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绍兴顾鹏程的文学梦想

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日志

 
 

田野上,数字在奔跑——在武义四八店看物联网改写农业演进史  

2016-07-23 06:20:24|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        田野上,数字在奔跑——在武义四八店看物联网改写农业演进史 - 马路天使 - 绍兴顾鹏程的文学梦想

  核心提示: 近日举行的第四次全省农业科技大会强调,农业的出路在现代化,农业现代化关键在科技进步。放眼浙江,我们比以往任何时候都更加重视和依靠农业科技进步,走内涵式发展道路。现代科技的发展,正让三农呈现出不同以往的崭新姿态——那是物联网发展带来的颠覆性影响:传感技术、卫星定位和智能化管理等一系列科技手段的推广运用,让农民得以摆脱繁重的体力劳动与经验式操作,农业生产朝着更加轻松、科学和高效的方向推进;那也是农业生产方式的自我革新:垂直农业、城市农业、现代农业模式,让农作物开始冲破空间与环境的限制,在摩天大楼、滩涂荒漠等意想不到的地方自由生长。

  本期美丽乡村周刊推出《脑洞大开的农业》专题报道,聚焦农业领域那些因科技发展带来的新动向、新思想与新实践,告诉你一个时尚而前沿的浙江乡村。即便离真正实现还有一定时日,但省农科院数字农业研究所负责人徐志福,已憧憬起这样一幅图景——田地间,一套套全球定位系统与传感装置、智能机械相互配合,将原本需要人工操作的一切农事活动全权代劳。农民只要坐在办公室敲敲键盘、点点鼠标,或者带上手机或平板电脑,就能轻松地完成从耕种、喷灌、采摘到病虫害防治的农业生产全过程。

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         当智慧农业达到最高形态时,那种面朝黄土背朝天的传统农耕场面将不复存在,农业劳动生产力将得到极大提升。这位酷爱计算机编程的农业专家说,在背后发挥作用的,则是一整套集大数据分析应用、智慧模型驱动、物联网、精细化、信息化、自动化于一体的智能管控系统。目前,它的初级形态——一套集农业环境实时监测、远程视频、设施远程自动控制于一体的物联网产品,经徐志福多年研发后,已在全省各地的30多个示范基地安装使用,全省累计推广应用面积达34万亩,并在新疆、青海等地被广泛使用。神奇的物联网,究竟会怎样改写当下的农业生产?

  大数据洞悉田野的秘密

  初入小暑,今年第一号台风尼伯特登陆在即,武义王宅镇四八店村层云密布,狂风大作。与一些忙着拆除大棚薄膜的农民不同,41岁的桑合水果专业合作社负责人潘勋剑,坐在种植基地边上的一间小砖房内,从容打开笔记本电脑中的远程监控系统,往风速一栏中输入“8二字,便轻松完成了防台的基础工作。输入这个指令后,一旦室外风速达到8级,计算机会立即命令大棚外的3套高空喷灌设备迅速向棚顶喷水,薄膜遇水后重量增加,从而让大棚自身的防风能力得以加强。潘勋剑说,由于武义地处浙中,通常不会受到台风正面袭击,加之这套系统的防风应变能力屡试不爽,因此每年台风季他都高枕无忧,不用早早开始采取预防措施。

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        在农业发达的武义地区,潘勋剑的水果基地看起来平凡无奇:它面积不大,总共才50多亩;品种也不够丰富,常年只种植无花果和桑椹两种水果。然而,作为省农科院数字农业的科研基地之一,这里是全省最早一批运用物联网产品的农业生产基地之一,目前可以根据外部环境的变化,完成自动灌溉、施肥、防雪、防风等多个农业生产环节。2011年,在广东及温州两地打工多年的潘勋剑,返回老家武义创业,种植无花果等精品水果。经县相关部门牵线搭桥,长期从事网络工程与楼宇自动化技术的他,与刚开始推广农业物联网产品的徐志福一拍即合,决定在基地里展开一场数字革命。

  革命的最大奥秘,藏在基地边那间约5平方米的简陋小砖房内。不同于普通农户设在田边的休息房,这里不仅有桌椅和茶水,更有一台嗡嗡作响的大型计算机处理系统,以及一套体积相对较小的备用装置,其上各类管线与操作按钮密布,红绿色的信号灯不停闪烁,俨然是一间专业的计算机房。

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         如果将物联网比作人体,那么这个房间里的东西就相当于人的大脑,而我们在田间地头安装的温湿度、风速等各类传感器以及各种机械装置,则类似人的肢体及神经、感官系统,会根据事先设定的各项计算机指令,依据天气条件及环境因素作出不同反应。潘勋剑说。

  在他带领下,我们在散发着无花果独特香味的田地里,寻找这些低调的感觉器官:风速传感器如同一只小小的风车,屹立于田头,随时捕捉风速与风向变化;温度传感器类似一只微型探头,通过一根根电线传递土地的温度;而实时监控摄像头,就是一只只炯炯有神的大眼睛,密切观察着叶片及果实的生长变化……潘勋剑说,正因为有了它们,土地及其附着物的各种数据信息被及时掌握,曾经靠天吃饭的农业生产,也因此变得更加安全、可控。

  物联网最懂农事的专家

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         今年51岁的徐志福,或许可称为浙江农业领域最懂计算机、IT界最了解农业的专家23岁从南京农业大学毕业、进入省农科院以后,徐志福曾经从事过20多年的农作物高产栽培研究工作,了解水稻等农作物的生长习性与病虫害防治等问题。但在读大学的时候,他就迷上了无线电技术,经常利用休息时间义务帮人修理家用电器。上世纪90年代初,他又钻研起计算机软硬件设备的开发和使用,白天是奔波于田间地头的农业专家,夜里又摇身一变成为程序猿,经常坐在电脑前编写程序。进入21世纪,这些过去在旁人看来不务正业的兴趣,一下子成了现代农业领域最稀缺的东西。

  20101月,省农科院正式成立数字农业研究所,课题负责人徐志福要做的,就是带领大家建立一系列由抽象的涵数集构成的农业模型,其中包含各种逻辑关系和知识库,把农作物在生长过程中的各种因素及可能性考虑在内,从而将整个农业生产规律转化为计算机能够识别的语言体系,再由计算机操控各项智能设备,自动完成农业生产的各个环节。

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         不同物种对环境的要求不一样,徐志福以猴头菇的环境调控模型举例说,猴头菇的菌丝培育时,适宜温度为25℃,但出菇时则需要一个8℃到10℃之间的温差,持续时间为810个小时,因此我们必须先计算,比较环境升温和降温哪个最划算,哪种情况经济成本最低、猴头菇产出效益最好,再综合湿度、水分等因素,写出相应的公式交计算机操控,以最经济、有效的方式自动管理生产过程。

  据他介绍,发达国家的现代农业,主要有两种发展模式。一种是在地多人少的国家,如美国、加拿大,主要运用以遥感技术、地理信息系统和全球定位系统为核心的“3S”技术,通过精确耕种的方式,重点发展精准农业,实现农业规模化发展;另一种是地少人多的国家如日本、荷兰、丹麦、以色列,主要依靠生物技术的突破,提高土地生产率,重点发展设施农业与工厂化农业。究其共性,二者都具有智能化高度发达、农场主文化程度高、经济收入高等特点。在他看来,农业物联网将先进、普适的感知技术、云计算与大数据技术、人工智能技术等,引入传统农业生产管理,充分利用信息化技术,解决农业生产中精播、精施、精准控制,及全程溯源等瓶颈问题,将对我国现代农业发展产生重大而深远的影响。

  去经验技术掌控的生长

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          买电脑、搭管线,装设备……4年前,当潘勋剑的老父亲见他这样在土地上捣腾时,顿时傻了眼:种田就种田,搞这些洋玩意儿作什么?不过,当一切准备就绪尤其是投入使用后,先进的物联网技术让老人感到不可思议。在电脑上输入几个指令,无花果地里的水管就能定时自动喷水灌溉,大棚的卷帘也能在规定的时间打开或合拢。在手机上装一个客户端,同样也能进行这些操作。从无花果结果到成熟的约3个月时间里,整个基地只有潘勋剑一人管理,而在他家亲戚的一处无花果种植基地,由于没有这些洋玩意,每510亩地便至少要安排一个劳动力浇水、施肥。

  物联网改变的,不仅是农业操作的便利程度,更是对农业生产与销售的思维方式的革新。潘勋剑观察着电脑屏幕上的温湿度曲线图说,父辈种地只凭经验,但物联网技术的运用,让他更深刻地理解科学在农业生产中的作用。比如,起初他只知道高温天更适宜无花果生长,后来通过反复对比温湿度与产量间的关系,作出了一个科学判断:当湿度在75%以上、温度在35℃以上时,其产量可比其他条件下增加约一倍。此外,根据温湿度条件计算出的产量预估数值,更便于他决定在无花果收获当天,要联系几辆货车发货、给销售商定价多少最适宜,等等。

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        渐渐地,这场从四八店村兴起的数字革命,开始向周边蔓延。去年,邻村一位铁皮石桷种植大户主动找到潘勋剑。原来,由于铁皮石桷对水质要求较高,这位种植户的灌溉用水都从附近水库调来,数量有限,用多了怕水不够,用少了又担心影响作物生长。为此,他请潘勋剑为自己的基地量身订作了一套智能化灌溉系统,不仅可帮助节水,而且还能根据天气条件进行精准灌溉。他说:以前用多少水都是毛估估,而物联网能精确到几毫升,种植的事儿,以后就得用科技来解决。

  田头的变化让人欣喜,不过徐志福深知,未来之路还很漫长。比如,我国的物联网设施多以简易型为主,未能实现温、光、水、肥等环境因子的连续数字监测,也没有针对特定品种研发的配套技术体系,相关软件的开发也需要一步步进行,短期内难以一次性完成,而像潘勋剑这样具备丰富计算机知识的职业农民,更是不够普遍……他期待着,有更多懂技术、爱农业的年轻人加入这个队伍,让物联网的生产与思维方式,渗透到田间地头的每一个角落。

         科技,让乡村更生动

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        后稷绝对不曾想到,几千年后的华夏大地上,农业生产方式会发生翻天覆地的变化。在古老的民间传说中,这个因母亲踩踏巨人足迹而受孕出生的孩子,由于喜爱并善于钻研农艺,成年后又四处讲学,教授先民稼穑之术,而被称为中国农业的始祖。他带领人们改进农具、开渠修堰、排水灌溉的事迹,既反映出当时社会生产力的发展水平,也证明中国农耕文化的源远流长。

  时至今日,这种传统的农耕方式,正被讲究科学、高效、智能的现代农业模式所取代。从育种到栽培,从种植到深加工,从生产到销售,农业领域的每一个环节,在一代又一代农业科技工作者的不懈努力下取得突破性进展,再一次证明科学技术是第一生产力这一论断的科学与准确。这两年,行走于浙江乡土之时,我们不断见证着农业发展的日新月异,感慨科技的进步让人脑洞大开

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         在浙江大学位于长兴的植物工厂里,一排排种植于基质之上的脆嫩生菜正在茁壮成长,它们无需土壤,也不与外界接触,而是在全程可控的温度与光照环境中,按照既定的轨迹生长;而对于宁海一家水产公司养殖的虾与螃蟹来说,它们不再像其他同类那样,在水塘或大海中过着集体生活,而是各自拥有了标准间,在一排排立体养殖架上完成从生长到繁殖的全过程。

  互联网的产生与兴起,又带另一种风暴。随着各类传感设备与卫星定位系统的不断完善,农业得以与网络相连,大地开始与数据相通,从此,农民无需重复日出而起,日落而归的单调生活,不用再忍受日晒雨淋的艰苦劳作,可以坐在办公室里轻松工作。由计算机操控的智能机械,解放出人类的双手,也在极大提升着农业的劳动生产力。

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          从全国范围来讲,农业科技的影响更为深远。联想集团控股成员企业、专门经营现代农业的佳沃公司总裁陈绍鹏,曾这样描述过他们的农产品生产、经营流程:施肥前,工作人员首先用卫星遥感技术判断哪个地方的苗木长得好,再驾驶装有数字终端的拖拉机进行施肥,一面操作一面判断该区域内的肥料是不是均匀喷撒;自动分选技术的运用,可以让特制的仪器一秒内拍出一种水果的24张照片,根据它们的颜色、表面疤痕和其他缺陷进行分类,保证消费者拿到的水果都很漂亮;而红外微距技术,则能在一秒内测出水分、糖度等,根据消费者的不同需求进行产品分类……

  但也必须看到,科技在农业各领域的普及也并非一夕之间就能完成。目前,能够分享这些前沿农业技术的,只是一小部分企业及农户。巨额的成本投入,加上农技对从业人员的高素质要求,需要更多有资本、有知识的新兴力量的投入,也需要一代又一代科研工作者不懈的求索与突破。

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         潘勋剑坦言,因为自己有着十来年的互联网从业经验与经营人脉,方能以最低的成本不断更新生产所需的各种软硬件设施。像他正在使用的一套物联网操作系统,实际成本高达百万元,这对普通农户来说,是不小的经济压力。也只有运用于规模达上千亩的大型农场或农业园区时,才能充分发挥它的价值。浙江农业将如何进一步降成本、增效益?如何让科技的光芒普照脚下的这片土地,更好地实现农业的集约式生产与经营?对未来,我们拭目以待。

          智慧农业前景可期

  今年年初,国家发改委在解读《国务院办公厅关于推进农村一二三产业融合发展的指导意见》时强调,要从四方面发展多类型的产业融合方式,一是加快农业结构调整,二是促进农业产业链的延伸,三是积极开发农业多种功能,四是大力发展农业的新型业态,实施互联网+现代农业。

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         我国已经连续12年聚焦三农问题,过去的一年中,农业收到诸多政策利好,十三五规划中,推进农业现代化发展也被摆在重要位置。其中,农村电商、现代农业、农业信息化建设被广泛提及,这说明了在互联网时代,政策有意推动互联网+农业发展。受此影响,我国智慧农业迎来发展风口。智慧农业是指将物联网技术应用于传统农业生产中,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使其更具智慧。狭义的智慧农业包含农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理等精准感知、控制与决策管理方面,广义范畴上,智慧农业还包含农村电商、食品防伪、农业信息服务与农业休闲旅游方面。

  我国是农业大国,9亿农村人口、7亿人从事农业生产,相关农产品也极为丰富。但我国农业生产方式较为落后,大部分地区农业生产仅依靠农民经验与农民劳动力,这极大地浪费了人力物力,也不利于环境保护。与此同时,封闭的农村经济形式也影响了农民收入。

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         在此背景下,智慧农业利用物联网技术,实现了智能灌溉、智能施肥与智能喷药等自动控制方式,有利于降低农业生产成本、提高效率,并保护农村生态环境;农村电商的出现,更是实现了农村与城市的快速连接,农村经济得以活跃起来,农民收入也获得提高。基于智慧农业的优势,这一模式正被国家大力推动。数据显示,2013年,我国智慧农业的产业规模已达到4000亿元,2014年智慧农业产业规模可达4807亿元,到2015年,我国智慧农业的产业规模将突破6000亿元。

  (摘自《2015-2020年中国互联网+智慧农业趋势前瞻与产业链投资战略分析报告》)

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