从“靠人”到“无人”,智慧农业渐入佳境

文章来源:聚英云农 发布时间: 2023-12-23 10:08:40
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国家统计局近日公布的数据显示,2023年全国粮食总产量达到13908.2亿斤,创历史新高,增产177.6亿斤,粮食产量连续9年站稳1.3万亿斤台阶。在今年天灾频发、部分地区受灾严重的情况下,顺利实现粮食产量“九连丰”,智能化、数字化的智慧农业发挥着重要作用。

从“靠人”到“无人”,智慧农业渐入佳境
 

从“靠人”到“无人”,智慧农业渐入佳境

智慧农业是现代农业发展方向,无人农场是实现智慧农业重要途径。《数字乡村发展行动计划(2022-2025 年)》提出,“建设一批智慧农场、智慧牧场、智慧渔场,推动智能感知、智能分析、智能控制技术与装备在农业生产中的集成应用。推进无人农场试点,通过远程控制、半自动控制或自主控制,实现农场作业全过程的智能化、无人化。”《2023 年数字乡村发展工作要点》中进一步提出,“加快无人农业作业试验区建设,推进先进适用智能农机与智慧农业、云农场建设等协同发展,挖掘5G、千兆光网和移动物联网等在农业生产场景的典型应用。”

从“靠人”到“少人”再到“无人”,发展循序渐进。当前,国内外大部分无人农场尚呈现人机结合、远程控制的模式特点,但搭载数字技术的智能监测、分析、决策、操作系统已在多地农业生产中得到有效利用。

“电子眼” 夯实数据基础

12月7日,第二届“金扁担”农业现代化论坛在山东滨州举行。中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文在论坛上提到,无人农场已经突破了数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理四大关键技术。

数字化感知,是无人农场开始的第一步,是智慧生产操作的基础。

传统农业耕作中,经验是制胜法宝。天气如何?哪里缺水?哪里缺肥?哪里有虫?等等一系列问题需要农民下到田间地头,用眼睛去看,用经验去判断。而无人农场中,智能监测设备代替了人眼,全天候、全方位、多种类、多维度地监测与农业生产相关的各类表现。

山西省大同市云州区黄花菜种植面积达到17万亩,打造数字黄花项目,建成智慧农业大数据平台,其中就包括了物联网监测系统,依托田间布设的土壤墒情监测站、农田气象监测站、水质监测控制系统、苗情监测站、病虫害疫情智能识别系统、视频图像等采集的数据,全面感知目标作物的生长环境、发育趋势、田间作业状态等信息。通过反馈的数据合理调整目标作物的生长小环境,有效减少化肥、农药使用量20%,节约灌溉用水10%,节省用工10%,黄花菜产量增加10%,亩均销售收入增加1134元。

“数字脑”提供“最佳方案”

数据的价值在于使用,由海量数据作支撑,智能化决策帮助农业生产最大程度实现“趋利避害”。

智能化决策可以提升农业生产效益。广西南宁横州市茉莉花种植面积约12.8万亩,年产茉莉花(茶)占世界总量60%以上。以数字乡村试点建设为契机,横州市推进茉莉花全产业链信息化建设,打造“数字茉莉”。横州市在中华茉莉园5000亩核心区内安装种植智慧化管控系列设备、智能测产装备,建立土壤改良、农资投放和产量的模型,优选茉莉花种植植保方案;建立茉莉花病虫害算法模型,利用AI人工智能图像识别技术,拍照实现茉莉花病虫害自动识别、诊断,并获取防治方案。同时,横州市建立“数字茉莉”种植大棚,利用全套智能的光照、温湿度控制系统以及监控传感设备,调节构建生长环境。通过分析传感器数据形成最适合茉莉花生产的种植标准。按照标准种植的茉莉花花期普遍延长1-1.5个月,每亩花田每年为花农增收3600元以上。

智能化决策可以降低农业生产风险。内蒙古鄂尔多斯鄂托克前旗研发上线数字农业综合决策分析系统,以算法提升农业预警预测能力。在天气预测方面,结合国家与地方气象站数据、雷达卫星的实时数据,模拟未来24小时与15天的气象变化,预测预警气象风险发生情况;在灾害预警方面,基于农业气象灾害基础数据,开展农业灾害与玉米病虫害测报监测网络和数字化植保防御体系,实现玉米病虫害预警;产量预测方面,智能监测每个农户的本季种植情况,运用数字化手段模拟玉米全生育期生长曲线,提供精细化的玉米种植辅助决策方案,给出科学的水、肥、要管理方案、农事操作建议和产量预测数据。

“机械手”实现降本增效

数据与分析最后的落点在于操作,不论是基于智能监测直接实现的水肥一体智能灌溉,还是需要人工间接操控的机械农机,数字化、智能化的操作,以高效率、低损耗实现农业生产降本增效。

近日,北京市首个“无人农场”应用场景示范基地在昌平区阳坊镇金太阳农场揭牌。目前,该农场总面积40余亩,通过“农机-农艺-智能”的深度融合,实现了覆盖整地、起垄、移栽、水肥、植保、收获等环节的全流程无人化作业,85%以上都实现了数字化自主管理,节约人工成本8.2万余元。

贵州遵义余庆县将茶产业作为主导产业,因苦丁而脱贫,因苦丁而致富。通过配备物联网智能监测系统、物联网智能控制系统、无人机施药等数字化设备,对小叶苦丁茶进行数字化管控,实现物联网远程在线监测及远程调控。平均每亩茶叶节约人力成本800元,产量提高8.7%。数字化还向产业链延伸,去年,全县落实运作11个苦丁茶鲜枝条清洁化加工点,取代传统家庭式作坊蒸晒加工方式,年加工苦丁片茶2000余吨。

同时,基于互联网、物联网、大数据、北斗导航的智慧农业技术已广泛应用于我国农业生产,国产高端智能农机的加快投入使用推动了粮油机收减损和单产提升,蔬菜等特色经济作物机械化快速发展。目前,我国主要农作物耕种收综合机械化水平已经超过72%,小麦、玉米、水稻三大粮食作物耕种收综合机械化率分别超过97%、90%和85%。

减损就是增产。数据显示,我国粮食生产仅“三夏”小麦机收环节减损1个百分点,就可挽回25亿斤粮食,相当于新增300万亩面积的产量。

去年,由工业和信息化部指导,中国发布了首个智能农机技术路线图。工业和信息化部相关负责人指出,到“十四五”末期,中国平原地区主要粮食作物将全面普及以导航技术为主、具备自动行走能力的智能农机装备,在集中连片的大型平原地区农场,具备高度自主行走能力的智能农机、完全自主行走能力的农机将成为作业主力,形成一批商业化的无人农场。

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