現代農業生物技術、信息技術迅猛發展,成爲(wéi / wèi)現代農業發展的(de)重要(yào / yāo)引擎。新的(de)綠色革命推動傳統農業技術改造升級,包括生物化、信息化、無害化、循環化和(hé / huò)标準化等方面,發達國(guó)家圍繞農業生産精準化、集約化、高值化已開始了(le/liǎo)新一(yī / yì /yí)輪的(de)戰略部署。智慧農業工程科技的(de)發展已成爲(wéi / wèi)國(guó)際上(shàng)現代化農業技術發展前沿。
一(yī / yì /yí)、智慧農業已成爲(wéi / wèi)世界現代農業發展趨勢
智慧農業是(shì)以(yǐ)信息和(hé / huò)知識爲(wéi / wèi)核心要(yào / yāo)素,通過互聯網、物聯網、大(dà)數據、人(rén)工智能和(hé / huò)智能裝備等現代信息技術與農業跨界融合,實現農業生産全過程的(de)信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個(gè)性化服務的(de)全新農業生産方式,是(shì)農業信息化發展從數字化到(dào)網絡化再到(dào)智能化的(de)高級階段。智慧農業整合生物技術、信息技術、智能裝備三大(dà)生産力要(yào / yāo)素。
美國(guó)、英國(guó)、澳大(dà)利亞、法國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家圍繞智慧農業進行了(le/liǎo)廣泛的(de)布局,分别出(chū)台了(le/liǎo)NSTC“國(guó)家人(rén)工智能研發戰略計劃”、産業戰略白皮書、農業4.0手冊、農業創新2025、數字農業、社會5.0等政策,2015-2025全球智慧農業市值将達到(dào)683億美元。智慧農業包括智能農業裝備、智能傳感器系統、智能無人(rén)機、智能機器人(rén)、軟件等主要(yào / yāo)技術。
全球智慧農業發展迅猛,表現出(chū)以(yǐ)下趨勢:
一(yī / yì /yí)是(shì)大(dà)數據技術滲透農業全産業鏈。未來(lái)發展農業,要(yào / yāo)從全産業角度進行布局。大(dà)數據技術全面滲透了(le/liǎo)從種子(zǐ)肥料開始,到(dào)生産、加工、配送到(dào)消費者餐桌,再到(dào)廢棄物處理的(de)全過程,體現出(chū)信息科技對農業産業發展的(de)支撐作用。
二是(shì)智能化裝備廣泛應用。智能化的(de)裝備是(shì)通過智能化的(de)改造和(hé / huò)升級,使機器具有一(yī / yì /yí)定的(de)智能性,可以(yǐ)全面或部分地(dì / de)輔助人(rén)便捷、可靠地(dì / de)完成特定複雜的(de)目标任務。世界智能農機裝備發展經曆了(le/liǎo)不(bù)同的(de)曆史階段,從機械化到(dào)數字化、自動化、智能化,現在(zài)已經衍生了(le/liǎo)系統。目前,國(guó)際上(shàng)研究農機裝備,重點體現在(zài)自動駕駛拖拉機、農業機器人(rén)和(hé / huò)農業無人(rén)機等方面。
三是(shì)無人(rén)化、少人(rén)化發展迅速。由于(yú)農村勞動力減少,農村出(chū)現了(le/liǎo)無人(rén)種地(dì / de)的(de)情況,特别是(shì)熱天打藥、冷庫長時(shí)工作等複雜農業生産環境條件,對人(rén)的(de)身體有很大(dà)危害。基于(yú)勞動力減少和(hé / huò)工作環境惡劣,無人(rén)化、少人(rén)化農場是(shì)未來(lái)的(de)發展趨勢。
四是(shì)信息科技推動農業生産方式變革。我們原來(lái)在(zài)田裏種地(dì / de)、養殖,現在(zài)可以(yǐ)進行工廠化生産,比如植物生産工廠、工廠化養豬等模式。
二、我國(guó)智慧農業的(de)研究和(hé / huò)應用方興未艾
我國(guó)智慧農業的(de)發展是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)緩慢的(de)過程,但在(zài)很多農業生産場景和(hé / huò)環節已經得到(dào)了(le/liǎo)初步的(de)應用。
場景一(yī / yì /yí):智慧農業生産技術與裝備。
在(zài)小麥、玉米、棉花、水稻等主要(yào / yāo)農作物從整地(dì / de)、播種、管理到(dào)收獲各個(gè)環節,都需要(yào / yāo)智能化的(de)信息技術和(hé / huò)智能化的(de)裝備進行耦合,來(lái)完成這(zhè)些操作的(de)工藝。目前,我國(guó)各環節的(de)技術和(hé / huò)裝備基本具備,需要(yào / yāo)組合成一(yī / yì /yí)個(gè)完整的(de)智能化解決方案。我國(guó)北鬥精準導航與測控技術應用在(zài)播種上(shàng),安裝到(dào)拖拉機、插秧機上(shàng),可以(yǐ)讓機器走直行,行間銜接好,實現條帶清壟精準播種,避免複播、漏播、轉行橫播交叉等問題,提高田間作業質量。應用在(zài)灌溉上(shàng),實現精準對行灌溉。農業航空精準施藥技術,通過作業規劃、導航監管、施藥控制、施藥質量評估、防效評估、病蟲情診斷等,實現探的(de)清、飛到(dào)位、施的(de)準、霧化好、可評價和(hé / huò)全程可控的(de)目标。
場景二:園藝作物生産。
園藝生産以(yǐ)溫室生産爲(wéi / wèi)主,我們在(zài)山東壽光建了(le/liǎo)一(yī / yì /yí)個(gè)近八萬平米的(de)大(dà)型現代智能溫室,全部用國(guó)産的(de)技術和(hé / huò)設備,從水肥管理調控各個(gè)方面進行了(le/liǎo)智能化提升。與荷蘭溫室的(de)耗能、成本、效益相比,我們的(de)更好,且成本可以(yǐ)降到(dào)每平米50/元。
場景三:智慧果園生産。
現在(zài)農村地(dì / de)區都是(shì)老人(rén)、婦女和(hé / huò)兒童,農業生産缺乏勞動力,提升果園生産智能化水平具有重要(yào / yāo)意義。因此,我國(guó)研發了(le/liǎo)相應的(de)設備,包括采摘、除草、噴藥、開溝、施肥、巡檢、升降作業平台等,可實現全程機械化作業。同時(shí),我們已經研發出(chū)很好的(de)水果智能檢測的(de)分析線,一(yī / yì /yí)小時(shí)可達到(dào)10噸的(de)檢測線。
場景四:智慧養殖生産。
養殖是(shì)智慧農業重要(yào / yāo)的(de)應用場景,動物的(de)體溫檢測技術産品可以(yǐ)在(zài)線檢測,發現生病之(zhī)後溫度升高的(de)畜禽,便于(yú)及時(shí)進行防治。動物禽舍有害氣體專用傳感器非常實用,符合我國(guó)碳達峰、碳中和(hé / huò)政策,減少溫室氣體排放。還可以(yǐ)通過視頻攝像頭監測動物行爲(wéi / wèi),實時(shí)監測營養狀況、健康狀況等。巡檢機器人(rén)、防疫消毒機器人(rén),可以(yǐ)代替人(rén)從事對身體有害的(de)作業。
場景五:農産品智慧物流。
農産品全産業鏈的(de)改進,生鮮農産品中肉類、生鮮水果蔬菜是(shì)重要(yào / yāo)的(de)一(yī / yì /yí)部分,都需要(yào / yāo)智慧冷鏈物流。如何控制溫度、檢測溫度,保持農産品的(de)品質,研究超市貨架期,對食品的(de)安全性等,都需要(yào / yāo)信息科技來(lái)支撐。“管理+農業+智能技術”,實現供應鏈可感、可控、可調。
場景六:基于(yú)大(dà)數據的(de)信息服務。
我國(guó)小農戶居多,打藥、播種等方面專業化社會化服務企業組織快速發展,體現規模化的(de)生産效益,推動小農戶生産現代化。當前,智能語音服務機器人(rén)技術已經成熟。作爲(wéi / wèi)農業職業院校的(de)學生,可提供生産技術服務、信息服務。
三、我國(guó)未來(lái)智慧農業技術技能人(rén)才需求
未來(lái),我國(guó)發展智慧農業是(shì)一(yī / yì /yí)個(gè)重要(yào / yāo)的(de)趨勢和(hé / huò)方向,“十四五”規劃提出(chū)要(yào / yāo)發展智慧農業,目标是(shì)用電腦強化人(rén)腦、用機器替代人(rén)力、用自主替代進口,實現生産智能化、作業精準化、管理數字化和(hé / huò)服務網絡化。
我國(guó)未來(lái)智慧農業對人(rén)才的(de)需求:一(yī / yì /yí)是(shì)對農業有情懷,喜歡現代農業;二是(shì)知識交叉型,能用計算機把不(bù)同專業的(de)知識結合起來(lái),建立知識系統;三是(shì)技能實戰型,要(yào / yāo)會操作拖拉機、植保機等農業機械;四是(shì)具有工匠精神,要(yào / yāo)精益求精;五是(shì)懂經營會管理,提供專業化和(hé / huò)社會化服務;六是(shì)适應信息化趨勢,推動智慧農業發展。