智慧农业现状与展望

  • 2022-05-13
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现代农业生物技术、信息技术迅猛发展,成为现代农业发展的重要引擎。新的绿色革命推动传统农业技术改造升级,包括生物化、信息化、无害化、循环化和标准化等方面,发达国家围绕农业生产精准化、集约化、高值化已开始了新一轮的战略部署。智慧农业工程科技的发展已成为国际上现代化农业技术发展前沿。

一、智慧农业已成为世界现代农业发展趋势

智慧农业是以信息和知识为核心要素,通过互联网、物联网、大数据、人工智能和智能装备等现代信息技术与农业跨界融合,实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务的全新农业生产方式,是农业信息化发展从数字化到网络化再到智能化的高级阶段。智慧农业整合生物技术、信息技术、智能装备三大生产力要素。

美国、英国、澳大利亚、法国、德国、日本等国家围绕智慧农业进行了广泛的布局,分别出台了NSTC“国家人工智能研发战略计划”、产业战略白皮书、农业4.0手册、农业创新2025、数字农业、社会5.0等政策,2015-2025全球智慧农业市值将达到683亿美元。智慧农业包括智能农业装备、智能传感器系统、智能无人机、智能机器人、软件等主要技术。

全球智慧农业发展迅猛,表现出以下趋势:

一是大数据技术渗透农业全产业链。未来发展农业,要从全产业角度进行布局。大数据技术全面渗透了从种子肥料开始,到生产、加工、配送到消费者餐桌,再到废弃物处理的全过程,体现出信息科技对农业产业发展的支撑作用。

二是智能化装备广泛应用。智能化的装备是通过智能化的改造和升级,使机器具有一定的智能性,可以全面或部分地辅助人便捷、可靠地完成特定复杂的目标任务。世界智能农机装备发展经历了不同的历史阶段,从机械化到数字化、自动化、智能化,现在已经衍生了系统。目前,国际上研究农机装备,重点体现在自动驾驶拖拉机、农业机器人和农业无人机等方面。

三是无人化、少人化发展迅速。由于农村劳动力减少,农村出现了无人种地的情况,特别是热天打药、冷库长时工作等复杂农业生产环境条件,对人的身体有很大危害。基于劳动力减少和工作环境恶劣,无人化、少人化农场是未来的发展趋势。

四是信息科技推动农业生产方式变革。十大电子游戏平台原来在田里种地、养殖,现在可以进行工厂化生产,比如植物生产工厂、工厂化养猪等模式。

二、我国智慧农业的研究和应用方兴未艾

我国智慧农业的发展是一个缓慢的过程,但在很多农业生产场景和环节已经得到了初步的应用。

场景一:智慧农业生产技术与装备。

在小麦、玉米、棉花、水稻等主要农作物从整地、播种、管理到收获各个环节,都需要智能化的信息技术和智能化的装备进行耦合,来完成这些操作的工艺。目前,我国各环节的技术和装备基本具备,需要组合成一个完整的智能化十大电子游戏平台。我国北斗精准导航与测控技术应用在播种上,安装到拖拉机、插秧机上,可以让机器走直行,行间衔接好,实现条带清垄精准播种,避免复播、漏播、转行横播交叉等问题,提高田间作业质量。应用在灌溉上,实现精准对行灌溉。农业航空精准施药技术,通过作业规划、导航监管、施药控制、施药质量评估、防效评估、病虫情诊断等,实现探的清、飞到位、施的准、雾化好、可评价和全程可控的目标。

场景二:园艺作物生产。

园艺生产以温室生产为主,十大电子游戏平台在山东寿光建了一个近八万平米的大型现代智能温室,全部用国产的技术和设备,从水肥管理调控各个方面进行了智能化提升。与荷兰温室的耗能、成本、效益相比,十大电子游戏平台的更好,且成本可以降到每平米50/元。

场景三:智慧果园生产。

现在农村地区都是老人、妇女和儿童,农业生产缺乏劳动力,提升果园生产智能化水平具有重要意义。因此,我国研发了相应的设备,包括采摘、除草、喷药、开沟、施肥、巡检、升降作业平台等,可实现全程机械化作业。同时,十大电子游戏平台已经研发出很好的水果智能检测的分析线,一小时可达到10吨的检测线。

场景四:智慧养殖生产。

养殖是智慧农业重要的应用场景,动物的体温检测技术产品可以在线检测,发现生病之后温度升高的畜禽,便于及时进行防治。动物禽舍有害气体专用传感器非常实用,符合我国碳达峰、碳中和政策,减少温室气体排放。还可以通过视频摄像头监测动物行为,实时监测营养状况、健康状况等。巡检机器人、防疫消毒机器人,可以代替人从事对身体有害的作业。

场景五农产品智慧物流。

农产品全产业链的改进,生鲜农产品中肉类、生鲜水果蔬菜是重要的一部分,都需要智慧冷链物流。如何控制温度、检测温度,保持农产品的品质,研究超市货架期,对食品的安全性等,都需要信息科技来支撑。“管理+农业+智能技术”,实现供应链可感、可控、可调。

场景六:基于大数据的信息服务。

我国小农户居多,打药、播种等方面专业化社会化服务企业组织快速发展,体现规模化的生产效益,推动小农户生产现代化。当前,智能语音服务机器人技术已经成熟。作为农业职业院校的学生,可提供生产技术服务、信息服务。

三、我国未来智慧农业技术技能人才需求

未来,我国发展智慧农业是一个重要的趋势和方向,“十四五”规划提出要发展智慧农业,目标是用电脑强化人脑、用机器替代人力、用自主替代进口,实现生产智能化、作业精准化、管理数字化和服务网络化。

我国未来智慧农业对人才的需求:一是对农业有情怀,喜欢现代农业;二是知识交叉型,能用计算机把不同专业的知识结合起来,建立知识系统;三是技能实战型,要会操作拖拉机、植保机等农业机械;四是具有工匠精神,要精益求精;五是懂经营会管理,提供专业化和社会化服务;六是适应信息化趋势,推动智慧农业发展。