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从凭感觉到讲科学,环境数据如何助力农户实现精准化种植?

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农业作为我国国民经济中的重要支柱产业,历来受到国家的大力扶持,特别是在实现全面脱贫的历史任务后,农业数字化转型成了新的政策热点。今年党的二十大报告明确提出,要全面推进乡村振兴,加快建设农业强国,强化农业科技和装备支持。


▲农业数字化转型已成为必然趋势

农业农村现代化是乡村振兴的前提条件,而如何将先进的农业技术与农业生产有效结合,促进农业数字化转型,推动农事生产全过程精准化、可视化、智能化管理,切实帮助农户降本增效,则是实现农业农村现代化面临的最紧要问题。

传统农业生产看天吃饭,
大肥大药现象极其严重。

目前,我国传统农业仍旧以家庭为主要经营单位,人均耕地面积小,大多数农业生产活动主要依赖人力、畜力,劳动生产强度大、生产集约化程度低、生产效率低下。此外,在整个农事生产过程中,看天吃饭的情况未得到显著改变,主要还是依赖农户过往积累的种植经验进行判断。

根据过往的发展历程来看,“粗放”仍旧是我国农业生产过程中最为显著的特点,通常以大水、大肥、大药为生产样式。据统计,中国化肥用量始终居于世界前列,每公顷用量是世界平均水平的4倍以上,每年农药用量高达180万吨,而真正能够作用于农作物的却仅占30%左右,剩余的70%均被土壤或植物所吸收。

传统农业生产大肥大药现象严重

盲目使用大量的化肥农药,不仅对生产资源造成极大浪费, 还易使土壤板结、酸化,导致作物产量和品质下降、农药残留超标等,让本就利薄的种植效益进一步降低,农民种粮积极性持续下跌,农村空心化日趋严重。

粗放模式难以持续发展,
精准种植成为破局关键。

乡村要振兴,首先需要产业兴旺。唯有帮助整个农业产业兴旺,农户种植收入提高,乡村振兴才能真正实现。而数字技术在这其中发挥的主要作用和逻辑,就是要推动农民和农业生产,由传统的劳动和资源密集型向技术和数据密集型转变。

届时,数据资源将成为最重要的生产要素,测土配方施肥、农药施用、补水灌溉、病虫害监测、生产技术等各种管理和决策,都以精准的数据为依据,而不再是凭借农户的经验之谈。

更值得注重的是,农业精准化种植的好处不仅仅在于生产效率的提升,对于茶叶、水果、烟草、香料等高经济价值的作物而言,最直接的体现则是产品价格表现更为出色。以大名鼎鼎的阳光玫瑰葡萄为例,2016年是其初登神坛的一年,市场价格一度高达300元一串,更被誉为“葡萄中的爱马仕”。但短短的几年时间,阳光玫瑰的市场价格却已跌到19.9元/斤,甚至是9.9元一斤。

▲超市里的阳光玫瑰 | 农民日报

随价格一同断崖式下跌的,还有种植户的收成。据红星新闻报道,四川西昌等地的阳光玫瑰葡萄产地,今年上市以来批发价大多在每斤10元左右,最低的甚至达到了每斤4-5元,相比三年前,价格已经腰斩。种植户只能保本或者小赚, 再不复往昔势头。

俗话说,物以稀为贵。阳光玫瑰早期之所以会出现这样的“天价”,与产量少,品质佳密切相关,但随着国内果农大面积种植,产量得到增加,价格下浮也是情理之中。但事实是并非所有的阳光玫瑰葡萄都只能卖低价,从市场价格来看,一些优质的精品果每斤仍然卖50元以上,而那些单价较低的,基本都属于中下等级,果型较小,味道酸涩且果皮较厚。

▲精品阳光玫瑰葡萄 | 红星新闻

价格的两极分化,也从侧面证明了阳光玫瑰并非卖不出高价,而是缺少支撑高价的品质。一般情况下,决定葡萄品质的因素有2个:直射阳光充足,土壤透气性强。而具体到阳光玫瑰,它属于中熟略偏晚的品种,其最佳生长环境温度为21℃—26℃,土壤有机质须达3%以上,要求无霜期长,且要保障果体与树体拥有充足的发育时间,采摘时低糖标准在16%以上为佳。

▲生长环境决定阳光玫瑰品质

但在传统的种植管理过程中,果农由于缺乏对这些数据的精准把控,导致产出果品质量层次不齐,严重影响种植收益。例如,阳光玫瑰对肥水要求较高,需要保持充足的补给,否则易出现严重的缺素症、僵苗、果实大小不均且难以产生香气。而在高温环境下,又要控制好土壤湿度,不然容易发生果锈、树势弱甚至死树的情况。

这样的背景下,“粗放”的种植管理模式已然不能支撑新时代农业产业的发展需要,而物联网、人工智能、大数据等信息技术的引入,正逐步改变着农业生产的模式。

分布式监测环境变化,
智能分析最佳解决方案。

作为无源物联网领域的头部企业,飞英思特以“精准化”作为农业行业切入点,推出了全新的智慧农业解决方案。该方案致力于通过“全天候、全区域、高频次”的数据监测方式,实时洞察高经济价值作物生长环境情况,并根据数据进行AI智能分析和决策建议,帮助农户实现精准化种植,实现产量和质量的双重提升,扩大自身收益。

数据是实现精准化种植的前提,为了彻底解决农业传感器因地形限制或电池续航所造成的数据缺失、数据不精准、数据采集频次低等难题。飞英思特围绕自研的能量采集技术,专为智慧农业解决方案打造了一款免布线、免电池、模块化设计的自供能农业监测设备。

▲自供能农业监测设备

其可在低光照度的环境下采集光能为自身充电,实现能量自治。凭借这一特性,在一些市电到达困难、项目体量大等农业场景下,也能实现低成本的全面部署。

以葡萄种植园为例,这类场景不仅面积宽广,且相当一部分位于丘陵、坡地、沙石山地等复杂地势中,这就导致同一区域不同地段的土壤土质、含水量、光照等生长条件很大可能存在差异。但由于环境和成本限制,在选择传统的布线方式部署传感器时,数量往往偏少,难以精准把控区域内各个地块的环境数据变化。

而飞英思特所推出的智慧农业解决方案,则从成本和数据精准度入手,使得在性价比更高的前提下轻松实现大规模分布式部署增强了种植区域内的数据监测密度,很好的解决了数据类型少、数据缺失、数据不精准等难题

▲精准监测作物的多维环境数据

借助分布式环境监测信息监测子系统,可在园区内各个点位上部署免布线、免电池的气象传感器、温湿度传感器、土壤墒情传感器、图像采集数据等,并根据作物所需以半小时/次、1小时/次至1天/次等各种频率采集环境数据,然后通过主控节点将数据上传至数据管理子系统进行分类、分拣和融合,综合得出系统数据报告,形成统计数据和报表,时刻监控葡萄苗情、病虫情、灾情和生长发育以及周边环境等情况,为生产管理提供数据支撑。

自定义设置环境参数预警,
多种方式联动设备优化调整。

根据葡萄在各生长周期对环境的需求不同,系统可自定义设置环境参数预警区间,对灌溉水泵、通风、补光、降温等设备开启的频率和时长进行设置,以及设置各设备开启的先后顺序,实现分步控制。当葡萄种植园区内某地块出现缺水、缺肥、温度过高等情况,系统将自动联动相关设备进行补充调整。此外,人员也可通过手机、电脑手动实现灌溉等控制,从而实现葡萄精细化、智能化管理。

此外,方案中的生产管理日志还可以供生产者记录生产工作具体情况,如整地、种植、施肥、用药等日常工作的电子详细记录,记录各生产管理过程的时间、操作人、 操作方法和操作结果,从而建立葡萄作业流程、规范和标准。

▲智慧农业解决方案四大优势

整体而言,通过引入智慧农业解决方案为葡萄种植管理精准赋能,生产管理者不仅能及时掌握葡萄园区空气和土壤环境等数据,了解葡萄长势、病虫害发生情况,还能以实时数据指导葡萄种植,科学防治病虫害和浇水施肥,减少用药、用水和用肥,既降低了综合投入成本,又提高了葡萄质量和品质,可谓一举两得。

目前,飞英思特推出的智慧农业解决方案已成功应用在茶叶、烟草、草莓、葡萄、大樱桃等多类具有高附加值经济作物当中,面对山地、大棚、沙地、大田等不同的环境,数据采集及传输能力稳定可靠,方案的实用性及价值被客户充分肯定。

▲飞英思特某樱桃园项目现场
数字技术与农业的加速融合,正逐步改变从业者的生产管理方式,以数据为核心的精准种植模式正受到越来越多人的欢迎。飞英思特身处于行业变革的大局之中,将持续推动无源技术在农业领域的科技创新,帮助构建中国智慧农业生态体系,让每一个农户都能享受到科技带来的红利,轻松实现精准化种植,以高品质带来高收入。


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