與市場的需求是脫節的，因此，多數的成果以寫論文評職稱報獎為主，成果市場轉化率不高。這導致目前市場可供選擇的成熟產品不多，難以形成帶動產業發展的普遍效應。
3．2農機農藝融合度低
智能農機裝備對于農田作業條件、作物種植模式等有較高的要求，比如要求作業田地有一定的體量規模，田間配套設施相對完善，良好的野外作業移動互聯通信信號覆蓋等;有的機具要求作物在栽種的時候就按照一定間隔排列種植，否則管理收獲都無法達到良好的作業效果［14］。然而，這些瑣碎而具體的現實條件在實際工作中很難一蹴而就。
3．3農機的地域針對性有待提高
智能農機裝備對于作業的地理環境有一定的要求，同一種機型放著北方可能作業效果非常好，但是到了南方就很一般甚至沒辦法用;在平原地區效果很好，在丘陵山地地區就沒法用。由于其研發難度高和周期長等原因，導致其在目前階段具有很強的地域針對性［15］。
3．4缺乏適用于特色經濟作物的智能農機裝備
目前我國智能農機裝備主要集中在動力機械或者主要大田作物領域中，如水稻無人植保機械、小麥智能收獲裝備、無人動力拖拉機等，大多數作物還處于使用傳統農機裝備，甚至人畜力作業的狀態。雖然近年來，國家也在下大力氣扶持相關技術的研發，但是到真正投放市場尚需時日。
4提升智能農機在扶貧事業發展中積極作用的建議
(1)各地政府認真貫徹落實黨中央的扶貧政策，發揮政策指揮棒的作用，加強農機科研院所及企業的研究目標的導向性，把切實解決農業生產中難題的需求加入研究思路中，成為影響成果最終功能形態的重要因素之一。(2)加強農業機械基層人才隊伍建設，進一步增強智能農業生產從業人員農機農藝融合的意識、基礎知識和專業素養。穩定的從業人員結構是智能農業生產的前提條件，從業人員的基本素質直接決定了智能農業生產的生產方式和整體水平。(3)穩定政府專項資金用于智能農機裝備的研發、農田基礎設施條件的改善的持續供給。有了穩定的資金支持，相關一系列的研發優化修繕工作才能得到長久的維系，智能農機裝備的推廣普及基本面貌才能從根本得到改善。(4)圍繞地方特色農業開展耕種管收儲運等環節的關鍵性技術攻關，切實助力智能農業生產中的各個環節，提升農業生產標準化、規模化的整體水平，發揮智能農機裝備作為扶貧事業發展的重要支撐作用。
作者:檀律科 胡良龍 劉勤 鄭硯硯 王葉萌 單位:農業農村部南京農業機械化研究所
