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科技創新:讓智慧農業插上“翅膀”更有“腦力”

發布時間:2016-11-07 點擊次數:1828

  最近,位于興隆山腳下的甘肅榆興智慧農業示范園區成為了“網紅”,吸引了不少游客及農業專家的視線,因為園區內從耕作到采摘,整個農業生產過程通過一部手機就能完成:通過手機APP就可以打開噴頭,讓每一株植物雨露均沾、營養均衡;同時基于物聯網基礎上的大數據平臺,可以全程記錄農產品的生長、成長過程,消費者通過手機APP可以全程“溯源”。
  像甘肅榆興智慧農業示范園區一樣,當下,現代信息技術正加快向傳統農業滲透,生產中的各個環節不同程度地滲透進了智慧基因,互聯網、物聯網、云計算等創新的技術手段紛紛引入,深刻改變著傳統農業耕作方式和農產品經營制度及流通格局,因此,以互聯網為依托的智慧農業,成了農業領域備受關注的熱點之一。
  10月中旬,國務院印發了《全國農業現代化規劃(2016-2020年)》,對中國的農業現代化進行了布局,提出要推動農業現代化與新型工業化、信息化、城鎮化同步發展,并指出,創新是農業現代化的第一動力,必須著力推進供給創新、科技創新和體制機制創新。其中,在創新強農重大工程中,即包括了智慧農業引領工程。
  大數據:讓農業更有“腦力”
  根據農業部日前印發的《農業農村大數據試點方案》,自今年起,在北京等省區市開展農業農村大數據試點,建設生豬、柑橘等8類農產品單品種大數據。試點方案鼓勵基礎較好的地方結合自身實際,積極探索發展農業農村大數據的機制和模式,帶動不同地區、不同領域大數據發展和應用。
  大數據在智慧農業中的應用,主要是通過把大數據的理念、技術等應用到生產、流通、銷售、服務等各個環節之中,對數據進行收集、整合與分析,為農業生產過程中的具體問題提供參考。
  專家分析指出,傳統農業大都是“看天吃飯”,靠著個人的感覺和經驗來進行農業活動,而智慧農業中加入了大數據的作用,就變得有智慧,好像會思考,做到精準化。就像購物軟件會向消費者推送經過比對、匹配之后的信息,智慧農業中的大數據也是一樣,為農戶提供他們需要的信息。
  大數據在農業的應用,是體現在多個環節的,在農業的生產環節,農業大數據通過提供氣候、土壤等的大數據,同時進行環境的監測,為農戶的栽種、管理提供參考。而在農產品的流通環節,農業大數據也可以幫助提供、預測農產品的市場需求,幫助農戶規避一定的風險。
  在甘肅榆興智慧農業示范園區中,“智慧農業”這一大數據平臺改變了技術員們的操作方式。這個數據平臺可以24小時收集農作物生長信息,然后實時反饋到園區總機電腦,這時,技術員們就可以根據電腦中的信息,在手機上設定農作物生長需要的種種條件,所以一個人就可以輕松掌握整個大棚的生產。此外,這里不僅有個性化定制、單品預定等銷售服務,還通過線下體驗和線上消費相結合的模式,降低了生產成本和銷售成本。
  在江蘇無錫,越來越多的人放棄了傳統耕作模式,開始用傳感器與農作物進行“交流”,成為智慧農業時代的新農民。比如在無錫市錫山區的臺灣農民創業園內,在蝴蝶蘭與水稻的育苗過程中,兩種作物的系統分別可以對一段時間內的浸種育秧狀況進行了解,然后視頻數據可以經過壓縮存儲,作為種植過程中的資料進行備份,并作為種植技術改進、提升研究的基礎數據。
  此外,無錫臺創園還在原有智能農業服務平臺上建立了智能化云計算平臺,依托臺創園搭建的病蟲害數據庫、水體環境數據庫、土壤環境數據庫等數據庫,對其感知到的數據進行分析匯總,對作物所處的環境作出數據化分析。這樣,農技人員不用到達現場就可對作物生長狀態、環境狀態等進行遠程智能監控。
  西北農林科技大學校長助理霍學喜對本報分析認為,信息技術在農業中的應用廣泛,一方面,創建智能化管理系統,實現農業生產、加工、倉儲、物流、交易過程和相關農業工程精準化控制;另一方面,幫助打造智能化決策管理系統:實現監測、評估、決策、風險管理支持系統精準化研判。因此,隨著農業發展與建設,尤其是物聯網理念與技術的引入,農業大數據的應用將會越來越廣泛
  從10月25日起,上海市青浦區練塘鎮1600畝茭白示范基地將使用無人機進行農藥噴灑。足球場大小的一塊茭白地,無人機三四個來回,大約需要不到5分鐘時間,就能完成噴灑任務。霧化的農藥被無人機螺旋槳的作用力迅速推向作物下方,易于被吸收。
  此次植保的無人機采用的是大疆MG-1農業植保機。據了解,大疆目前已在上海組建了兩支MG-1植保隊伍,擁有專業飛手近30人。今年3月以來,植保隊伍在滬累計作業面積上萬畝次,噴灑對象包括水稻、玉米、菱角、水蜜桃等作物。
上海市青浦區農機站站長陳偉說:“無人機植保作業效率是傳統人工作業的40-60倍,同時可以減少農藥使用,提升噴灑安全性。本次作業既是一次嘗試,也是一次示范,希望可以使更多農戶親眼看見無人機植保的優點。”
  無人機植保作業只是農業生產中技術創新應用的一個縮影,在當下,科技創新正在全面改造傳統農業的發展業態、發展鏈條與生態,驅動現代農業高效化、品質化與智慧化。如果說農業大數據是智慧農業中的“腦力”,那么科技創新就讓智慧農業更加有動力。
  在農業生產過程中,實時監測手段更加先進智慧,能隨時為農戶提供有用的信息和參考。
  在廣東順德,這里曾以“桑基魚塘”的養殖模式名噪一時,但隨著時代的變遷以及極端氣候對水產養殖帶來的挑戰,傳統的池塘養殖模式優勢漸減。2009年,位于順德的生生農業集團引進了顛覆過去傳統的池塘養殖模式——工廠化養殖,建成了工廠化水產養殖基地。
  “水來自于基地邊的西江活水,我們通過暗管將活水引入基地。取水時我們還要進行一系列的檢測,進入水泥池后我們還通過調水技術來對水環境進行控制。”廣東順德生生農業集團負責人王小林說。在基地,有100多個視頻探頭實時監測著水質的數據變化,一旦指標發生變化,系統會給出提示,養殖管理人員將立馬針對出現的問題而對水質做相應的技術處理。這樣養出來的魚當然受歡迎、讓食用者放心。
  智慧農業中的科技創新不僅僅是新技術的使用,還有農業科技創新體系的良好運轉。
  2013年,無錫市為了完善其農業科技創新體系,進而促進科技成果的研發、轉化和推廣作用,先后成立了不同農產品研究所、研究院以及展銷中心共同組成的無錫市農業“一院五所一中心”的農業科技創新體系。
  這些不同的機構,根據無錫市農委的要求及其自身建設的目標,進行相關的技術研究、新品種的研發以及國際國內合作。在合作過程中,引進國際國內高端人才和項目,并積極開展項目建議咨詢、專業培訓等服務,通過這些合作和服務來加快農業科技成果的轉化,最終進一步推動無錫市這些農業科研院所的技術進步和技術創新。
  “加快農業科技創新是加速現代農業發展、轉變農業發展方式的根本途徑。當下,農業科技的進步,正在由原來主要注重‘增量’的高產技術轉向既要‘增量’更要‘質量’的高產優質高效技術,由原來的露天生產技術轉向設施農業技術,由原來的單一功能技術轉向農業的多功能集成技術,由原來的產中技術轉向產前、產中、產后全程配套技術,不僅有生產型,還有加工型、服務型的技術,農業技術的內涵日益豐富,外延迅速擴展。”無錫市有關負責人在評價科技創新對農業生產的促進作用時這樣表示。
  未來發展:還需各方配合推進
  國家“十三五”規劃綱要明確提出,要加強農業與信息技術融合,發展智慧農業,提高農業生產力水平。
  今年,從《“互聯網+”現代農業三年行動實施方案》到《農業農村大數據試點方案》,再到《全國農業現代化規劃(2016-2020年)》,都突出強調創新在推動農業現代化中的作用。
  這些政策措施和重大規劃,為智慧農業的應用和推廣提供了堅實前提和有力保障,不過,業內人士也指出,智慧農業作為一種新的發展模式,在中國開始的時間較晚,雖然在穩步推進中取得了一定成效,但總體上看還處于起步階段。
  “從嚴格意義上來說,當前,中國的智慧農業發展還只是處在起步和探索階段,只是依托農業產業鏈、農產品價值鏈的某些環節、某些片段探索性地應用信息技術,或者說只是將涉及到智慧理念、農業技術、方法的一些片段在生產過程中有所應用。比如塑料大棚,傳統的做法是白天人工將大棚卷起,晚上展開,現在能夠做到自動卷放。”在霍學喜看來,由于信息技術、網絡技術、管理工程技術和農藝技術的集成度、契合度還不夠,涉農數據的采集能力、數據挖掘能力及分析能力、數據及信息服務能力和管理及治理能力還比較弱,中國農業的智能化程度還不太夠。整體而言,中國農業技術及裝備水平還有待提高,技術集成度及成熟度還不夠,尤其是技術的有效配置方面比較落后。
  比如,在上海市青浦區練塘鎮進行的1600畝茭白示范基地無人機農藥噴灑過程中,無人機的專業飛手仍然緊缺,作業量無法滿足農戶需求。無人機噴灑農藥未能覆蓋上海總體需求的1%,專業飛手的缺口是其中掣肘之一。因此,這又顯示出另一個問題,相關的農業科技人才略顯不足,智慧農業發展需要高素質的農業科研人員和農業科技推廣人員。
  “因此,作為農產品生產環節的新業態,智慧農業需要規劃引領,資源聚合,其發展必然經過一個培育、發展和成熟的過程。”霍學喜說。
  從人才資源來看,智慧農業的發展應當與其他產業發展、社會進步是同步的,因此在農民中培養一批具有技術管理能力的人才十分必要。而智慧農業發展需要依托的關鍵技術(如智能傳感、作物生長模型、溯源標準體、云計算大數據等)還存在可靠性差、成本居高不下、適應性不強等難題,需要集中科研力量,加強研發,攻關克難。
  從政府支持方面來看,業內人士認為,作為一種新模式,智慧農業需要政府支持,重點突破。智慧農業具有一次性投人大、受益面廣和公益性強等特點,需要政府的支持和引導,實施有重大影響的智慧農業應用示范工程和建設國家級智慧農業示范基地。
  更重要的是,智慧農業不僅僅是科技或者政策的單一疊加,而應是各方資源的整合,通過調動各種因素來實現最大化的效益,讓農業發展充滿人的智慧。
  因此,在霍學喜看來,智慧農業的落地將是一項系統工程,需要各方全力配合推進。
  “比如要提升資本對智慧農業的關注度,就需要進行農村產權制度的深度和系統化的改革,讓農戶的經營權能夠從承包經營權中分出來,并能夠有效流轉和資產化。另外,當前農村的網絡和信息基礎設施滯后,這也需要政府加大這方面的公共投入力度。”霍學喜說。


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