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智慧农业

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智慧农业是什么

自以往的农业模式至“精准农业”、“设施农业”、“数字农业”、“‘互联网+’农业”以及“功能农业”、“生态农业”等不同概念,归根结底,都是农业产业发展与信息技术发展相结合的新型农业生产模式,都是智慧经济的重要组成部分

智慧农业

智慧农业是什么,达到什么样的标准才能称为智慧农业,目前的定义标准并没有统一,不同的专家有不同的理解。周斌在《我国智慧农业的发展现状、问题及战略对策》一文中认为智慧农业是利用现代的科学技术尤其是信息技术,和更深层次的感知技术,将农业的生产变得智能,目的就是提高生产效率,将农民的工作强度降低,互联互通的技术则更适合大规模生产,同时还要注重智能化技术的运用,利用信息技术开发信息平台来推广产品。概括地讲,智慧农业包括生产和市场两个方面。生产是指利用现代的机械化设备、传感器技术应用、软件和手机电脑等工具进行智慧的农业生产;市场是指利用信息化平台进行农产品的决策、经营,生产什么不再盲目,通过信息平台获得信息来决策种什么,再通过信息平台也就是电商,来推销农产品从而让产品有好的销路。智慧农业系统框架如图

智慧农业

智慧农业的体系构成

智慧农业包括了智慧生产、智慧管理、智慧流通、智慧决策等内容

(1)智慧生产

智能化的技术应用于现代农业中无疑是典型智慧农业重要表现。智慧农业的建设的基础即为农业技术的科技化发展、大数据、云计算以及物联网等等多种前沿技术形式。在信息技术的帮助下,农户、专家通过远程视频,实时地、面对面地讨论作物生长情况,研究各种问题的解决方案;农业生产管理系统以根据气象灾害数据就作业的配置环境,如大棚中的光照、湿度,土壤中的PH值等予以必要的优化调整以减轻或规避自然灾害对农作物生长的影响;电商可以实时获取生产基地信息、产品销售情况,及时调整营销方案,提高经营收益;消费者可实时了解产业链上各个环节情况,可追溯产品的整个生产过程,获取质量安全可靠的农产品。

智慧农业进一步带动了农业产业等的优化提升。智慧农业借助于前沿的生物科技完成了对于土壤等的智能优化,借助于科技技术完成智慧育苗,利用系统性的感知各方面精准信息,完成数据的传导以及分析和管控。物联网等多类前沿技术的使用,能够进一步推动农作物生长数据模型的建立,实现农业生产的智慧管控。通过科技手段,可以挖掘作物生长情况、作物生长环境以及生产产出等因素之间的联系,并建立农产品生产数学模型,指导农业生产经营,提高经济效益。特别地,对于凉山州以经济作物为主产品的安宁河谷地带、干热河谷地带,通过数学模型,对作物生长的全过程进行管理,关系到园区的经济价值,必将受到政府、企业的高度欢迎,也将促进这些区域农业产业转型升级。

(2)智慧管理

传统的农业管理方式存在着效率不高、环节错失等情况,基于信息技术、信息化产业的不断发展,并与农业产业融合,传统的管理方式将被智慧农业管理方式所代替。借助于摄像头、感应设备以及手机等设施可以完成农业的生产、管控以及调度。提升农业生产的管理能力,是智慧农业最重要的应用方向。在智慧农业技术的帮助下,可对各类资源进行有机统筹,各类资源的使用效率将大幅度提升,资源的价值将得到更大程度的发挥。凉山州地理条件特殊,农作物品种异常丰富,在传统农业生产经过过程中,难以对农作物进行系统化的管理。比如2020年,在石榴成熟前一个月,会理县降雨量达到历史新高,造成了部分石榴未成熟即开裂,而开裂的石榴无论是在外观上还口感上,均无法让消费者满意,无法直接销售,给农户造成了较大经济损失。而如果应用智慧农业技术,则可以带来新的改变。智慧农业管理系统可以实现获取气象数据、土壤墒情数据,并及时做出分析,提出决策依据,解决靠天吃饭的局面。

(3)智慧流通

即指将网络技术、信息技术和智慧农业的经营相结合,包括农产品的机械化采收、自动包装、全程物流监控与溯源等等。智慧流通注重农业经营过程的一体化模式,提升产业链效率,建立起生产、销售、经营以及加工等完善的发展机制。此外,构建起全面的农产品生产、流转、营销等监管体系,切实应用数据流,构建起系统性的、立体式的农产品营销机制。智慧农业能够合理运用信息技术,利用互联网平台打破传统市场的局限,实时获取买卖信息,优化交易流程,及时为用户提供农产品信息,降低交易时限,帮助农户获得更大收益。

(4)智慧决策

智慧农业能够完成特定范围中的有关农业信息等的智能化研究,继而对农业生产的各个流程带来更具对应性的数据支持以及决策依据。对内面向决策机构、有关科室等带来信息成果报告以及周期性的数据报表,对外则对农户、合作社以及农业部门等带来更为高效的数据结果报告以及分析文件,其中涵盖了农产品的价格报表、土壤墒情资料、病虫害数据以及植保信息等,系统性地提升了农业有关管理部门等的决策质量[1]

智慧农业解决方案

智慧农业解决方案可以实现农产品从选种、育苗,到生产管理、订购销售、物流配送、质量安全溯源等产、供、销全过程的的高效感知及可控,促进农业向着智慧农业方向发展。

智慧农业解决方案涵盖了农业规划布局、生产、流通等环节,主要由以下三大子系统构成:精准农业生产管理系统、农产品质量溯源系统和农业专家服务系统[2]

(1)智慧农业解决方案之精准农业生产管理系统:

利用温度、湿度、光照、二氧化碳气体等多种传感器对农牧产品(蔬菜、禽肉等)的生长过程进行全程监控和数据化管理,通过传感器和土壤成份检测感知生产过程中是否添加有机化学合成的肥料、农药、生长调节剂和饲料添加剂等物质;并结合RFID电子标签对每批种苗来源、等级、培育场地以及在培育、生产、质检、运输等过程中具体实施人员等信息进行有效、可识别的实时数据存储和管理。系统以物联网平台技术为载体,提升有机农产品的质量及安全标准,从而让老百姓能够吃上放心菜。

系统主要功能:

1)、农业现场数据采集功能(如温湿度、土壤酸碱度等);

2)、农业生产现场视频采集、生产过程监控功能;

3)、生产过程中积累的大量数据分析功能;

4)、远程卷帘、灌溉、风机等遥控功能;

5)、手机监控、控制功能;

(2)智慧农业解决方案之农产品(猪肉)质量溯源系统

农产品质量管理系统,通过固定式专用RFID阅读器自动识别个体,进行自动分拣归栏,自动饲喂、自动追踪记录活动规律、饲养数据等,监控农产品(生猪)生长密度、环境参数,通过网络实时更新到档案数据库。进而通过RFID或条形码管理系统实现物流的追溯(通过包装条码查询产品物流状态)和产品质量的追溯(查询此批次产品的相关质量数据),为客户提供产品增值服务,同时也为企业生产管理者提供一手的现场数据。

产品主要功能:

1)、农产品安全生产管理;

2)、农产品流通管理;

3)、农产品质量监督管理;

4)、农产品质量追溯;

(3)智慧农业解决方案之农业专家远程诊断服务系统

农业专家远程诊断服务系统,采用3G无线传输技术、H.264网络视频压缩技术将视频信息、控制信息等监控数据进行压缩编码,通过无线数据网络,传给专家,实现专家足不出户,即可远程实时指导、浏览和在线答疑、咨询等服务。并可记录视频信息的一整套远程专家诊断系统产品[2]

专家诊断平台的功能:

1)、种养殖人员与专家双向音视频实时沟通功能;

1)、远程传感提醒及遥控功能;

2)多领域农业专家、多用户综合服务功能。

智慧农业在现代农业中的应用案例

应用领域:大宗农作物(小麦、水稻、油菜)生产,畜牧水产精细化养殖,设施农业智能管控,茶叶、药材特色经济作物。

作物生产监测与智慧管理:2013年,蒙城、涡阳、太和、宿州小麦“四情”监测智慧系统。

设施农业监测与智慧管控:芜湖大浦现代农业示范区园温室大棚远程智能化控制系统。

精细化养殖:全椒稻虾共生智慧养殖系统。

农业全产业链智慧管控:吉林金塔集团辣椒全产业链智慧管控系统。

农产品质量安全追溯:石台富硒茶叶质量安全区块链可信追溯系统。

无人农场:2021年亳州谯城区小麦无人收割试点,耕种管收全程无人或少人操作。

发展智慧农业的路径

智慧农业建设是一个长期的过程,需要打好基础、抓住关键、突破难点,形成中国特色智慧农业发展道路。《行动计划》提出了明确的部署和要求。

打好智慧农业数字化基础。继续加快信息化基础设施建设,提升农村地区网络布设水平,统筹遥感卫星等资源,构建农业天基网络,形成常规监测与快速响应的农业遥感观测能力;加快推进农业农村大数据建设应用,以第三次全国国土调查成果为基础,加快建设全国农业农村基础数据库,构建全国农业农村数据资源“一张图”。

加快智慧农业技术创新。重点突破智慧农业领域基础技术、通用技术和关键技术,超前布局前沿技术,围绕农业专用传感器、动植物生长发育调控模型、智能装备等领域大力开展投入和创新研究。加强专用传感器、动植物生长信息获取及生产调控机理模型等关键共性技术攻关,重点推进使用各种作业环境的智能农机装备研发,推动农机农艺和信息技术集成研究与系统示范,加强农机装备技术创新。开展集中攻关与示范应用,实现技术自主可控,抢占农业科技制高点。

加强智慧农业落地实践。建设一批智慧农场、智慧牧场、智慧渔场,推动智能感知、智能分析、智能控制技术与装备在农业生产中的集成应用,推进无人农场试点。深入推进单品种全产业链大数据建设,提升数据分析应用能力,通过远程控制、半自动控制或自主控制,实现农场作业全过程的智能化、无人化,探索建立追溯管理与风险预警、应急召回联动机制,加强大数据采集、传输、存储、共享、安全等标准体系建设,推进农产品质量安全信息化监管。

积极开展农业科技信息服务。完善农业科技信息服务体系,建立健全重要农产品市场监测预警体系,为政府和市场主体提供公共数据服务,支持培育一批面向新型农业经营主体和小农户的信息综合服务企业,引导社会主体开展以数据为关键要素的农业生产社会化服务,建立完善科技特派员综合信息平台,支持科技特派员开展在线指导答疑和交流工作经验[3]

参考资料:

[1]唐朝平.凉山州智慧农业发展路径研究[D].四川:电子科技大学,2021.

[2]雨辰,山东华控自动化设备有限公司.什么是智慧农业?

[3]智慧猪场.智慧农业是什么?怎么搞?

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