(圖片來源:東方IC)
經濟觀察報 記者 種昂“小金小金,開始運輸。”壽光農業發展集團有限公司(以下簡稱“壽光農發”)技術人員劉立功等人正對壽光型智能玻璃溫室内的“大管家”——機器人“小金”下達着指令。立刻,隻見一台一米多高的橙色機器人開始運行在田間軌道上,穿梭于成排的西紅柿之間,開始進行作業。
在壽光市洛城街道寨裡村,有一個由趙春江院士團隊規劃設計的玻璃溫室,在這個8萬平方米的智能溫室内,遍布着2000多個探頭,不計其數的傳感器。機器人“小金”的任務是智慧管控,承擔着溫室決策控制、機器人調度指揮等工作。在它手下還有6種、18台功能各異的機器人,分别負責授粉、噴藥、巡檢、采摘、分揀、運輸等種植主要環節。
原本隻出現在智能工廠中的探頭、傳感器、無人機、機器人、大數據、雲計算等智能設備和技術,悉數應用于蔬菜種植之中。一行行吊挂的栽培架成了一條條生産流水線,一個玻璃溫室宛如一個“綠色車間”,整個園區堪稱一個蔬菜生産的“超級工廠”。
1989年,劉立功大學畢業後就參與到壽光蔬菜種植技術推廣中。這一年,壽光市三元朱村,在村黨支部書記王樂義的帶領下,建起壽光第一代冬暖式蔬菜大棚,開啟了一場中國農業的革命——徹底終結“中國北方冬季不能生産蔬菜”的曆史。從那以後,壽光的蔬菜大棚從過冬須點煤爐加溫、種菜直不起身,發展到智能化設備和技術的應用。
十年前,壽光正處于傳統種植向現代農業轉型的節點。2012年以“綠色、科技、未來”為主題的第十三屆中國(壽光)國際蔬菜科技博覽會開幕,嫁接、采摘機器人首次在“中國蔬菜之鄉”亮相。
此前,中國農業多是依靠自身漸進式的叠代改良,發展速度并不快。這十年來,跨界而來的工業科技給傳統農業生産帶來的巨變。
在這裡,蔬菜生長所需的溫度、濕度、光照、二氧化碳含量等被傳感器、大數據、雲計算實時檢測、調控;從播種、澆水、施肥、打藥、授粉、嫁接、采摘等蔬菜種植環節均有智能設備完成。劉立功親身感到,飛速發展的工業科技一再颠覆着過去數十年不變的傳統農業生産方式。
農業的叠代
1989年,劉立功從山東農業大學農學專業畢業後,回到了老家壽光,開始從事農業技術推廣工作。正是這一年,壽光發生了一件改變中國農業的大事。
地處壽光市最西南角的三元朱村,在村黨支部書記王樂義的帶領下,試驗成功了17個冬暖式大棚,實現了喜溫性蔬菜深冬上市。由此,壽光開啟了中國農業的一場“菜籃子革命”——徹底終結“北方冬季不能種植蔬菜”的曆史。
在劉立功的記憶中,壽光的老式大棚,保溫性差,冬天菜農要在大棚内生火點爐,或隻能種植芹菜等低溫蔬菜。第一代冬暖式大棚突破了這一瓶頸,從此壽光冬季也能種植黃瓜等高溫蔬菜。但第一代蔬菜大棚寬度隻有7米,最高2.8米,最低處僅有1米,菜農隻能蹲在棚内種菜,當時每畝黃瓜産量低、還不足1萬斤。
第二年,三元朱村蓋起了180多個大棚,整個壽光建起了5130個大棚,每個大棚戶平均收入1.5萬元。僅種大棚這一項,全縣就增收6000多萬元。從此壽光有了中國“蔬菜之鄉”之稱。
此後,壽光冬暖式大棚不斷叠代。到2012年,壽光蔬菜大棚已發展到第四代,主要體現在棚内空間越來越大,寬度達12米,最高點四五米;建築材料從水泥柱、大竹竿、稻草簾叠代為鋼架、卷簾機,實現種植區内無立柱。
設施農業的變革讓農技人員看到了農技推廣的前景。劉立功與壽光的農業工作者們,從國内外引進先進種植技術、農業設施在當地推廣。如在壽光推廣土壤消毒技術,指導菜農精準施肥、綠色種植等;大棚開始嘗試滴灌、自動卷簾機等自動化設備的推廣。
劉立功回憶道,這一時期,壽光設施農業發展總體上是依靠農業自身的技術叠代、設施改良。直到2012年,這一現象開始有所改變。
2012年4月20日,以“綠色、科技、未來”為主題的第十三屆中國(壽光)國際蔬菜科技博覽會開幕。在開幕式上,采摘機器人、嫁接機器人首次在壽光亮相,引來了衆多蔬菜種植大戶的圍觀。
從那時起,工業與農業融合、先進科技向傳統種植滲透的步伐開始加快。
工業的颠覆
率先融入農業的是工業的運營模式。“園區”原本是工業項目的集中區域,是産業集群主要載體。随着農業産業化,農産品種植也開始改頭換面——以項目的形式、園區的形态出現。
從2012年到2018年期間,壽光市規劃建設了占地200畝以上的現代農業園區18個,按照工業項目方式對外招商,推進蔬菜産業生産向集約化、規模化升級。“園區化的經營使得類似工業化的專業分工在壽光蔬菜種植上率先形成。”正如一個汽車産業鍊由不同專業工廠分工完成,劉立功細數道,在壽光,從大棚前期建設到蔬菜育苗、栽培、地膜、吊秧、打葉、采收等種植環節如同一條工業生産線,都出現了社會化的專業隊伍,形成了各自的細分市場。一戶戶菜農更像是一個個小工廠的“老闆”。
随着蔬菜大棚不斷叠代,這幾年新建的大棚高度已達七米多,寬度18米左右,有的長度更是達到300米以上。在農技推廣過程中,劉立功發現,大棚空間的增加、強度的提高,讓越來越多的現代化農業科技設施能夠安裝在其中。如,自動卷簾機已在壽光逐漸普及,安裝滴灌設備的大棚也在五成以上,補光燈、霧化機、農藥噴淋設施,甚至個别示範園内還安裝了無人機、5G攝像頭、機器人……百度等公司開始将工業科技引入到田間地頭。
2020年,壽光蔬菜産業迎來了一次躍升的契機。壽光農發集團建起了現代農業高新技術試驗示範基地智慧農業科技園,這個部省共建項目總投資8.5億元,占地面積達3000畝,是國内面積最大、棚型最多、科技含量最高的蔬菜标準試驗驗證基地。其中有一個8萬平方米的壽光型智能玻璃溫室,堪稱是一個集納了精準水肥、潮汐灌溉、智慧氣象、智能調控、多功能機器人等衆多智能技術和設備的蔬菜生産“超級工廠”。
劉立功介紹道,整個壽光型智能玻璃溫室由中國工程院院士趙春江領銜規劃設計,以綠色、智能為理念,投資3億元建設,應用120多項專利技術,設有兩千多個探頭、20多個機器人,蔬菜種植各主要環節均由相應的機器人或智能設備自主操控完成。按照規劃,未來種植西紅柿基本不再需要人工。
十年前,劉立功怎麼也沒有想到,原本應用于工廠的探頭、機器人、無人機等高科技設備會搬到了“大棚裡”,種菜也能如此科幻。正是被其所吸引,他兼職到壽光農發集團擔任技術員。
這個由6萬多塊玻璃、3500多噸鋼結構材料組成的智能玻璃溫室,種植着23萬株西紅柿,2000多個探頭将實時監測到的溫度、濕度、光照、二氧化碳含量等數據上傳到雲端,通過自主研發的軟件系統分析決策——是否打開天窗、測窗來調節溫度,是否啟動風機以補充二氧化碳,是否進行澆水、施肥……一切再由相應智能設備自動完成。
整個西紅柿種植過程,共有7種、20台功能各異的機器人,分别負責配藥、授粉、巡檢、采摘、分揀等種植環節。如果說此前農業自身發展多是漸進式叠代改良,如今劉立功深切地感受到工業科技的全面滲透、融合則是對傳統農業的一種颠覆。
随着探頭、傳感器、機器人、雲計算等工業科技的應用,一行行栽培架成了一條條生産流水線,一個玻璃溫室成了一個“綠色車間”,整個園區仿佛一個蔬菜生産的“超級工廠”。耕種者不再面朝黃土背朝天耕作,而是可随時掏出手機向智能機器人遠程下達指令的操控作業。
根據測算,目前該項目可節省40%以上的人工;由于始終處于适宜的生長環境,西紅柿每畝産量可達到6萬斤以上(一般菜農每畝約4萬斤),口感與品質也明顯較高。在劉立功看來,智能化、數據化農業生産不僅可以節省人工,更重要的是,能夠讓菜農精準種植,保證生産提質增效,規避因經驗、随意性而産生的不可控風險。
不過,工業科技對農業的颠覆也對傳統的耕種者提出了更高、更複雜的要求。工業科技的發展速度遵循着摩爾定律,劉立功坦言,農業再也不可能像過去那樣幾十年沒有大的變化,從業人員也要不斷學習才能跟上産業演變的進程。
目前,壽光型智能玻璃溫室内幾乎涵蓋了蔬菜種植各主要環節所需的智能設施,但建成時間尚短,并非每一個都能達到預期狀态。比如,嫁接機器人速度快、成活率高,遠超人工,采摘機器人作業中并未趕上人工效率,尚需技術的升級。整個溫室隻能實現“少人”作業,遠未達到“無人”的目标。
但劉立功堅信,這必将是未來農業的發展趨勢,随着工業科技的進步,智能設備的效率、成本都會大幅優化,将逐步從工廠向田間地頭普及。
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