从中央一号文件支持方向谈智慧农业的应用

从中央一号文件支持方向谈智慧农业的应用

智慧农业是我国实现农业现代化的科技支撑,存在在农业产业某些细分领域与西方发达国家“同台竞技”或“弯道超车”的可能。结合2020年中央一号文件,对1年前的一篇文稿的梗概进行充实完善。让从事、关心、支持三农事业的朋友更深入的了解智慧农业技术的实际应用。针对智慧农业这个“大蛋糕”,也希望一些朋友能在服务“三农”领域寻得商机。

一、智慧农业再定义

结合和君农业事业部和国际增长战略咨询机构Clear Strategy的论述,针对数字农业、精准农业和智慧农业三者概念做出定义:

数字农业是将农业计划、生产规划、生产结果信息化的农业技术,如大数据、人工智能、云计算与区块链。

精准农业是以信息技术为支撑,如无人机、机器人、自动化农机与智能灌溉等,实现精准管理的农业技术。

智慧农业,一般认为是指利用物联网、人工智能、大数据、区块链等现代信息技术与农业进行深度融合,实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式,可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。智慧农业是数字农业、精准农业、农业物联网、智能农业等技术的统称。智慧农业发展的基础在于数字农业,数字农业是实现农业物联网发展的前提。

二、中央一号文件明确支持发展智慧农业

今年的中央一号文件关于“加强现代农业设施建设”中,把智慧农业作为“现代农业投资重大项目”进行支持。其具体内容为:“依托现有资源建设农业农村大数据中心,加快物联网、大数据、区块链、人工智能、第五代移动通信网络、智慧气象等现代信息技术在农业领域的应用。开展国家数字乡村试点。”

实现我国农业现代化,离不开现代科技,现代农业科技只有服务于农业,才会拥有更广阔的市场。在其他一些细分的产业领域(例如5G)的成功经验已经表明,我国农业只有在智慧农业方面加快发展,才会在此细分领域占得先机,争得话语权,走出具有中国特色的现代农业发展之路。我国在一些现代科技方面的比较优势,需要在包括农业在内的生产实践中应用。农业农村的市场广阔,现代科技有效地服务于三农,可以在促进农业现代化的同时,有效拉动内需,相得益彰。

如同笔者上篇文章中提到的中医农业,也是可以,同时也是必需与现代科技进行结合,才能更好地服务于农业产业发展。我们都知道中医诊疗讲究“望闻问切”,与现代科技结合,可否这样一一对应:

用卫星遥感,无人机监测来“望”;

用智慧气象来“闻”;

用专家咨询平台系统来“问”;

用物联网系统传感器与区块链技术来“切”。

后面还可以加上一条:用“农业农村大数据中心”来“开药方”。可以开“小药方”,“诊治”个案病例,比如某块农田中的病虫害防控,某个种植大户、某个涉农企业抑或某个地区农业项目和产业发展中存在问题的解决;还可以开“大药方”,包括对农产品供给侧改革、粮食安全以及国家农业产业政策调整等重大问题寻求解决方案。以此可能会对我国农业产业发展,乃至国家发展战略产生重大影响(在此不再展开)。农业农村大数据中心的价值非常巨大,当然需要投入的资金量也很大。

三、智慧农业的具体应用

沿用之前文章的思路,从“增、减、提、控”四个字来概括智慧农业的作用。

1、增

(1)增产,增加产量。

智慧农业集成应用在智能温室上,可以给作物提供一个更适合其生长的光、热、水、气、肥环境,能够达到明显的增产效果。以番茄为例,目前国际上先进水平智能温室单位面积产量可达60~70kg/平方米,甚至90kg/平方米,远远高于大田产量。在一些不适合大田生产的地方,比如隔壁荒漠,也是可以根据光热条件建设智能温室的。

(2)增效,增加投入品的效用和效率。

植保无人机在飞行作业时,由螺旋桨产生的下压风场来配合高压喷头,可以使药雾喷洒穿透性更强,减少药液漂移,起到深透喷洒,均匀覆盖的效果。“风雾同步”可以提高农药、叶面肥等投入品的效用,提高作业效率。

(3)增收,使用者可以增加收入。

智慧农业引导农业种(养)、管、收、加、储(运)、销、服等向智能化、精准化、产业化方向转变,促进农民和投资者增产增收。

2、减

(1)减灾,减少自然灾害对农业产业的影响,也可减少不利自然条件对农业产业的影响。

智慧气象系统可以大大提高对灾害性天气的测报能力,生产者可以根据测报信息,提前预防,以降低或杜绝自然灾害对农业生产的危害。

(2)减少农业投入品,发展精准农业。

配备有精确导航系统的智能农机,在田间作业时,可以减少田间作业精度不高,重耕漏耕的现象,创建更加一致的行列和整齐划一的作物种植景观,连贯的速度可以实现相同时间作业更多的土地,提高工作效率。减少农业生产投入品如种子、肥料、农药、燃料等的消耗,降低生产成本。

我国装配有北斗导航系统的智能农机已经走出国门。中国卫星导航系统管理办公室国际合作中心副主任沈军去年3月份在突尼斯的一个展会上表示,北斗卫星导航系统的精准度已达到厘米级,在农业领域的应用范围非常广。

(3)减少劳动力(量)投入,降低成本。

近几年,无人机喷施农药、叶面肥得到了广泛的应用。不但是在矮杆农作物小麦上的“一喷三防”,还在高杆农作物玉米的粘虫等防治上,都取得了成功。从以前的背负喷雾器,到现在的手持无人机遥控器,大大减轻了劳动者的体力劳动量,改善了劳动者的工作环境。特别是对包括笔者这个年龄在内的许多“钻过”玉米地追肥、打药的朋友,会有更为深切的感受。在用工成本高企的情况下,降低了生产成本。

和君农业事业部分析认为,农业植保无人机整机市场空间至少200亿,作业服务年均市场空间至少240亿。无人机在农业方面的应用前景广阔,包括“飞手”、生产、装配、维修、保养等,能够提供较多的新型就业岗位。

(4)减少损耗。减少生鲜类农产品的损耗,意义重大。

借助大数据分析,可以测算生鲜类农产品在区域市场的销售变化规律,商家籍此组织商品的采买、储运,既可满足消费需求,又可有效降低损耗。随着时间和数据的不断积累,大数据的指导意义会越来越重大。销售变化信息向生产端传导,就可形成“订单农业”,进一步降低社会资源的浪费。

3、提

(1)提高公共资源的利用率:阳光、空气、热量、水份(降雨)、空间和时间等等。

智能温室在提高公共资源的利用效率方面作用明显。例如在光热资源良好的高纬度地区,建设智能温室,利用“温室效应”进行光热转换,反季节生产适销对路的优质农产品,可以大大提高阳光的利用率。

配有补光、补气(二氧化碳)等系统或者立体栽培的智能温室,在客观上延长了农作物在一天内的生长时间,缩短了产品的产出时间,提高了单位面积农产品的产出量。

(2)提高产品品质,包括产品的内在和外在品质。

智慧农业应用于农产品育种方面,可以达到改良农产品品质、改善加工特性、改善农艺特征和表达特殊用途的作用。可以提高农产品的加工利用率,可以提高农产品的特定有效成分。

(3)提高工作效率。一个人可以控制多台设备作业。

智能灌溉系统完全可以由一人通过中央操控平台,甚至是手机终端,在线或远程控制多台灌溉设备同时作业,大大提高工作效率。

农业机器人的广泛应用,也能有效提高劳动者的工作效率。

(4)提高信息对称性,增强消费者、生产者、经营者和管理者的信心。

区块链技术在农业领域的应用,可以提高信息对称性,消除产品供应链上的灰色地带。物联网专家、国家物联网基础标准工作组总体组组长沈杰博士认为,确保从设备端到平台不可被篡改,用到区块链底层的征信机制来进行优质农产品的溯源,可以提高信息的对称性。

沈杰博士将区块链技术应用于渔业,并延伸金融业服务于渔业生产。用物联网传感器监测和管理鱼塘的水质,同时还帮助金融机构采集农民数据,给予贷款。在农民拿到更多利润的同时,提升产品的品质,做到产品的可追溯。

物联网+区块链技术在农民和金融机构之间建立了征信机制,帮助银行和保险公司获得可靠的数据,解决信息不对称的问题,进而解决了农业贷款难的问题。

(5)提高产业链的效益和效率。

智慧农业在农业的产前、产中和产后各个环节均可得到充分应用,还可通过区块链+传感器等,整合农业服务业(比如金融、保险)的资源,进而打造更富效益和效率的产业价值链。智慧农业可以促使农产品流通升级,随着经济的发展和物流技术的提升,流通渠道将不断缩短,新鲜程度、产品品质、服务质量等将不断提升。农业流通领域具备3万亿以上的市场规模,这些方面存在着巨大的商机。

4、控

(1)控制小气候环境。

通过智慧终端和技术集成,可以控制畜禽养殖小气候环境,改善畜禽生存状态,提高其身体健康程度,降低药物滥用,提高肉蛋奶的安全性。利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据,利用室外智能气象站和养殖场(舍)内的气体(如氨气)、温度、湿度等传感器采集数据,关联通风、供暖、加湿/除湿等系统,通过对收集到的数据进行分析并智能作业,运用深度学习算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等,对其进行精准管理,保障畜禽身体健康,减少抗生素等药物滥用。

(2)控制来自动物、植物和微生物生理的不利于农业生产的因素占主导地位。

农业生产中的作业对象——动物、植物和微生物,是具有其特有的生命活动规律的。一般地,我们应该遵循这种规律来开展生产活动,才可以避免其生命体产生抗性现象(植物会产生在被取食的植物影响植食者行为或降低其嗜好性的反应,是一种类似于免疫反应的抗性现象)的产生。发展智慧农业,更有利于我们掌握动物、植物和微生物特有的生命活动规律,更好地服务于农业生产。

(3)控制农业对象按照人类的需要来发展。

智能温室给予作物尽可能相同的生产条件,调节控制作物的生长势,产出更符合市场需求的统一品质规格的产品来。

由于某一项技术或系统,具备上述提到的过多个作用,未免会在表述中出现重复,请明了。

四、小结与建议

“投资农业不赚钱”的魔咒,必将会被智慧农业所打破。根据国际研究预测,到2025年,全球智慧农业的市场规模将接近700亿美元的规模。目前国内多家涉农业企业如芭田股份、大北农、金正大等纷纷借助原有产业基础,利用大数据、互联网等技术手段,向农业服务一体化转型。在国家乡村振兴战略、国家数字化农业战略等多种因素的推动下,农业领域出现一片蓝海,华为、阿里、京东、百度、腾讯等巨头纷纷布局智慧农业,为推动我国智慧农业建设做出努力。当然,智慧农业也不只是“大象”们的盛宴,我们中小投资者,甚或个人,只要深入调研市场,认真挖掘潜在机会,有机结合自身的条件,也是可能分得一杯羹的。

请大家指正。

参考文献:

1. 王建鹏. 究竟什么是数字农业、精准农业和智慧农业?听听极飞怎么说! 中国农机化导报

2. 李周凡. 智慧引领农业未来. 和君丝路商学院 培训材料

3. 黄灵,马迪. 新华社,新华网. 中国北斗卫星导航技术在突尼斯展示精准农业应用前景. http://www.xinhuanet.com/tech/2019-03/11/c_1124219729.htm

4. 拓攻农业. 植保无人机的下压风存在怎样的影响. http://www.elecfans.com/application/Military_avionics/2019/0926/1081760.html

5. 任仲文. 区块链领导干部读本. 人民日报出版社. 2018.4

6. 中商产业研究院. 腾讯首个智慧农业项目亮相 智慧农业最全版图:政策+规模+布局+趋势分析. http://www.askci.com/news/chanye/20190531/1730561147125_3.shtml


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