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互联网+农业: 信息技术从实验室走进田间地头 | 热点聚焦
2018-06-11 16:06
来源:中国战略新兴产业
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  本文首发于2018年5月1日

  《中国战略新兴产业》

  “互联网+”壮大新动能

  “互联网+”落地之快令人惊叹。从网络消费到共享单车,从在线教育、远程医疗到物联网、大数据、云计算等,“互联网+”的能量正在被不断释放出来,成为我国经济转型升级的强劲动力。今年政府工作报告更是提到,要深入开展“互联网+”行动,做大做强新兴产业集群,运用新技术、新业态、新模式,大力改造提升传统产业。随着“互联网+”的深入推广,将加快新旧动能的接续转换。本期杂志以工业、政务、农业、旅游等领域为例,为大家呈现“互联网+”是如何加快新旧动能的接续转换。

《中国战略新兴产业》杂志记者  顾彦

  近年来,原农业部大力推进物联网在生产经营中的应用,截至 2016 年底,国家物联网应用示范工程智能农业项目和原农业部农业物联网区域试验工程深入实施,在全国范围内总结推广了 426 项节本增效农业物联网软硬件产品、技术和模式,有力推进了农业节本增效和生产智能化管理。

  “从来没有见过这么高产的年份。”又是一年春茶上市,提起今年的收成,茶农孟根旺有许多话要说。

  孟根旺是浙江省丽水市松阳县新兴镇徐郑村的一名茶农。不久前该地区遭遇霜冻天气,大大影响了春茶收成。而孟根旺的茶园不仅没有因灾害减产,收成反而远高于往年。“我前几年都是每年 6 万元左右纯收入,去年达到 8 万元。我的亲戚都不相信 4 亩茶园能赚到 8 万纯收入。”孟根旺说。

  这一切,都要归功于基于物联网和大数据等技术的互联网+农业试点项目的开展。

  大数据应用助茶农增收

  浙江省丽水市松阳县是全国重点产茶县,拥有 121000 多亩茶园,全县 40%的人口从事茶产业,50%的农民收入、60%的农业产值均来自茶产业。

  据当地村民介绍,干旱、霜冻是茶叶生产中最常遇到、影响最严重的两种自然灾害,每年这两种灾害带来的损失大约在每亩 4000-5000 元左右。茶农防御这两种灾害的传统方法是大水漫灌和用遮阳网遮盖。但大水漫灌容易造成茶叶烂根,缩短茶叶寿命;遮阳网遮盖经济成本高,不能防御过低的低温。

  去年 7 月末持续高温,松阳县有 30%的茶园受到热害影响而减产,有的茶树直接因热害达到永久枯萎点死亡。今年 3 月下旬,浙江省大部分地区遭遇低温霜冻天气,各地春茶开采受到不同程度的影响,普遍减产,部分春茶甚至绝收。

  孟根旺介绍,茶叶的收入主要依赖春茶,时间越早,价格越高,“我们就是怕春茶受灾。春茶冻掉了,一年到头基本上没有钱。”幸运的是,作为茶园大数据精准采集与应用的试点项目的试点户之一,今年孟根旺的茶园不仅没有因灾害减产,收成反而远高于往年。

  为了彻底解决灾害减产问题,松阳县新兴镇徐郑村成为了茶园大数据精准采集与应用的试点项目基地,项目由丽水市发展改革委、丽水市水利局引进,北京科百宏业科技有限公司负责实施,该项目为全国首例基于农业大数据的茶叶精准栽培托管示范项目。这一项目于 2016 年 12 月开工建设,示范茶园 50 亩,主要通过茶园物联网精准管理系统,包括茶园环境监测设备、自动控制设备、微喷雾化设备、地面滴管设备、云数据平台及多款数据模型等,对茶园土壤、空气、植物生理、小气候、水肥等要素的实时在线监测,实现茶叶生长环境的大数据采集、汇总、分析和管理,通过茶叶病虫害模型、局域小气候模型、无线自动灌溉控制模型,可以对灌溉控制和水、肥、药的施加提供决策指导,减少农药、肥料使用量,提高肥料利用率,缓解早春茶叶霜冻危害和夏季高温干旱。

  >> 霜冻过后,在孟根旺的茶园里可以看到,雾化过的试验区和没有雾化过的区域,有一条清晰的分界线。

  北京科百宏业科技有限公司项目经理吴龙春介绍:“通过传感器对叶片表面进行温度监测。当温度达到 2℃的时候,设备会发出预警;当温度达到 0℃以下的时候,控制器会发出信号,指导电磁阀进行开阀,从而进行喷雾。在整个雾化的过程中,水需要释放热量,能够保持页面整体温度不低于零度,从而保证茶叶不会被冻坏。”

  孟根旺总共有 4 亩茶园,其中 2.2 亩参加试点。霜冻过后,在他的茶园里可以清楚地看到,没有采用该技术的茶叶上结满了霜,采用该技术的茶叶仍然是绿油油的。两天后,同样可以看到一条明显的分界线,一边是遭受霜冻的茶叶芽头变成了焦黄色,另一边的芽头苍翠欲滴而且密密麻麻。

  不仅如此,试验田的茶园采茶时间也提前了 10 天。孟根旺说,采茶时间提前 10 天看上去没什么名堂,可这 10 天采的茶叶价格却是最高的。其他茶农的茶园今年经历过两次霜冻,直到清明节前才刚刚开始采摘,每斤茶青只能卖到 10 元,孟根旺的茶青最高价每斤达到 70 元。

  得益于试点项目,去年一年孟根旺增收入两万多元。“我前几年都是每年 6 万元左右纯收入,去年达到 8 万元。”孟根旺说。

  底成本、底门槛的高新技术应用

  看到孟根旺不用干旱季节半夜起来灌水、霜冻季节反复操作遮阳网,就能实现增收,其他村民也纷纷表示想要用上茶园大数据精准培育技术。但大家心里还有一个疑问,村民能否买得起和学得会这样的一套高科技系统呢?

  北京科百宏业科技有限公司市场部经理王海天告诉本刊记者,考虑到村民的这种担心,研发团队一直致力于提供高性价比的农业环境数据采集和控制技术。一方面,通过低功耗、高集成度、免费使用的云平台、免费信息传输频段等多种设计,降低系统成本和价格;另一方面,大数据精准培育技术的应用,能够有效帮助农民节约生产成本,增加经济收入。

  通过土壤水分、电导率和温度的精准监测和无线控制,帮助用户精确控制灌溉,节约灌溉水量和电费 30%-50%,节约肥料 30%-50%;长期积累的监测数据可以用于病虫害模型预测和控制常见病虫害的发生,减少农药使用 50%以上;与人工和普通监测相比,物联网节约监测成本 70%-90%,同时提高监测效率 500%以上;适时预警功能帮助用户及时发现环境变化,可以快速启动预案,避免热害、冷害等突发事件造成的重大经济损失。对于果园、茶叶等经济作物,物联网系统(包含数据监测传输、设备控制、大数据云平台、微滴灌水肥一体化系统)一次性投入需 1 万元(几千元)每亩,每年每亩可增加净收益 5000-1 万元;温室草莓、花卉等经济作物,物联网系统一次性投入需 2 万元(一万元左右)每亩,每年每亩可增加净收益 1 万-3 万元。

  “这样的一整套系统虽然要花费 10 多万元,但可以覆盖 4500 亩土地,平均到每亩地成本大大缩减,平均每亩地只要几千元。其实每年为了预防干旱搭建遮阳网的成本就要每亩 1800 元,再加上系统的使用可以为每亩节约 2000 多元的水肥,所以经过计算茶农一年就可以回本。”王海天说。

  不过每亩地数千元的花费对农民来说依旧价格不菲,因此目前类似系统主要由当地政府出资购买。记者对业内多家公司进行了调查,类似的具有物联网监测、水肥精准控制等功能的系统普遍报价在数万起,具体数额根据具体需求不等,普通都采用和当地政府或合作社合作的方式向农户推广。

  王海天还介绍,除了和政府合作之外,目前项目还在通过金融租赁等多种方式推广。比如和银行等金融机构合作,由银行购买系统和设备,免费提供给农民使用,银行后续再从收成中抽成,或打包推广保险业务等其他服务;各类农村电商平台发展迅速,需要高质量、标准化的农产品,也在倒逼了农业拥抱物联网,以实现精确生产。

  至于如何使用这套系统,王海天表示,目前采用半人工半自动的方式,后台有专门的人员负责操作,当传感器监测到的空气温度、空气湿度、土壤水分等指标超出提前设定的范围,平台会发出预警提醒工作人员通过平台发出信号,打开相应的光照、喷灌等设备的开关,如果这些指标异常危及到作物生长,设备还可以自动开启。比如针对茶园的霜冻情况,当温度达到 2℃的时候,系统会发出预警,提示工作人员操作,当温度达到 0℃以下时,控制器会发出信号自动进行喷雾。

  互联网+农业正在往智慧化方向发展

  近年来,在国家的大力推动下,互联网与农业深度融合发展,松阳县茶园大数据精准采集与应用类似的试点项目遍地开花,物联网、大数据等信息技术正加快从实验室走进田间地头,走到圈舍鱼塘。

  原农业部市场与经济信息司、国家农业信息化工程技术研究中心发布的《全国农业物联网发展报告 2016》指出,农业物联网作为农业信息化的关键技术之一,是“互联网+”现代农业行动的重要部分,是推动信息化与农业现代化融合的重要切入点。

  近年来原农业部大力推进物联网在生产经营中的应用,截至 2016 年底,国家物联网应用示范工程智能农业项目和原农业部农业物联网区域试验工程深入实施,在全国范围内总结推广了 426 项节本增效农业物联网软硬件产品、技术和模式,有力推进了农业节本增效和生产智能化管理。具体包括:大田种植方面,遥感监测、病虫害远程诊断、水稻智能催芽、农机精准作业等开始大面积应用;设施园艺方面,温室环境自动监测与控制、水肥药智能管理等加快推广应用;畜禽养殖方面,精准饲喂、发情监测、自动挤奶等在规模养殖场正在实现广泛应用;水产养殖方面,水体监控、饵料自动投喂等快速集成应用。

  随着物联网等新一代信息技术加快与农业全面深入融合,信息化与农业现代化正在形成历史化交汇,农业信息化发展迎来了前所未有的发展机遇。随着农业环境数据的持续累积,数据的可视化程度和效果越发显现,作物生长与各类环境数据之间的关系得到量化和明确,作物栽培的精准化和标准化会持续优化,病虫害等模型会越来越精确,农业生产管理的科学化、智能化持续提高,能持续提高农业生产的经济效益。充分利用物联网等信息技术改造传统农业,对农业生产要素进行数字化设计、智能化控制、精准化运行、科学化管理,是加快建设智慧农业,推进农业现代化的必然选择。

  品途智库等联合发布的《2017 中国农业互联网化研究报告》指出,全球农业互联网化经济了信息化、电商化、数字化的发展阶段,未来将迈入智慧化和生态化发展阶段。1950-1995 年是信息化阶段,计算机信息技术在农业领域开始应用;1995-2007 年是电商化阶段,农村地区网络设施的建设加快,互联网的普及刺激了农业电子商务的发展;2008-2019 年是数字化阶段,互联网技术在农业领域的应用不断深入,依托全球定位技术、移动设备、物联网等技术的应用,精准农业快速发展,实现农业智能化管理,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策;未来将是智慧化/生态化时期,2020 年以后,依托人工智能、大数据、农业机器人等技术的发展与应用,农业互联网化将进入成熟阶段,通过互联网与农业各环节的高度融合,农业的产业边界讲进一步扩展,农业互联网化将向产业融合转变。

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