技術(shù)
導(dǎo)讀:突破傳統(tǒng),讓農(nóng)業(yè)隨科技發(fā)展更智慧
不同于北方的地理?xiàng)l件,南方多山、耕地分散的情況注定很多地方的農(nóng)作物無法進(jìn)行大面積機(jī)械化作物。因此,作為一個(gè)土生土長的南方人,在小編的記憶中,一種農(nóng)作物從播種前的土地修整直至收割之后再進(jìn)行下一輪播種的過程中全部人工完成。
而如今再提到農(nóng)作物耕種,早已不在局限于機(jī)械化,更多的是智能化耕種,農(nóng)作物生產(chǎn)全程實(shí)現(xiàn)無人自主作業(yè),包括耕整、種植、田間管理,收獲以及各環(huán)節(jié),同時(shí)每個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測以及智能化決策。以水稻為例:
· 具有主從導(dǎo)航功能的無人駕駛拖拉機(jī)牽引旋耕機(jī)對(duì)地塊進(jìn)行耕整作業(yè);
· 水稻播種可以采用無人駕駛水稻旱直播機(jī)完成;
· 施肥可以采用無人直升機(jī)完成;
· 施藥可以采用無人駕駛高地隙噴霧劑完成;
· 除草可以采用智能除草機(jī)完成;
· 水稻收割則可以基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、通過無線自組網(wǎng)絡(luò)連接的無人駕駛收割機(jī)與無人駕駛卸糧車協(xié)同完成。
相比以前純?nèi)斯じN時(shí)期,目前無人農(nóng)場的水稻理論畝產(chǎn)量為558.6公斤。這一巨大的產(chǎn)量差異,也讓人看到的了無人農(nóng)場的希望。那么什么是無人農(nóng)場?它有哪些特點(diǎn)?
無人農(nóng)場:智能化決策和無人化作業(yè)并行
所謂無人農(nóng)場,是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的最重要內(nèi)容之一,主要包括農(nóng)作物生產(chǎn)全程無人自主作業(yè)、作業(yè)環(huán)節(jié)自主完成和農(nóng)作物生長全程自動(dòng)監(jiān)控。在人工不進(jìn)入或少進(jìn)入的情況下,依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、機(jī)器人等新一代信息技術(shù),能夠通過對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、環(huán)境、種養(yǎng)對(duì)象、裝備等各要素的在線化、數(shù)據(jù)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)種植養(yǎng)殖對(duì)象的精準(zhǔn)化管理、生產(chǎn)過程的智能化決策和無人化作業(yè)。最終達(dá)到完全實(shí)現(xiàn)智能決策和精準(zhǔn)作業(yè),大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。
無人農(nóng)場是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的一種途徑,其特點(diǎn)也異常突出,包括耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋,機(jī)庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動(dòng),自動(dòng)避障異況停車保安全,作物生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)全監(jiān)控,智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人等五大特點(diǎn)。
無人農(nóng)場:大范圍推廣是目的,困難與挑戰(zhàn)不斷
無人農(nóng)場的實(shí)現(xiàn),仍需靠生物技術(shù)、智能農(nóng)機(jī)和信息技術(shù)三大技術(shù)共同推進(jìn),在智能農(nóng)機(jī)及信息技術(shù)方面,目前主要依托北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)和5G通信系統(tǒng),前者提供精準(zhǔn)定位,后者實(shí)時(shí)傳輸大量信息。
"預(yù)計(jì)5年后進(jìn)入推廣階段,10年后加快推廣速度。"
這是中國工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授羅錫文對(duì)于我國無人農(nóng)場發(fā)展的預(yù)測。
但是對(duì)于無人農(nóng)場的大范圍推廣仍然面臨著不少的問題與挑戰(zhàn):
1、人才短缺,從業(yè)者知識(shí)文化水平不高:農(nóng)業(yè)從業(yè)者人員年齡較大,新技術(shù)人才較少,接受新科技的時(shí)間較長,市場培育時(shí)間較長。因此,培養(yǎng)一大批農(nóng)村的農(nóng)機(jī)手,也就是基層農(nóng)機(jī)技術(shù)人員來指導(dǎo)農(nóng)民操作,是很關(guān)鍵的一環(huán)。
2、設(shè)備及軟件成本高:設(shè)備或軟件價(jià)格較高,平均每畝大約幾百到幾千不等,而產(chǎn)品銷售沒有議價(jià)權(quán),實(shí)際收益沒有顯性變化。
3、傳感器精度不準(zhǔn),數(shù)據(jù)獲取難:農(nóng)業(yè)數(shù)字化程度低,獲取數(shù)據(jù)較難,同時(shí),傳感器采集數(shù)據(jù)少,精度不準(zhǔn),且還不穩(wěn)定。
4、核心技術(shù)缺乏,實(shí)用性不強(qiáng):核心設(shè)備及傳感器來源于國外,中國大部分核心技術(shù)仍處在實(shí)驗(yàn)室階段,應(yīng)用性不強(qiáng)。
5、實(shí)際環(huán)境應(yīng)用少,資金支持力度有限:智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)主要應(yīng)用于幾百米以上的耕地,而此類耕地?cái)?shù)量較少,且實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化需要大量資金支持,目前,資金支持力度有限。
從無人農(nóng)場說起,看智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展
說到底,無人農(nóng)場只是智慧農(nóng)業(yè)的切入點(diǎn),隨著技術(shù)的發(fā)展,最終要實(shí)現(xiàn)的是智慧農(nóng)業(yè)的普及。
"十三五"期間,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在全國9個(gè)省市開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程區(qū)域試點(diǎn),形成了426項(xiàng)節(jié)本增效農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用模式。圍繞設(shè)施溫室智能化管理的需求,自主研制出了一批設(shè)施農(nóng)業(yè)作物環(huán)境信息傳感器、多回路智能控制器、節(jié)水灌溉控制器、水肥一體化等技術(shù)產(chǎn)品,對(duì)提高我國溫室智能化管理水平發(fā)揮了重要作用。
我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)取得重要突破,建立了天空地一體化的作物氮素快速信息獲取技術(shù)體現(xiàn),可實(shí)現(xiàn)省域、縣域、農(nóng)場、田塊不同空間尺度和作物不同生育時(shí)期時(shí)間尺度的作物氮素營養(yǎng)監(jiān)測;研制的基于北斗自動(dòng)導(dǎo)航與測控技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械,在花生、油菜、水稻、小麥、玉米、棉花等作物的種植中發(fā)揮了重要的作用,研制的農(nóng)機(jī)深松作業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)解決了作業(yè)面積和質(zhì)量人工核查難的問題,得到大面積應(yīng)用。
結(jié)語
在物聯(lián)網(wǎng)等一系列的技術(shù)開始普及的情況下,智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。一組關(guān)于我國智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模的數(shù)據(jù)如下:
截止至2018年中國智慧農(nóng)業(yè)潛在市場規(guī)模突破200億元,達(dá)到了203.06億元。據(jù)預(yù)測,到2020年中國智慧農(nóng)業(yè)潛在市場規(guī)模將達(dá)到267.61億元,2015-2020年復(fù)合增長率達(dá)14.3%。
在這個(gè)巨大的市場面前,我們面臨的耕地、淡水等資源相對(duì)緊張,農(nóng)業(yè)規(guī)模化、集約化程度偏低,保障糧食安全、推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和高質(zhì)量發(fā)展,答案或許也更應(yīng)該從科技手段中去尋找。
在此背景下,作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,近些年來我國對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的政策扶持力度也逐步加大,涉及數(shù)字農(nóng)業(yè)試點(diǎn),加快物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)的集成應(yīng)用等,但總體上我國智慧農(nóng)業(yè)目前仍處在初級(jí)階段,距離智慧農(nóng)業(yè)的成熟和蓬勃發(fā)展仍需要很長一段時(shí)間。