1 丘陵地貌农耕现状及存在问题
我国丘陵山区耕地面积占比超过50%，覆盖人口超过60%，覆盖20多个省700多个县，是我国粮食、油料作物、薯类、果桑茶麻、烟叶、蔬菜、青饲料等的重要生产基地。目前平原地区由于地理优势，机械化水平较高，发展较快。但丘陵山区耕种管收综合机械化水平较低，发展较慢，与平原地区差距较大，区域发展不平衡问题日益突出。
近年来，城市化快速发展导致农业生产所需的资源要素（耕地、水、环境承载力等）和劳动人力日趋减少，农业发展空间逐渐缩小，农业生产成本不断攀升，进而造成农产品利润下降。另一方面，随着我国工业化进程的加快，对劳动力需求日益剧增，丘陵山区已经成为重要的劳动力对外输出区域，大量农村劳动力流向城市，导致用工量和劳动强度大的生产管理环节出现了较为严重的劳动力季节性短缺问题。由于丘陵山区缺乏对应配套机械，丘陵农耕老龄化趋势加剧，导致抛荒撂荒和粗放式种植管理日趋严重，未来丘陵农业生产也将后继乏人。
因此，迫切需要探索一种丘陵地貌农耕生产模式，转变农业生产方式，依靠现代科技手段解放劳动力，进行精准管理生产和科学智能决策，提高生产效率和产品质量，实现丘陵农耕的可持续发展。
2 洛阳丘陵农耕发展现状及需求分析
2.1 丘陵农耕发展现状
洛阳地跨黄河、淮河、长江三大流域，地处豫西山区，总面积达1.52 万平方公里，平均海拔 353 米，地形地貌为“五山四岭一分川”， 山地、丘陵、平原面积分别占59.4%、27.7%、12.9%。洛阳境内山川纵横，沟谷交错，其独特地形地貌造成了基础设施投入困难，农耕难度大、效率低下，影响了农业机械化和智能化的快速发展。
目前洛阳充分发挥了丘陵山区资源优势和生态优势，以小麦、玉米等大宗粮食生产为主导，因地制宜，确立地区支柱经济作物产业，兼以发展苹果、花椒等经济作物的种植生产，逐步形成了区域化布局。在地势较平坦、种植可连成片的地方重点发展大宗粮食作物；同时引进农业投资者，鼓励并引导农民发展经济农作物种植，在地块促狭处和高山沟壑地带，分区布局了果木、中药材等山地农业，目前已具备一定的规模化和区域化。
为更好推进洛阳市丘陵地貌智慧农耕发展，加快我市丘陵山区农业机械化和智能化发展步伐，现针对智慧农耕发展情况开展了专项调研工作。通过本次调研全面掌握我市各个县（市）主导特色产业的发展现状，分析智慧农耕发展的区位优势和资源潜力，探索特色化、规模化、产业化发展途径，进而构建洛阳市丘陵地貌智慧农业发展模式。
（1）小麦、玉米大宗农作物发展现状
2020年，洛阳市三秋麦播面积358.13万亩，其中机播面积357.43万亩，小麦机播率99.8%；玉米收获面积252.6万亩，其中机收209.5万亩，机收率82.94%；预计今年年底农机总动力达到490万千瓦。
（2）区域特色农作物发展现状
洛阳各县（市）在保证小麦、玉米等大宗农作物主导发展的同时，因地制宜，分区布局了水稻、小米、果木、中药材等农业，目前已具备一定的规模化和区域化。洛阳区域特色种植规划布局如下：
表1 洛阳区域特色农作物发展概况
序号 | 县（市） | 农作物 种类 | 产业概况 | |
种植规模（万亩） | 机械化水平 | |||
1 | 洛宁 | 苹果 | 20.5 | 整地、除草、施肥实现机械化作业；合作社采取滴灌技术灌溉，个体户粗放式灌溉 |
2 | 宜阳 | 花椒 | 11 | 仅除草、打药、施肥实现机械化作业 |
3 | 汝阳 | 红薯 | 10 | 在起垄、打药、杀秧、收获时可使用机械，常用的机械有起垄机、无人机、杀秧机、收获机 |
4 | 伊川 | 小米 | 14 | 可实现全程机械化作业，包括拖拉机、旋耕机、深耕深松机、除草机、无人植保机、喷雾机、收割机等 |
5 | 嵩县 | 中药材 | 22 | 仅耕地、起垄实现机械化作业 |
6 | 新安 | 樱桃、石榴 | 9.1 | 除草、整地、施肥、打药实现机械化作业 |
7 | 偃师 | 葡萄 | 5 | 仅除草、打药实现机械化作业 |
8 | 孟津 | 水稻 | 1.55 | 合作社可实现全程机械化作业，个体户停留在人工作业水平 |
9 | 孟津 | 设施农业 | 1.96 | 仅除草、打药实现机械化作业 |
2020年实地调研的基本生产概况如下所示：
（1）小麦机播水平、玉米机收水平较高，智能化水平较低。
（2）孟津水稻、伊川小米的生产作业基本实现了机械化，从播种到收获整个过程主要使用的机械设备有拖拉机、旋耕机、深耕深松机、除草机、无人植保机、喷雾机、收割机等，机械化程度较高。
（3）果木、中药材的生产大部分仅整地、除草、施肥、打药环节实现小型机械化作业，其余生产阶段均需要人工作业，所需人力成本较高。
2.2 丘陵农耕问题分析
经过前期实地调研，洛阳丘陵农耕发展存在如下问题：
（1）洛阳小麦、玉米等大宗粮食作物的机械化水平较高；智能化程度则较低。
（2）果木、中药材等区域经济农作物机械化程度较低，仍以手工劳动为主，经常出现粗放式管理，进而导致农作物减产。同时，由于大部分作物生产仅整地、除草、施肥、打药环节实现小型机械化作业，其余生产阶段均需要人工作业，农忙时间紧急，劳动强度大，劳动力紧缺，生产成本高，导致市场竞争力较低，利润无法大幅度提升。
（3）农业生产中存在着过度消耗农业资源和大量使用农药化肥的情况，导致农用土壤垃圾化，农产品质量下降，生态环境恶化，进而造成农业生产链中的循环不经济问题。
科学化、智能化、精细化、集约化是未来智慧农业的发展趋势。智慧农业可全方位提高生产管理水平，为用户提供精准化种植、智能化决策、智能化管理；实现精细播种、节肥节水、节药，抢农时节约人力，提升农产品质量，达到节本增效的目的。发展智慧农业符合我国创新、协调、绿色、开放、共享的理念，智慧农业技术的创新与应用不仅改变农业生产经营管理与服务模式，还将影响到人类的生活与生态环境。因此，建立一种适用于洛阳丘陵地貌的智慧农耕发展模式迫在眉睫。
3 洛阳智慧农耕发展目标及规划
目前，洛阳承接、计算所牵头的“丘陵地貌智慧农耕项目”以智慧农业、科技农业为重点方向，通过合作开发、项目孵化、吸引集聚等方式推进信息技术产业化集群发展。项目旨在结合河南洛阳的区域特点，实现基于丘陵山地特点的智慧农耕规模示范，并面向黄河上游的丘陵山地进行模式复制及推广。通过成套的丘陵地带智慧农耕解决方案，实现基于信息驱动的智慧农耕系统方案销售及推广，填补我国丘陵智慧农耕系统的空白，助力乡村振兴战略的实施。