本刊记者
“锄禾日当午,农民不辛苦。上午打麻将,下午斗地主。”在这首由唐诗改编的童谣里,农民看上去毫不辛苦,无论体力、脑力还是精神上都异常轻松。千万别以为这只是恶搞,有了智慧农业,这可能就是将来农民生产生活的真实写照。
关于何为智慧农业,目前还没有统一的标准定义。因此,我们不妨将它理解成通过信息化手段,实现工业化生产的现代农业,和一般的工业化生产不同,它还能实现生产环境的相对可控,做到生产消费全过程的高效集约。
有了智慧农业,我们便能实现农业生产从静态监管变为动态监控,不仅能够大幅提升农业生产效率,有效节约资源投入,促进农业生产高效化和智能化,充分挖掘农业生产的巨大潜力,还能够有效降低农产品收储、加工、销售等方面的损耗,降低因消费结构不合理,消费与种植不匹配而造成的损失和浪费。当前,智慧农业的实践应用,主要包括以下几点。
一是生产精准化管理。智慧农业生产以信息化为基础,通过传感器及其他视频监控等设备设施对生产环境和生产对象进行动态监控,准确、及时、完整获取作物生长的数据信息。根据这些数据,准确调整各种农业设施,定时定量精准调控水、肥、药等投入要素以及温湿度、光照、pH等环境因子,以最少的资源消耗获取最大的收益。通过精准操控管理,在保证最佳经济效益的同时,实现对生态环境的有效保护。
二是农机定位和调度。在推进农业现代化过程中,生产实现机械化最为突出重要。大面积采用机械作业,可充分降低农民体力劳动强度,提高劳动效率。随着我国整体国力的大幅提升,特别是装备制造能力的快速发展,我国农业生产机械化水平较之以往有了质的飞跃。但同世界先进水平相比,还有相当大的差距,同我国农业生产巨大的需求相比,装备率不足还非常明显。
农业生产机械化和信息化相结合,建立类似城市打车应用系统的信息化平台,把原来凌乱分散农机具纳入到这个统一的平台上,农机装备使用者、提供者和管理者可随时查看农机具的位置信息和使用状况,实现农机装备的远程调度管理。借助农机装备导航定位和调度系统,根据生产需要在时间和空间上有效引导农业机械的有序流动、合理配置,实现精准调度、高效作业。
三是农产品溯源。为了保证农产品质量,在生产、供应的整个过程对产品的各种相关信息进行记录和存储,确保出现质量问题时,能及时准确查询出产生问题的环节,实施有针对性的惩罚措施,为改进生产工艺提高管理水平提供精准数据支持。同时,作为农业文明古国,我国各地不同的农产品往往还具有强烈的文化属性,这种文化属性正是赋予相关农产品更高附加值的重要标签,可以借助农产品溯源系统实现准确记录,传递给消费者。
其他应用还包括病虫害、气象灾害、森林火灾等灾害防治以及农业生产要素和农产品的高效仓储流通等。
总体而言,目前的智慧农业仍然处于起步探索阶段,呈现为局域网、小规模、孤岛式状态,主要依靠财政支持,由科研机构兴建,以一些示范工程和项目为主,缺少能够形成产业的应用项目。即便如此,在迫切的市场需求拉动下,不少地方仍然探索出了一些具体的场景化应用。
比较典型就是在温室大棚环境下开展的智慧农业项目应用建设。其中,又以附加值较高的土豆脱毒、花卉及药材育苗等精细化育种、育苗应用为主。通过在育种育苗生产现场安装生态信息无线传感器和其他智能控制系统,智能育种、育苗管理系统便可对整个育种、育苗生态环境进行检测,从而及时掌握影响种子和种苗发育的一些参数,并根据参数变化适时调整调控光照、温湿度,确保农作物有最好的生长环境,保证产量和质量。它彻底改变了传统农业生产受时间和空间制约的基本特征,实现了农业生产环境条件的精准调控。
在智慧农业大棚应用中,系统可以实现自动化操作,也可以将数据结果即时传到接收终端、电脑或手机上,为人工干预提供辅助。
在水产种苗繁育,特别是一些价值较高的水产种苗如大闸蟹海苗培养上,智慧农业应用同样广泛,并且展现出强大功能。其中,运用物联网技术,借助各种传感器对水产养殖水域环境进行监控,智慧农业在水产养殖上是最主要的应用场景。它彻底改变了凭借经验,蕴含巨大风险的传统水产养殖方式。最为明显的变化就是在传统养殖模式下,梅雨季节,因为光照不足、水体溶氧量不足,养殖塘内必须整晚开着增氧泵,为保证水体溶氧量、pH值、氨氮量以及水温变化,塘主、技术人员和工人必须时刻关注现场变化,根据变化及时做出各种调整。然而,依靠经验进行的调整,虽然通常情况下也能基本上解决问题,却往往并不准确,造成调整过头物料浪费或调整不足对水产造成某种程度上的伤害。有了智慧水产养殖物联网系统后,即可预先设定好相应参数,智能系统实时采集到相应数据,即会根据水体的溶氧、水温、pH值等参数变化,自动进行调整,在达到预警值时自动调整,同步在信息接收终端通知塘主及管理人员,实现塘口无人值守管理。同时,系统还能记录、存储相应参数,为分析预判产量和市场变化提供数据依据。
水产智能控制管理系统的投入使用,不仅能有效提高经济效益,同时也有利于严格控制投入品的使用,推动池塘水质净化循环使用,控制水产养殖污染,实现生态保护与水产养殖产业的协调发展。
管中窥豹,智慧农业对生产的推动作用,不可谓不大。因此,不少地方和企业都迫不及待地加大投入,期待能够率先推而广之。然而,事实并非如此简单。
智慧农业是多学科交叉应用的系统性工程,涵盖知识范围非常广泛。它的发展有赖于网络设施、数据处理、产业链融合、农业生产技术等种种科技能力和水平的突破,特别是从现在孤岛式小规模智慧农业应用逐步向公共性服务平台迁移,形成一定规模相对规范的业务,还需要物联网、云计算等技术实现进一步发展,甚至需要基础科学理论研究的进一步突破,这些突破显然都非短时间能够实现的。即便是通过加大投入能够达成目标的项目,如扩大网络覆盖范围、改善网络质量等,也都是长期的巨大的工程,短期内难以完成。
发展智慧农业不宜盲目求大求全求快,但这也并不意味着裹足不前。它需要我们根据各自资源禀赋和能力基础,选择性地进行推广应用。即如经济学家林毅夫曾讲过的一个案例:20年前,浙江某家民营企业看中国外一条全自动化生产线时,因全套引进价格高昂,考虑到当时我国劳动力成本极低,因此,老板只引入了其中的核心部件,其他环节则继续使用人工操作。这样既做到了大幅提高生产效率和改进质量的目的,又充分节约了成本,实现了务实发展。
智慧农业是引领绿色发展的重要手段,而发展智慧农业,自然也应遵循科学规律,走绿色发展的道路。