本报记者芮天舒
手机“巡田”、AI管理,浇水不湿手、种菜不下田,智能管控系统代替人工“照顾”农作物,从没种过地的农业“小白”也能在人工智能辅助下实现“慧”种地……
2022年,南京入选江苏农业数字化建设整市推进试点。两年来,南京积极打造智慧农业园区、数字农场(牧场、渔场),众多宁企探索农业装备、农村大数据应用落地,让农业变得越来越“聪明”,农业发展跑出“加速度”。
无人化农场
实现“坐在办公室种田”
只需要动动手指,无人驾驶的收割机、拖拉机、插秧机就开始自动作业,耕种管收主要环节无需人下田,就可以实现“坐在办公室种田”。这并不是科幻场景,而是在南京多个“无人化农场”发生的一幕。
在高淳区砖墙镇时家村,一台拖拉机正挂着平地机在一块示范田里来回穿梭,驾驶座上空无一人,方向盘自己不停地转动校准方向。农机过处,土地平坦整齐。“看看这平整效果,地面落差绝对不超过2厘米。”农场主人魏清站在路边,看着农机摇摇晃晃地在田地里行进,神情格外轻松。
在另一块农田里,一台无人驾驶插秧机正在缓缓行进,后面插满了一株株整齐的秧苗,株株行距均匀。“‘开车’的是北斗高精度农机作业监控系统。事先在操作系统上规划出导航路径,农机就能按规划好的路线行走作业。”魏清指着徐徐开来的农机介绍,这处“无人化农场”核心区500多亩,目前种植的全是油菜,2022年秋天开始运行,耕、种、管、收等环节实现无人化机械操作。
魏清介绍,使用无人驾驶农机,可以彻底解放机手,一人可同时控制多台农机进行作业,减少了机手及辅工成本,作业效率也能提升20%以上,此外,通过精准定位和导航,可增加耕地利用率5%~10%。
今年春耕时节,浦口汤泉农场的1200亩“数字大田”里开启了“无人耕作”。伴随着“哒哒哒”的发动机声由远及近,一台红色的无人驾驶植保机喷洒着除草剂缓缓驶来,行驶到田边开始自动掉头,然后挥舞着一对“大翅膀”匀速向着前方驶去。
这里的种植户夏德海介绍,自己承包了300亩农田,以前人工打除草剂,一天最多50亩,现在用无人驾驶植保机作业,一天就能完成300亩的喷洒工作。
汤泉农场农业技术员徐鸿飞介绍,农场将植保机、收割机、插秧机和拖拉机等4台传统机器,安装了北斗高精度定位系统、行进速度控制器等装置,改良成新型无人农机,可实现水稻和小麦“耕、种、管、收”等关键环节无人化自主作业,提高农机作业效率50%以上,节约水、肥、药10%~15%。
对于承包“数字大田”的种植户来说,新型无人农机的使用,不仅提升了耕作效率,而且节约了人力成本。夏德海算了一笔账,一年下来每亩田能节约成本约80元,300亩就能增加近2.5万元的收益。
“‘无人化农场’改变了农民的种地方式,也重塑了农业生产组织方式,是推动农业生产迈向机械化、数字化、智慧化的重要途径,代表了现代农业的发展方向。”南京市农业农村局相关业务处室负责人说。
据了解,2023年,南京探索建设粮食生产“无人化农场”,农机装备数字化应用水平不断提升。到2025年,全市智能农机装备入网系统平台管理数量占比力争达80%以上,全市建设“无人化农场”10个。
“数字养殖”唱响丰收渔歌
当农业插上数字的翅膀,“数字渔场”会是怎样的景象?
螃蟹养殖是高淳区的重要富民产业,全区养殖面积超20万亩,总产值20亿元,从事与螃蟹相关产业农户有10万多户。近年来因历史围垦导致湖泊面积萎缩、蓄水能力降低,区域水质面临多重考验,固城湖螃蟹的优势不再明显。伴随着数字化技术的不断深入,高淳尝试“农业+数字化”业态,探索螃蟹养殖新路径,不仅建设自动投喂系统、水质监控、增氧、视频监控等智能管理系统,还建成了集水质环境参数在线采集、智能组网、远程与自动控制等功能于一体的智慧水产数据中心及物联网监控系统。
现在,高淳的蟹农只需打开手机终端,就可随时随地了解养殖塘内温度、水质等指标参数,一旦发现某区域溶氧指标预警,只需点击“开启增氧器”,就可实现远程操控,不仅养殖技术更科学,养殖成本也不断减少,还有效提升了养殖生态环境。“2023年,高淳螃蟹不仅产量高,而且规格大,螃蟹平均规格达到4两以上,部分养殖企业的亩产达到300斤以上,半斤以上的螃蟹占到60%。”当地的养殖户欣喜地向前来咨询的同行介绍着自己的数字养殖经验。
永宁青虾是浦口区特产,曾荣获国家农产品地理标志登记保护。夏季正值青虾繁育的关键时期,要时刻关注塘口水质变化,而现在这里的渔民只要看看手机上的“渔业云”APP,塘里的实时温度、pH值、溶解氧等数据清清楚楚,一个人就能全部搞定。
“渔业云”是浦口区推广的物联网系统,这朵云不仅改变了养殖户“看天气”“靠经验”的传统,也让养殖效益更高,省时省力增效。不少渔民反映,自从使用“渔业云”后,人工成本降低,且由于能科学精准监测塘口水质,青虾养殖密度增加,产量更高,品质更好,每亩虾苗投放量由15万只左右提高到20多万只,每亩青虾产量也由150多斤提高到250多斤。
近年来,南京聚焦农业主导产业链,加快物联网、智能控制等信息技术和智能装备在农业领域的数字化应用,一批数字农场、数字牧场、数字渔场应运而生。去年,全市建设3个智慧农业园区、7个数字农场(牧场、渔场),20多个市级农业物联网应用示范点项目完成验收。
为农机设备植入“智慧大脑”
智慧农业广阔的市场空间,也让众多南京企业入局其中。
2013年,南京嘉谷初成通信科技有限公司(以下简称“嘉谷科技”)正式成立,专注于在特定场景中的无人驾驶技术的研发和应用。2015年年底,嘉谷科技正式进入农业市场,主攻核心控制器研发,提供面向农业无人机和地面农机的自动驾驶仪。
“我们选择的是农机赛道,它的品类非常复杂,且要求很高。比如农业无人机,它的作业环境恶劣,使用频次高,从业人员可能也不懂设备维护和保养,同时受行业限制,它的造价还不能高,为了打磨出可靠的产品,我们只能用算法不断地去调试。”公司创始人张毅表示。虽然农机研发之路不好走,但一旦有产品可以在农业场景中运用良好,再放到其他场景区域就比较容易,这也推动了嘉谷科技其他业务的发展。
2020年,嘉谷科技与农业农村部南京农业机械化研究所达成合作,共建了新型研发机构——南京南机智农农机科技研究院(以下简称“南机智农研究院”),由张毅担任研究院执行院长。
南机智农研究院成功为数万台无人机和农机植入了自动驾驶“大脑”,并在此基础上,打造了集数字化管理、智能化作业、信息化感知于一体的完整的无人农场解决方案。“在无人农场,我们使用各类传感器收集环境及作物数据,结合作物模型进行人工智能精准决策,指导农机进行无人化农事作业,以达到节本、增效、提质、增产的目的。”张毅介绍,王汉中院士盐城油菜育种试验基地采用的正是南机智农研究院的无人农场运营管理系统,目前该项技术已在全国多个省份得到推广。
在农业装备领域布局的南京企业不在少数。神农智慧农业研究院南京有限公司打造的农田巡检机器人和巡检无人机,伸着一条长长的黑色“手臂”,末端还搭载有一个黑色的小盒子。
“以前,农作物的叶倾角、穗数等表型参数,需要育种专家‘一支笔、两腿泥’进行手工测量,现在靠着机器人和大模型,不仅能24小时智能巡检,还能精确感知田块环境与作物长势。”该公司技术人员指着全身搭载多光谱、深度相机、激光雷达、可见光等各种传感器“全副武装”的机器人说,农作物营养过多就要“减肥”,如果营养不足,就要“加餐”,“在它们眼里,农作物都会‘说话’,在地里‘走’一圈,农作物长势如何、该施什么肥、施多少肥一目了然,据此生成的‘施肥处方图’交到植保无人机手里,就能‘照方抓药’,为农作物制定‘营养膳食清单’。”
江苏叁拾叁信息技术有限公司的智能投饵机器人是智慧渔业车间的“大管家”。据公司大客户销售经理徐鹤介绍,该设备可以24小时监测养殖水产品的进食情况和饵料剩余情况。“当机器人发现需要投饵,设备就会通过物联网技术控制并打开智能投饵机,根据种类‘因鱼施策’,进行自动投喂。”而且它不仅是“厨师长”还是“营养师”。徐鹤说,机器人还能基于人工智能渔业投喂模型,智能分析本次投饵的效果,并给出下次投饵的相应建议。
提供云服务助力农户增产增收
除了打造各种农业智能机器人,南京企业积极探索打造包括云计算、云服务、芯片产业等在内的智慧农业产业生态圈,为智慧农业发展提供有力产业支撑。
农芯(南京)智慧农业研究院有限公司(以下简称“农芯研究院”)成立于2019年,是一家集科技研发、产品销售和运营服务于一体的高科技企业。主要产品包括土壤重金属快速检测仪、多参数水分在线检测传感器、手持式溶氧传感器,农业农村大数据应用共性基础平台、新农场云服务平台、农业生产社会化服务平台、农产品透明供应系统等。
这些智能系统将助力众多试验田增产增收。“在浦口区桥林街道的兰花塘高标准农田,我们利用卫星遥感实时监测每块田的长势,其中红色的代表长势旺盛,黄色的是长势较好,绿色和蓝色的田块长势稍差一些,意味着需要重点关注,我们及时与农户沟通,从而加强田间管理。”农芯(南京)智慧农业研究院浦口数字乡村项目负责人谢鹏介绍,大田一侧,研究院设置的远程虫情测报系统仪器也在24小时“值守”,通过灯光诱捕周围的害虫。
农芯研究院自成立以来秉持“让数据创造价值,用智慧点亮农业”的发展理念,先后为全国农业物联网公共服务平台、江苏省农业物联网管理平台、苏州农业农村基础数据平台等建设提供产品服务。其中,江苏省农业物联网管理平台完成了江苏省13个地级市、80个涉农区县技术推广工作,涉及3636家农业应用主体、30129组集成物联网设备对接,存储数据总量2.98亿条。