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上海智慧農業智慧農田監測系統

科技 更新时间:2025-02-22 16:17:31

9月14日下午2點,在江蘇鹽城步鳳鎮,台風“梅花”尚未抵達。煙灰色的天空下,稻田一望無際,如同一幅油綠的畫卷徐徐展開。稻谷已結穗,偶爾有幾隻白鹭從稻田上方掠過,發出劃破寂靜的聲響。

上海智慧農業智慧農田監測系統(3名90後玩轉江蘇5千畝農田)1

秋收已近,這樣的景色,在江浙魚米之鄉似乎處處可見,但停在稻田邊的一架炫目的無人機提醒着到訪的人們,眼前這5000畝稻田并不尋常。它是江蘇銀寶高新農業有限公司與廣州極飛科技股份有限公司(以下簡稱“極飛科技”)合作打造的高标準農田無人種植示範農場,目前僅由3名鹽城當地的“90後”年輕人打理。

通過遙感無人機 物聯網技術獲取農業生産耕、種、管、收全過程的數據,再經由人工智能AI系統進行種植管理,同時借助無人機裝載、無人駕駛農機等技術,3名此前沒有任何基礎經驗的“農業小白”,也能将這片耕地管理得妥妥貼貼,不僅糧食生産效率得到提高,生産成本降低,收益也令人信服。

智慧農業系統實現農業全周期管理

鹽城位于江蘇省中部,是長江三角洲中心區27城之一。鹽城市自然資源和規劃局的第三次國土調查數據顯示,截至2022年2月,全市共有耕地77.45公頃,約1161.70萬畝,其中水田714.37萬畝。

9月14日,江蘇銀寶高新農業有限公司董事長楊晨向澎湃新聞記者介紹,鹽城是傳統農業大市,但随着經濟轉型和勞動力轉移,也面臨着農業大而不強,農田少人耕作的局面。

為了推進高标準農田建設,2020年12月,江蘇銀寶控股集團有限公司(以下簡稱“銀寶集團”)與江蘇鹽城經濟開發區合資成立了江蘇銀寶高新農業有限公司(以下簡稱“銀寶高新”)。銀寶集團農場現有23個分場17萬畝的種植土地,從南到北分布在鹽城各個縣區。

2021年2月5日,銀寶集團又與極飛科技簽署了戰略合作協議,從極飛科技采購了價值1700餘萬元的智慧農業設備和系統,在鹽城經濟技術開發區步鳳鎮着力打造5000畝高标準無人種植農場。

目前,步鳳鎮農場主要種植小麥和水稻兩種糧食作物。在成功收獲一季小麥後,今年的水稻季從6月開始。

銀寶高新技術部的楊恒誠,是這5000畝農田的3名管理者之一。9月14日,他從“耕、種、管、收”農業全周期向澎湃新聞記者介紹了這套智慧農業系統在步鳳鎮農場的應用。

首先,在播種前,管理團隊使用遙感無人機對農田進行平地測繪,獲得厘米級的高清地圖。“無人機飛行10分鐘,就可以測得500畝土地的基本信息,”楊恒誠說,“不用人再拿着測繪設備去地裡測好幾天。”基于高清地圖,管理人員在每個田塊繪制電子圍欄,在電子圍欄裡建立作物的條田檔案,以地塊為單位進行精細化管理。

上海智慧農業智慧農田監測系統(3名90後玩轉江蘇5千畝農田)2

測繪完成後,就是重要的種植。“水稻進入生育期後,需要對水稻進行基本苗識别。傳統的基本苗識别都是依靠人工踩點統計,但現在,我們隻需要讓無人機去田間飛一趟,就能獲取基本苗情況。AI識别模型會識别水稻出苗後的圖片,統計基本苗的數量,如果基本苗數量不夠,我們會補種,哪裡缺苗補哪裡,從而對整個田塊實現精準管理。”楊恒誠說。

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在對稻田的管理上,施肥和噴灑農藥也由無人機代替人工完成。農機監管應用能夠獲取無人機作業速度、作業噴幅和作業高度。此外,通過無人機在田間飛巡采集農田數據,根據作物特征訓練AI識别模型,能夠精準辨認出雜草,而相關系統根據高清地圖對有草害的區域進行定位,将定位信息上傳至農業無人機,做到精準除草,既可以控制成本又可以減少農藥對環境的污染。

此外,農田智能相機也是管理中的一大法寶。楊恒誠介紹說,他們在田頭安裝了農田智能相機,農田智能相機每隔一個小時就會拍攝一張圖片,記錄作物的生長變化,數據再傳到後台系統中,管理者便能及時發現農田漏播、積水等異常情況。

上海智慧農業智慧農田監測系統(3名90後玩轉江蘇5千畝農田)4

最後,在糧食收獲環節,農場也有自己的神器——農機盒子。運糧車作業時,管理人員将農機盒子安裝到運糧車上後,就可以實現對運糧車的監管。從田間到積糧場地,盒子能夠記錄車輛的軌迹,運糧的時間、速度和裡程,盒子還能每1分鐘拍攝一張照片,減少糧食被盜的風險。

“我們還可以設置行車異常提示,當運糧車中途停留時間過長時,系統會自動發送短信提醒農場管理者,減少損失。”楊恒誠說。

用手機APP和電腦種地的年輕人

楊恒誠出生于1997年,而生于1991年的周琪,是步鳳鎮5000畝無人化種植農場項目的主要負責人。

周琪高高大大,皮膚黝黑。“我以前很白的,”他站在稻田邊咧嘴大笑,接着挽起袖口,露出白得驚人的大臂。

在回到老家鹽城種地之前,周琪在南京的國家電網做數據運營方面的工作,沒有任何農業方面的經驗。周琪說,“剛來那會兒,我連小麥和韭菜都分不清。”

現在,周琪每天通過電腦查看地裡作物的生長數據,然後去地裡看實際的情況。他說,每天還會有專人負責無人機飛巡,如果天氣允許,每天會飛巡查看兩次。

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既然有了無人機飛巡,為什麼還要人工巡田?周琪解釋說,“因為我們目前還需要研究AI識别系統的應用,這是一個學習和研發的過程,比如識别各種雜草的種類。根據上一季小麥種植過程中出現的問題,我們已經建立起小麥的AI識别模型。這是第一季水稻種植,所以當無人機飛巡獲得數據後,我們還是得去田間看,測繪得到的數據和實際情況是否一緻。”

“等所有的數據模型都建立好,就不需要管理人員再去田裡了。”周琪說。

種植水稻,最重要的是對水的管理。在水稻剛播下種後的那段時間,每天晚上睡覺前,周琪要在手機APP或是電腦web端,對稻田進行排水操作,早上起來再進行灌水操作。“生長前期日灌夜排,保障水稻晚上能夠生根,白天能夠長葉。“現在是拔節抽穗階段,保證田塊有水就行,隻要用無人機飛巡看哪裡缺水就行。”周琪說。

盡管有無人機、人工智能、物聯網的輔助,但農耕畢竟是一門需要經驗積累的傳統技藝。周琪給澎湃新聞記者發來了一份詳細的步鳳水稻試驗田的水稻種植方案,裡面列出了從插播至返青階段、返青分蘖階段、拔節至抽穗階段,灌漿結實至成熟階段,各個階段的灌水和施肥方法。這是銀寶高新内部的專業資料。周琪說,“我也還在不斷學習中。”

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在接受澎湃新聞記者的采訪時,周琪也表示,現在這套智慧農業系統仍然在升級完善。困難一方面是數據的收集。“水稻就好比人一樣,人去醫院體檢,各項指标都會有一個參數範圍,通過參數才能判斷人處于什麼樣的狀态。而且,同種作物不同的種子,也會有不同的病蟲害防治方案、農藥配比方法,這些數據,要通過大規模的種植才能收集。”

另一方面,則需要政府相關部門、企業、農戶之間進一步實現數據的互聯互通。“比如氣象數據,這對于農業生産十分重要。拿水稻的積溫來說,溫度積累到一個水平,就意味着水稻成熟了,接下來就要對水稻測産。”周琪說,“又比如,前幾天我們對稻田進行最後一次除草,接着晚上下雨,就把藥沖掉了。這是農業生産的難點。”

“極飛”助推中國智慧農業夢

步鳳鎮這5000畝無人化種植示範項目中,所使用的全套智慧農業設備和系統都是由廣州極飛科技股份有限公司自主設計開發。

作為一家機器人和人工智能技術公司,成立15年來,極飛科技自主研發并制造了極飛農業無人機、極飛農業無人車、極飛農機自駕儀器、極飛遙感無人機、極飛農業物聯網、極飛智慧農業系統等六大智慧農業産品線,貫穿農業生産全周期。

據了解,截至2021年12月31日,極飛智慧農業産品累計作業面積達到9.9億畝次,累計為全球50多個國家和地區的農民提供無人化生産服務1.03億人次。

今年年初,我國農業農村部發布了《十四五全國農業農村信息化發展規劃》,規劃中提到,我國的智慧農業建設已初具成效。截至“十三五”末,我國累計投資建設了81個數字農業試點項目,超過60萬台拖拉機、聯合收割機配置基于北鬥定位的作業監測和智能控制終端。植保無人駕駛航空器保有量突破7萬台,作業面積近2.2億畝。

然而,國家農業信息化工程技術研究中心的一份報告仍然指出,智慧農業在中國目前依舊處于初級階段。然而相比發達國家,我國因起步晚、基礎薄弱,農業傳感器、農業模型與核心算法等關鍵技術和産品受制于人,仍處于“跟跑模仿”階段。由于行業頂層設計缺失,各地區的智慧農業建設水平參差不齊。

從資源利用率看,盡管近年來農業部門積極推進農業節肥節藥行動,至2020 年年底,我國三大糧食作物的化肥、農藥利用率已提高至 40% 以上,但相比農業發達國家仍有20 個百分點的差距。

江蘇鹽城的這5000畝無人種植示範項目,隻是一個開始。

據銀寶高新的楊晨董事長介紹,截至目前,公司已在鹽城建設完成一萬三千餘畝高标準農田。通過使用大數據、AI、雲計算等先進技術與傳統農藝結合,實現了單位面積農作物節肥減藥10%以上,保證單位面積農作物增産10%-20%,增效30%。

“今年的水稻,我們估計每畝産量能夠達到600公斤。因為人力成本的大幅降低,去年小麥季,我們500畝小麥的淨收益達到了20多萬元。”周琪說。

周琪說,“未來兩三年我們要做的事,一是制定作物數據指标,在農作物生長等重點領域,由行業協會與重點相關企業協同編制數據标準規範,推動氣象、水文、土壤、肥力、育種等數據在農業生産領域的标準化采集、流通與集成應用。”

“同時,建立天空地一體化的觀測網絡和數據采集體系,對農業自然資源、種質資源、農業産業鍊等數據進行采集,依托國家農業大數據平台,建立政府部門之間、政府與企業之間、政府與社會之間的數據共享機制。”在采訪的最後,周琪告訴澎湃記者。

在周琪身後的那架極飛科技的農業無人機,将在這周五對這一季水稻噴灑最後一次農藥。不出意外,到10月中下旬,無人收割機就會進場。

到那時,這些機器所收割的,不僅僅是能夠養活人口的糧食,也是人類新一代探索“人與土地”這一千古命題的智慧,以及用科技造福子孫後代的擔當與夢想。

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