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智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)研究報(bào)告

發(fā)布者:管理員  2019/8/30 17:56:15




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

2015

2016

2017

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)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

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)

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。

3.2國(guó)內(nèi)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

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)。

1、行業(yè)發(fā)展階段

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。

4.1數(shù)據(jù)平臺(tái)服務(wù)

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。

1、技術(shù)特點(diǎn)

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。

2、技術(shù)介紹

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)。

3、相關(guān)企業(yè)圖譜

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)。

4.2農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛

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)?;⒓s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。

1、技術(shù)特點(diǎn)

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。

2、系統(tǒng)組成

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。

3、相關(guān)企業(yè)圖譜

“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)。

4.3無人機(jī)植保

1、技術(shù)介紹

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。

2、植保無人機(jī)

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201665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。

3、相關(guān)企業(yè)圖譜

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。

4.4精細(xì)化養(yǎng)殖

1、技術(shù)特點(diǎn)

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。

2、技術(shù)應(yīng)用

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。

3、相關(guān)企業(yè)圖譜

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

1、高素質(zhì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理人才匱乏,職業(yè)農(nóng)民的教育系統(tǒng)還未建立

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)。

2、智慧農(nóng)業(yè)科研體系不健全,農(nóng)業(yè)科技推廣能力不足

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。

3、智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施落后,機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代化程度低

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。


5.智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)策分析

1、吸引農(nóng)業(yè)高素質(zhì)人才,加快培育新型職業(yè)農(nóng)民

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。

2、加快完善農(nóng)業(yè)科研體系,提高農(nóng)業(yè)科研成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用能力

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。

3、加強(qiáng)智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備提檔升級(jí)

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)。

6.智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

1、由人工走向智能

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。

2、突出個(gè)性化與差異性營(yíng)銷方式

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)。

3、提供精確、動(dòng)態(tài)、科學(xué)的全方位信息服務(wù)

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。

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