物联网推进甘肃省农业高质量发展分析

孙昌浩　王俊

随着社会经济的不断发展，农业面临着更高的质量和效益要求。传统的农业发展模式已经难以满足现代农业的需求，物联网因其具有提高农业生产效率，优化资源利用，预测和管理农业风险等作用而被各地广泛使用。甘肃省作为西北农业较为落后的欠发达省份，技术水平较低，农业生产管理方式较为有限，亟需发展物联网技术提升农业经济发展水平。同时，这也为其他欠发达省份在物联网推进农业发展上提供一定可借鉴之处。

在我国经济进入新常态的背景下，传统农业面临着许多新的挑战，如农业资源短缺、低生产效益和生态环境恶化。因此，加快传统农业的转型升级，实现农业生产管理的绿色发展和资源永续利用，成为解决这些问题的关键。农业物联网作为新一代信息技术在农业领域的综合应用，可以促进传统农业生产方式向精细化、智能化的方向转型。同时，农业企业作为现代农业产业体系中的重要主体，也是实现农业产业化经营的关键。因此，研究农业企业物联网技术的应用现状，并总结影响农业企业制定物联网技术采纳决策的因素，这对于推进农业现代化建设和增强农业企业综合竞争力具有重要的指导意义。通过梳理国内外相关文献，分析物联网推进农业经济高质量发展的理论机制，立足国内农业经济欠发达省份——甘肃省，分析物联网推进农业经济高质量发展现状，并提出针对性较强的优化建议，具有一定的现实意义。

文献回顾

近年来，物联网在农业领域的应用日益广泛，纵观国内外关于物联网推进农业发展的文献。国际上，Singh和Yogi（2022）首先肯定物联网发展对农业发展的作用。在《Sustainable Communication Networks and Application： Proceedings of ICSCN 2021》一文中探讨了基于物联网的农业4.0的架构，并指出物联网设备和机器人在农业领域的应用可以提高农业生产效率和可持续性，降低生产成本，促进农业高质量发展。有海外学者更加认可物联网的连通性和便捷性，例如Hamad等（2018）研究了在苏丹北科尔多凡的小农户中使用智能手机获取农业信息的效率，认为利用智能手机进行农业信息获取可以为农民提供更便捷和准确的服务。Grell等人（2021）则认为物联网可以为农业生产提供精确的数据支持，他们通过使用现场传感器和机器学习技术，实现了低成本测定土壤氮含量，为农业生产提供了准确的决策依据。Jadon和Singh（2022）通过梳理和总结物联网在智慧农业中的挑战与机遇，认为物联网可以填补农业生产的不足，借此提高农业生产效率，降低资源浪费。Spandana等人（2020）对农业领域物联网的当前研究进行了综述，概述了物联网在农业领域的应用，包括农业环境监测、水资源管理、精准灌溉等方面。

国内学者也对物联网推进农业发展有着一定的研究。徐爱清（2019）在《互联网天地》期刊中研究了世界发达国家及我国农业领域物联网的发展与应用。文章指出，世界发达国家在农业方面物联网已取得了较大的进展，并深入探讨了我国农业物联网的应用情况和发展趋势。李雁星（2020）通过研究南宁市农业物联网的实践应用，提出了一套适用于南宁市农业的物联网解决方案。管孝锋等人（2020）则分析了浙江省农业物联网应用的发展对策，進一步指出物联网在提升农业生产效益和推动产业转型升级方面具有重要意义。万义星（2018）研究了农业方面物联网的应用和创新发展策略，为物联网在农业的进一步发展上提供了指导。彭汉艮等人（2021）对江苏省农业物联网管理服务平台的建设成效和应用潜力进行了分析，强调物联网管理平台对提升农业生产效益的重要性。林伟君等人（2020）基于知识图谱分析了我国智慧农业的发展现状和提升对策，强调了数据共享和隐私保护的重要性。

综上，国内外专家学者从不同角度探讨了物联网在农业领域的发展及应用，同时也指出了物联网技术在农业领域存在的机遇和挑战。然而，针对甘肃省农业经济发展的具体情况，目前还缺乏专门的研究。因此，结合甘肃省实际情况，分析物联网在推进甘肃省农业经济高质量发展现状，并提出针对性较强的优化建议，具有一定的理论意义与现实意义。

物联网推进农业高质量发展理论作用机制

物联网是当代信息技术的重要应用之一，其在农业领域也发挥着重要作用。物联网推动着农业经济的高质量发展，主要通过影响生产、流通和资源进行。物联网主要包括感知层、处理层、网络层、公共处理平台和系统控制。通过感知层，即各种传感器等机器识别和收集各种需要的信息，例如土壤湿度、光照条件、湿度等。通过处理层，对收集到的信息进行简单判断处理，制定多个方案。通过网络层，即无线网络、网络系统等技术传输相关指令和命令到指挥控制中心，也就是公共处理平台，在这里通过数据算法进行决策实施哪个方案，再通过利用相关应用或是系统控制将最后的决策应用于农业生产过程。

物联网的应用可以实现农业生产过程的精细化管理。通过在农田、温室、畜牧场等场地部署传感器和控制设备，可以全面感知土壤湿度、温度、光照等环境因素，以及农作物的生长情况和畜禽的饲养状况。通过物联网技术的连接和数据传输，农民可以实时监控农田的情况，并对农作物进行精准施肥、灌溉等管理，从而提高农作物的产量和品质，实现农业生产的高效率和高质量。其次，物联网的应用影响了农业的其他环节，可以在农产品的种植、生产、加工、运输等环节中安装传感器和标签，实时记录和追踪农产品的信息。如品种、生产日期、产地、生产工艺等。消费者可以通过扫描产品上的二维码或使用手机应用程序获取这些信息，从而了解到农产品的真实情况。这不仅可以增强消费者对农产品的信任度，还可以帮助农民和企业提高产品的附加值，推动农产品向高端市场转型。最后，物联网的应用可以实现农业资源的有效利用和节约。通过传感器和自动控制设备的联网，可以实现农田灌溉、温室通风、养殖环境调控等工作的自动化和智能化。这不仅可以降低农业生产过程中的人力成本，还可以减少水、肥料等资源的浪费，提高资源的利用效率。同时，通过物联网技术的监测和预警功能，可以及时发现和处理农业生产过程中的问题，减少损失和风险。

物联网推进甘肃省农业高质量发展现状

1、发展成就

农业的高质量发展是指在确保国家粮食安全、促进农民增收和改善农村生态环境的基础上，通过提升农业全要素生产率、推进农业现代化、促使农业产业升级、提升农产品质量和市场竞争力，以实现农业经济的持续增长和可持续发展。物联网的使用在推进甘肃省农业高质量发展方面起到一定积极性的作用。

一是通过物联网在甘肃省农业生产种植中的应用确保国家粮食安全和农民增收。通过对环境参数如温度、湿度、光照等的实时监测和调控，从而实现自动化管理和精细化施肥。这种智能化的农业管理方式不仅可以提高农产品的产量和品质，也能显著提升农业的生产效益。通过精确的环境控制和科学的施肥管理，农民能够更好地保证粮食的质量和数量，提升农产品质量，为国家粮食安全做出贡献。例如甘肃省天水市秦州区通过“物联网+气象土壤监测”，助力现代设施农业数字化，不仅在草莓种植领域，也在蔬菜、中药材、食用菌等产业进行推广，提升品质和产量，促进农业实现好质量发展。同时，通过提升农业生产效益，农民的收入水平也将得到提高。这是因为高效的农业生产能够增加农产品的产量和质量，进而提高市场供给和竞争力，从而带来更高的农产品价格和农民收入。农民可以通过物联网的推广应用，实现农业生产的规模化、标准化和专业化，有效提高劳动生产率和经济效益，进而实现增收。

二是物联网的不断进步和应用，也显著改善了甘肃省农村地区的生态环境。物联网通过传感器收集到各类数据，如土壤湿度、气候变化和水质等，使农民能够了解农田的实际需求，并监测病虫害的早期预警。通过对数据进行计算，物联网可以帮助农民精确测量灌溉水量和施肥量，从而减少土壤盐碱化和水源浪费现象。此外，物联网还能智能调整肥料使用量和施放时间，降低了农药和化肥的使用，减少了对环境的污染。

三是物联网的广泛应用促进了甘肃省农业产业的升级和推动了农业现代化进程。首先，物联网设备的应用可以实现农业生产全过程的智能化管理。通过传感器、监测设备、自动化控制系統等物联网技术，农民可以实时获取农田的环境信息、作物生长状况等数据，并通过云平台进行分析和决策。全平台智能化的农业生产提高了农业生产的效益和质量。其次，物联网技术的应用促进了农产品的质量和安全管理。利用物联网技术，农产品生产、加工、运输等环节可以实现全程监控和追溯。在农产品加工环节，通过物联网可以对加工过程进行实时监测和控制，确保产品的卫生质量。而在农产品运输中，物联网可以提供实时的温湿度监控，确保产品在运输过程中保持新鲜和安全。这种全程监控和追溯系统可以提高农产品的可信度，增加消费者的信任，进一步提升甘肃省农产品的市场竞争力。最后，物联网技术的应用还促进了农业产业链的协同发展。通过连接农民、农产品加工企业、农产品流通等各个环节，物联网技术实现了信息的共享和互动。农民可以根据市场需求和价格变动，调整生产计划和种植结构；同时，农产品加工企业可以及时了解农田的供应情况，调整生产计划和采购策略。这种信息的共享和协同化管理，使得农业产业链更加高效、灵活，进一步提高了农产品的附加值和市场竞争力。

2、发展不足

首先，虽然物联网技术为农业生产提供了大量的数据收集和监测手段，但在实际应用中存在数据处理和分析能力不足的问题。物联网设备通过传感器和互联网连接农田、仓储设施等环境，采集大量的土壤湿度、气温、湿度等信息。然而，在将这些海量数据转化为实际决策和行动上，仍然需要更强大的数据处理和分析能力。算力不足和设备技术设施的问题会导致出现更多的浪费，使得在提升产量和质量上差强人意。并且当前许多农村地区在硬件设施和专业人才方面还存在一定的短缺，农民的自身素质不高，无法接受和充分利用物联网技术所提供的数据资源。

其次，物联网在农业生产过程中的应用还存在信息安全和隐私保护的问题。由于物联网设备的连接性和数据交互性，农业网络系统容易成为网络攻击和数据泄露的目标。黑客入侵、数据篡改等安全风险威胁着物联网在农业领域的应用。同时，由于农民和相关行业从业者对物联网技术的了解程度有限，对信息的安全保护和隐私保护意识不足，导致潜在的安全风险进一步增加，这对保障国家粮食安全具有较大威胁。

再次，物联网在农业可持续发展方面还面临着一些挑战。尽管物联网可以提供实时监测和精确控制，但其应用仍受到农业资源有限性的制约。例如，水资源是农业生产中不可或缺的要素之一，但在甘肃省这类干旱或水资源短缺地区，物联网技术可能无法解决根本的水资源问题。此外，物联网技术的能耗和环境影响也需要考虑。物联网设备的运行需要耗费大量的能源，如果不合理使用和管理，可能会增加能源消耗和环境负荷。

最后，物联网在农业生产中的成本问题尚待解决。虽然物联网设备的价格和普及程度有所下降，但与传统农业生产方式相比，其投入仍然较高。农民和农业从业者对于采购、安装、维护物联网设备以及相关服务所需的成本承受能力有限，物联网以及相关设备无法多层次的推进使用势必会限制农业的持续增长和可持续发展。

优化建议

一是要加强农业数据采集和存储能力。农业数据的质量和数量直接影响着后续的处理和分析能力。首先，要建立可靠的数据存储系统，确保数据的安全性和完整性。这包括选择合适的云计算或边缘计算平台，以及采用高效的数据库管理系统来存储和管理数据。其次，建议加强农业数据处理和分析技术的研发与应用。现代数据处理和分析技术，如大数据、人工智能和机器学习等，可以帮助我们从海量的农业数据中提取有价值的信息和知识。政府和相关机构应该增加对这些技术的投入和支持，并鼓励企业和科研机构开展相关研究和应用。此外，建议建立农业数据共享平台和标准。农业数据的处理和分析不仅需要大量的数据，还需要数据的互通和共享。同时，要制定统一的数据格式和接口标准，确保数据在不同系统和平台之间的相互操作性。这可以促进农业数据的集成和整合，提高数据处理和分析的效率和准确性。最后，建议加强农民和从业人员的数据分析能力培训。通过组织培训活动，教授数据分析的基本概念、工具和方法，帮助农民和从业人员提升数据分析能力。

二是加强物联网设备和系统的安全保护，包括在软件硬件层面上采取相应的安全措施。例如，使用可信的硬件和软件加密通信数据，确保设备和系统的完整性和可信性。同时，应定期更新设备和系统的安全补丁，以防止已知漏洞被恶意利用。此外，建议制定和严格执行访问控制策略，限制访问权限。其次，建立完善的隐私保护机制。建议制定相关法律法规，明确规定数据的收集、使用和共享的原则，并对违规行为进行惩处。同时，加强对物联网平台和服务供应商的监管，确保他们合法合规的处理用户数据。此外，建议向用户提供充分的信息和选择权，让他们自己决定是否共享自己的数据。最后，加强农民和农业从业人员的安全教育和培训教育。让他们了解物联网的基本原理和工作方式，从而能更好地使用物联网设备和系统，防范和应对常见的网络攻击和隐私泄露风险。

三是首先将物联网更好地与当地农业的实际情况相结合，对于某些缺水的地区，在使用物联网时需要注意其对于水资源的调配，在节约用水的前提下促进农业生产的更好发展。其次，加强物联网设备的能源管理，针对大量存在的待机转态和空闲状态，我们可以通过优化硬件设计、采用高效的电源管理技术以及开发智能节能算法，实现对物联网能源的管理和监控。再次，引入可再生能源供应物联网设备，使用具有清洁、无限使用特点的太阳能、风能可以持续推动物联网向低碳化方向发展。最后，要加强对物联网设备的生命周期管理，在寿命结束以后的废弃物处理方面，我们应该建立健全的回收和再利用体系，确保废弃物的合理处理，减少资源浪费和环境污染，也可以利用可降解材料和易于拆解的结构便于以后产生的废弃物的处理和回收利用。

四是首先要加强物联网设备和系统的标准化和规模化生产。标准化生产可以降低设备和系统的制造成本，并提高其可靠性和稳定性。同时，通过推进规模化生产，可以降低物联网设备的采购成本，进一步降低物联网在农业生产中的总体成本。政府和相关机构可以提供政策支持和资金扶持，鼓励企业投入研发和生产，推动物联网设备和系统的标准化和规模化生产。其次，建议推进物联网平台和服务的共享经济模式。共享经济模式可以实现资源的共享和利用，减少单个农场或农民的物联网设备投资和维护成本。此外，建议加强农民的培训和技术支持。物联网在农业生产中的应用需要农民具备一定的技术和操作能力。农业从业者正确操作物联网平台可以降低物联网设备的使用和维护成本。最后，建议政府制定相应的政策支持和激励措施。政府可以出台税收优惠政策，减免物联网设备购置和使用的相关费用。同时，可以设立专项基金，用于资助农民购买物联网设备和系统，并提供贷款和补贴等金融支持。此外，政府还可以通过引入第三方服务机构，下放农业信息化服务，通过以上措施来最大程度上降低农民使用物联网的成本。

总的来说，要推动甘肃省农业的高质量发展，各个主体应加强合作，共同推进物联网在农业领域的应用。政府提供政策和基础设施建设支持，农民和农业从业者积极学习和应用物联网技术，农业企业和合作社建立信息化系统，科研机构和高校加强研究和创新，金融机构提供金融支持，才能共同促进甘肃省农业实现高质量发展。

参考文献

[1]Singh G，Yogi K K. Internet of things-based devices/robots in Agriculture 4.0，Sustainable Communication Networks and Application：Proceedings of ICSCN 2021[M].Singapore：Springer Nature Singapore，2022，P87-102.

[2]Hamad M.A.A， Eltahir M.E.S， Ali A.E.M， et al. Efficiency of using smart-mobile phones in accessing agricultural information by smallholder farmers in North Kordofan-Sudan. Available at SSRN 3240758， 2018.

[3]Max Grell，Giandrin Barandun，Tarek Asfour，et al. Point-of-use sensors and machine learning enable low-cost determination of soil nitrogen[J].Nature Food，no.2M2021，P981-989.

[4]Jadon J K S，Singh R.Challenges and Opportunities of Internet of Things in Smart Agriculture：A Review[J].Electronic Systems and Intelligent Computing：Proceedings of ESIC 2021，2022，P653-662.

[5]K.Spandana，Suresh Pabboju，Likhitha Chinthakuntla，Gorupally Sai Chandana. Current research on Internet of Things（IoT）in Agriculture[J]. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering（IJITEE），vol. 9，no.8，2020.

[6]徐愛清：《世界发达国家及我国农业物联网的发展与应用》，载《互联网天地》，2019（11）：34-36页。

[7]李雁星：《南宁市农业物联网技术实践应用研究》，广西大学硕士学位论文，2020。

[8]管孝锋、陆林峰、黄海龙等：《浙江农业物联网应用及发展对策分析》，载《浙江农业科学》，2020（2）：386-389页。

[9]豆月莹：《农业物联网技术应用及创新发展策略研究》，载《产业创新研究》，2022（6），87-89页。

[10]彭汉艮、王宝佳、魏祥帅等：《江苏省农业物联网管理服务平台建设成效及应用潜力分析》，载《江苏农机化》， 2021（6）：7-10页。

[11]林伟君、高飞、黄红星等：《基于知识图谱分析的我国智慧农业发展现状与提升对策研究》，载《广东农业科学》， 2020（12）：183-192页。

[12]魏运锋、李建、叶小波：《物联网推动现代农业计量精准化》，载《中国计量》，2022（5）：82-85页。

[13]Survey for smart farming technologies：Challenges and issues[J].Idoje Godwin，Dagiuklas Tasos，Iqbal Muddesar. Computers and Electrical Engineering.

[14]段翠清：《甘肃省农业问题及发展趋势》，载《开发研究》，2017（6）：108-113页。

[15]阮圣涛：《农业物联网在湖北省武汉市黄陂区推广应用现存问题与对策研究》，华中农业大学硕士学位论文，2020。