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      數字農業是中國鄉村振興戰略的重要發力點

      2022-02-23 14:54:39 文章來源:萬宏測控

      農業始終是事關發展全局和國家安全的基礎產業,特別是農作物種子培育與種植過程的安全可控。數字農業是我國傳統農業產業轉型升級發展的助推器,是打造新農業、培養新農人,建設美麗鄉村的重要發力點。特別是以工業互聯網思維打造的,部署了上百個各類傳感器等先進科技設備,適用于農業全產業鏈的云上農業試驗場模式,將成為具備擬合種植數字模型、監測種植安全、集各類農業機器人小試中試基地等多功能的農業科技創新公共服務平臺,是實現以“種植有大腦、生長有智慧、銷售有追溯”為重要特征的數字農業的先進成果,對我國農業轉型升級發展具有較強的復制、推廣價值。

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      糧食安全是國家安全基礎?!笆奈濉币巹澲?,我國對保障糧食安全作出總體部署,首次將糧食綜合生產能力作為安全保障類約束性指標,在經濟社會發展主要指標中予以明確。同時,規劃還首次明確國家制定糧食安全保障法,用法律手段強制性保障國家糧食安全。從中長期看,我國糧食供求仍將處于一種緊平衡態勢,特別是面對復雜的國際形勢、國內持續增長的糧食需求,地少缺水人多的現狀與粗放型種植方式,地力下降、務農人員減少與務農效益較低等不利因素,導致了國內外糧價倒掛。與此同時,快速提高的消費升級需求,以及對農產品品質標準的提高,與農業新品種熟化緩慢等方面的結構性矛盾愈發突出。我國糧食安全總體形勢較好,糧食安全有一定保障,但潛在風險及農業產業鏈各環節的隱患風險仍需引起足夠重視。

      新農村、新農業、新農人是我國鄉村振興戰略的重要組成部分,數字農業是重要發力點。1997年,美國兩院院士正式提出了數字農業概念,25年來,數字農業的內涵不斷延伸與擴展。數字農業就是將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、通訊和網絡技術、自動化技術等高新技術,與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來。通過7×24小時對農作物生長環境、生長過程的實時監測,形成有效、連續、完整的動態空間信息,利用各節點基站對數據進行洗選后上傳到農業大腦對數據進行分析,結合AI等技術對農業生產過程進行擬合模型測算,最終形成穩定性高、標準化的農業生產數據模型。大力發展數字農業產業、推動我國數據產業發展,要以工業發展思維方式為基礎,鼓勵適用于我國農業復雜生產環境的科技創新技術,搭建有助于全產業鏈技術熟化的綜合性云上農業試驗場,著力在耕、種、管、收各環節為涉農企業與農戶提供各類科學種植指導方案、提升生產效率、提升農產品產量與質量。通過種、收、加工與銷售環節的全程可追溯與虛擬可視化,提升數字農業產業鏈上各利益相關方信息透明度,極大降低生產的不確定性與減少人為因素,確保農產品健康安全,并且增加農民收入,化解“靠天吃飯”和散、亂、小的無序低效狀態。

      不斷減少的務農人員數量迫切要求傳統農業種植方法與管理方式的轉型升級。糧食安全與人類健康始終是我們生存與可持續發展不可回避的重要課題??茖W有效的精細管理手段是確保糧食安全、農作物安全的焦點。擬合作物種植過程中的生長模型實現遠程指導生產是數字農業的重要特點。農業種植模型的標準化與可推廣性,是我國小農經濟、作坊式農業發展轉型的關鍵突破點,而傳統農業打造新型農業價值鏈的關鍵環節,是如何(HOW)且何時(WHEN)實現可量化、可復制、穩定性高的農業數據模型。以數據模型指導現代涉農工作者進行種植養殖,可以降低農業生產成本、提高農作物產品質量、彌補務農人員不足的短板,從而防范農業種植風險、改善生態環境。數字農業不僅是技術升級迭代的過程,更是我國戰略性、資源性產業在技術、資源、產品等環節安全可控的重大課題。

      云上農業試驗場模式以工業互聯網思維集成了數字農業全產業鏈要素,具有推廣價值。農業的復雜性不僅在于農作物種子的培育,也在于這些種子是否能在安全可控的環境下,生長為成熟度高、口感好、營養價值高的農作物產品。我國亟須一套系統性解決方案,利用多學科知識疊加,通過農業用先進設備,集合成一個完整的農業生產新場景、新發展模式。2020年,世界互聯網大會提出了新建“一館一園一場”,由“鳳岐茶社”投資建設的譚家灣云上農業試驗場作為“一場”,打造了我國數字農業產業發展新模式,在世界互聯網大會被國新辦正式向世界推介。譚家灣云上農業試驗場集合了云棚、大田、都市種植等多種農業生產場景,僅10畝的雙層玻璃架構云棚內就部署了300余個各類傳感器采集單元,上百個物聯網節點,五大類40多個AI機器人、20多個邊緣計算節點,以及各類下行自動執行設備,是國內首個5G微基站全覆蓋云棚,能夠實現對二氧化碳濃度、空氣溫濕度、光照度、有效光合等20余項農作物生長數據的**實時采集與監測。通過數據進行**環控,形成有利于作物健康生長的生態環境,同時擬合出作物在種植過程中不同時期的生長模型。試驗場已為全國13個省的3500余家農業生態合作伙伴實現遠程指導。譚家灣云上農業試驗場的建設標準與管理模式已經跳出了農業應用限制,初步實現了工業級標準化與無人化。新技術、新工具的應用還有助于吸引更多年輕人返鄉務農,助力我國美麗鄉村的發展與建設。

      **環控與數字種植模型的集成應用有效為農業生產降本增效,減少碳排放。物聯網、大數據云平臺、區塊鏈等技術的應用,不僅能夠幫助農戶提高對農田整體的感知能力、更科學地決策日常操作行為、減少重體力重復性勞動、提高勞動效率以解決農業生產人力不足的問題,還能夠針對育種栽培、土壤改良、智慧農業生產管理等各環節的碳減排與利用,提供科學有效的解決方案。種植指令通過云上數字農業大腦,根據數據模型自動控制各種下行執行設備,從而讓作物生長在最適宜的環境中。兩年來,譚家灣云上農業試驗場通過對云棚內8種西紅柿7個多月全生長周期的**環控,以及數據模型指導生產,實現了零化學農藥使用量。與此同時,升級改造了跨地區接入云上農業試驗場的山東東營及壽光黑虎村32個云棚的同類作物種植,使農藥使用量分別減少了48%與35%,農業用水量分別減少了65%與90%,農業用肥成本分別減少了40%與80%,不僅極大地降低了農業生產成本、提高了產品品質與銷售價格,還在當年收回了云棚基礎設施的投入,并且在種植源頭減少了碳排放。與此同時,云上農業試驗場將集成系統進行聯動,利用數字技術**監測與獲取作物空間的碳饑餓和碳飽和數據,通過**實現溫室環境中二氧化碳的數字檢測與管理,適時均勻、動態、**釋放二氧化氮氣肥,穩定云棚內二氧化碳濃度,加強云棚作物光合作用,實現了西紅柿平均增產30%。

      數字農業是落實國家糧食安全戰略、推動傳統農業轉型升級發展的有力抓手。數字農業能夠實現對種植過程的**環控與遠程種植指導,降低農作物生長過程中化學農藥與化肥的使用量,保障人民群眾對食品安全的需求。數字農業產業的大發展也會帶動產業鏈工業企業共同轉型發展,特別是將加強農用機器人的研發與場景應用。云上農業試驗場作為我國數字農業現階段發展的先進成果,是數字農業發展過程中的科技賦能公共服務平臺,借助科技力量,建立產業鏈上下游創新聯動,從而著力解決我國農業領域面臨的“沒人種、不會種、不賺錢”等問題,具有較大復制、推廣價值。


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