國家統計局11日公布的數據顯示,2023年全國糧食總產量達到13908.2億斤,創歷史新高,增產177.6億斤,糧食產量連續9年站穩1.3萬億斤臺階。在今年天災頻發、部分地區受災嚴重的情況下,順利實現糧食產量“九連豐”,智能化、數字化的智慧農業發揮著重要作用。
智慧農業是現代農業發展方向,無人農場是實現智慧農業重要途徑。《數字鄉村發展行動計劃(2022-2025 年)》提出,“建設一批智慧農場、智慧牧場、智慧漁場,推動智能感知、智能分析、智能控制技術與裝備在農業生產中的集成應用。推進無人農場試點,通過遠程控制、半自動控制或自主控制,實現農場作業全過程的智能化、無人化。”《2023 年數字鄉村發展工作要點》中進一步提出,“加快無人農業作業試驗區建設,推進先進適用智能農機與智慧農業、云農場建設等協同發展,挖掘5G、千兆光網和移動物聯網等在農業生產場景的典型應用。”
當然,無人農場的發展不可能一蹴而就,從“靠人”到“少人”再到“無人”的發展是循序漸進的。當前,國內外大部分無人農場尚呈現人機結合、遠程控制的模式特點,但搭載數字技術的智能監測、分析、決策、操作系統已在多地農業生產中得到有效利用。
“電子眼” 夯實數據基礎
12月7日,第二屆“金扁擔”農業現代化論壇在山東濱州舉行。 中國工程院院士、華南農業大學教授羅錫文在論壇上提到,無人農場已經突破了數字化感知、智能化決策、精準化作業和智慧化管理四大關鍵技術。
數字化感知,是無人農場開始的第一步,是智慧生產操作的基礎。
傳統農業耕作中,經驗是制勝法寶。天氣如何?哪里缺水?哪里缺肥?哪有有蟲?等等一系列問題需要農民下到田間地頭,用眼睛去看,用經驗去判斷。而無人農場中,智能監測設備代替了人眼,全天候、全方位、多種類、多維度地監測與農業生產相關的各類表現。
山西省大同市云州區黃花菜種植面積達到17萬畝,打造數字黃花項目,建成智慧農業大數據平臺,其中就包括了物聯網監測系統,依托田間布設的土壤墑情監測站、農田氣象監測站、水質監測控制系統、苗情監測站、病蟲害疫情智能識別系統、視頻圖像等采集的數據,全面感知目標作物的生長環境、發育趨勢、田間作業狀態等信息。通過反饋的數據合理調整目標作物的生長小環境,有效減少化肥、農藥使用量20%,節約灌溉用水10%,節省用工10%,黃花菜產量增加10%,畝均銷售收入增加1134元。
“數字腦”提供“最佳方案”
數據的價值在于使用,由海量數據作支撐,智能化決策幫助農業生產最大程度實現“趨利避害”。
智能化決策可以提升農業生產效益。廣西南寧橫州市茉莉花種植面積約12.8萬畝,年產茉莉花(茶)占世界總量60%以上。以數字鄉村試點建設為契機,橫州市推進茉莉花全產業鏈信息化建設,打造“數字茉莉”。橫州市在中華茉莉園5000畝核心區內安裝種植智慧化管控系列設備、智能測產裝備,建立土壤改良、農資投放和產量的模型,優選茉莉花種植植保方案;建立茉莉花病蟲害算法模型,利用AI人工智能圖像識別技術,拍照實現茉莉花病蟲害自動識別、診斷,并獲取防治方案。同時,橫州市建立“數字茉莉”種植大棚,利用全套智能的光照、溫濕度控制系統以及監控傳感設備,調節構建生長環境。通過分析傳感器數據形成最適合茉莉花生產的種植標準。按照標準種植的茉莉花花期普遍延長1-1.5個月,每畝花田每年為花農增收3600元以上。
智能化決策可以降低農業生產風險。內蒙古鄂爾多斯鄂托克前旗研發上線數字農業綜合決策分析系統,以算法提升農業預警預測能力。在天氣預測方面,結合國家與地方氣象站數據、雷達衛星的實時數據,模擬未來24小時與15天的氣象變化,預測預警氣象風險發生情況;在災害預警方面,基于農業氣象災害基礎數據,開展農業災害與玉米病蟲害測報監測網絡和數字化植保防御體系,實現玉米病蟲害預警;產量預測方面,智能監測每個農戶的本季種植情況,運用數字化手段模擬玉米全生育期生長曲線,提供精細化的玉米種植輔助決策方案,給出科學的水、肥、要管理方案、農事操作建議和產量預測數據。
“機械手”實現降本增效
數據與分析最后的落點在于操作,不論是基于智能監測直接實現的水肥一體智能灌溉,還是需要人工間接操控的機械農機,數字化、智能化的操作,以高效率、低損耗實現農業生產降本增效。
近日,北京市首個“無人農場”應用場景示范基地在昌平區陽坊鎮金太陽農場揭牌。目前,該農場總面積40余畝,通過“農機-農藝-智能”的深度融合,實現了覆蓋整地、起壟、移栽、水肥、植保、收獲等環節的全流程無人化作業,85%以上都實現了數字化自主管理,節約人工成本8.2萬余元。
貴州遵義余慶縣將茶產業作為主導產業,因苦丁而脫貧,因苦丁而致富。通過配備物聯網智能監測系統、物聯網智能控制系統、無人機施藥等數字化設備,對小葉苦丁茶進行數字化管控,實現物聯網遠程在線監測及遠程調控。平均每畝茶葉節約人力成本800元,產量提高8.7%。數字化還向產業鏈延伸,去年,全縣落實運作11個苦丁茶鮮枝條清潔化加工點,取代傳統家庭式作坊蒸曬加工方式,年加工苦丁片茶2000余噸。
同時,基于互聯網、物聯網、大數據、北斗導航的智慧農業技術已廣泛應用于我國農業生產,國產高端智能農機的加快投入使用推動了糧油機收減損和單產提升,蔬菜等特色經濟作物機械化快速發展。目前,我國主要農作物耕種收綜合機械化水平已經超過72%,小麥、玉米、水稻三大糧食作物耕種收綜合機械化率分別超過97%、90%和85%。
減損就是增產。數據顯示,我國糧食生產僅“三夏”小麥機收環節減損1個百分點,就可挽回25億斤糧食,相當于新增300萬畝面積的產量。
去年,由工業和信息化部指導,中國發布了首個智能農機技術路線圖。工業和信息化部相關負責人指出,到“十四五”末期,中國平原地區主要糧食作物將全面普及以導航技術為主、具備自動行走能力的智能農機裝備,在集中連片的大型平原地區農場,具備高度自主行走能力的智能農機、完全自主行走能力的農機將成為作業主力,形成一批商業化的無人農場。(中國經濟網記者 梁木)