“5G、大數據、人工智能、云計算、機器人技術(shù)，逐漸應用到設施園藝之中。數字技術(shù)的應用，從育種到銷(xiāo)售，正在為設施園藝的全產(chǎn)業(yè)鏈條賦能?！痹?/span>12月16日舉行的“智慧農業(yè)創(chuàng )新院士論壇”上，中國工程院院士、國家農業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心首席科學(xué)家趙春江表示。

改變勞動(dòng)密集型生產(chǎn)方式

和機械化水平快速提升的大田種植相比，設施農業(yè)生產(chǎn)中，勞動(dòng)密集型的現象仍然普遍。趙春江表示，我國設施園藝體量較大，在農業(yè)中占有相當比重，也是農民增收致富的重要途徑。然而，設施農業(yè)目前仍是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，未來(lái)發(fā)展智能化裝備、提高機械化水平極有必要。

勞動(dòng)密集意味著(zhù)需要大量的人力，同時(shí)，也往往面臨多種生產(chǎn)力發(fā)展的瓶頸。

趙春江介紹，“從數據看，我國設施園藝和發(fā)達國家相比，還有較大的差距。如荷蘭，每平方米可以生產(chǎn)番茄100公斤，黃瓜80-120公斤，我國目前的生產(chǎn)水平，大約在30-40公斤。在效益方面，人工成本占據了成本的很大部分，畝均成本在3000元左右。農民辛苦種菜，最終還是要提高收益，如何提高收益，機械化可能是一個(gè)重要的問(wèn)題?！?/span>

設施園藝，即通過(guò)設施為作物提供生長(cháng)、發(fā)育的環(huán)境，趙春江介紹，“在設施園藝中，環(huán)境調控水平非常重要，過(guò)去我們很多設施園藝，都是基于傳統經(jīng)驗的調控管控，往往不精不細?，F在設施園藝日光溫室占絕大部分，但總體來(lái)說(shuō)，設施還是比較簡(jiǎn)陋的，從結構設計、設施角度看，也不具備調控的能力。因此，相關(guān)的裝備方面，也需要進(jìn)一步研發(fā)和提升?！?/span>

國外技術(shù)帶來(lái)怎樣的啟發(fā)

智能化的技術(shù)與裝備，是農業(yè)現代化的需求，也是提高設施園藝生產(chǎn)技術(shù)水平和能力的需求。

當前，在全球農業(yè)發(fā)展中，智慧設施農業(yè)發(fā)展較快的國家有荷蘭、以色列、日本等，趙春江介紹，“荷蘭設施園藝的產(chǎn)業(yè)，其特點(diǎn)有四方面，首先是數據驅動(dòng)，其次是模型決策，其三是智能控制，最后是智能裝備支撐。荷蘭的設施園藝在全球居于領(lǐng)先地位，以智能玻璃溫室為主，從環(huán)境的調控到最后的管控全部實(shí)現了數字化和智能化。我國一些地方也引進(jìn)了荷蘭的技術(shù)，并不都適合本地化的應用，在效益方面，有些地方，和荷蘭仍有差距?！?/span>

在日本，地少人多的現象比我國更加突出，早在1974年，日本就開(kāi)始發(fā)展植物工廠(chǎng)，2017年達到400座，目前已擁有約700座?！叭毡局参锕S(chǎng)的典型特征，是實(shí)現了從播種、育苗、移栽、收獲等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節的機械化、自動(dòng)化和智能化?！?/span>

相比設施園藝發(fā)達的國家，我國設施園藝、設施農業(yè)，仍以日光溫室為主，趙春江介紹，“當前，我國園藝生產(chǎn)有三個(gè)矛盾需要解決，即大型化與能耗的矛盾、結構選型與機化的矛盾、傳統經(jīng)驗與智能化的矛盾?！?/span>

以技術(shù)裝備推動(dòng)設施農業(yè)現代化

設施農業(yè)如何智慧化？趙春江表示，關(guān)鍵在于感知環(huán)境和作物的生長(cháng)信息、調控、高效低損作業(yè)三個(gè)方面，“精準感知+按需調控+智能裝備，就實(shí)現了設施園藝智慧化的生產(chǎn)?！?/span>

但要真正實(shí)現，并不容易，需要一系列完善的技術(shù)體系和裝備支撐。

“感知是第一步，目前我國設施園藝所用的傳感器相對已經(jīng)較豐富，但仍需要創(chuàng )新和發(fā)展，尤其是需要新技術(shù)、新材料、新方法來(lái)推動(dòng)傳感器的創(chuàng )新與進(jìn)步。這是一個(gè)非常復雜和系統的工程?！壁w春江說(shuō)，“智能化調控方面，既要環(huán)境優(yōu)先，以調節環(huán)境滿(mǎn)足作物生長(cháng)發(fā)育的需要，還要關(guān)注水肥高效。這方面，目前我國科學(xué)家已經(jīng)做了很多工作，發(fā)展情況較好。在精準作業(yè)方面，需要從關(guān)鍵部件的研發(fā)，到整體高效精準作業(yè)裝備的創(chuàng )制和研發(fā)。目前全國各地都在進(jìn)行相應的研究。但未來(lái)發(fā)展高智能、低成本、精準高效智能化的裝備，仍然是非常具有挑戰性的工作?！?/span>

智慧農業(yè)是一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，不僅僅是機械化，更是一個(gè)全鏈條智能化的場(chǎng)景，趙春江介紹，在未來(lái)的設施園藝中，將有巡檢、采摘、運輸、噴藥、肥水管控、語(yǔ)音服務(wù)、授粉等不同的機器人，完成不同的生產(chǎn)任務(wù)。同時(shí)，還通過(guò)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)實(shí)現一個(gè)區域和更多的設施園藝生產(chǎn)場(chǎng)景的控制和服務(wù)，也就是融場(chǎng)景，把智能化的技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )落實(shí)到實(shí)地，同時(shí)為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者提供服務(wù)，打通一二三產(chǎn)?！拔覀兛偨Y出一個(gè)技術(shù)的框架，一是要有數據，二是會(huì )執行，三是精作業(yè)，四是融場(chǎng)景?！?/span>

智慧設施園藝是全球趨勢

當前，全球設施園藝的發(fā)展中，智慧農業(yè)技術(shù)應用越來(lái)越快，趙春江介紹，智慧設施園藝的復合增長(cháng)率在兩位數以上，全球智慧設施園藝產(chǎn)業(yè)，預計2027年達到32.3億美元的規模。

“在這種大背景下，中國也要大力發(fā)展智慧設施園藝?！壁w春江說(shuō)，“從大的趨勢看，一是信息技術(shù)應用更加廣泛。像5G、大數據、人工智能、云計算、機器人技術(shù)的應用，都在逐漸進(jìn)入設施園藝領(lǐng)域。二是實(shí)現全產(chǎn)業(yè)鏈條的賦能。從育種開(kāi)始到銷(xiāo)售全鏈條，通過(guò)數字技術(shù)的應用，來(lái)提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的韌性，把三產(chǎn)融合在一起，實(shí)現生產(chǎn)的智能化、作業(yè)的精準化、管理的數字化、服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )化，最后實(shí)現高產(chǎn)和高效。三是垂直植物工廠(chǎng)，現在日本，包括美國，也正在大力發(fā)展垂直植物工廠(chǎng)，向無(wú)人化方向發(fā)展。目前我國還缺乏這方面的技術(shù)?！?/span>

設施園藝的智慧化，不僅助益農業(yè)的現代化，也對我國緩解耕地緊張等問(wèn)題，有重要的意義，“數據顯示，目前我國采礦用地達到3600多萬(wàn)畝，在土壤修復之后，直接種農作物還不行，但是可以發(fā)展植物工廠(chǎng)。同時(shí)像一些灘涂地，廢棄工廠(chǎng)，都可以發(fā)展垂直智慧農業(yè)。這對緩解我國耕地緊張，具有非常重要的意義?！?/span>

（來(lái)源：新京報）