4月19日,位于濰坊的中國農業大學(峽山)高端農業科研示范基地大棚里,放眼望去,一顆顆綠油油的蘆筍冒出地面20多厘米高,飽滿挺直、惹人喜愛。
該基地占地321畝,種植小麥180畝,蘆筍70畝,共36個大棚。諾大的基地內,人員很少,卻井井有條,效率極高。從種植到包裝發貨,不管是作物、農資、設備,還是人員,都有一根“數字化”指揮棒。
高品高效的種植,農業數字化功不可沒。
坐在辦公室里種田
室外陽光和煦,一處23畝的智能連棟溫室內,暖如盛夏,8個風口全部開啟。棚口處,有兩個黑色母液桶,一旁的肥料泵微震,一根根管道,將配方肥送入田地中。
肥料泵機坐落在一臺設備上,觸摸屏上顯示:計劃時長150分鐘,剩余時長12分鐘。上面還實時顯示著瞬間壓力、累積流量、水中含肥量及曲線,水流和肥料數值監控等。“這是我們的智能灌溉控制器,用于控制時長、流量、比例、頻率等數值。”基地負責種植管理的農藝師于靜郡說。
田地里,分散立著6個智能環境信息采集器,地上插著傳感器,采集水肥、溫度、濕度、二氧化碳等數據,數據上“云”,便于種植人員隨時調整灌溉策略。
蘆筍種子來自中國蘆筍研究中心,基地和設施,則全部來自一家專注于智慧農業的國家高新技術企業——中慧高芯技術(山東)有限公司。該公司通過與科研院所的交流合作,將“物聯網、大數據、云計算、人工智能、數字孿生”等技術應用到農業生產管理領域,推進農業園區智能化、信息化、數字化建設,提供“一站式智慧農業”綜合解決方案。
時間、流量是如何確定和控制的?“我們研發了一套基于物聯網和數據計算分析的農田灌溉系統。”中慧高芯研發總監孫秀興神秘一笑,包括灌溉決策系統、灌溉控制系統、知識庫管理系統(種植模型)等,通過手動、定時、智能決策算法、種植模型等灌溉決策模式,高精度控制施肥,可定時、定量,或EC控制施肥。
平時都不用來現場,于靜郡用一部手機就操作了。他在手機上打開灌溉決策系統——“中慧智農數字農業可視化管理平臺”,當前灌溉情況一覽無余,8個灌溉區域內,有3個在工作。在灌溉記錄模塊中,詳細記錄了每天的溫濕度、日照、凈輻射、蒸發深度等10余個數值。
“我們積累了龐大數據量,基于聯合國灌溉決策建議的算法,算出當前土壤蓄水量,當低于設定值時,決策系統會觸發灌溉建議。”孫秀興說。控制室內,有一臺一人高的黑色機器,它便是基地“大腦”——智能灌溉控制器。收到決策指令后,控制系統啟動,給水肥一體機發送指令,實現自動灌溉。如今,這套灌溉系統和裝置,分獲國家授權發明專利。
在物聯網技術下,中慧高芯還進行環境控制。通過研發的環境控制系統、知識庫管理系統,控制二氧化碳發生器、風口執行器等,改變環境,讓種植更精準。
“智慧”農業,實現了高產高質。在畝產上,和附近種植戶比,可增產39%,蘆筍提前一個月上市。在人工上,頭年開溝施肥時,需要2個人干10天,如今用設備只要3天。解放的還有于靜郡,以前34個大棚,每天光開關水肥就要跑68次,如今他將更多精力放在預防病蟲害和種植管理上。目前,中慧高芯正和山東農業大學研發采收機器人,擬打造“無人農場”。
種植模型可復制全國
在現場記者看到,想要灌溉施肥,于靜郡只需點擊手機,不用設置參數,這是為何?原來,2月底,基地新上了一套蘆筍生長模型,哪天澆水施肥,用水多少,只要根據模型來就行。比如水里含肥量2.0ms/cm,低了自動加肥,高了停肥;水壓設置3公斤,超了自動抽水,小了降低抽水頻率。
“這套作物生長模型,基于數字孿生技術。是我們根據之前種蘆筍的經驗,創造的數字版的‘克隆體’。現在數據還在不斷修正中,后面會越來越精準、完善。”孫秀興說,現在先做了春秋冬三個季節的水肥配方,明年將精準到每個月。
“生長模型是標準化生產管理的關鍵,通過標準化生產管理系統,可實現不同基地、相同作物的管理實施。”孫秀興告訴記者,不僅能更精細化的田間管理,還可解決未來“誰種地、誰會種地的問題”。
通過作物生長規律、農事操作、投入品用量等進行大數據處理,中慧高芯為該基地搭建了生長環境模型、病蟲害發展環境模型、作物生長模型,再通過物聯網,實時監控生產、病蟲害災害分析預警。
由于數字孿生技術的可復制特點,孫秀興說,峽山作為企業的中試基地,目前已獲得成功,實現了農事操作標準化。下一步,他們將把這套蘆筍種植模型,復制到甘肅會寧,最后推廣至全國。今年5月份,該企業在甘肅會寧的310畝蘆筍示范基地,將進行定植,年底前,該基地將復制推廣至3000畝。
就在記者采訪時,外地一個蘆筍種植基地打來電話,200畝大田的100個溫室,想要套入中慧高芯的標準化生產技術。眼下,在非洲加納,正在建設的濰坊國家農綜區加納阿拉克智慧農業產業園,也將使用這套技術。
用大數據預測實現高產高質
4月19日上午8點05分,周春霞將一筐采收好的蘆筍放到智慧電子秤上,“28.53公斤!”電子秤顯示出了重量,這一重量被同步到了于靜郡手機上。周春霞的身前掛了一個二維碼,掃碼后,采收人員、時間、重量等數據自動上傳云平臺。
“智慧農業更側重于生產層面,數字農業還面向運營過程。”孫秀興認為,未來農業,一定是數字化的。基于此,中慧高芯研發了一套數字化運營管理系統。從早上6點36分稱重,到8點55分,9名采收人員共采收215.62公斤,誰采收了多少一目了然。
除了采收管理,在該系統上,記者還看到,加工管理、銷售管理、用工管理、投入品管理、固定資產管理、分析報表的技術管理等,功能俱全。基地運營的三個數據:收入、支出、利潤,全部涵蓋,小到日統計,大到年統計,讓管理更便利、科學。
農業數據采集與分析是數字農業的基礎。“我們將生產數據、運營數據打通,為大數據預測提供了便利。”4月21日,在中慧高芯技術(山東)有限公司內,孫秀興正在查看當天產生的各種數據。
最近幾天,孫秀興通過監測平臺發現,近30天蘆筍產量波動較大。在查看了農田土壤、氣象、蘆筍生長等數據后,他與農科院專家找到了主要原因:溫度波動導致。
“在溫度不可逆情況下,如何加大水肥供給,把產量損失降到最低。”孫秀興說,他們正聯合院所專家,針對這個課題進行研究。“原來按照作物規律去投水投肥,現在研究通過改變水肥策略,在產量和質量上,能不能彌補溫度變化造成的影響。”
溫度的變化,對產量影響到何種程度?水和肥的用量,對產量和品質的影響程度?目前,孫秀興和技術人員正忙著做數據的跟蹤和分析,通過對天氣的預測,形成對品質的預測,找規律,強干預。同時,利用大數據,還可以預測病蟲害,提前制定干預措施,實現標準生產、質量追溯、科學決策等。
在這個蘆筍種植基地,中慧高芯用一個云平臺,對生產、銷售、服務等各個生產環節信息化管理,實現科學指導、高效生產、科學預測、精準銷售、數據決策分析等功能。
“大數據賦能,助力農業生產標準化、規模化、現代化發展進程。為農業生產走向智能化、科學化、信息化,為精細化農業管理提供了技術和組織保障。”中慧高芯董事長徐廣健說。(大眾日報客戶端記者 楊學瑩 張蓓 報道)
聯系郵箱:3267146135@qq.com