智慧农业 让生产更智能—新闻—科学网

 
作者:秦志伟 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/4/10 20:53:50
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智慧农业 让生产更智能

 

编者按:未来农业是什么样的?大多数人都会有这样的疑问。作为当前农业发展的更高阶段,智慧农业给出了合理的解释。我国正处在传统农业向现代农业加快转型的关键时期,农业发展需要更智慧的技术打破传统农业面临的资源与环境困境。智慧农业是现代信息技术与农业深度融合的产物,已逐步成为现代农业发展的最重要趋势和显著特征。

从实践情况来看,智慧农业的发展正逐渐推动传统农业升级改造,具体表现在对生产领域、经营领域和服务领域的深度影响。从本期开始,本报将陆续对上述三个领域的新变化进行报道,以飨读者。

智能自动拖拉机在河南驻马店作业。禾壮慧农供图

“谁来种地”的问题快成了世纪之问,人人皆说,人人皆问。自动耕作拖拉机、植保无人机等智能生产设备的出现,让农业发生了翻天覆地的变化。而这正体现了现代信息技术与农业领域的深度融合和对接,催生出了智慧农业。

上述智能生产设备只是智慧农业的一般表现形式。随着农业4.0时代的到来,以移动互联网、物联网、云计算等技术为代表的现代信息技术,为我国农业现代化建设提供了强有力的工具。在中国农业科学院农业资源与农业区划研究所智慧农业创新团队首席科学家吴文斌研究员看来,智慧农业使生产变得越来越数字化、网络化和智能化。

“十三五”规划明确提出,推进农业信息化建设,加强农业与信息技术融合,发展智慧农业。但多久能达到智慧农业的标准?深耕智能生产设备20多年的北京禾壮慧农科技发展有限公司创始人兼董事长史中超乐观地表示,“按照目前的发展趋势,估计用不了5年。”

绕不开的“世纪之问”

春节回家过年,是一件再高兴不过的事了。吴文斌来自于湖北农村,家乡近年来的变化他都看在眼里,农村基础设施好了,环境有所改善了,农民生活水平提高了。但有一个现象让他感触比较深:种地的农民基本是老年人。

和大多数人担心的问题一样,“未来谁来种地?”吴文斌对《中国科学报》记者说。

根据湖北统计局的数据显示,2016年湖北省外出农民工总量为1112.81万人,虽然比上年略有减少,但仍然稳定在“十二五”期间年均外出1092.80万人之上。其中,外出农民工占农村从业人员比重47.4%,高于“十二五”时期年均46.7%的占比。

放眼全国,随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的深入推进,农村剩余劳动力大量转移,新型农业经营主体不断涌现,土地流转和规模经营发展已成为必然趋势。

记者调研期间了解到,大部分农民比较赞成土地流转。根据农业农村部统计,截至2016年底,全国承包耕地流转面积达到4.6亿亩,超过承包耕地总面积的1/3。

而进行土地流转的主体大多是农业企业、农民合作社、种植大户等。对这些新型经营主体来说,土地适度规模经营有利于先进技术的研发和应用。比如,四川华朴现代农业股份有限公司就自主研发了智慧农业管理ERP系统及移动端APP,实现生产过程的智能化、透明化和猕猴桃产品全程可追溯管理。

对于未来谁来种地的问题,史中超在接受《中国科学报》记者采访时表示,要让机器看懂农业、数据服务农业。

农业生产更加智能透明

相比于传统农业生产方式,中科院半导体研究所研究员肖宛昂认为目前的农业生产方式更加自动化、智能化了,这要得益于基于物联网的农业感知技术、基于云计算的数据处理技术和基于大数据的农业分析技术。

以蔬菜大棚为例,肖宛昂向《中国科学报》记者介绍,目前可以对光照、土壤湿度、大棚温度等参数进行自动调节,一直到合适的参数;农户可以利用手机等设备进行远程查看和控制,而现场的数据还可以上传到服务器,供植保专家等进行访问,并远程分析作物病虫害等。

以上环节得以实现正是现代信息技术与农业深度融合的体现。事实上,在农业生产各环节实现智能化管理和作业是实现农业现代化的客观要求。

北京水木九天科技有限公司董事长王晓庆接受《中国科学报》记者采访时表示,未来如何吸引更多年轻人种田,要有标准化的农业生产流程,而不再是靠经验,这需要科技手段。

多年来,水木九天致力于提供农业综合解决方案。以低耗能解决方案为例,水木九天通过广泛使用终端滴灌、营养液精细化配比、能源消耗实时分析等技术解决方案,实现对传统农业成本的严格控制。根据初步试验的测算,单位用水和用电量分别是传统的阳光温室1/10和1/3。

此外,水木九天基于物联网技术,构架了从信息采集到信息处理以及存储反馈的整体方案。

对于当下社会普遍关心的食品安全问题,智慧农业的作用将更加明显。北京新型智慧农业研究院执行院长李佳向《中国科学报》记者介绍,通过智能化,可以将农产品生产、加工等过程的各种信息进行记录并储存,并通过识别号码在网络上对产品进行查询认证,追溯全程信息,进而透明化。

在肖宛昂看来,我国是农业大国,农业物联网前景很广,但因标准未建立、耕地分散、费用较高等原因,“目前在农业中引入农业物联网技术的地方还不多”。

吴文斌向记者提到,当下一些农垦垦区、现代农业产业园、大型农场等单位应用物联网的比较多,将智能设施与互联网广泛应用于测土配方、生产资料管理等领域。

据介绍,我国在加快推广物联网的同时,相关机构正加紧对技术进行研究,以做好技术储备。如肖宛昂正与中国农业大学信息与电气工程学院合作研究农业专用芯片,即农业物联网的基础部件中央处理器(CPU),并已于2017年9月完成了第一次流片。

据透露,他们还在合作研制植入式带温度感知的RFID芯片,预计今年6月份流片。“可以监测动物体温,是食品溯源的核心技术。”肖宛昂说。

天空地一体化的服务生产

不难看出,如今随着物联网、云计算、移动互联等现代信息技术在农业领域的广泛应用,大数据已在农业全产业链中发挥越来越重要的作用。

在采访时,吴文斌提到了禾壮慧农是国内在智慧农业领域做得比较好的企业。据介绍,禾壮慧农着眼于“种什么”“如何种”“如何收”“如何卖”等问题,在农业生产全周期为用户提供科学的决策规划、完善的种植方案、及时的灾害预警、高效的农机调配及利益最大化的销售管理,目的是推进并实现天空地一体化精准农业的新方法、新未来。

史中超向记者介绍,天空地农田管理系统可以直观地指示所选地区休耕轮作的情况及各类相关历史信息,及时高效地为休耕轮作管理工作提供依据,为推进我国农业供给侧结构性改革提供重要支持。

在李佳看来,农机正在取代人力。而如何实现农机的统一管理和调度,促进信息共享,减少资源闲置,禾壮慧农目前积累了一些经验。

据了解,禾壮慧农的农机管理系统为田地与农机之间、农机与农机手之间架起了一座桥梁,农机主可用手机APP或网页登录到“农机注册”页面,提交相关信息后即可接受订单,为农户提供服务。而农户使用手机APP可方便地查找周边在线的农机主信息,自主预约下单。

据禾壮慧农测算,农机管理系统可为农户节省约20%的设备购置成本以及约50%的作业时间。

此外,北斗导航农机自动驾驶系统可通过云服务获取作业任务路线,进行自动作业驾驶。作业直线精度2.5厘米、交接行精度2.5厘米,中途停车起步无起步弯,实际性能已达到国内同类产品先进水平。

“自动驾驶农机解放了农民的双手,单位面积产量提高约10%,实际作业时长可提高到1000~1200小时/年。”史中超表示,未来禾壮慧农还将进一步推广农业生产机械化与自动化,与传统农业一起创造精准农业大未来。

据悉,多年来禾壮慧农在数字农业、精准农业以及智慧农业领域深耕细作,服务用户遍及新疆、黑龙江、河北、河南、湖南、广东、湖北、四川、云南等多个省(自治区)。

李佳强调,目前国内能提供智慧农业服务的企业比较少,“智慧农业的路还很长”。

肖宛昂表示,目前我国智慧农业发展还处在起步阶段,主要在蔬菜大棚、有一定规模的种植园等实现了初步的智能化和自动化。“后续应该引入人工智能,比如在病虫害的智能识别和治理上。”肖宛昂告诉记者。

 
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