從中央一號文件支持方向談智慧農業的應用

從中央一號文件支持方向談智慧農業的應用

智慧農業是我國實現農業現代化的科技支撐,存在在農業產業某些細分領域與西方發達國家“同臺競技”或“彎道超車”的可能。結合2020年中央一號文件,對1年前的一篇文稿的梗概進行充實完善。讓從事、關心、支持三農事業的朋友更深入的瞭解智慧農業技術的實際應用。針對智慧農業這個“大蛋糕”,也希望一些朋友能在服務“三農”領域尋得商機。

一、智慧農業再定義

結合和君農業事業部和國際增長戰略諮詢機構Clear Strategy的論述,針對數字農業、精準農業和智慧農業三者概念做出定義:

數字農業是將農業計劃、生產規劃、生產結果信息化的農業技術,如大數據、人工智能、雲計算與區塊鏈。

精準農業是以信息技術為支撐,如無人機、機器人、自動化農機與智能灌溉等,實現精準管理的農業技術。

智慧農業,一般認為是指利用物聯網、人工智能、大數據、區塊鏈等現代信息技術與農業進行深度融合,實現農業生產全過程的信息感知、精準管理和智能控制的一種全新的農業生產方式,可實現農業可視化診斷、遠程控制以及災害預警等功能。智慧農業是數字農業、精準農業、農業物聯網、智能農業等技術的統稱。智慧農業發展的基礎在於數字農業,數字農業是實現農業物聯網發展的前提。

二、中央一號文件明確支持發展智慧農業

今年的中央一號文件關於“加強現代農業設施建設”中,把智慧農業作為“現代農業投資重大項目”進行支持。其具體內容為:“依託現有資源建設農業農村大數據中心,加快物聯網、大數據、區塊鏈、人工智能、第五代移動通信網絡、智慧氣象等現代信息技術在農業領域的應用。開展國家數字鄉村試點。”

實現我國農業現代化,離不開現代科技,現代農業科技只有服務於農業,才會擁有更廣闊的市場。在其他一些細分的產業領域(例如5G)的成功經驗已經表明,我國農業只有在智慧農業方面加快發展,才會在此細分領域佔得先機,爭得話語權,走出具有中國特色的現代農業發展之路。我國在一些現代科技方面的比較優勢,需要在包括農業在內的生產實踐中應用。農業農村的市場廣闊,現代科技有效地服務於三農,可以在促進農業現代化的同時,有效拉動內需,相得益彰。

如同筆者上篇文章中提到的中醫農業,也是可以,同時也是必需與現代科技進行結合,才能更好地服務於農業產業發展。我們都知道中醫診療講究“望聞問切”,與現代科技結合,可否這樣一一對應:

用衛星遙感,無人機監測來“望”;

用智慧氣象來“聞”;

用專家諮詢平臺系統來“問”;

用物聯網系統傳感器與區塊鏈技術來“切”。

後面還可以加上一條:用“農業農村大數據中心”來“開藥方”。可以開“小藥方”,“診治”個案病例,比如某塊農田中的病蟲害防控,某個種植大戶、某個涉農企業抑或某個地區農業項目和產業發展中存在問題的解決;還可以開“大藥方”,包括對農產品供給側改革、糧食安全以及國家農業產業政策調整等重大問題尋求解決方案。以此可能會對我國農業產業發展,乃至國家發展戰略產生重大影響(在此不再展開)。農業農村大數據中心的價值非常巨大,當然需要投入的資金量也很大。

三、智慧農業的具體應用

沿用之前文章的思路,從“增、減、提、控”四個字來概括智慧農業的作用。

1、增

(1)增產,增加產量。

智慧農業集成應用在智能溫室上,可以給作物提供一個更適合其生長的光、熱、水、氣、肥環境,能夠達到明顯的增產效果。以番茄為例,目前國際上先進水平智能溫室單位面積產量可達60~70kg/平方米,甚至90kg/平方米,遠遠高於大田產量。在一些不適合大田生產的地方,比如隔壁荒漠,也是可以根據光熱條件建設智能溫室的。

(2)增效,增加投入品的效用和效率。

植保無人機在飛行作業時,由螺旋槳產生的下壓風場來配合高壓噴頭,可以使藥霧噴灑穿透性更強,減少藥液漂移,起到深透噴灑,均勻覆蓋的效果。“風霧同步”可以提高農藥、葉面肥等投入品的效用,提高作業效率。

(3)增收,使用者可以增加收入。

智慧農業引導農業種(養)、管、收、加、儲(運)、銷、服等向智能化、精準化、產業化方向轉變,促進農民和投資者增產增收。

2、減

(1)減災,減少自然災害對農業產業的影響,也可減少不利自然條件對農業產業的影響。

智慧氣象系統可以大大提高對災害性天氣的測報能力,生產者可以根據測報信息,提前預防,以降低或杜絕自然災害對農業生產的危害。

(2)減少農業投入品,發展精準農業。

配備有精確導航系統的智能農機,在田間作業時,可以減少田間作業精度不高,重耕漏耕的現象,創建更加一致的行列和整齊劃一的作物種植景觀,連貫的速度可以實現相同時間作業更多的土地,提高工作效率。減少農業生產投入品如種子、肥料、農藥、燃料等的消耗,降低生產成本。

我國裝配有北斗導航系統的智能農機已經走出國門。中國衛星導航系統管理辦公室國際合作中心副主任沈軍去年3月份在突尼斯的一個展會上表示,北斗衛星導航系統的精準度已達到釐米級,在農業領域的應用範圍非常廣。

(3)減少勞動力(量)投入,降低成本。

近幾年,無人機噴施農藥、葉面肥得到了廣泛的應用。不但是在矮杆農作物小麥上的“一噴三防”,還在高杆農作物玉米的粘蟲等防治上,都取得了成功。從以前的揹負噴霧器,到現在的手持無人機遙控器,大大減輕了勞動者的體力勞動量,改善了勞動者的工作環境。特別是對包括筆者這個年齡在內的許多“鑽過”玉米地追肥、打藥的朋友,會有更為深切的感受。在用工成本高企的情況下,降低了生產成本。

和君農業事業部分析認為,農業植保無人機整機市場空間至少200億,作業服務年均市場空間至少240億。無人機在農業方面的應用前景廣闊,包括“飛手”、生產、裝配、維修、保養等,能夠提供較多的新型就業崗位。

(4)減少損耗。減少生鮮類農產品的損耗,意義重大。

藉助大數據分析,可以測算生鮮類農產品在區域市場的銷售變化規律,商家籍此組織商品的採買、儲運,既可滿足消費需求,又可有效降低損耗。隨著時間和數據的不斷積累,大數據的指導意義會越來越重大。銷售變化信息向生產端傳導,就可形成“訂單農業”,進一步降低社會資源的浪費。

3、提

(1)提高公共資源的利用率:陽光、空氣、熱量、水份(降雨)、空間和時間等等。

智能溫室在提高公共資源的利用效率方面作用明顯。例如在光熱資源良好的高緯度地區,建設智能溫室,利用“溫室效應”進行光熱轉換,反季節生產適銷對路的優質農產品,可以大大提高陽光的利用率。

配有補光、補氣(二氧化碳)等系統或者立體栽培的智能溫室,在客觀上延長了農作物在一天內的生長時間,縮短了產品的產出時間,提高了單位面積農產品的產出量。

(2)提高產品品質,包括產品的內在和外在品質。

智慧農業應用於農產品育種方面,可以達到改良農產品品質、改善加工特性、改善農藝特徵和表達特殊用途的作用。可以提高農產品的加工利用率,可以提高農產品的特定有效成分。

(3)提高工作效率。一個人可以控制多臺設備作業。

智能灌溉系統完全可以由一人通過中央操控平臺,甚至是手機終端,在線或遠程控制多臺灌溉設備同時作業,大大提高工作效率。

農業機器人的廣泛應用,也能有效提高勞動者的工作效率。

(4)提高信息對稱性,增強消費者、生產者、經營者和管理者的信心。

區塊鏈技術在農業領域的應用,可以提高信息對稱性,消除產品供應鏈上的灰色地帶。物聯網專家、國家物聯網基礎標準工作組總體組組長沈傑博士認為,確保從設備端到平臺不可被篡改,用到區塊鏈底層的徵信機制來進行優質農產品的溯源,可以提高信息的對稱性。

沈傑博士將區塊鏈技術應用於漁業,並延伸金融業服務於漁業生產。用物聯網傳感器監測和管理魚塘的水質,同時還幫助金融機構採集農民數據,給予貸款。在農民拿到更多利潤的同時,提升產品的品質,做到產品的可追溯。

物聯網+區塊鏈技術在農民和金融機構之間建立了徵信機制,幫助銀行和保險公司獲得可靠的數據,解決信息不對稱的問題,進而解決了農業貸款難的問題。

(5)提高產業鏈的效益和效率。

智慧農業在農業的產前、產中和產後各個環節均可得到充分應用,還可通過區塊鏈+傳感器等,整合農業服務業(比如金融、保險)的資源,進而打造更富效益和效率的產業價值鏈。智慧農業可以促使農產品流通升級,隨著經濟的發展和物流技術的提升,流通渠道將不斷縮短,新鮮程度、產品品質、服務質量等將不斷提升。農業流通領域具備3萬億以上的市場規模,這些方面存在著巨大的商機。

4、控

(1)控制小氣候環境。

通過智慧終端和技術集成,可以控制畜禽養殖小氣候環境,改善畜禽生存狀態,提高其身體健康程度,降低藥物濫用,提高肉蛋奶的安全性。利用傳統的耳標、可穿戴設備以及攝像頭等收集畜禽產品的數據,利用室外智能氣象站和養殖場(舍)內的氣體(如氨氣)、溫度、溼度等傳感器採集數據,關聯通風、供暖、加溼/除溼等系統,通過對收集到的數據進行分析並智能作業,運用深度學習算法判斷畜禽產品健康狀況、餵養情況、位置信息以及發情期預測等,對其進行精準管理,保障畜禽身體健康,減少抗生素等藥物濫用。

(2)控制來自動物、植物和微生物生理的不利於農業生產的因素占主導地位。

農業生產中的作業對象——動物、植物和微生物,是具有其特有的生命活動規律的。一般地,我們應該遵循這種規律來開展生產活動,才可以避免其生命體產生抗性現象(植物會產生在被取食的植物影響植食者行為或降低其嗜好性的反應,是一種類似於免疫反應的抗性現象)的產生。發展智慧農業,更有利於我們掌握動物、植物和微生物特有的生命活動規律,更好地服務於農業生產。

(3)控制農業對象按照人類的需要來發展。

智能溫室給予作物儘可能相同的生產條件,調節控制作物的生長勢,產出更符合市場需求的統一品質規格的產品來。

由於某一項技術或系統,具備上述提到的過多個作用,未免會在表述中出現重複,請明瞭。

四、小結與建議

“投資農業不賺錢”的魔咒,必將會被智慧農業所打破。根據國際研究預測,到2025年,全球智慧農業的市場規模將接近700億美元的規模。目前國內多家涉農業企業如芭田股份、大北農、金正大等紛紛藉助原有產業基礎,利用大數據、互聯網等技術手段,向農業服務一體化轉型。在國家鄉村振興戰略、國家數字化農業戰略等多種因素的推動下,農業領域出現一片藍海,華為、阿里、京東、百度、騰訊等巨頭紛紛佈局智慧農業,為推動我國智慧農業建設做出努力。當然,智慧農業也不只是“大象”們的盛宴,我們中小投資者,甚或個人,只要深入調研市場,認真挖掘潛在機會,有機結合自身的條件,也是可能分得一杯羹的。

請大家指正。

參考文獻:

1. 王建鵬. 究竟什麼是數字農業、精準農業和智慧農業?聽聽極飛怎麼說! 中國農機化導報

2. 李周凡. 智慧引領農業未來. 和君絲路商學院 培訓材料

3. 黃靈,馬迪. 新華社,新華網. 中國北斗衛星導航技術在突尼斯展示精準農業應用前景. http://www.xinhuanet.com/tech/2019-03/11/c_1124219729.htm

4. 拓攻農業. 植保無人機的下壓風存在怎樣的影響. http://www.elecfans.com/application/Military_avionics/2019/0926/1081760.html

5. 任仲文. 區塊鏈領導幹部讀本. 人民日報出版社. 2018.4

6. 中商產業研究院. 騰訊首個智慧農業項目亮相 智慧農業最全版圖:政策+規模+佈局+趨勢分析. http://www.askci.com/news/chanye/20190531/1730561147125_3.shtml


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