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【新闻】大数据时代的未来农业发展模式茉莉果属

发布时间:2020-10-19 04:54:51 阅读: 来源:垃圾桶厂家

大数据时代的未来农业发展模式

现在,古老的农业又到了变革前夜,这一次的“搅局者”是信息技术——传感器、物联网、云计算、大数据以及互联网,其不但颠覆了日出而作日落而息地手工劳作方式,也打破了粗放式的传统生产模式转而迈向集约化、精准化、智能化、数据化,农业生产因此获得了类工业的产业属性。而互联网电子商务及现代物流的横空出世,使得整个产业链各要素激烈碰撞、重组,线上线下的耦合度空前提高,这极大地拓展了未来农业经营模式的想象空间。

随之而来的,各方新势力正源源不断地投身农业,希望能用自己的力量改造农业,在这一次的变革浪潮中捕捉到商机。北京天安农业总经理刘雁飞的观点非常有代表性:“ICT技术已经全方位渗透到了农业全产业链的所有环节,旧有的农业模式正在被颠覆。”

精准农业

从北京飞行两个小时落地后再坐半天汽车,才能抵达位于呼伦贝尔草原深处的呼伦贝尔农垦集团农场。这个农垦集团有22个农场,600多万亩农田,共计好几万个地块。规模化、集约化的农场正在实施精准农业。

精准农业概念最早由美国提出,它的目的是以较少的投入达到同等收入或更高收入,并改善环境,高效利用各类资源,取得经济效益和环境效益。

对于大量地处偏远地区、人口稀少、人才资源稀缺的大农场,如何实现现代化的精准农业?过去,农垦集团很难找到人,搭建和维护实现精准农业所需的IT决策系统,也很难及时找到农学专家来指导交流。现在,云服务改变了一切。

几年前,国家农业信息化工程技术研究中心开始建立农业云服务平台。全国各地的农田数据,像温湿度、作物参数、遥感影像,还有土肥工作站定期采集、化验的土壤参数,农产品贸易价格……都源源不断地经过网络流入这个农业云服务平台;这些数据再结合农业专家研究的各种专业模型和算法,就能为全国各地的农场提供全方位的精准农业决策服务。

通过“施肥决策服务系统”,全国农场一年减少了几百万吨化肥的使用。“中国目前是全球最大的化肥消费国,虽然我们水稻、小麦、玉米的单产比发达国家还高,但代价是,同等产出的粮食所用的化肥,是发达国家的3到4倍甚至更多。”国家农业信息化工程技术研究中心陈天恩博士说,“盲目施肥的后果是作物根本无法吸收,不仅浪费,还污染地下水和土壤。”现在,云服务下的精准施肥正在扭转这样的局面。

而通过“精准灌溉系统”,农场不过度抽取地下水,防止呼伦贝尔草原沙漠化;通过病虫害预警系统,农场可以在局部爆发病虫害时及时反应,进行精准施药决策。在过去没有精准施药时,“农用飞机飞过去,哗哗哗,一路上几万亩农田就被施药了”。现在的精准施药可以区分田块来施药,避免过度施药、污染和浪费,也提高了食品安全。

物联网同样是实施精准农业的重要技术。我国重要的粮食主产地东北,是应用大型农机装备的主要区域。由于耕地面积广大,农场的生产经营与“一亩三分地”式的小农作业完全不同。

比如土地平整和起垄作业,一方面对拖拉机手的技术和经验提出了很高的要求,因为这直接决定了作业质量如直线度、平整度;另一方面由于作业过程中需要注意力高度集中,造成劳动强度很大,非常需要拖拉机在作业过程中减少人为操作。

因此科研人员想到给拖拉机安装传感器、激光仪、导航设备等,赋予拖拉机“智慧”,使得拖拉机在导航状态下自动走直;利用激光发收设备结合传感器精确完成土地平整作业。

除了生产作业之外,农场的管理同样需要借助物联网。据黑龙江红星农场技术负责人孙洪江介绍,基于精准农业和现代化大农业的发展趋势,红星农场近年引进了一套机车监管服务系统。

孙洪江说,红星农场属于国营农场,行使国家土地管理职能。农场把土地承租给农户,机车由农户自己购买,农场实行统一管理,每辆机车在农场有编制。农场根据农户的作业量进行结算。

以往每年耕种时节,是由农机统计员手工统计每个农户的工作量,但因为耕种面积大,往往一块地有3~5台机车作业,有的车干得多,有的车干得少,统计员就偷懒取平均数,农户吃大锅饭。

因此,为了能准确获取每个农户每天的工作量,农场和国家农业智能装备工程技术研究中心合作,给每台机车上安装一个传感器和GPS定位,传感器能实时获取机车作业数据并传送到机载终端,终端把数据发送到农场的系统平台。

孙洪江说,就是这样一套系统,一方面能让农场管理者实时了解机车的田间位置、作业轨迹、农户的作业量,系统自动生成日、月、年报表,给核算提供支持;另一方面由于机载终端可以自动生成作业报表,农户自己也可以很清楚地知道每天干了多少活,产生了多少效益。

美国风河公司认为,利用物联网等技术使农田与农机网络化、为农场主提供决策支持是未来智能农业的发展趋势。未来不管是火星上的探测车、空中的飞机还是田间的农机,都需要具备一些基本能力——物联网中每一个终端设备都需要网络互连性、可管理性和安全性。

孙洪江对这样的趋势看得很清楚,但多年的实践也让他深切体会到理论与现实的差距。他以精准农业中的变量施肥为例指出,困扰变量施肥的瓶颈在土壤取样和化验,虽然国外提供了土壤取样机和快速化验的设备,但误差率高,所以精确的变量施肥依然没有从技术上解决。

蜜蜂的启示

把传感器安装在田间地头并不困难,但要在动物身上放传感器就不那么容易了。一个有趣的例子是在蜜蜂身上贴RFID标签,这是伦敦大学Queen Mary学院的一项动物行为学研究。研究人员把实验室的几百只黄蜂贴上RFID标签,当黄蜂寻蜜时,安装在蜂箱或者假花里的阅读器就可以获取黄蜂的RFID数据。

获取这些数据后就能更好地研究诸如“一个蜂房内可以容纳多少只蜜蜂”、“蜜蜂可以连续在外活动多久”、“蜜蜂‘迷巢’现象的原因”等蜜蜂行为学的课题。这改变了传统用颜料标识导致速度慢、精度差的弊端。

国内的RFID企业远望谷在2009年与江西农业大学蜜蜂研究所合作建设了“基于RFID的蜜蜂研究信息平台”,在国内尚属首例。

给蜜蜂贴上RFID芯片的例子大大拓展了传感器应用场景的想象空间,尽管这只是一项学术研究。在实践中,除司空见惯地给牛羊贴RFID耳标外,日本富士通公司给韩国的牛蹄绑上计步器观察“牛的发情行为学”,则产生了不小的商业价值。

据韩国首尔韩畅牧场社长金希澈解释,对于畜牧农户而言,通过牛的发情期来支配怀孕、分娩的管理方法是直接影响销售的关键。

牛的发情周期为21天,其中可孕时间仅有16个小时。如果错过这一时间段,就必须再等21天。在传统管理模式下,为了观察牛的发情征兆,牧场工作人员需要随时确认牛的状态。而牛的发情时间主要在夜晚和凌晨,即使安装有摄像头,依然难以有效观察。实际上,即便是经验丰富的工作人员,在肉眼观察时,平均发现率也只有58%。

相比肉眼直接观察,富士通牛步系统使用计步器能准确掌握牛的生理周期。事实上,有发情征兆的牛步伐数会比平时增加。安装计步器后,每头牛的步伐数信息会通过发射器搜集到牛棚一边的接收器上。每隔一小时,接收器所采集的信息会传输到富士通的平台进行分析,得到的分析结果又传送给牧场管理员。

金希澈说,牛步系统大幅降低了牧场的工作量,为工作人员赢得了更多时间。而最重要的收获是发情发现率达到几乎100%,大大提高了繁殖率,增加了销售额。

追溯是种管理思想

再见陈绍鹏,他名片上的职位已变为“联想控股高级副总裁、佳沃集团总裁”。佳沃是联想布局农业的一枚重要棋子。2011年10月,经过千挑万选,联想控股董事长柳传志把联想控股农业领军权杖交给了陈绍鹏。

陈绍鹏无疑是一个拓荒者:他所在的联想集团是一家成立近30年的IT企业,与农业几乎没有任何交集;而陈绍鹏本人虽然出生在甘肃农村,但18岁来北京上大学后就基本与田间地头绝缘。

不过,传统农业正因为IT信息技术而发生巨大改变,从佳沃的品牌标识就能反映这一点:广袤肥沃的原野大地和普照大地的太阳形成了一个指纹符号,代表了佳沃对品质的承诺,更折射出佳沃的科技基因。

昔日联想集团的“少帅”用“幸福、兴奋、幸运”总结了自己新的职业生涯,陈绍鹏强调:“很幸运,接触农业后我深刻体会到,农业与IT高度关联,比如佳沃的全程可追溯系统就让IT技术得到了充分的发挥。”

“全程可追溯系统”是佳沃“三全战略”最重要的一部分。全程可追溯系统从选育、种植开始,到采摘、筛选、品控再到物流、终端等产业链,每个环节都进行有效的运营和管控。

“我来做个演示吧!”陈绍鹏掏出手机,打开一个扫描软件,对准一盒蓝莓包装盒上的二维码,佳沃全程可追溯系统的界面马上出现。

这个界面包含五个模块:生产基地、加工工厂、监测信息、物流运输及销售信息。消费者可以看到这盒蓝莓生产流通环节的信息,信息细致到了土壤和水的检测、农残指标,还有加工工厂具体的地址、生产人员等。所有这些信息由强大的后台系统支撑,涵盖了生命周期的所有环节,包括灌溉、修建、授粉、降雨量等。

除了消费端,佳沃的全程可追溯系统还包括企业内部系统。陈绍鹏继续演示内部系统:“想知道一个子基地施了什么肥料,直接从后台点击该基地,系统马上就会显示肥料类型、每株的施肥量及施肥负责人的信息等。”

佳沃的全程可追溯系统涉及到158个环节、超过300人次、产生3100个字段信息量。由此可见,农业的全程可追溯系统操作步骤多,而且是各自操作,不像工厂流水线管理。

“IT系统谁都能做,技术其实并不是最难的,最难的是管理和团队的执行力。”陈绍鹏强调,“像全程可追溯这样的IT技术运用到农业,主要体现在管理效率上的提升、管理体系的健全。”

佳沃常务副总裁汤捷对此深有感触:“以全程可追溯系统中的土壤和水分采集器为例,每50亩为单位安装一个采集器,万亩地需要200个采集器。但如何管理及维护这些采集器呢?最终还得靠人。”

“万亩农地不仅面积庞大,地势和气候条件也相当复杂,作业条件枯燥、艰苦,这就需要实际操作人员要有非常强的责任心,而且必须要有检查的方法,保证他们认真履行职责。只有管理到位了,才能够优化技术。”

所以在汤捷看来,农业现代化的过程很重要的一点就是思维现代化,全程可追溯系统改变的也将是传统农业的思维方式,目的是培养从业人员在生产流通等各个环节标准化和流程化等习惯。

电商、社区与大数据

互联网,以颠覆者的姿态横扫一切传统领域,比如商贸、金融、汽车、餐饮、教育、医疗等等。农业遇上互联网,也碰撞出了许多新玩法。

淘宝生态农业组对农产品新卖法酝酿已久。一直以来,淘宝的农产品销售都混在食品板块,直到去年,淘宝内部提出要建立一个农产品网络交易市场。经过调研发现,建立这个市场并不容易,很多偏远地区有产品的合作社完全不懂互联网,无法自己做网店运营。“反复论证之后,我们认为预售和分销将是两个可实现的途径。一方面,互联网是个海量数据平台,并能以最低代价组织大量消费者实现购买行为,有更好的条件实现订单农业,实现的方法就是预售。另一方面,农场主把产品信息用最简单的方法传到分销库里,然后我们负责规范描述,目前已有的80万农产品卖家是接盘商,他们根据信息确定进货,然后用统一的配送渠道把农场主的产品进行配送。”淘宝农业发展部资深总监陈庆探说。

好的产品想卖出去,没有渠道,没有定价权,而通过电子商务平台可以搜集到大量消费者消费行为信息,用来指导农产品的销售。“以前,农场主有产品却没有定价权,但淘宝海量数据可以来指导他进行合理定价;第二,规模化运作成功的话,未来也会改变流通模式,原先是种多少卖多少,以后市场倒过来指导生产,以销定产,卖多少种多少成为可能。”陈庆探说。

除了淘宝这样的纯电商平台外,诸如小毛驴有机农场、有机农夫市集等线上线下结合的农业模式近几年也方兴未艾。它们充分利用社交网络经营社区,将爱好有机农业的人群组织起来,再通过线下的各种活动完成商业闭环。

从线下到线上,农户们从与批发商打交道转换到直面消费者,他们开始比任何时候都更有条件关注消费市场的变化,关注数据。而这种转变,直接推动了传统生产方式的升级。

沱沱工社CEO杜非对数据运用颇有心得,他去年到任后,立刻在运营部成立了四个人的数据分析小组,专职对后台数据进行搜集和整理。今年,沱沱工社基于消费者购买频次和消费占比数据分析,决定去掉20个品类不再种植,而把黑花生的种植面积扩充25倍。

北京天安农业也开始利用数据指导农业生产。总经理刘雁飞认为,传统的农业生产与市场销售是基本脱节的,农民的种植完全根据经验,“供不应求”或者“菜贱伤农”的现象经常发生。天安打破了这一模式,按照工业生产方式“以销定产”,由公司搜集市场需求,继而指导农户种植。

“比如我预计今年需要提供1000斤黄瓜给市场,那我就会根据这个指标换算成具体每个种植单元的种植面积,然后与农户签订合约。同时我要对农户的生产全程管控,保证食品安全。”刘雁飞说,“这就需要依靠信息技术。”

为此,天安农业引入了多个信息管理系统,如生产管理系统、销售管理系统、ERP管理系统、温室管家系统、二维码追溯系统、配送管理系统等。据天安农业信息工程部经理李长春介绍,公司每年沉淀的数据量已经从4年前的40G提升到现在的100G,“老的SQL Server数据库已经跑不动了。”

李长春介绍,天安将上马SAP公司新推出的基于内存计算技术的高性能实时数据计算平台HANA,这也是HANA在SAP Business One平台的首次应用。刘雁飞回忆,2008年,天安在考察了用友、金蝶等软件企业之后,决定采用SAP Business One系统,天安也成为SAP中小企业中的经典用户。

刘雁飞也坦言:“农业看起来很美,做起来却很累,但沉下去又会觉得乐在其中。”

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