我国山地丘陵地带耕地面积达7亿亩,占全国耕地总面积的三分之一以上,既是粮油作物的重要产区,也是茶叶、柑橘、中药材等特色经济作物的核心产地,承载着保障粮食安全、推动乡村振兴的重要使命。近年来,随着数字乡村战略深入实施,智慧农业技术在平原地区快速普及,无人机植保、智能灌溉、物联网监测等场景已形成规模化应用,但在地形复杂、地块细碎的山地丘陵地带,智慧农业的落地推广却举步维艰。
一、发展现状
当前,山地丘陵地带智慧农业已迎来初步探索,部分地区结合自身产业特点,走出了特色试点之路。在四川省雅安市汉源县,8.5万亩高山甜樱桃通过引入无人机实现“植保+运输+监测”全链条服务,运输时效提升近90%,损耗率从传统运输的15%降至3%以下,大幅降低了人力运输成本与果实损耗率。
在湖北省宜昌市秭归县,华中农业大学研发团队与秭归县合作研发了双轨式果园运输机。目前,全县安装运输机的果园已经近60000亩,大幅提高了运输效率,保证了果品的质量。同时,研发团队根据不同地域特点,制定出多套不同的设计方案,研发了柴油机、汽油机、蓄电池供电、轨道供电等多种动力型式,目前已经在全国各地应用40000台套,轨道总长度达到800万米。
我国的丘陵山区耕地主要分布在18个省份,涉及1430个县市区,各地的自然环境不同,种植作物各异,农机需求差异很大。目前,相关部门正在加快梳理《丘陵山区农机装备短板目录》,进一步明确产业急需、农民急用的丘陵农机名单,引导各部门、地方政府以及社会资源聚焦目录,进行攻关。国家层面也出台多项政策予以扶持,《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》明确提出,支持中西部丘陵山区研发适配性小型智能农机,推动农机、农艺与品种深度融合。农机是我国农业新质生产力的重要力量。补齐丘陵山区农机装备的短板,提升这些地区的农业机械化水平,才能更好推进农业农村现代化。
二、核心困境
(一)技术适配性不足,“水土不服”问题突出
当前智慧农业技术多基于平原地形研发,难以适应山地丘陵地带的复杂环境,成为制约其落地的首要技术壁垒。山地丘陵地块细碎、坡度较大,多数坡度超过15°,普通智能农机易出现侧滑、陷泥、翻车等问题,故障率较平原地区飙升4倍;无人机在山区作业时,受山体、树木遮挡影响,卫星信号易漂移,RTK厘米级定位误差从2厘米扩大至20厘米,导致漏播、重播、撞树等问题频发,泸州合江2024年就曾发生3起无人机因信号漂移坠机的事故。
同时,核心零部件进口依赖严重,进一步加剧了技术适配难度。高精度导航所需的RTK板卡、GNSS接收机进口依赖度超过90%,一套设备价格高达2万以上,占自动驾驶农机成本的40%;农业专用传感器进口占比达90%,国产传感器误差达±15%,难以满足精准种植需求。此外,山区4G/5G网络覆盖率不足60%,30%的监测数据传输延迟超10分钟,导致灌溉、病虫害防治等决策滞后,部分果园曾因墒情监测延迟出现减产问题。
(二)成本投入偏高,经济效益难以平衡
山地丘陵地带智慧农业的投入成本远高于平原地区,而投资回报周期长,让多数农户和经营主体望而却步。地形改造成本高达4500元/亩,虽呈下降趋势,但降幅收窄,仍是设备进场的首要经济门槛;一套基础植保无人机系统(含电池、播撒器)约8万元,相当于川西高原农户3年的纯收入,即使叠加40%的政策补贴,自付部分仍让普通农户难以承担。重型运输无人机全套设备超20万元,仅少数专业服务企业能承受。
除此之外,设备运维成本也居高不下。山区高温、高湿、多雾的环境,导致传感器、无人机电池等设备寿命缩短,电池年均更换2块,成本达1.2万元,是平原地区的1.5倍。从投资回报来看,丘陵山区智慧农业平均投资回报周期为4.8年,长于平原地区的3年左右,且受农产品价格波动影响,收益稳定性不足,进一步降低了经营主体的投入意愿。
(三)人才供给短缺,技术落地“最后一公里”受阻
智慧农业的落地离不开专业人才的支撑,但山地丘陵地带普遍面临“引不来、留不住、用不好”的人才困境。山区农业劳动力老龄化严重,50岁以上农民占农业劳动力的60%,这类人群文化水平偏低,接受新技术能力较弱,即使经过3个月培训,也仅能独立操作基础植保设备,掌握AI避障、数据处理等复杂功能需6个月以上。
专业技术人才更是稀缺,全省持证农业飞手约8000人,其中山区飞手仅占25%,即使月薪开到1.5-2万元,仍面临“高薪难聘”的局面。同时,年轻人才留存难度大,山区95后飞手年均流失率达30%,大多流向城市无人机物流、测绘等高薪领域。人才短缺导致许多智慧农业设备“买得起、用不好”,部分地区甚至出现设备闲置现象,闲置率高达25%,造成资源严重浪费。
(四)政策落地不均,配套保障有待完善
尽管国家出台多项扶持政策,但在山地丘陵地带的落地效果仍有不足,存在“重购置、轻运维”“重示范、轻普及”的问题。政策补贴主要集中在设备购置环节,对后期运维、技术培训的支持力度不足,导致部分农户购置设备后,因缺乏运维资金和技术指导,无法正常使用。
此外,配套保障体系不完善也制约了政策实效。山区空域审批流程繁琐,采用空军+民航的军地协同机制(文旅局在特定场景介入)。需同时对接民航、空军两个系统,审批周期长(通常3-7个工作日),临时作业无法走快速通道,常延误病虫害防治时机;部分地区存在“多平台并行、数据不互通”的问题,多个农业物联网平台无法与省级平台对接,数据需人工录入,增加了工作量,也造成财政资金浪费;金融支持针对性不足,专属智慧农业金融产品较少,农户和经营主体融资难、融资贵的问题依然存在。
三、发展路径
山地丘陵地带智慧农业的发展,绝非一蹴而就,需要技术、资金、人才、政策等多方面协同发力,逐步破解现存困境。
在技术研发上,企业应聚焦山地丘陵场景,加大定制化研发投入,开发小型化、轻量化、仿地飞行的智能设备,突破多传感器融合导航、无基站定位等核心技术,推动核心零部件国产化,降低设备成本与误差;科研机构应加强与地方合作,结合不同地区的作物特点、地形条件,研发适配性的智慧农业解决方案,让技术真正“接地气”。
在资金投入上,应构建“政府引导、企业主导、社会参与”的多元化投入机制。政府应优化补贴政策,加大对设备运维、技术培训、基础设施建设的补贴力度,降低农户和经营主体的投入压力;鼓励金融机构开发专属金融产品,探索“技术入股+收益分成”模式,解决融资难问题;引导社会资本参与,培育专业化的农机服务组织,推行“社会化服务模式”,让农户以更低成本享受智慧农业服务。
在人才培育上,应建立“本土培育+外部引进”相结合的人才队伍建设体系。开展针对性的技术培训,结合山区农户的接受能力,简化操作流程,培养一批懂技术、会操作的本土实用人才;出台优惠政策,吸引大学生、专业技术人员返乡创业,给予薪资补贴、创业扶持,解决人才引不来、留不住的问题;加强与职业院校合作,推行“订单式培养”,定向输送专业技术人才。
在政策保障上,应完善差异化政策体系,避免“一刀切”。针对不同区域的发展水平,制定个性化的推广方案,重点向西南偏远丘陵山区倾斜;简化空域审批流程,建立临时作业快速审批通道,提高作业效率;整合现有物联网平台,打破数据壁垒,实现数据互通共享,避免重复建设;加强政策宣传,普及智慧农业知识,转变农户的传统耕作观念,增强其接受度和参与度。
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