田野上，數(shù)字在奔跑

田野上，數(shù)字在奔跑

——在浙江武義四八店看物聯(lián)網(wǎng)改寫農(nóng)業(yè)演進(jìn)史

2016年07月12日 08:59:02 瀏覽量: 來源:浙江日?qǐng)?bào) 作者:王慶麗 禇田芬 溫君凱

　 核心提示: 近日舉行的第四次全省農(nóng)業(yè)科技大會(huì)強(qiáng)調(diào)，農(nóng)業(yè)的出路在現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化關(guān)鍵在科技進(jìn)步。放眼浙江，我們比以往任何時(shí)候都更加重視和依靠農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，走內(nèi)涵式發(fā)展道路?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，正讓“三農(nóng)”呈現(xiàn)出不同以往的嶄新姿態(tài)——

　　那是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的顛覆性影響:傳感技術(shù)、衛(wèi)星定位和智能化管理等一系列科技手段的推廣運(yùn)用，讓農(nóng)民得以擺脫繁重的體力勞動(dòng)與經(jīng)驗(yàn)式操作，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著更加輕松、科學(xué)和高效的方向推進(jìn);那也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的自我革新:垂直農(nóng)業(yè)、城市農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式，讓農(nóng)作物開始沖破空間與環(huán)境的限制，在摩天大樓、灘涂荒漠等意想不到的地方自由生長(zhǎng)。

　　本期美麗鄉(xiāng)村周刊推出《腦洞大開的農(nóng)業(yè)》專題報(bào)道，聚焦農(nóng)業(yè)領(lǐng)域那些因科技發(fā)展帶來的新動(dòng)向、新思想與新實(shí)踐，告訴你一個(gè)時(shí)尚而前沿的浙江鄉(xiāng)村。

　　即便離真正實(shí)現(xiàn)還有一定時(shí)日，但省農(nóng)科院數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所負(fù)責(zé)人徐志福，已憧憬起這樣一幅圖景——

　　田地間，一套套全球定位系統(tǒng)與傳感裝置、智能機(jī)械相互配合，將原本需要人工操作的一切農(nóng)事活動(dòng)全權(quán)代勞。農(nóng)民只要坐在辦公室敲敲鍵盤、點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)，或者帶上手機(jī)或平板電腦，就能輕松地完成從耕種、噴灌、采摘到病蟲害防治的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程。

　　“當(dāng)智慧農(nóng)業(yè)達(dá)到最高形態(tài)時(shí)，那種‘面朝黃土背朝天’的傳統(tǒng)農(nóng)耕場(chǎng)面將不復(fù)存在，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)力將得到極大提升?！边@位酷愛計(jì)算機(jī)編程的農(nóng)業(yè)專家說，在背后發(fā)揮作用的，則是一整套集大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用、智慧模型驅(qū)動(dòng)、物聯(lián)網(wǎng)、精細(xì)化、信息化、自動(dòng)化于一體的智能管控系統(tǒng)。

　　目前，它的初級(jí)形態(tài)——一套集農(nóng)業(yè)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程視頻、設(shè)施遠(yuǎn)程自動(dòng)控制于一體的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，經(jīng)徐志福多年研發(fā)后，已在全省各地的30多個(gè)示范基地安裝使用，全省累計(jì)推廣應(yīng)用面積達(dá)34萬(wàn)畝，并在新疆、青海等地被廣泛使用。

　　神奇的物聯(lián)網(wǎng)，究竟會(huì)怎樣改寫當(dāng)下的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?

　　大數(shù)據(jù)

　　洞悉田野的秘密

　　初入小暑，今年第一號(hào)臺(tái)風(fēng)“尼伯特”登陸在即，武義王宅鎮(zhèn)四八店村層云密布，狂風(fēng)大作。

　　與一些忙著拆除大棚薄膜的農(nóng)民不同，41歲的桑合水果專業(yè)合作社負(fù)責(zé)人潘勛劍，坐在種植基地邊上的一間小磚房?jī)?nèi)，從容打開筆記本電腦中的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，往“風(fēng)速”一欄中輸入“8級(jí)”二字，便輕松完成了防臺(tái)的基礎(chǔ)工作。

　　“輸入這個(gè)指令后，一旦室外風(fēng)速達(dá)到8級(jí)，計(jì)算機(jī)會(huì)立即命令大棚外的3套高空噴灌設(shè)備迅速向棚頂噴水，薄膜遇水后重量增加，從而讓大棚自身的防風(fēng)能力得以加強(qiáng)?！迸藙讋φf，由于武義地處浙中，通常不會(huì)受到臺(tái)風(fēng)正面襲擊，加之這套系統(tǒng)的防風(fēng)應(yīng)變能力屢試不爽，因此每年臺(tái)風(fēng)季他都高枕無憂，不用早早開始采取預(yù)防措施。

　　在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的武義地區(qū)，潘勛劍的水果基地看起來平凡無奇:它面積不大，總共才50多畝;品種也不夠豐富，常年只種植無花果和桑椹兩種水果。然而，作為省農(nóng)科院數(shù)字農(nóng)業(yè)的科研基地之一，這里是全省最早一批運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地之一，目前可以根據(jù)外部環(huán)境的變化，完成自動(dòng)灌溉、施肥、防雪、防風(fēng)等多個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

　　2011年，在廣東及溫州兩地打工多年的潘勛劍，返回老家武義創(chuàng)業(yè)，種植無花果等精品水果。經(jīng)縣相關(guān)部門牽線搭橋，長(zhǎng)期從事網(wǎng)絡(luò)工程與樓宇自動(dòng)化技術(shù)的他，與剛開始推廣農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的徐志福一拍即合，決定在基地里展開一場(chǎng)數(shù)字革命。

　　“革命”的最大奧秘，藏在基地邊那間約5平方米的簡(jiǎn)陋小磚房?jī)?nèi)。不同于普通農(nóng)戶設(shè)在田邊的休息房，這里不僅有桌椅和茶水，更有一臺(tái)嗡嗡作響的大型計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，以及一套體積相對(duì)較小的備用裝置，其上各類管線與操作按鈕密布，紅綠色的信號(hào)燈不停閃爍，儼然是一間專業(yè)的計(jì)算機(jī)房。

　　“如果將物聯(lián)網(wǎng)比作人體，那么這個(gè)房間里的東西就相當(dāng)于人的大腦，而我們?cè)谔镩g地頭安裝的溫濕度、風(fēng)速等各類傳感器以及各種機(jī)械裝置，則類似人的肢體及神經(jīng)、感官系統(tǒng)，會(huì)根據(jù)事先設(shè)定的各項(xiàng)計(jì)算機(jī)指令，依據(jù)天氣條件及環(huán)境因素作出不同反應(yīng)?！迸藙讋φf。

　　在他帶領(lǐng)下，我們?cè)谏l(fā)著無花果獨(dú)特香味的田地里，尋找這些低調(diào)的“感覺器官”:風(fēng)速傳感器如同一只小小的風(fēng)車，屹立于田頭，隨時(shí)捕捉風(fēng)速與風(fēng)向變化;溫度傳感器類似一只微型探頭，通過一根根電線傳遞土地的溫度;而實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭，就是一只只炯炯有神的大眼睛，密切觀察著葉片及果實(shí)的生長(zhǎng)變化……潘勛劍說，正因?yàn)橛辛怂鼈儯恋丶捌涓街锏母鞣N數(shù)據(jù)信息被及時(shí)掌握，曾經(jīng)靠天吃飯的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也因此變得更加安全、可控。

　　物聯(lián)網(wǎng)

　　最懂農(nóng)事的專家

　　今年51歲的徐志福，或許可稱為“浙江農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最懂計(jì)算機(jī)、IT界最了解農(nóng)業(yè)的專家”。

　　23歲從南京農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)、進(jìn)入省農(nóng)科院以后，徐志福曾經(jīng)從事過20多年的農(nóng)作物高產(chǎn)栽培研究工作，了解水稻等農(nóng)作物的生長(zhǎng)習(xí)性與病蟲害防治等問題。

　　但在讀大學(xué)的時(shí)候，他就迷上了無線電技術(shù)，經(jīng)常利用休息時(shí)間義務(wù)幫人修理家用電器。上世紀(jì)90年代初，他又鉆研起計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備的開發(fā)和使用，白天是奔波于田間地頭的農(nóng)業(yè)專家，夜里又搖身一變成為“程序猿”，經(jīng)常坐在電腦前編寫程序。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，這些過去在旁人看來“不務(wù)正業(yè)”的興趣，一下子成了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最稀缺的東西。

　　2010年1月，省農(nóng)科院正式成立數(shù)字農(nóng)業(yè)研究所，課題負(fù)責(zé)人徐志福要做的，就是帶領(lǐng)大家建立一系列由抽象的涵數(shù)集構(gòu)成的農(nóng)業(yè)模型，其中包含各種邏輯關(guān)系和知識(shí)庫(kù)，把農(nóng)作物在生長(zhǎng)過程中的各種因素及可能性考慮在內(nèi)，從而將整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)律轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言體系，再由計(jì)算機(jī)操控各項(xiàng)智能設(shè)備，自動(dòng)完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

　　“不同物種對(duì)環(huán)境的要求不一樣，”徐志福以猴頭菇的環(huán)境調(diào)控模型舉例說，“猴頭菇的菌絲培育時(shí)，適宜溫度為25℃，但出菇時(shí)則需要一個(gè)8℃到10℃之間的溫差，持續(xù)時(shí)間為8到10個(gè)小時(shí)，因此我們必須先計(jì)算，比較環(huán)境升溫和降溫哪個(gè)最劃算，哪種情況經(jīng)濟(jì)成本最低、猴頭菇產(chǎn)出效益最好，再綜合濕度、水分等因素，寫出相應(yīng)的公式交計(jì)算機(jī)操控，以最經(jīng)濟(jì)、有效的方式自動(dòng)管理生產(chǎn)過程。”

　　據(jù)他介紹，發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，主要有兩種發(fā)展模式。一種是在地多人少的國(guó)家，如美國(guó)、加拿大，主要運(yùn)用以遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)為核心的“3S”技術(shù)，通過“精確耕種”的方式，重點(diǎn)發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展;另一種是地少人多的國(guó)家如日本、荷蘭、丹麥、以色列，主要依靠生物技術(shù)的突破，提高土地生產(chǎn)率，重點(diǎn)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)與工廠化農(nóng)業(yè)。究其共性，二者都具有智能化高度發(fā)達(dá)、農(nóng)場(chǎng)主文化程度高、經(jīng)濟(jì)收入高等特點(diǎn)。

　　在他看來，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將先進(jìn)、普適的感知技術(shù)、云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等，引入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，充分利用信息化技術(shù)，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中精播、精施、精準(zhǔn)控制，及全程溯源等瓶頸問題，將對(duì)我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。

　　去經(jīng)驗(yàn)

　　技術(shù)掌控的生長(zhǎng)

　　買電腦、搭管線，裝設(shè)備……4年前，當(dāng)潘勛劍的老父親見他這樣在土地上搗騰時(shí)，頓時(shí)傻了眼:“種田就種田，搞這些洋玩意兒作什么?”

　　不過，當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒尤其是投入使用后，先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓老人感到“不可思議”。在電腦上輸入幾個(gè)指令，無花果地里的水管就能定時(shí)自動(dòng)噴水灌溉，大棚的卷簾也能在規(guī)定的時(shí)間打開或合攏。在手機(jī)上裝一個(gè)客戶端，同樣也能進(jìn)行這些操作。從無花果結(jié)果到成熟的約3個(gè)月時(shí)間里，整個(gè)基地只有潘勛劍一人管理，而在他家親戚的一處無花果種植基地，由于沒有這些“洋玩意”，每5到10畝地便至少要安排一個(gè)勞動(dòng)力澆水、施肥。

　　“物聯(lián)網(wǎng)改變的，不僅是農(nóng)業(yè)操作的便利程度，更是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與銷售的思維方式的革新。”潘勛劍觀察著電腦屏幕上的溫濕度曲線圖說，父輩種地只憑經(jīng)驗(yàn)，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，讓他更深刻地理解科學(xué)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。

　　比如，起初他只知道高溫天更適宜無花果生長(zhǎng)，后來通過反復(fù)對(duì)比溫濕度與產(chǎn)量間的關(guān)系，作出了一個(gè)科學(xué)判斷:當(dāng)濕度在75%以上、溫度在35℃以上時(shí)，其產(chǎn)量可比其他條件下增加約一倍。此外，根據(jù)溫濕度條件計(jì)算出的“產(chǎn)量預(yù)估”數(shù)值，更便于他決定在無花果收獲當(dāng)天，要聯(lián)系幾輛貨車發(fā)貨、給銷售商定價(jià)多少最適宜，等等。

　　漸漸地，這場(chǎng)從四八店村興起的數(shù)字革命，開始向周邊蔓延。去年，鄰村一位鐵皮石桷種植大戶主動(dòng)找到潘勛劍。

　　原來，由于鐵皮石桷對(duì)水質(zhì)要求較高，這位種植戶的灌溉用水都從附近水庫(kù)調(diào)來，數(shù)量有限，用多了怕水不夠，用少了又擔(dān)心影響作物生長(zhǎng)。為此，他請(qǐng)潘勛劍為自己的基地量身訂作了一套智能化灌溉系統(tǒng)，不僅可幫助節(jié)水，而且還能根據(jù)天氣條件進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉。他說:“以前用多少水都是毛估估，而物聯(lián)網(wǎng)能精確到幾毫升，種植的事兒，以后就得用科技來解決。”

　　田頭的變化讓人欣喜，不過徐志福深知，未來之路還很漫長(zhǎng)。比如，我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施多以簡(jiǎn)易型為主，未能實(shí)現(xiàn)溫、光、水、肥等環(huán)境因子的連續(xù)數(shù)字監(jiān)測(cè)，也沒有針對(duì)特定品種研發(fā)的配套技術(shù)體系，相關(guān)軟件的開發(fā)也需要一步步進(jìn)行，短期內(nèi)難以一次性完成，而像潘勛劍這樣具備豐富計(jì)算機(jī)知識(shí)的職業(yè)農(nóng)民，更是不夠普遍……

　　他期待著，有更多懂技術(shù)、愛農(nóng)業(yè)的年輕人加入這個(gè)隊(duì)伍，讓物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)與思維方式，滲透到田間地頭的每一個(gè)角落。