
近期,河南小麥夏收遭遇“爛場雨”,嚴重影響小麥正常收割,使得效率更高的無人收割機再被提及。在省農墾旗下一處農場,工作人員告訴記者,使用無人收割機后,只需在后臺設定好程序,不僅人不累,按往年經驗,2500畝地要比人工快至少一天。
農忙季節,最怕天氣不好,快一天可能就意味著辛苦一年的勞作沒有白費。因此,智慧農業被認為是農業擺脫“靠天吃飯”的根本出路之一。此前,國家發改委等五部門聯合印發《2023年數字鄉村發展工作要點》,明確提出要因地制宜發展智慧農業,包括加快農業全產業鏈數字化轉型、強化農業科技和智能裝備支撐。不過,即便智慧農業大有可為、前景廣闊,仍有最基礎的環節亟待突破。
“黑科技”提供一雙雙“慧眼”
農忙時節,曾經一些關于農業未來的想象,在我省一些地方的田間地頭已經成為現實。
在鎮江新區一處1000多畝的無人農場,小麥收割工作只需兩個農機手遠程遙控就可輕松完成。“我們已經實現了耕、種、管、收等主要生產環節的全程無人化作業,所有這些智能終端運用都由數字農業平臺遠程控制、統一調度。”該農場工作人員介紹。
在位于鹽城射陽的臨海農場農田里,一架北斗導航支持下的植保無人機正在田間按照農業管理人員設定好的路徑對在田農作物進行飛防。“臨海農場從2017年底開始使用植保無人機打藥至今,飛防面積達200萬畝次,從防治效果來看,能夠滿足農作物各類病蟲草害的防治。”臨海農場相關負責人表示,植保無人機飛防具有操作簡單、全程自主飛行、精準噴灑、無重噴漏噴等優勢,對田塊的適應性也更強,可以在大型機械無法作業的情況下直接作業,不會錯過最佳防治期。
讓農業變得更智能,“大國重器”北斗導航功不可沒。農業農村部十大引領性技術之一——北斗導航支持下的智慧麥作技術,由南京農業大學領銜,主要包括北斗導航支持下的小麥無人播種收獲技術、無人機支持下的小麥精確施肥噴藥技術以及物聯網支持下的小麥智慧灌溉技術。
“通過實施這套技術,臨海農場近年來的小麥生產實現了精確播種、施肥、施藥、灌溉和收獲,既省成本,效果又好。”臨海農場相關負責人介紹,從2021年開始,臨海農場所有條田每周都開展無人機巡田工作,截至目前,無人機巡田近300萬畝次。通過無人機拍攝田間影像,可獲取作物苗情長勢、豐產溝、雜草分布等農情信息,輔助管理人員決策,無人機巡田效率高,覆蓋面廣,能很好地代替人工踏田。
政策“紅利”驅動千億市場
無論是助力農業生產提質增效、保障國家糧食安全,還是推動鄉村振興跑出“加速度”,智慧農業都能提供足夠支撐,因此相關政策一直都在“加碼”。
2022年中央一號文件提出推進智慧農業發展,促進信息技術與農機農藝融合應用。2023年中央一號文件又提出,要加快農業農村大數據應用,推進智慧農業發展。我省也在推進農業機械化與信息化深度融合時提出,將加強北斗導航、自動駕駛、無人機等技術在農機裝備中的應用,推動傳統農機裝備智能化改造。
政策“紅利”驅動著千億規模的市場,數據顯示,2021年,我國智慧農業市場規模約為685億元。根據前瞻預測,智慧農業市場規模將會維持中高速發展,以復合年均增長率10%初步測算,2022年我國智慧農業市場規模為754億元,預計2027年將會達到1214億元。
越來越多的企業由此入場。“公司以北斗導航系統為基礎,開發了國內首套商用農機自動導航駕駛系統,推動了北斗導航在農業領域的大規模應用,產品被認定為國際先進水平,在國內智能農機裝備領域占據主導地位,我們也是國內首個實現商業落地的無人化農場解決方案供應商。”聯適導航相關負責人介紹,公司推出的AF302北斗自動導航駕駛系統是基于中國北斗衛星導航,由聯適自主研發生產的電動方向盤自動駕駛系統,該系統能夠降低農機作業中駕駛員的操作難度和勞動強度,提高農機的作業時長。
春種一粒粟,秋收萬顆子。棉花種植“播行不直、接茬不準”,曾是困擾農戶的難題,而在司南導航提供了精準農業應用之后,這一難題迎刃而解。“司南導航的自動駕駛技術,可讓播行筆直、連接準確、提高作物產量。”公司負責人表示。
抓緊補上“剛需”的“短板”
端牢中國人自己的飯碗,落實“藏糧于地、藏糧于技”戰略是關鍵。不過,在我國智慧農業領域,與工業領域一樣,各個環節的不足依然明顯,“補短板”迫在眉睫。
“人們提及農業‘卡脖子’,往往會想到種子,實際上,傳感器的性能同樣影響著農業生產力的提高。”蘇州一家券商的大農業分析師李璐告訴記者,目前農業生產中應用的傳感技術很多,主要包括環境、氣體傳感,土壤、水質傳感,植物生理傳感,無人機遙感等四大類,相應細分出的品種更是數不勝數。
同時,農業所使用的傳感器大部分面臨比較惡劣的環境,低功耗、耐腐蝕、抗低溫性能良好成為農業傳感器的基本要求。而且,受部分農業生產者操作儀器的水平所限,農業傳感器件應盡量選擇安裝方式簡單、方便攜帶、穩定性好和校正周期短的產品。
陳霖在鹽城大豐種植大棚櫻桃,他對傳感器的應用有著切身體會。“大棚櫻桃對溫度濕度的要求特別苛刻,每年夏秋兩個季節,我們就睡在棚里,24小時有人看守,一旦沒及時通風或者保溫,一年就白干了。”而在使用相關產品后,陳霖特別希望傳感器技術能在農業上能得到更廣普及。
“不過,當前我國智慧農業尚處于監測環境因素的初級階段,而且市場上的傳感器質量參差不齊。”李璐介紹,新一代傳感器技術涉及的內容非常多,不是哪一個學科和專業可以單獨完成的,需要多學科聯合攻關。比如,監測動植物性狀,有可能用到高光譜圖像、熒光圖像、納米技術、3D打印等新興技術。
新一代傳感技術已然成為智慧農業的“剛需”,細分領域的突破也正在進行。日前,江南大學攜手省互聯網農業發展中心及商業機構,針對水產養殖監測作業中常用的溶解氧傳感器,價格昂貴、不能持續在線測量、更新部件維護困難、不適合規?;瘧玫葐栴},研究了一種基于熒光法的溶解氧傳感器。“該傳感器基于熒光淬滅原理,可實時不間斷地對溶解氧濃度進行測量,同時具備測量方便、制作成本低、體積小等特點,為實現低成本的溶解氧傳感器研發與市場化,奠定了良好的基礎。”江南大學相關負責人介紹。
由點及面,我國正全面攻關傳感器技術,以江蘇為例,已經印發的《江蘇省“十四五”新型基礎設施建設規劃》明確,將“優化新型基礎設施技術供給,聚焦高端芯片、操作系統、人工智能關鍵算法、傳感器等關鍵領域,推進基礎理論、基礎算法、基礎材料等研發突破與迭代應用”。
“需要指出的是,當前國內針對傳感器的產業政策,大多集中在工業領域,還需與農業進一步融合。”李璐介紹,公開資料顯示,我國大部分農業技術接近國際水平,部分落后國際水平5年,而農業智能物聯網感知傳感器技術、農機裝備作業參數傳感器技術等,落后國際水平達5至10年,甚至10年以上,“藏糧于技,還得在最基礎的技術上下苦功夫。”
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