粮食十八连丰的智慧密码

  • 发布日期:2021-12-26 18:55:28
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第十八个丰收年!临近年底,国家统计局发布丰收喜报:今年全年我国粮食产量再创新高,达到13657亿斤,比上年增加267亿斤。至此,我国粮食生产已连续7年保持总量在1.3万亿斤以上,粮食生产喜获十八连丰。

  农业是国民经济的基础,粮食事关国运民生。12月8日召开的中央经济工作会议再次强调粮食安全问题:“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中。”近年来,大数据、5G等技术快速发展,为粮食产量和生产效率的提升提供了科技支撑。《“十四五”推进农业农村现代化规划》提出,建立和推广应用农业农村大数据体系,提高农业发展数字化水平,推动农业生产加工和农村基础设施数字化、智能化升级。“十四五”期间,我国农业技术水平将进一步提升。

  “1人管理上百亩地一点不成问题”

  5G技术让农业生产效率大大提升

  这几天,河南省鹤壁市的高质量智慧农田内,冬小麦出苗整齐、长势喜人。一片葱茏之中,一座座金属小房子若隐若现,这是麦田的守护者——孢子捕捉器。孢子是检测小麦病害的一个重要指标:捕捉器会对空气中的孢子数量进行分析,一旦超过标准,就会自动预警。

  农作物病虫害监测是个费时费力的活,稍有疏忽,就会造成病虫害扩散,影响小麦产量与品质。最近,鹤壁的小麦种植有了病虫害防治高手——动植物远程诊疗服务平台,孢子捕捉器就是其中一部分。

  鹤壁市农信通集团副总裁张书伦告诉记者,在他们的农业园区内,诊疗系统不仅能捕捉到看不见的“孢子”,还能精准识别出叶片上的病害和虫害,诊疗的准确率可达86%。“我们基于5G技术应用,建立了农业大数据农作物及畜禽诊断知识数据库,构建起智能诊断数字化网络平台。农田内的农情采集装置可以实时拍摄农作物的生长图片,精细化程度很高。这些图片通过5G网络传输到诊疗平台,平台将其与病虫害智库里的病虫图片进行比对,给出结论。环境传感器实时采集土壤含水量等参数,如果某项参数异常,系统则会对这种环境下可能发生的病虫害进行预警。技术人员再也不需要每天往田里跑,挨个看了。”

  远程诊疗的实现,得益于大带宽、低时延、广连接的5G网络,让各种传感器、平台实现了高速串联,使以往不可能做到的高清晰实时精准传输变得简单,提升了生产效率。今年,受疫情和降雨影响,许多技术人员无法亲自到田间对农民进行指导。鹤壁市农业部门还打造了5G“云端”助农平台,在线上实现专家与农民“面对面”的互动交流。鹤壁市农业农村局有关负责人表示,技术支撑措施落实到位是今年鹤壁在极端天气影响下依然实现粮食总产量“八连增”的主要原因之一。科技改变了过去“靠天吃饭,老天‘一生气’,一季或许就绝收”的情况。

  在豫中南最大的小辣椒种植基地——河南省漯河市临颍县,5G智慧数字农业种植区内,红彤彤的辣椒“颍山红1号”摇曳枝头。田间地头,各类连接5G网络的传感设备正在实时收集和监测庄稼的生长状况。

  县农业农村局研究员韩培锋与土地打了三十多年交道,这几年,他发现“地变得越来越聪明了”。作为农业技术人员,以前,他教农户怎么施肥、怎么识别病虫害,主要还是靠人。但现在,播种、浇水、施肥等,全都由机器完成。

  近年来,当地和一些农业科技企业合作,打造了5G智慧辣椒种植应用基地。通过5G+绿色智慧农业的实施,实现了辣椒生产全过程的智能化决策、精准化种植和标准化管理。

  在高速率、大容量的5G网络支撑下,当地打造出“5G+智慧耕种”“5G+智慧管理”等一整套智慧农业模式。耕种环节全部实现5G农机的机械化运用,管理环节通过物联网对农作物和环境进行全天候监测,所有数据实时发送到大数据管理平台上,进行智能分析、智能决策。智能水肥一体化灌溉系统、土壤墒情监测系统、气象环境监测系统、无人机近地遥感系统……几十项“5G+农业”新技术让农业生产效率和产量大大提升。韩培锋算了一笔账:辣椒直播机省去了育苗环节,一天播种面积能达到60亩以上;5G节水灌溉按照作物需水需肥规律精准化灌溉施肥,灌溉节水率达50%以上、化肥的施用量降低10%到30%;病虫害提前监测预警,让病虫灾害的损失降低70%,农药使用量降低60%……有了这些技术的帮忙,1人管理上百亩地一点都不成问题。

  “人不去田间地头也能耕田种地”

  “智慧稻草人”“数字孪生农场”实现隔空种田

  善农现代农业产业园是浙江单体最大的粮食种植示范基地,地处嘉兴市嘉善县,平均年产水稻10000吨、小麦7000吨。临近年底,地里的水稻已尽数收割完毕,净透的天空之下,只有冬小麦在勃勃生长。

  一大早,浙江善农现代农业科技发展有限公司的技术员陆霖汉走出宿舍,沿着满是泥土味儿的小道走向种植基地。虽说连日降雨,但小陆并未急着到田里查看冬小麦的墒情,而是转身走进办公楼视频监控大厅。按下视频系统开关、掏出手机点进田间监控系统APP,办公楼外周边小麦田里,6套高清红外线球机、1套自动灌排泵站和机埠、1个微型气象站和10盏太阳能杀虫灯同时运转,包含气象和土壤参数在内的实时数据以及农作物的田间实景图像,瞬间近在眼前。

  “嘀嘀嘀……”在抓取完环境七参数监测站和土壤三参数监测站传送来的气温、湿度、气压等实时动态数据后,小陆手机上的“田间环境监测系统”物联网平台发出提醒,8号沟渠有水位超过了设定的标准阈值。连阴天里,如果沟渠里的水不及时排出,湿度偏大不利于小麦生长,甚至还容易发生赤霉病。小陆点击手机启动自动排涝系统,数百米开外的一台水泵便开始排水作业。

  小陆告诉记者,目前,基地园区远程可视化等现代农业管理系统一应俱全,坐在办公室就能对田间地头的情况“一目了然”,并且能够“隔空种田”。由“田间环境监测系统”和“田间管理控制系统”两套系统构建起来的数字化农田管理体系,被小陆和同事们称为“智慧稻草人”。

  “隔空种田”,这种过去听起来不可能实现的事如今在不少地方变成现实。继“云养猫”“云看展”等之后,最近,“云种地”也流行起来。浙江省桐乡市乌镇镇谭家湾云上农业试验场是国内首个投入运行的云上农业试验载体。今年,试验场推出了“数字孪生农场”项目,利用物联网、数字孪生等技术将一个真实的农场数字化全方位复制到网络之中。农户通过手机在农场认领土地、种自己想种的作物,在手机上远程浇水、施肥,实时查看长势。整个过程仿佛是在玩曾经很火的“开心农场”游戏。

  小勇是一名程序员,今年8月,他在“数字孪生农场”认领了一块144平方米的土地,在上面种上了尖椒、花椰菜、白菜、甘蓝。虽然人在杭州上班,但给菜浇水、施肥、除虫样样没耽误,这些都由机器人代劳了。在农场,几十种机器人穿梭忙碌于田间地头,菜地里的数据采集单元每隔5秒向云上农业大脑上传一次作物生长数据,并发送到农户的手机上。“种作物都有一个全数字化精准数据的模型,人不去田间地头,也能耕田种地。”

  “每一粒大米的一生都被做成轨迹链”

  大数据平台实现码上查询、码上监管、码上交易

  黑龙江省是我国头号产粮大省,粮食产量已连续11年位居全国第一。肥沃的黑土地赋予了当地农业得天独厚的优势,让这里产的大米、大豆和玉米不仅口感好,营养价值也高。同时,黑龙江聚焦种源问题重点领域,建起十几个国家级良种繁育基地,大豆、水稻等全部为自主选育品种。

  今年,黑龙江省海伦市的鲜食玉米迎来了丰收。当地的9家玉米加工企业用最短的时间把玉米加工包装好,装箱发往全国各地。这一阵,市里的电商服务基地格外忙碌,借助国内领先的互联网销售平台,海伦市的生产基地与销售终端无缝对接,新北香鲜食玉米、沃尔金豆油等品牌产品订单不断。截止到今年11月底,全市实现农产品电子商务交易额60847万元,同比增长23.93%;网络零售额13287万元,同比增长44.13%。

  海伦市农业农村局负责人表示,近年来,海伦市建设起“互联网+农业”高标准示范基地18个,在示范基地,从种植到销售,全部数字化。数字农业中心平台整合了全市农业业务应用及数据,通过大数据平台优势,在种养环节提供农业生产技术、气象条件变化等大数据服务,促进农业生产科学化;在经营环节,提供农产品、农村土地经营权流转交易等大数据服务,促进农业生产利益最大化。同时,运用互联网和大数据等技术,搭建信息化追溯平台,实现作物生产、流通全程追溯,规范生产经营行为。

  大数据对信息的集成与应用,加快了农产品管理经营的智能化。在浙江省善农现代农业产业园,每一袋从园区内运出的大米,都会被贴上一枚专属的二维码身份牌——“浙农码”。

  园区工作人员小孙负责对这枚“浙农码”进行农产品信息“数据冲值”。按照浙江省农业农村部门要求,产业园里流向市场的农作物,所有批次均需通过“浙农码”集中标注农产品的生产公司、产地、产品等信息。手机扫一扫“浙农码”,产品信息栏里不仅可追溯农产品播种、施肥、收割、加工的具体时间,甚至还能清晰查出历次所施化肥的种类。“相当于把每一粒大米的一生都做成了轨迹链,360度无死角保障农产品质量安全。”小孙介绍。

  在“浙农码”数据中心,不同农业信息系统中的数据得以统一,码上查询、码上监管、码上交易,成为农业数字化经营新模式。(记者 王雅婧 通讯员 陈文静)