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数字赋能 农业“上新”——西洞庭管理区数字农业应用场景观察

发布时间:2021-05-24 信息来源:常德日报 【字体:

绿色的田野一望无际,数百亩早稻已长出新叶,但田间却看不到多少农人,比人更多的是一桩桩不知名的仪器设备,带着太阳能电池板和天线,信号灯忽闪,似乎有要紧信息在传递。初夏时节,记者走进西洞庭管理区中联智慧农业(水稻)项目基地,看到和传统农田大不一样的景象。这里搭载了物联网、大数据等先进技术,数字成为了“新农资”,手机APP成为了“新农具”,田间生产管理变得更高效。

“数字”与“农业”的有机融合,正在洞庭湖西畔的稻田、橘园等场景领先应用,赋予现代农业迭代升级的新动能。

 数字农业是什么?生成动态空间信息系统,让“靠经验”种田变为“靠数据”种田

“温度27.8℃,湿度57.2%,气压1006HPa……”在西洞庭管理区祝丰镇紫湾村的中联智慧农业(水稻)项目基地,农田一角立着土壤监测仪、天圻气象站等传感器,田里还有水情、虫害测报仪器,将温度、湿度、气压、水、肥等数据实时传输至后台的大数据中心,经处理后推送到管理人员手机上。“通过数据,稻田环境和水稻生长状态一目了然,就可以准确判断秧苗是否需要灌溉、施肥,要灌多少、施多少。”在该项目管理人员奚伟看来,数字农业将以往“靠经验”种田变为“靠数据”种田,极大减少人力、农资投入,确保作物稳产提质。

据介绍,数字农业就是将数字化信息作为农业新的生产要素,用数字信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。这一概念最早由美国科学家在1997年提出,目前包含了农业物联网、农业大数据、精准农业和智慧农业4个主要部分。数字农业的应用,旨在通过对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应环境进行定期信息获取,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象、过程进行模拟,以达到合理利用农业资源,降低生产成本,改善生态环境,提高农作物产量和质量的目的。

2020年,数字农业成为我国农业发展的关键词。1月,农业农村部与中央网信办联合印发《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》,指出当前及“十四五”是推进农业农村数字化的重要战略机遇期。作为在全国也能排上号的农业大市,常德一些地方开始将目光移向数字农业。

“几乎每年‘中央一号文件’都离不开‘三农’话题,今年,粮食生产被放到突出位置,又是脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接之年,我们也和其它地方一样,正积极探索有效运行机制推动农业高质量发展。”西洞庭管理区党委副书记、管委会主任胡晓明介绍,为了推进数字农业发展,为数字产业化和产业数字化储能赋能,去年9月,他们专程到安徽芜湖考察当地数字农业应用场景。

曾是国有农场的西洞庭管理区,土地均为国有且一马平川、集中连片,土地集约化、规模化程度高,农业机械化水平高。近些年,西洞庭管理区持续完善农村道路、农田水利、生态环保等基础设施,并对近20年来区域降雨量、气温、日照、风速、病虫害、植保等农业基础数据进行了汇总。这些先天和后天条件,成为数字农业应用的绝佳温床。

  应用场景怎么样? 初步建立水稻、柑橘全生命周期数据管控模型,未来打造“一核四中心”

“刚才你们看到的这些田间仪器,都是用于采集生产过程中相关数据的,但这还只是第一步,后面关键是要把这些数据运用好。”中联智慧农业湖南区负责人王伟告诉记者,西洞庭智慧水稻项目于4月15日正式启动,整个应用过程将分为科研、示范和全域推广3个阶段。科研阶段计划建设300亩数字农业核心科研基地,通过建设“天、空、地、人、农机”五位一体数据采集体系,初步建立选种、育秧、播种(移栽)、水分、肥料、病害、虫害、草害、收获、烘干等水稻种植全生命周期10大模块的23个算法,实现大数据驱动精准种植。

“这一大片,是我们项目第一阶段的300亩科研基地。”跟随王伟的脚步,一片“数字农田”呈现在记者眼前——几乎每块田里都有传感器,技术人员站在田埂上查看平板电脑中的数据,不时用手指点划屏幕,田边的无人机蓦地起飞,临空播撒肥料……

王伟继续介绍,明年的示范阶段,该基地至少扩大到2000亩以上,形成水稻生产全过程的信息感知、智能决策、精准作业,进一步提高粮食生产数量与品质,达到粮食生产增产降本、节肥减药、品质提升、全程可追溯的要求,初步显现效益。而到了2023—2025年的全域推广阶段,西洞庭管理区将有5万多亩稻田应用数字农业技术,形成集精准种植、烘干、加工、冷链、电商销售等于一体的数字农业产业园,生产加工高端“数字大米”,持续打造品牌,显著提高效益。

根据第三方测算结果,已在安徽芜湖完成示范阶段的中联智慧农业(水稻)项目较传统方式节约成本100—200元/亩,亩产增收14.3%,“数字大米”品质指标高于一般大米。“安徽芜湖项目产出的大米最高卖到了100元一斤,数字农业前景广阔!”王伟兴奋地说。

西洞庭管理区家家红柑橘产业园负责人廖峰也是这么认为的。在他的产业园,传统的柑橘种植模式被舍弃,从建园起就运用了大数据支撑的“水肥一体化”生产。

家家红柑橘产业园于2019年启动建设,历经土地清障、地形调整、沟渠建设、土壤改良、苗木定植等过程,目前已进行二期工程建设,总面积约5000亩。他们同样利用橘园地上地下的传感器,对土壤、温度、湿度等进行实时监控,收集的数据经过智慧水肥管理系统处理后,根据柑橘生长需求,将肥液与灌溉水按比例混合,定量、均匀、准确地输送到根部土壤,使柑橘根系始终处于水和养分十分均匀、适量的良好生长环境中,提高柑橘产量和品质。

“现在还只实现每一片园地的精准控制,未来可能实现对每一株橘树的精准控制,那么最终每个橘子的大小、糖分、水分、甜度等都能像工厂生产的标准化产品一样有保障、可追溯。”家家红农业公司技术部经理唐帅憧憬道。

通过在稻田、橘园等场景的实验和应用,目前,西洞庭管理区数字农业已初步建立了水稻、柑橘全生命周期数据管控模型。“未来,我们打算逐步建立‘一核四中心’,即‘农业大脑’(农业物联网大数据平台)、数字农业智慧调度中心、数字农业与智慧农机培训体验中心、综合农事服务中心、烘干冷藏与加工中心,围绕优质水稻、绿色果蔬和健康水产三大产业,打造数字农业产业园,壮大数字农业产业集群。”西洞庭管理区党委委员、管委会副主任郭蕾说。

“盆景”如何成“风景”? 做好顶层设计,制定行动规划,加强政策扶持

“我们希望数字农业快快往大里长!”采访中,西洞庭管理区紫湾农机水稻专业合作社理事长张先红给记者算了一笔账。该合作社常年经营水稻2700亩,入社农户200多户,种植的水稻主要是双季稻,少量单季稻,正常年份如2018年,他们的纯利润为98万元,亩平不到400元。张先红感叹:要提高种粮效益,在现有基础上必须想更多办法。

去年,管理区组织他们到安徽芜湖考察了中联智慧农业(水稻)项目,张先红等合作社负责人被那里的数字农业应用场景和成果吸引,毅然决定支持配合智慧水稻科研基地建设。

“水稻是南方面积最大的粮食作物,数字农业、智慧农业的应用在水稻上有所突破的话,未来发展空间是无比巨大的,不过现在看难度也不小。”对自身项目满怀信心的同时,王伟坦言,到示范、全域推广阶段后,前期科研形成的智慧水稻种植指南,也就是无人化或少人化操作、智能决策、远程监控的“智慧农场”解决方案,需要土地有较高程度的集约化、规模化,农田的基础设施、机械化、自动化也要有较高水平,适合种植大户或者专业合作社,想要在更大范围应用需要一段时间。

“虽然西洞庭数字农业发展有了良好开端,但在相关数据库的建立和数字农业项目引进培育方面还存在不少难题。”郭蕾思索道,做大数字农业,需要进一步解放思想、创新思维,依托农业园区、龙头企业、农民合作社等建设一批示范基地,加大培训宣教力度,让农民切身感受数字农业的好处,从而提升意识,主动适应发展;同时,农产品精深加工要跟上,建立健全重要农产品全产业链大数据平台,推动一、二、三产业深度融合,才能提高农产品附加值。由于管理区体量和能力有限,他期望,在更高层面出台扶持政策,在项目、资金、人才等方面加强对数字农业应用和推广的支持引导。

事实上,在西洞庭管理区数字农业应用场景出现之前,常德其它地方数字农业、智慧农业的“一鳞半爪”早已显现。据市农业农村局提供的资料,在水产养殖中,安乡县、汉寿县、鼎城区等许多地方都使用了水体氧浓度自动调节设备,养殖户可在手机APP上远程监控;在秸秆禁烧中,2020年安乡县在湖南省率先采用智能监控系统,能24小时在线监控秸秆露天焚烧火情,1个监控点可覆盖周边20—50平方公里范围;在临澧杂柑种植中,梅林果业构建“物联网、水肥控制系统、共享智慧种植管理云平台”为一体的管理平台,对种植园区的环境温湿度、土壤肥力、自助滴灌等实现自动化标准监控……

“常德的数字农业虽然已有不少星星之火,但和全国其它地方一样,都还在起步阶段,规模不大、水平不高、效益不明显。”常德市委农办专职副主任程望生,是一位长期在农业农村部门工作且对相关问题有所研究的专家。他认为,数字农业的设施、设备等方面前期投入巨大,后期数据建模、运用需要大量技术、管理人才,发展数字农业须采取综合措施扎实推进。程望生建议,要做好顶层设计,制定明确的行动规划,加大政策支持力度,着力引进和培育数字农业项目,在资金方面对项目予以适当奖补;还要加强与高校、科研院所的合作,引进和培育一批数字农业技术、管理人才。

采访中很多人都表示,在常德,数字农业还是刚诞生的“盆景”。大家在思考:如何让这一“盆景”成长为“风景”?“人的认识最重要。”作为湖南农业大学研究生的唐帅,给出的回答意味深长。


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