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智慧农业:开启农业现代化的新时代
长三角农业规划
2024-10-16 21:01:04

      导 语      

随着科技的不断进步,智慧农业已经成为现代农业发展的重要方向。智慧农业是信息技术与农业生产深度融合的产物,它通过传感器网络、物联网、大数据分析、云计算、人工智能等现代科技手段,实现了对农业生产全过程的智能化、精准化和高效化管理。

2024年10月9日,农业农村部召开部常务会议,审议并原则通过《农业农村部关于大力发展智慧农业的指导意见(送审稿)》以及《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)(送审稿)》,强调把智慧农业摆上突出位置,从战略、政策、实践三个层面系统谋划推进。战略层面要强化顶层设计,深入研究谋划有关战略规划,集中各方面资源力量加快补上智慧农业突出短板。政策层面要加大对高端智能农机装备的支持力度,大力支持传感器、芯片、算法、模型等攻关,围绕智能监测、精准作业、农业机器人等关键环节重点领域,深入谋划一批重大项目、重大工程,推动相关技术装备不断突破并加快落地。实践层面要推出更多智能化解决方案,努力提升智慧农业应用水平——这标志着我国智慧农业的发展将进入一个新的阶段。

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智慧农业的技术体系

1. 数据采集与监测:

利用传感器和无人机等技术收集土壤、气候、作物生长等信息,实现对农田环境的实时监测。

2. 数据分析与决策支持:

通过大数据分析和机器学习算法,为农业生产提供科学决策支持,优化资源配置。

3. 智能控制与管理:

运用自动化和控制技术,实现对灌溉、施肥、病虫害防治等环节的精准控制,提高生产效率。

4. 智能装备与应用:

包括智能农机、农业机器人等,提高农业生产的自动化水平,减轻农民劳动强度。

5. 智能温室技术:

智能温室结合了环境控制和自动化系统,能够根据作物需求自动调节温度、湿度、光照等条件,实现全年稳定生产。

6. 信息服务与共享:

构建农业信息服务平台,实现信息的共享和流通,促进农业产业链的协同发展。

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为什么要发展智慧农业

智慧农业是建设农业强国的重要抓手之一。它不仅能够提高农业生产效率,降低生产成本,还能提升农产品的质量和安全性。

1. 提高生产效率,降低劳动力:

自动化机械和机器人可以接管许多劳动密集型任务,如播种、除草、收割等,减少对人力的依赖;无人机可以用于作物监测、病虫害防治和施肥,减少农民在田间的劳动强度和时间;通过安装田间摄像头和传感器,智能监控系统可以实时监测作物生长状况和环境变化,减少人工巡查的需要;智慧农业的数据分析工具可以为农民提供科学的决策支持,减少对经验和直觉的依赖,提高决策效率。

2. 提高资源利用效率和农产品品质:

通过环境控制技术,如智能温室,智慧农业可以为作物提供最佳的生长环境,从而提高作物的品质。此外,精准的水肥管理技术也有助于减少农药和化肥的使用,减少资源浪费的同时还可以生产更安全、更天然的农产品。高品质的农产品往往能够获得更高的市场价格,为农民带来更好的经济效益。

3. 加强生态环境保护,推进生态循环农业发展:

通过减少农药和化肥的过量使用,智慧农业有助于减少农业活动对土壤和水体的污染,保护农业生态环境。节水灌溉系统通过使用土壤湿度传感器和天气预报数据,实现按需灌溉,减少水资源的浪费;精准施肥和施药:利用土壤和作物营养监测技术,智慧农业可以精确控制肥料的使用量,避免过量施肥导致的地下水和土壤污染;通过监测和分析土壤质量,采取适当的土壤改良措施,减少对土地的开发压力,如轮作和覆盖作物,提高有机废弃物的资源化利用,有助于保护生物多样性和生态平衡,促进农业生态系统的循环和平衡。此外,智慧农业系统可以集成太阳能和风能等可再生能源,减少农业生产对化石燃料的依赖,降低温室气体排放。

4. 提高农业生产的适应性和韧性:

智慧农业可以更好地预测和应对气候变化带来的挑战,如通过监测和分析天气数据,及时调整作物种植和管理策略,减少气候风险对农业生产的影响。智能温室系统还可以通过调整室内作物生长所需的各项参数,解决“靠天吃饭”问题,实现周年生产供应。

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智慧农业技术在农业产业中的主要应用

1. 精准农业

利用GPS、GIS和遥感技术,精准农业技术能够收集土壤、气候和作物生长数据,实现精准施肥、灌溉和病虫害防治,从而提高作物产量。尤其在无人农场,可以利用农业机器人进行作业途径规划,自动播种、施肥、除草、收割等作业,大大提高工作效率、降低劳动强度。

2. 智能温室

智能温室配备的自动化控制系统(包含环境控制系统、智能灌溉系统、病虫害预测控制系统等),能够根据作物的需求调节温度、湿度、光照和CO2等环境因素,为作物提供最佳的生长条件,从而提高作物质量和产量。利用传感器和图像识别技术、大数据分析和机器学习模型预测病虫害发生,指导农民采取预防措施,减少农药使用。

3. 农业机器人和自动化设备

植保无人机的使用标志着农业管理方式的一次革命。它们能够高效地完成大面积作物的喷药和施肥任务,不仅提升了作业效率,还有效减轻了农民的劳动强度。应用无人驾驶播种机、除草剂、收割机和其他自动化设备,如智能采摘机器人,进行播种、除草、收割、采摘等作业,减少人力需求,提高作业效率。

4. 农业知识管理和决策支持系统

应用农业大数据和人工智能技术为农业生产提供强有力的决策支持。通过分析海量的农业数据,帮助农民根据历史数据和实时信息做出更科学的种植和管理决策,如洞察市场趋势和消费者需求,为农民提供销售策略和定价建议、优化生产结构,从而提升农业的整体竞争力。通过在线平台和移动应用提供农业知识和技能培训,提高农民对新技术的接受和应用能力。

5. 农产品溯源系统

使用传感器和图像识别技术可以检测农产品的成熟度、色泽和形状等品质指标,提高产品质量。通过物联网技术监控农产品的储存和运输条件,确保产品从田间到餐桌的新鲜度和安全性。农产品溯源系统建立后,消费者通过扫描二维码等方式,便可轻松获取农产品的详细信息,包括生产过程、质量检测结果等,确保了消费者对食品安全性的知情权和信任度。

6. 垂直农业和城市农业

通过控制环境如利用LED灯光代替阳光、自动化的养分和水分输送系统,可以在有限的空间内实现高密度种植,提高作物产量。

智慧农业技术的应用不仅提高了农业生产的效率和可持续性,还增强了农产品的市场竞争力,为农民带来了更好的经济效益。

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智慧农业的发展趋势

1. 数字孪生技术:

数字孪生技术能够在虚拟空间中模拟真实世界的农业生产过程,帮助农民进行风险评估和生产规划。

2. 农业信息化服务的发展:

随着智慧农业的发展,农业信息化服务也在不断升级,提供更加精准的市场分析、价格预测等服务。

3. 个性化与定制化:

根据不同地区、不同作物的需求,提供个性化的农业生产解决方案,满足市场多样化需求。

4. 产业链整合:

智慧农业将促进农业产业链上下游的整合,实现产销一体化,提高整体效益。

5. 国际合作与竞争:

智慧农业的发展将成为国际农业竞争的新焦点,推动国际合作与交流,提升国家农业竞争力。如近日外交部发布的《中国一东盟关于促进智慧农业发展的联合声明》明确指出,加强在开展智慧种植、畜牧、兽医、渔业、灌溉、食品安全和可追溯、收获后处理、加工和贸易等农业各领域关键数字技术创新合作和联合研发,推动农业传感器、农业机器人、智能灌溉等先进技术攻关;促进农业生产数字化,支持大数据、云计算、物联网等技术应用,推动植物病虫害和鱼类疾病防控数字化,探讨开展智慧农场试点建设和示范推广、共享气候和疫病等数据;推动农产品供应链数字化。

6. 可持续发展:

智慧农业有助于实现资源的高效利用和环境的可持续发展,促进生态文明建设。

尽管智慧农业的发展仍面临一些现实挑战,例如,农业病虫害图像数据采集环境的复杂性、数据采集方法的多样性以及农业环境感知技术的局限性等。但随着国家对智慧农业的高度重视和政策支持,未来,随着新一代人工智能技术的快速发展,智慧农业将在多尺度农情全息感知、农业跨媒体知识图谱构建、复杂成因农情多粒度关联预测、农业大模型等多方面取得新的突破,为农业生产的现代化转型提供更多的可能性。

| 编辑:鲍春源

| 签发:郭峰

| 版权:以上内容转载自微信公众号“中农富通”,版权归原作者所有,本平台仅为内容分享,若涉及版权问题,烦请原作者联系我们,与您共同协商解决。

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