1.智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)概述
1.1定義
我國(guó)知名經(jīng)濟(jì)學(xué)家陳世清提出,智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)中的智慧經(jīng)濟(jì),或智慧經(jīng)濟(jì)形態(tài)在農(nóng)業(yè)中的具體表現(xiàn)。智慧農(nóng)業(yè)是智慧經(jīng)濟(jì)重要的組成部分;對(duì)于發(fā)展中國(guó)家而言,智慧農(nóng)業(yè)是智慧經(jīng)濟(jì)主要的組成部分,是發(fā)展中國(guó)家消除貧困、實(shí)現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢(shì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展后來居上、實(shí)現(xiàn)趕超戰(zhàn)略的主要途徑。
智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)階段,是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體,依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感節(jié)點(diǎn)(環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等)和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策、災(zāi)變預(yù)警等智能管理;運(yùn)用傳感器和軟件通過移動(dòng)平臺(tái)或者電腦平臺(tái)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行控制,使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)更具有“智慧”。
狹義的智慧農(nóng)業(yè)只包括生產(chǎn)部分,廣義的可以包括到生產(chǎn)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、銷售、電子商務(wù)、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服甚至可以包括資產(chǎn)會(huì)議管理、人員管理等。
1.2特征
精確性
智慧農(nóng)業(yè)是利用現(xiàn)代化信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)資源最大節(jié)約的使用。一方面是可以對(duì)土壤、空氣等環(huán)境參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量及記錄,另一方面是確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo),從而達(dá)到少投多得的效果。
效率高
智慧農(nóng)業(yè)運(yùn)用現(xiàn)代化智能機(jī)械代替了一部分的農(nóng)事操作,大大減少了生產(chǎn)所需的人力、物力以及財(cái)力;降低了農(nóng)業(yè)資源的消耗,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)工廠化生產(chǎn)。還可以提前預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自然災(zāi)害及人為災(zāi)害,減少經(jīng)濟(jì)損失,推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化。
可追溯性
智慧農(nóng)業(yè)可以記錄農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的生長(zhǎng)環(huán)境、農(nóng)事記錄、氣候、農(nóng)殘監(jiān)測(cè)、以及加工、配送、視頻等信息展現(xiàn)給消費(fèi)者,消費(fèi)者可以通過掃描農(nóng)產(chǎn)品的二維碼即可快捷地追溯到該農(nóng)產(chǎn)品的全部信息,保證了農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)安全。
生產(chǎn)模式改革
智慧農(nóng)業(yè)徹底改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者、消費(fèi)者觀念及組織體系結(jié)構(gòu)。具有完善的農(nóng)業(yè)科技及電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系,農(nóng)業(yè)專家?guī)鞛檗r(nóng)業(yè)相關(guān)人員提供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)理論知識(shí),為他們的生產(chǎn)提供指導(dǎo),徹底地改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依靠經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行農(nóng)業(yè)操作的模式。智慧農(nóng)業(yè)不僅提升質(zhì)的安全,還會(huì)保證量的開拓,智能化程度提升,使得農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式越來越龐大,淘汰小規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),逐漸發(fā)展以大規(guī)模為主的農(nóng)業(yè)組織體系結(jié)構(gòu)。
功能系統(tǒng)
智慧農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,主要有監(jiān)控功能系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)功能系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能。
監(jiān)控功能系統(tǒng)
根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取植物生長(zhǎng)環(huán)境信息,系統(tǒng)收集信息、接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、顯示和管理數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)基地測(cè)試點(diǎn)信息的獲取、管理、動(dòng)態(tài)顯示和分析處理,以直觀的圖表和曲線的方式顯示給用戶,并根據(jù)以上各類信息的反饋對(duì)農(nóng)業(yè)園區(qū)進(jìn)行自動(dòng)灌溉、自動(dòng)降溫、自動(dòng)卷模、自動(dòng)進(jìn)行液體肥料施肥、自動(dòng)噴藥等自動(dòng)控制。
監(jiān)測(cè)功能系統(tǒng)
通過配備無線傳感節(jié)點(diǎn),太陽能供電系統(tǒng)、信息采集和信息路由設(shè)備配備無線傳感傳輸系統(tǒng),每個(gè)基點(diǎn)配置無線傳感節(jié)點(diǎn),每個(gè)無線傳感節(jié)點(diǎn)可監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強(qiáng)度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。根據(jù)種植作物的需求提供各種聲光報(bào)警信息和短信報(bào)警信息。
實(shí)時(shí)圖像與視頻監(jiān)控功能
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)上作物與環(huán)境、土壤及肥力間的物物相聯(lián)的關(guān)系網(wǎng)絡(luò),通過多維信息與多層次處理實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的最佳生長(zhǎng)環(huán)境調(diào)理及施肥管理。但是作為管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員而言,僅僅數(shù)值化的物物相聯(lián)并不能完全營(yíng)造作物最佳生長(zhǎng)條件。視頻與圖像監(jiān)控為物與物之間的關(guān)聯(lián)提供了更直觀的表達(dá)方式。視頻監(jiān)控的引用,直觀地反映了農(nóng)作物生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài),引入視頻圖像與圖像處理,既可直觀反映一些作物的生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì),也可以側(cè)面反映出作物生長(zhǎng)的整體狀態(tài)及營(yíng)養(yǎng)水平??梢詮恼w上給農(nóng)戶提供更加科學(xué)的種植決策理論依據(jù)。
2.智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展背景分析
2.1中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展階段
中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要經(jīng)歷四個(gè)階段,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)李道亮教授將其定義為農(nóng)業(yè)1.0到農(nóng)業(yè)4.0,農(nóng)業(yè)1.0指的是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),此時(shí)使用簡(jiǎn)單的工具,生產(chǎn)效率較低、無法抵抗自然災(zāi)害,只是解決了農(nóng)產(chǎn)品的短缺問題;農(nóng)業(yè)2.0指的是小型規(guī)?;r(nóng)業(yè),利用農(nóng)業(yè)機(jī)械化工具,實(shí)現(xiàn)部分地區(qū)規(guī)?;l(fā)展,提升勞動(dòng)生產(chǎn)率;農(nóng)業(yè)3.0指的是自動(dòng)化農(nóng)業(yè),利用計(jì)算機(jī)、硬件設(shè)備等產(chǎn)品,提升專業(yè)化水平,實(shí)現(xiàn)資源的合理利用;農(nóng)業(yè)4.0指的是智慧化農(nóng)業(yè),利用多種設(shè)備獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化生產(chǎn),將各個(gè)設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)打通,進(jìn)行資源整合,實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)。當(dāng)前,以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)為主的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè),處于自動(dòng)化農(nóng)業(yè)階段,而根據(jù)相關(guān)資料查找,實(shí)現(xiàn)的比例僅為13%,主要應(yīng)用在沿海以及東、西部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),農(nóng)業(yè)信息科技還剛剛起步,中國(guó)目前還正處于農(nóng)業(yè)2.0向農(nóng)業(yè)3.0的過渡階段。
相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),智慧農(nóng)業(yè)更加具有規(guī)?;?、精細(xì)化、環(huán)境友好化,更低的人力成本、更低的勞動(dòng)強(qiáng)度、更低的中間投入,更高的農(nóng)業(yè)技術(shù),更直觀的統(tǒng)籌管理、更廣闊的市場(chǎng)合作。
我國(guó)耕地面積情況分析
分地區(qū)耕地面積分布
智慧農(nóng)業(yè)是利用現(xiàn)代化信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)資源最大節(jié)約的使用。一方面是可以對(duì)土壤、空氣等環(huán)境參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量及記錄,另一方面是確定農(nóng)作物的生產(chǎn)目標(biāo),從而達(dá)到少投多得的效果。
近年來,我國(guó)耕地面積持續(xù)減少。由于我國(guó)人口眾多,人均耕地面積遠(yuǎn)低于世界人均水平。數(shù)據(jù)顯示,2017年我國(guó)人均耕地面積僅有1.46畝/人,比世界人均耕地面積少1.43畝。中國(guó)需要用占世界8%的耕地面積養(yǎng)活占世界19%的人口。人均耕地面積的減少讓我國(guó)糧食供需關(guān)系趨于緊張,使我國(guó)糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定受到了嚴(yán)重的威脅。因此,發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),提高糧食生產(chǎn)質(zhì)量,推進(jìn)耕地高效合理的利用對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重大意義。
我國(guó)分地區(qū)耕地面積分布情況
地區(qū) |
2014年 |
2015年 |
2016年 |
2017年 |
北京 |
219.9 |
219.3 |
216.3 |
213.7 |
天津 |
437.2 |
436.9 |
436.9 |
436.8 |
河北 |
6535.5 |
6525.5 |
6520.5 |
6518.9 |
山西 |
4056.8 |
4058.8 |
4056.8 |
4056.3 |
內(nèi)蒙古 |
9230.7 |
9238.0 |
9257.9 |
9270.8 |
遼寧 |
4981.7 |
4977.4 |
4974.5 |
4971.6 |
吉林 |
7001.4 |
6999.2 |
6993.4 |
6986.7 |
黑龍江 |
15860.0 |
15854.1 |
15850.1 |
15845.7 |
上海 |
188.2 |
189.8 |
190.7 |
191.6 |
江蘇 |
4574.2 |
4574.9 |
4571.1 |
4573.3 |
浙江 |
1976.6 |
1978.6 |
1974.7 |
1977.0 |
安徽 |
5872.1 |
5872.9 |
5867.5 |
5866.8 |
福建 |
1336.4 |
1336.3 |
1336.3 |
1336.9 |
江西 |
3085.4 |
3082.7 |
3082.2 |
3086.0 |
山東 |
7620.6 |
7611.0 |
7606.9 |
7589.8 |
河南 |
8117.9 |
8105.9 |
8111.0 |
8112.3 |
湖北 |
5261.7 |
5255.0 |
5245.3 |
5235.9 |
湖南 |
4149.0 |
4150.2 |
4148.7 |
4151.0 |
廣東 |
2623.3 |
2615.9 |
2607.6 |
2599.7 |
廣西 |
4410.3 |
4402.3 |
4395.1 |
4387.5 |
海南 |
725.7 |
725.9 |
722.7 |
722.4 |
重慶 |
2454.6 |
2430.5 |
2382.5 |
2369.8 |
四川 |
6734.2 |
6731.4 |
6732.9 |
6725.2 |
貴州 |
4540.1 |
4537.4 |
4530.2 |
4518.8 |
云南 |
6207.4 |
6208.5 |
6207.8 |
6213.3 |
西藏 |
442.5 |
443.0 |
444.6 |
444.0 |
陜西 |
3994.8 |
3995.2 |
3989.5 |
3982.9 |
甘肅 |
5377.9 |
5374.9 |
5372.4 |
5377.0 |
青海 |
585.7 |
588.4 |
589.4 |
590.1 |
寧夏 |
1285.9 |
1290.1 |
1288.8 |
1289.9 |
新疆 |
5169.5 |
5188.9 |
5216.5 |
5239.6 |
我國(guó)糧食播種面積及產(chǎn)量情況
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2018年全國(guó)糧食總播種面積117037千公頃,比2017年減少952千公頃,下降0.8%;糧食總產(chǎn)量為65789萬噸(13158億斤),同比減少371萬噸(74億斤),下降0.6%。全年糧食產(chǎn)量雖有所下降,但減幅不大,仍處于高位水平,屬于豐收年景??偟膩砜?,2018年全國(guó)糧食產(chǎn)量在種植結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化基礎(chǔ)上繼續(xù)保持高位水平。
我國(guó)糧食播種面積及產(chǎn)量變化趨勢(shì)圖
我國(guó)耕地灌溉和化肥施用情況
近年來,由于化肥農(nóng)藥的過度使用,我國(guó)部分地區(qū)土壤污染嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)耕地土壤污染面積達(dá)到1.5萬畝、點(diǎn)位超標(biāo)率高達(dá)19.45%。2015年,農(nóng)業(yè)部出臺(tái)《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》和《到2020 年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》,方案中指出,我國(guó)農(nóng)作物化肥用量21.9公斤/畝,遠(yuǎn)高于世界平均水平8公斤/畝。同時(shí)根據(jù)公開資料,中國(guó)農(nóng)藥單位面積使用量也遠(yuǎn)高于歐美國(guó)家,我國(guó)化肥年使用量占世界的三分之一,相當(dāng)于美國(guó)和印度的總和。由于化肥、農(nóng)藥等的過量使用,導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)用地土壤污染問題日益凸顯,農(nóng)業(yè)安全與生態(tài)安全面臨重大挑戰(zhàn)。智慧農(nóng)業(yè)中的自動(dòng)控制技術(shù)不但可以應(yīng)用在耕地灌溉,還可以用無人機(jī)植保作業(yè)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的農(nóng)藥噴灑方式,解決灌溉水資源短缺、農(nóng)藥和化肥利用效率低等問題。
我國(guó)耕地灌溉面積和化肥施用量
3.智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
目前智慧農(nóng)業(yè)在世界各國(guó)建設(shè)發(fā)展的如火如荼。一些起步較早的國(guó)家,政策支持、科技研發(fā)、創(chuàng)新科技應(yīng)用方面都早已大規(guī)模展開并快速發(fā)展。
現(xiàn)在一些農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的智慧農(nóng)業(yè)都已達(dá)到世界領(lǐng)先水平,因地適宜創(chuàng)新的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展模式也已形成并在日益完善(如表1),精準(zhǔn)生產(chǎn)管理、節(jié)約人力物力資本、提高產(chǎn)能和質(zhì)量也都在逐漸實(shí)現(xiàn)。各國(guó)政府均在積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)開發(fā),手機(jī)APP廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。其中,美國(guó)模式主要特點(diǎn)為集約化、規(guī)?;途珳?zhǔn)化;日韓模式主要表現(xiàn)形式為合作社、環(huán)保及可溯源;以色列模式的特點(diǎn)為智能化、節(jié)約型、高效性;德國(guó)為代表的歐洲模式主要以家庭農(nóng)場(chǎng)和政府補(bǔ)貼為主。
模式 |
美國(guó)模式 |
日本模式 |
西歐模式(英國(guó)為例) |
決定因素 |
人少地多,現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達(dá) |
人多地少,農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步快 |
人地適中,現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達(dá) |
主要措施 |
不斷改進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù),以農(nóng)用機(jī)械取代人力畜力 |
加速化肥工業(yè)化,發(fā)展生物科技,使用小型農(nóng)用機(jī)械 |
同步推進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)裝備和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研發(fā)和推廣 |
加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) |
|||
發(fā)展成效 |
世界上機(jī)械化水平最高和人均耕地最多的國(guó)家,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 |
改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和條件,改良了農(nóng)作物品種,提高了農(nóng)用土壤質(zhì)量和土地生產(chǎn)率 |
實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng),同時(shí)提高了土地產(chǎn)出率和勞動(dòng)生產(chǎn)率 |
對(duì)我國(guó)的啟示 |
促進(jìn)大型農(nóng)用機(jī)械的研發(fā)使用,重視農(nóng)業(yè)集約化、產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng) |
加快推動(dòng)我國(guó)生物科技研發(fā),促進(jìn)小型農(nóng)用機(jī)械的研發(fā)使用 |
政府加強(qiáng)推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)適當(dāng)規(guī)?;?/span>、集約化生產(chǎn) |
加強(qiáng)研發(fā)、利用農(nóng)用機(jī)械,重視農(nóng)業(yè)科研、教育和推廣,加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) |
|||
適用區(qū)域 |
我國(guó)東北、西北等農(nóng)業(yè)人少地多的區(qū)域 |
我國(guó)東部和部分中部地區(qū)等農(nóng)業(yè)人多地少的地方 |
我國(guó)中部地區(qū)和部分東北地區(qū)等人地適中的區(qū)域 |
政策方面
國(guó)外的一些國(guó)家都早已出臺(tái)、落地支持智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的政策法規(guī)來高位引導(dǎo)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。率先提出“精確農(nóng)業(yè)”構(gòu)想的美國(guó),先后出臺(tái)了6項(xiàng)與農(nóng)業(yè)信息化相關(guān)的法律法規(guī)和發(fā)展計(jì)劃,在信息、科研、教育、基礎(chǔ)設(shè)施、投資等方面都以法律法規(guī)形式明確推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展,為“智慧農(nóng)業(yè)”及其產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境和財(cái)政支持。
農(nóng)業(yè)資源匱乏、人地分配嚴(yán)重不足的荷蘭,自第二次世界大戰(zhàn)后政府便開始推行農(nóng)業(yè)保護(hù)政策,荷蘭政府和歐盟一直堅(jiān)持大額農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼,用以建設(shè)農(nóng)業(yè)發(fā)展設(shè)施以及農(nóng)業(yè)知識(shí)創(chuàng)新體系。
科技研發(fā)方面
農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也早已創(chuàng)建不同結(jié)構(gòu)的農(nóng)業(yè)科技研發(fā)系統(tǒng),以適應(yīng)性促進(jìn)本國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展,一些發(fā)達(dá)國(guó)家的具體科技研發(fā)狀況如表2所示。
世界各國(guó)的農(nóng)業(yè)科技研發(fā)系統(tǒng)組成主體多樣化,但都基本以政府、高校的農(nóng)業(yè)科技研發(fā)機(jī)構(gòu)為重要主體,且政府為主要管理者、研發(fā)推動(dòng)者,企業(yè)的重要程度各國(guó)略有不同,其他農(nóng)業(yè)相關(guān)者緊密配合主要研發(fā)機(jī)構(gòu)。
科技創(chuàng)新應(yīng)用方面
世界各國(guó)都在大力推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,建立完善的配套規(guī)章制度和專項(xiàng)資金池以推進(jìn)農(nóng)業(yè)科研技術(shù)快速應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展,當(dāng)前許多國(guó)家都已形成各具特色的農(nóng)業(yè)推廣體系,并且目前各國(guó)科技創(chuàng)新應(yīng)用成效顯著。
如,美國(guó)早已應(yīng)用“5S技術(shù)”、智能化農(nóng)機(jī)技術(shù)等形成了農(nóng)業(yè)精細(xì)化、規(guī)?;l(fā)展的智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)線系統(tǒng),幫助農(nóng)場(chǎng)主精細(xì)化耕作并提質(zhì)增效;日本也早已利用數(shù)字技術(shù)、傳感技術(shù)和遠(yuǎn)程控制等技術(shù)建立了個(gè)性化“網(wǎng)上農(nóng)場(chǎng)”式農(nóng)業(yè)運(yùn)營(yíng)新模式,使消費(fèi)者可實(shí)時(shí)自主遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制自有農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn),并獲得理想的農(nóng)產(chǎn)品。
國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)模式
(1)英國(guó)大數(shù)據(jù)整合精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式
英國(guó)全國(guó)農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)呼吁:一是要求政府在農(nóng)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)寬帶全覆蓋,二是要求建立適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)和渠道,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)準(zhǔn)確信息進(jìn)行匯總和分析。在削減開支的大背景下,英國(guó)政府在2015年春季預(yù)算中仍為該項(xiàng)目撥款1200萬英鎊。
(2)美國(guó)信息化支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展模式
從上世紀(jì)90年代開始,美國(guó)政府每年撥款10多億美元建設(shè)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行技術(shù)推廣和在線應(yīng)用,農(nóng)村高速上網(wǎng)日益普及。農(nóng)業(yè)信息化體系日益完善,大量涉農(nóng)信息化企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。這些企業(yè)利用政府公開發(fā)布的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè),并提供給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者用于農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)管理及精細(xì)化耕作,提高生產(chǎn)效率。
(3)法國(guó)打造大農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)體系模式
法國(guó)是歐盟內(nèi)部最大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó),也是世界第二大農(nóng)業(yè)食品出口國(guó)。經(jīng)過多年發(fā)展,法國(guó)農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫目前十分完備,涵蓋種植、漁業(yè)、畜牧、農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域。同時(shí),一個(gè)集高新技術(shù)研發(fā)、商業(yè)市場(chǎng)咨詢、法律政策保障以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等在內(nèi)的“大農(nóng)業(yè)”數(shù)據(jù)體系正在打造中。農(nóng)民足不出戶,便能在網(wǎng)上了解基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)信息行情。
(4)德國(guó)積極扶持?jǐn)?shù)字農(nóng)業(yè)模式
據(jù)德國(guó)機(jī)械和設(shè)備制造聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì),德國(guó)2015年在農(nóng)業(yè)技術(shù)方面的投入為54億歐元。在今年的漢諾威消費(fèi)電子、信息及通信博覽會(huì)上,德國(guó)軟件供應(yīng)商SAP公司推出“數(shù)字農(nóng)業(yè)”解決方案,能在電腦上實(shí)時(shí)顯示多種生產(chǎn)信息,如某塊土地上種植何種作物、作物接受光照強(qiáng)度如何、土壤中水分和肥料分布情況,農(nóng)民可據(jù)此優(yōu)化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。
近3年,伴隨著傳感器精度的提高,大數(shù)據(jù)、機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的高速發(fā)展,我國(guó)“智慧農(nóng)業(yè)”整體解決方案在幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提高土地畝產(chǎn),穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約自然資源、并減少環(huán)境污染等方面取得了一定的發(fā)展。國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)包括智能農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、農(nóng)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化綜合管理系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)感知技術(shù)、基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)分析技術(shù)、基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理技術(shù)等。
總體上看,國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)起步晚,目前行業(yè)發(fā)展明顯落后于國(guó)外。但在國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、國(guó)家數(shù)字化農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略等多種因素的推動(dòng)下,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)一片藍(lán)海,阿里、京東、百度等巨頭紛紛布局智慧農(nóng)業(yè),為國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)注入活力,同時(shí)借鑒國(guó)外智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展,然后結(jié)合自身優(yōu)勢(shì),發(fā)展出獨(dú)特的智慧農(nóng)業(yè)形式。
目前,智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、溫室植物種植、精準(zhǔn)灌溉、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯等諸多領(lǐng)域。在生產(chǎn)管理端口,智慧農(nóng)業(yè)的運(yùn)用程度超過90%以上,已經(jīng)成為中國(guó)農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài),也將成為未來發(fā)展效益農(nóng)業(yè)的的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了萌芽期、快速發(fā)展期、規(guī)模應(yīng)用期三個(gè)階段,目前我國(guó)正處于規(guī)模應(yīng)用期。21世紀(jì),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、新技術(shù)的快速發(fā)展為農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展提供了新的可能,農(nóng)業(yè)無人機(jī)植保也在不斷發(fā)展。
國(guó)內(nèi)與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)政策支持
年份 |
主旨 |
與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)內(nèi)容 |
2012 |
加快推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新 |
依靠科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),引領(lǐng)支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè);改善設(shè)施裝備條件,不斷夯實(shí)農(nóng)業(yè)發(fā)展物質(zhì)基礎(chǔ) |
2013 |
加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè),進(jìn)一步增強(qiáng)農(nóng)村發(fā)展活力 |
確保國(guó)家糧食安全,加強(qiáng)科技創(chuàng)新,發(fā)展農(nóng)機(jī)裝備的研發(fā) |
2014 |
全面深化農(nóng)村改革 |
推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新,建設(shè)以農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和精準(zhǔn)裝備為重點(diǎn)的農(nóng)業(yè)全程信息化,和機(jī)械化技術(shù)體系 |
2015 |
加大改革創(chuàng)新力度 |
加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新,在生物育種、智能農(nóng)業(yè)、農(nóng)機(jī)裝備、生態(tài)環(huán)保等領(lǐng)域取得重大突破 |
2016 |
加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化 |
大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè),大力發(fā)展智慧氣象和農(nóng)業(yè)遙感技術(shù) |
2017 |
農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革 |
加快科技研發(fā),實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)工程,推進(jìn)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)裝備智能化,發(fā)展智慧氣象,提高氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警水平 |
2018 |
實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略 |
發(fā)展高端農(nóng)機(jī)裝備制造,發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè),實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程,推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)示范和遙感技術(shù)應(yīng)用 |
2019 |
堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展 |
加快突破農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)。培育一批農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略科技創(chuàng)新力量,推動(dòng)生物種業(yè)、重型農(nóng)機(jī)、智慧農(nóng)業(yè)、綠色投入品等領(lǐng)域自主創(chuàng)新。支持薄弱環(huán)節(jié)適用農(nóng)機(jī)研發(fā),促進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化。 |
4.智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景分析
農(nóng)業(yè)種植分為設(shè)施種植(溫室大棚)和大田種植,主要包括播種、施肥、灌溉、除草以及病蟲害防治等五個(gè)部分,以傳感器、攝像頭和衛(wèi)星等收集數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能機(jī)械化發(fā)展。當(dāng)前,數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)多以數(shù)據(jù)平臺(tái)服務(wù)來呈現(xiàn),而智能機(jī)械化主要分為兩個(gè)部分:新型機(jī)械的研制創(chuàng)新無人機(jī)植保,以及傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)的改良升級(jí)農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛。目前,農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖主要是將新技術(shù)、新理念應(yīng)用在生產(chǎn)中,包括繁育、飼養(yǎng)以及疾病防疫等,并且應(yīng)用類型較少,因此用“精細(xì)化養(yǎng)殖”定義整體農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖環(huán)節(jié)。
根據(jù)當(dāng)前農(nóng)業(yè)應(yīng)用方式以及類型的不同,將智慧農(nóng)業(yè)的典型應(yīng)用場(chǎng)景分為四類:以軟件為主要服務(wù)手段,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)管理的數(shù)據(jù)平臺(tái)服務(wù);用于噴灑除草劑和農(nóng)藥的無人機(jī)植保;以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為根本,實(shí)時(shí)檢測(cè)、控制播種距離等的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛;通過新技術(shù)、新理念提高養(yǎng)殖效率、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的精細(xì)化養(yǎng)殖方向。
為了不斷推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進(jìn)一步推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)進(jìn)程,需要全面及時(shí)掌握農(nóng)業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài),這需要依托農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)及相關(guān)大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù),建設(shè)一個(gè)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)來支撐。在技術(shù)上,平臺(tái)充分運(yùn)用先進(jìn)數(shù)據(jù)管理技術(shù)和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫技術(shù),建設(shè)具有高效性,先進(jìn)性,開放性的商務(wù)智能項(xiàng)目。結(jié)構(gòu)上,平臺(tái)具有良好的可配置性,滿足資源、業(yè)務(wù)流程的變化。
以衛(wèi)星遙感技術(shù)、無人機(jī)航拍以及傳感器等收集氣候氣象、農(nóng)作物、土地土壤以及病蟲害等數(shù)據(jù),建立數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái),通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為農(nóng)場(chǎng)、合作社以及大型農(nóng)業(yè)企業(yè)提供可視化管理服務(wù)等。
遙感技術(shù)不僅可以使我們做到精細(xì)的作物分類、作物種植結(jié)構(gòu)的提取,還可以獲取時(shí)間、空間動(dòng)態(tài)的農(nóng)作物土壤、地形、氣候等一系列的時(shí)空數(shù)據(jù),是精確獲得田間數(shù)據(jù)的重要來源,主要應(yīng)用于作物的長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)管理,讓現(xiàn)代農(nóng)業(yè)變得更加“智慧”。無人機(jī)可以利用特殊紅外的攝像頭,在空中掠過的時(shí)候,開始計(jì)算腳下農(nóng)田的病蟲害程度。因?yàn)橄x子密集的地方會(huì)發(fā)射一個(gè)特殊的波頻,航拍一張照片就可以知道哪里有蟲災(zāi)。
近年來,高空間、時(shí)間和光譜分辨率遙感技術(shù)的發(fā)展,為利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)災(zāi)害和加快智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了寶貴契機(jī)。傳統(tǒng)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法只能獲取“點(diǎn)”上的災(zāi)害發(fā)生信息,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足“面”上對(duì)災(zāi)害的大面積及時(shí)防控需求,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上迫切需要開展大面積、快速、動(dòng)態(tài)、無損的災(zāi)害監(jiān)測(cè)方法。智慧農(nóng)業(yè)方面,傳統(tǒng)方法只能網(wǎng)格采樣,大量測(cè)試土壤養(yǎng)分進(jìn)行精準(zhǔn)管理分區(qū),耗時(shí)耗力成本高。
利用衛(wèi)星遙感技術(shù)可以獲得田塊尺度的土壤養(yǎng)分、不同時(shí)期作物的長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量,構(gòu)建了快速、低成本的精準(zhǔn)管理分區(qū)技術(shù)體系,使得定時(shí)、定位、定量、定配方的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理模式成為可能。此外,依托遙感等空間技術(shù),可以為綠色農(nóng)產(chǎn)品動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、有機(jī)認(rèn)證提供關(guān)鍵技術(shù),保障了農(nóng)民從種得好到賣得好的轉(zhuǎn)變,為農(nóng)戶提供個(gè)性化農(nóng)業(yè)信息的精細(xì)服務(wù),也為政府、民政、財(cái)政、農(nóng)業(yè)等部門的宏觀管理、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼發(fā)放、災(zāi)害救援提供了科學(xué)依據(jù)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和遙感技術(shù)的融合日益深入,農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)與人們的生活密不可分,將成為有巨大產(chǎn)能價(jià)值的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
相關(guān)企業(yè)中,佳格利用中、美、歐等數(shù)十顆衛(wèi)星和無人機(jī)實(shí)時(shí)采集地面和氣象數(shù)據(jù),整合土壤、地塊、作物、農(nóng)資等全方位信息,通過擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的圖像解析和數(shù)據(jù)分析算法,實(shí)現(xiàn)面積測(cè)算、適宜區(qū)規(guī)劃、生產(chǎn)周期測(cè)算、產(chǎn)量預(yù)估、病蟲害防治指導(dǎo)、作物植保、灌溉方案、農(nóng)機(jī)調(diào)配、農(nóng)業(yè)金融等全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)支持和管理級(jí)服務(wù)。
近年來,中國(guó)規(guī)?;恋亓鬓D(zhuǎn)正在穩(wěn)步推進(jìn),在農(nóng)業(yè)規(guī)?;⒓s化的過程中,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的需求將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng),中國(guó)市場(chǎng)在經(jīng)歷10多年的培育后,已經(jīng)處于需求空間爆發(fā)的前夕。
農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛以計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)和機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)的精準(zhǔn)定位,通過智能終端實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)信息、作業(yè)狀態(tài)及作業(yè)速度等。
農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)由顯示器+農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛軟件、控制器+天線、電磁閥組+角度傳感器組成。圖表11為國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)組成。
“慧農(nóng)”是目前業(yè)內(nèi)首個(gè)涵蓋北斗農(nóng)機(jī)導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、變量作業(yè)系統(tǒng)以及農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)的全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。作為北斗高精度應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的開拓者,合眾思?jí)训谋倍纷詣?dòng)導(dǎo)航產(chǎn)品應(yīng)用在中國(guó)農(nóng)業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)超過8年,實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)農(nóng)機(jī)均日作業(yè)量較人工駕駛提高100-200%、單作業(yè)季一臺(tái)農(nóng)機(jī)節(jié)本增效達(dá)3000元的突破?!盎坜r(nóng)”北斗導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已在新疆、內(nèi)蒙古、河北等十余個(gè)省市區(qū)域的積極布局,在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域積累了較為成熟的技術(shù)、設(shè)備和市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。
無人機(jī)植保技術(shù)搭載先進(jìn)的傳感器設(shè)備,根據(jù)地形、地貌搭配專用藥劑對(duì)農(nóng)作物實(shí)施精準(zhǔn)、高效的噴藥作業(yè),通過人機(jī)藥三位一體達(dá)到節(jié)水節(jié)藥的作用。該型無人飛機(jī)由飛行平臺(tái)(固定翼、直升機(jī)、多軸飛行器)、導(dǎo)航飛控、噴灑機(jī)構(gòu)三部分組成,通過地面遙控或?qū)Ш斤w控,來實(shí)現(xiàn)噴灑作業(yè),可以噴灑藥劑、種子、粉劑等。
我國(guó)的農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)目前尚處于起步階段,據(jù)統(tǒng)計(jì),2014年我國(guó)植保無人機(jī)保有量為695架,總作業(yè)面積426萬畝;2015年我國(guó)植保無人機(jī)保有量為2324架(31個(gè)省統(tǒng)計(jì)),總作業(yè)面積1152.8萬畝,增長(zhǎng)幅度分別為234%、170.6%。據(jù)農(nóng)業(yè)部最新統(tǒng)計(jì),截至2016年6月5日,我國(guó)生產(chǎn)專業(yè)級(jí)無人機(jī)的公司有300多家,其中有200多家是植保無人機(jī)生產(chǎn)廠家,生產(chǎn)各類植保無人機(jī)共178個(gè)品種,保有量超過5000架。
相關(guān)企業(yè)中,農(nóng)田管家作為互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái),以飛防植保(無人機(jī)噴灑農(nóng)藥)切入,讓農(nóng)戶網(wǎng)上一鍵下單,享受農(nóng)業(yè)科技紅利。已獲得順為資本、GGV紀(jì)源資本、戈壁創(chuàng)投、執(zhí)一資本、云啟資本和真格基金數(shù)千萬美元投資。農(nóng)田管家平臺(tái)上已入駐超過3000個(gè)飛防組織,可調(diào)度無人機(jī)近萬架,在黑龍江、湖北、湖南、山東、江蘇、河南、河北、安徽、江西等地建立分支機(jī)構(gòu),飛防服務(wù)覆蓋10余個(gè)省近百個(gè)城市,2017年總作業(yè)面積超過800萬畝。
中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó),18億畝基本農(nóng)田,每年需要大量的人員從事農(nóng)業(yè)植保作業(yè),而我國(guó)每年農(nóng)藥中毒人數(shù)有10萬之眾。農(nóng)藥殘留和污染造成的病死人數(shù)至今尚無官方統(tǒng)計(jì)。同時(shí),農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力逐漸稀缺,人力成本日益增加;由于農(nóng)藥對(duì)人體傷害較大,年輕人不愿意進(jìn)行農(nóng)藥噴灑。植保無人機(jī)可遠(yuǎn)距離遙控操作,避免了噴灑作業(yè)人員暴露于農(nóng)藥的危險(xiǎn),保障了噴灑作業(yè)的安全。有專家預(yù)計(jì)到2020年,中國(guó)植保無人機(jī)需求量是 10萬架,無人機(jī)植保從業(yè)人員需求量是40萬人。
通過耳標(biāo)、攝像頭等監(jiān)控畜牧動(dòng)物生長(zhǎng)情況,實(shí)時(shí)跟蹤,且對(duì)收集到的圖形等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖的精細(xì)化管理。
(1)精準(zhǔn)飼喂。根據(jù)自動(dòng)化喂養(yǎng) 裝置,按需喂養(yǎng),達(dá)到營(yíng)養(yǎng)均衡的 作用。
(2)實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過攝像頭等裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖舍情況,預(yù)測(cè)發(fā)情期,提升產(chǎn)仔率,降低死亡率。
(3)健康防病。通過傳感器監(jiān)測(cè)豬舍內(nèi)溫濕度,控制光照強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)好環(huán)境替代藥物的作用。
(4)技術(shù)管理。通過耳標(biāo)、攝像頭等設(shè)備,用技術(shù)分析畜禽的行為狀況,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理。
當(dāng)前,養(yǎng)殖行業(yè)存在很多問題,抗生素使用過多、畜禽產(chǎn)品藥物殘留嚴(yán)重,產(chǎn)品質(zhì)量較差;畜禽每天的排泄物造成當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染問題;同時(shí),畜禽產(chǎn)品死亡率過高,成本大大提升。大型上市養(yǎng)殖企業(yè)主要是利用環(huán)境控制系統(tǒng)、飼料飼喂系統(tǒng)以及信息化管理系統(tǒng)等進(jìn)行規(guī)?;B(yǎng)殖,而精細(xì)化養(yǎng)殖指利用新的技術(shù)、新的理念改變養(yǎng)殖行業(yè)普遍存在的問題:抗生素使用過多以及養(yǎng)殖死亡率較高等。
養(yǎng)殖行業(yè)主要分為四個(gè)核心環(huán)節(jié):育種、繁育、飼養(yǎng)和疾病防疫。精細(xì)化養(yǎng)殖利用新技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等)、新理念降低畜禽死亡率、提升產(chǎn)品質(zhì)量,主要應(yīng)用在繁育、飼養(yǎng)以及疾病防疫等三個(gè)階段。
精細(xì)化養(yǎng)殖主要應(yīng)用于養(yǎng)豬、養(yǎng)牛和養(yǎng)雞上,利用傳統(tǒng)的耳標(biāo)、可穿戴設(shè)備以及攝像頭等收集畜禽產(chǎn)品的數(shù)據(jù),通過對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,運(yùn)用深度學(xué)習(xí)算法判斷畜禽產(chǎn)品健康狀況、喂養(yǎng)情況、位置信息以及發(fā)情期預(yù)測(cè)等,對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)管理。
精細(xì)化養(yǎng)殖相關(guān)企業(yè)里,網(wǎng)易以養(yǎng)銷一體化來提升豬肉品質(zhì);阿里與傳統(tǒng)企業(yè)結(jié)合運(yùn)用新技術(shù)提高母豬生產(chǎn)率和降低豬仔死亡率。網(wǎng)易味央用RFID耳標(biāo)為主要監(jiān)控設(shè)備,通過嚴(yán)格監(jiān)管,引進(jìn)新技術(shù)提高豬肉品質(zhì)。而阿里云與特驅(qū)集團(tuán)合作利用機(jī)器視覺、語音識(shí)別等新技術(shù),來提高母豬的生產(chǎn)率以及降低豬仔的死亡率。
4.5智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在的問題
當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村高素質(zhì)人力資本流失嚴(yán)重,留守農(nóng)民的年齡、文化、性別結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào),年齡偏高、文化水平普遍較低且以女性為主,對(duì)互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)了解應(yīng)用較少,現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意識(shí)比較淡薄。
并且我國(guó)當(dāng)前職業(yè)農(nóng)民教育體系還未建立,新型農(nóng)民培養(yǎng)機(jī)構(gòu)少,培養(yǎng)過程走馬觀花,使我國(guó)現(xiàn)代職業(yè)農(nóng)民難以培育。高素質(zhì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人員匱乏,導(dǎo)致智慧農(nóng)業(yè)的農(nóng)村初創(chuàng)者和支持者較少,智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力嚴(yán)重不足,且在我國(guó)農(nóng)村本土化發(fā)展緩慢。
因此,高素質(zhì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人才匱乏已成為困擾我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大難題,亟需建立新型職業(yè)農(nóng)民教育系統(tǒng)。
由于我國(guó)政府和社會(huì)對(duì)其培育支持力度不夠,我國(guó)當(dāng)前農(nóng)業(yè)科研體系仍不健全、科研成果轉(zhuǎn)化生產(chǎn)力能力不足,導(dǎo)致我國(guó)農(nóng)業(yè)科研進(jìn)度緩慢且難以應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)發(fā)展之中。
首先,我國(guó)還未建立頂層系統(tǒng)化組織全國(guó)農(nóng)業(yè)科研體系的組織部門,眾多農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)未成統(tǒng)一體系,沒有明確的科研分工、合作指導(dǎo)以及溝通渠道,眾多科研機(jī)構(gòu)的小型科研課題重復(fù),突破性的大型科研課題難以系統(tǒng)化合作完成。
其次,由于我國(guó)農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)缺少統(tǒng)一指導(dǎo)和支持,科研成果應(yīng)用推廣力度不夠,使我國(guó)當(dāng)前許多農(nóng)業(yè)科技系統(tǒng)運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)難以根據(jù)大規(guī)模生產(chǎn)數(shù)據(jù)確定,許多科研成果缺乏應(yīng)用檢驗(yàn),導(dǎo)致一些智慧農(nóng)業(yè)科研成果體系精準(zhǔn)度不夠,運(yùn)行波動(dòng)過于頻繁。
我國(guó)當(dāng)前大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施仍舊落后,大型現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)設(shè)備較少。主要表現(xiàn)為,我國(guó)當(dāng)前大多農(nóng)田道路都?xì)p嚴(yán)重,狹窄且坑洼不平,雨雪天氣時(shí)泥濘不堪,甚至出現(xiàn)無法通車現(xiàn)象。
多數(shù)牲畜禽舍的基礎(chǔ)設(shè)施僅限于照明和取暖,其他現(xiàn)代化養(yǎng)殖設(shè)備幾乎沒有;我國(guó)大部分地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施僅是簡(jiǎn)陋的水道溝渠,只能采用傳統(tǒng)的大水漫灌形式,噴灌和滴灌等高效節(jié)水灌溉所需的運(yùn)輸管道僅在部分地區(qū)建成使用,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重,農(nóng)田土壤板結(jié)、養(yǎng)分流失。
另外,由于我國(guó)農(nóng)機(jī)設(shè)備的市場(chǎng)投放量較少、價(jià)格過高,且政府農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼較少,使我國(guó)分散經(jīng)營(yíng)的小微型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者無力購(gòu)買,許多現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)無法走進(jìn)農(nóng)田。
(1)各級(jí)政府在政策、資金、物資、人力方面加大對(duì)我國(guó)智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)發(fā)展的支持力度,通過報(bào)紙、電視、廣播等多渠道媒體在農(nóng)村全方位宣傳智慧農(nóng)業(yè),調(diào)整農(nóng)民文化水平、年齡、性別結(jié)構(gòu),鼓勵(lì)他們主動(dòng)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新。
(2)充分發(fā)揮運(yùn)營(yíng)成功的智慧農(nóng)業(yè)示范基地的示范帶頭作用,組織農(nóng)民定期參觀了解智慧農(nóng)業(yè)運(yùn)行模式,深入學(xué)習(xí)如何建設(shè)管理智慧農(nóng)業(yè)。
(3)結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)高校和相關(guān)科研院所擁有的雄厚的師資力量和科研基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì),將職業(yè)農(nóng)民培養(yǎng)納入國(guó)家教育培訓(xùn)發(fā)展規(guī)劃,建立適合培訓(xùn)我國(guó)高素質(zhì)農(nóng)業(yè)人才的長(zhǎng)效教育機(jī)制,教授農(nóng)民和青年學(xué)生智慧農(nóng)業(yè)理論知識(shí),為智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展提供源源不斷的農(nóng)業(yè)人才。
(1)強(qiáng)化政府頂層設(shè)計(jì)職責(zé),加大農(nóng)業(yè)科研體系的資金、物質(zhì)和人才投入,統(tǒng)籌規(guī)劃、建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的農(nóng)業(yè)科研體系。
(2)促進(jìn)農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)的相互合作和交流,使農(nóng)業(yè)科研項(xiàng)目井然有序地進(jìn)行,減少重復(fù)研究,強(qiáng)化集成創(chuàng)新,并統(tǒng)籌兼顧智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展所需的各項(xiàng)高科技技術(shù)。
(3)深化基層農(nóng)技推廣體系改革,建設(shè)全國(guó)農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)上交流平臺(tái),激勵(lì)農(nóng)技推廣人員充分利用其廣泛接觸農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的優(yōu)勢(shì),通過各種方式盡職做好農(nóng)技推廣,促進(jìn)土壤修復(fù)技術(shù)、數(shù)字化管理等技術(shù)的應(yīng)用,廣泛收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題和生產(chǎn)數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)科研提供反饋,及時(shí)檢驗(yàn)農(nóng)業(yè)科研成果效用,完善農(nóng)業(yè)科研成果的功能。
(1)加強(qiáng)農(nóng)田水利建設(shè),建設(shè)統(tǒng)籌兼顧引水、排水、蓄水、灌溉等多種功能的水利工程,實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉、綠色灌溉、數(shù)字化灌溉。
(2)改善牲畜禽舍現(xiàn)狀,推進(jìn)通風(fēng)、采陽、溫控、清理垃圾以及餌料投喂自動(dòng)化建設(shè),建立全封閉式現(xiàn)代化種養(yǎng)殖舍棚。
(3)加快現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)設(shè)備進(jìn)入農(nóng)田,建立專項(xiàng)資金支持農(nóng)機(jī)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本研究,擴(kuò)大農(nóng)機(jī)設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模,增加市場(chǎng)投入量,并加強(qiáng)農(nóng)機(jī)設(shè)備購(gòu)置補(bǔ)貼政策,鼓勵(lì)農(nóng)民積極使用現(xiàn)代化農(nóng)機(jī)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、智能化、科學(xué)化遠(yuǎn)程控制管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
(1)在種植、養(yǎng)殖生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié),拜托人力依賴,構(gòu)建集環(huán)境生理監(jiān)控、作物模型分析和精準(zhǔn)調(diào)節(jié)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)和平臺(tái),根據(jù)自然生態(tài)條件改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工藝,進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品差異化生產(chǎn)。
(2)在食品安全環(huán)節(jié),構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng),將農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工等過程的各種相關(guān)信息進(jìn)行記錄并存儲(chǔ),并能通過食品識(shí)別號(hào)在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行查詢認(rèn)證,追溯全程信息。
(3)在生產(chǎn)管理環(huán)節(jié),特別是一些農(nóng)墾墾區(qū)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園、大興農(nóng)場(chǎng)等單位,只能設(shè)施與互聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)測(cè)土配方、茬口作業(yè)計(jì)劃及農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)資料管理等生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng),提高效能。
(1)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的應(yīng)用,打破農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的時(shí)空地理限制,農(nóng)資采購(gòu)和農(nóng)產(chǎn)品流通等數(shù)據(jù)將會(huì)得到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和傳遞,有效解決信息不對(duì)稱問題。
(2)對(duì)農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)家樂熱潮等通過網(wǎng)站、線上宣傳等渠道推廣、銷售休閑旅游產(chǎn)品,為旅客提供個(gè)性化旅游服務(wù),成為農(nóng)民增收新途徑和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)。
(1)面向“三農(nóng)”的信息服務(wù)為農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者傳播先進(jìn)的農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)知識(shí)、生產(chǎn)管理信息以及農(nóng)業(yè)科技咨詢服務(wù),引導(dǎo)龍頭企業(yè)、農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社和農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)好自己的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)與營(yíng)銷活動(dòng),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策水平,增強(qiáng)市場(chǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力,做好節(jié)本增效、提高收益。
(2)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也推進(jìn)農(nóng)業(yè)管理數(shù)字化和現(xiàn)代化,促進(jìn)農(nóng)業(yè)管理高效和透明,提高農(nóng)業(yè)部門的行政效能。