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发展智慧农业,提升农业新质生产力

2024年生物光学与智慧农业国际论坛专家论道

来源:
中国农机化信息网
作者:
中国农机化信息网
发布时间:
2024-06-25

在大数据、人工智能、云计算、无人驾驶等新兴技术快速发展的背景下,新质生产力(New Quality Productive Forces)成为2024年各界关注热词。

6月9日,在广州举行的2024年生物光学与智慧农业国际论坛期间,来自中国、日本、新加坡、加拿大、美国等国家和地区的中外嘉宾与代表200余人,就光电与AI技术在生物光学与植物工厂、设施园艺与畜牧工程、智能农机与无人化农场、智慧农业系统解决方案等领域的应用与案例进行了热烈的探讨与分享。

此间,论坛主席、中国农业大学教授、国家中药材产业技术体系智能化管控科学家贺冬仙表示,生物光学与智慧农业将是未来农业产业化发展的新质生产力,智慧农业是现代农业发展的高级阶段,是全球农业产业化发展的未来方向,在中国发展智慧农业,对驱动引领实现农业现代化,加快建设农业强国有十分重要的意义。

发展智慧农业可有效解决“谁来种地”难题

中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文指出,生物光学和智慧农业作为新质生产力的代表,正逐步成为农业现代化发展的新趋势。生物光学为智慧农业的发展提供了强有力的技术支撑,而智慧农业在通过集成现代科技手段,实现了农业生产的智能化,精准化和高效化。 随着全球节能环保意识的增强和光电显示器具的成熟,LED在农业中的应用越发广泛,取得显著的效益。未来,随着器具的不断进步和应用场景的拓展,相信生物光学领域的发展前景将更加广阔。

罗锡文院士表示,国内外研究实践表明,发展智慧农业可以有效解决谁来种地的难题,而无人农场是实现智慧农业的重要途径。20年的时间表明,智能农机自主作业和自主导航技术会大幅度提高,劳动生产力和资源利用率,首先是提高劳动生产率。以水稻生产为例,过去,一个人、一头牛,最多能耕两亩地,而现在一台无人驾驶旋耕机,一小时能完成20亩地的旋耕;过去一个劳动力一天最多只能插一亩秧,而现在一台无人驾驶插秧机,一小时能插五六亩;人工打药一天最多三亩地,而一台无人机一小时就能完成200亩地的喷雾作业;过去一个人一天最多能收0.5亩水稻,而现在一台无人驾驶收割机,一小时就能收割56亩。其次是提高土地产值率,采用基于北斗的精准导航技术后,农机直线行驶百米误差小于2.5厘米,比传统生产方式提高了0.5—1个百分点的土地产出率。第三是提高资源利用率。以农田精准平整为例,相比传统平地方法,采用农田精准平整器具可以节水20%—30%,节肥5%—10%,增产5%—10%,提高效率30%左右。


据罗锡文院士介绍,为探索无人农场在现代农业中的作用,2020年,华南农业大学在广东增城启动建设了全球第一个水稻无人农场,突破了四大关键技术,包括数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理,实现了五大功能,包括耕、种、管、收,生产环节全覆盖,机库、田间转移全自动,自动避障,自动停车保安全,植物生产过程实时全监控和智能决策精准作业全无人。至2023年底,华南农业大学在国内15个省启动了30个无人农田的建设,包括水稻、小麦、玉米和花生等多种作物,水田和旱地等土壤,耕、种、管、收等环节,单机和多机等不同作业模式,在四个方面取得了重要进展:一是无人农场关键技术取得关键突破;二是取得了显著的经济、社会和生态效益,特别是取得多项水产高产技术,说明人不下田也能种地、能种好地;三是得到农民和社会的广泛认可;四是推动了无人农场和智慧农业的发展。

发展智慧农业就是实现新质生产力

中国工程院院士赵春江表示,新质生产力首先是新技术,区别于传统技术,新质生产力有很大的创新性和颠覆性,对农业生产的业态和模式都会产生很大的变革性的影响,推动生产要素效率的提升。发展新质生产力,关键是创新,促进新产业、新模式,特别是为传统行业赋予新动能。目前农业领域需要补短板、固底板、锻长板,要加强技术创新,推动新技术的广泛应用。

赵春江院士表示,新质生产力最核心的要素是科技,但科技离不开人才。农业新质生产力本质是农业科学技术,目前国际上关注农业生物技术、农业数字技术、农村的可再生能源技术、农业机械化、灌溉技术、食品加工技术这6大类科学技术,实现效率、包容、韧性和可持续发展,其中数字技术跟机械化技术跟发展智慧农业紧密关联的这是一个典型的技术,被认为是第三次绿色革命的核心内容。

赵春江称,之所以要把智慧农业跟新质生产力发展联系在一起,智慧农业就是新质生产力。智慧农业的技术构成包括三类:一类是农业生物技术,离不开作物品种、生物农药和肥料。第二类是IT即信息技术,第三类是工业技术。通过这三类技术组合引发生产方式发生变化。而现代信息技术和农业深度融合带来一种新的变化。此外通过用先进的生产工具,颠覆传统的农业生产方式,高质量、高效率、高效能,方便快捷与人性化,这些都是新质生产力基本的属性。所以,发展智慧农业就是实现新质生产力。

目前发达国家,美国、欧盟、日本都在进行智慧农业的战略部署。通过剖析智慧农业,有典型的新质生产力的特点,第一,智慧农业具有高技术的创新特征,智能农机与农艺高度融合成为一个技术体系,在发展中涉及农业传感器在内的很多技术。第二,智慧农业中应用新的农业生产工具,生产效率才能提升,从过去锄头镐、小四轮,手扶拖拉机,到现在高端智能拖拉机,这些机械跟传统的机械不一样,它的特点就是智能化。这些智能化的机械装备,大幅度提高了机器适用能力和作业的效率。第三,智慧农业颠覆了传统农业生产模式。智慧农场的特点就是人少,人们看到的大部分场景是机器在作业。第四,智慧农业体现出高质量、高效率、高效能的特点。我国很多地方地块很复杂,机器在田间作业的时候需要经常掉头拐弯,来适应不同的地块的形状和特点,需要精准、高效地作业、提高作业质量。综合智能化技术大幅度提高生产效率,推进机器换人,让机器晚上也能作业,大幅度提高生产效率。

谁来种地是未来全世界面临的突出的问题。赵院士称,随着农村人口迅速下降,智慧农业技术在不断的发展迭代,作为国家战略的要求,农业的新质生产力目前有三个发展路径:一是推动产业链、供应链的优化升级;二是积极培育新兴产业和未来产业,传感器机器人、智能装备、物联网终端都可以发展新兴产业;三是是深入推进数字经济发展。我国农业数字经济现在接近一万亿元。未来,一要加强人工智能在农业的应用,从战略上讲要从技术攻关、产品研发、提升应用到引领农业发展,最后要形成产业。在这个发展过程中,技术创新方面特别需要多学科的交叉和融合。从装备角度,如何提高其智能化程度,从感知到学习、决策、自主学习、到多机协同执行,这些需要开展很多研究。第三是构建农产品智慧供应链。现在业内过于关注生产端,但是增加农业效益主要在产业的后端。第四,大力发展农业数字化创意产业。赵春江强调,推动智慧农业发展就是新质生产力发展,路径很多、点很多,每个地方可以根据自己实际情况来考虑。

数字化与智能化是新质生产力的典型特征

中国农业大学国际学院院长、国家渔业创新中心主任李道亮教授,作为“长江学者”和国家“万人计划”的专家,在论坛上作了 “以新质生产力推进我国渔业高质量发展” 的报告。他指出,新质生产力是在新的时代背景下提出了的概念,核心一是高科技;二是高效率,要大幅度的提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率;三是生产出的产品是高质量的。其中,高效率是新质生产力的本质特征之一,要把劳动者、劳动资料和劳动对象实现优化组合实现对产业的跃升。他指出,生产力中的三个要素中,首先人最重要。要想有新质生产力首先要有劳动力,国家发展智慧农业、实现农业现代化前提要有人才。其次就是工具,采用新的科技、发挥科技的作用,可以突破过去的一些限制,劳动对象就会得到拓宽,比如传统的养鱼跟现代科技下的养鱼方式实现的拓展,当前养鱼正在从传统的河流、湖泊、池塘,向深远海发展,如果没有高科技的支撑就会有很大限制。

具体到渔业领域,李道亮教授指出,目前新质生产力的不足仍是最大的短板。挪威的一个养殖农场主平均能够产200—400吨鱼,我国的农户平均水平仅为7吨,挪威为我国的30倍以上,本质就是差在生产力上。我国现在养鱼者平均55岁,这些人最大的问题就是投入能力、科技水平和接受新知识的能力都弱,这是我国渔业生产力落后的重要原因。渔业养殖领域90后、80后、00后占的人不足10%,这些人能够接受新事物,但他们的缺陷是经验不足,也面临未来谁来养鱼的问题,需要新质生产力推动养鱼。

李道亮教授指出,数字化、智能化、网络化是新质生产力的典型特征。数字化养鱼方面,包括对水的属性、鱼本身属性、生物特性,以及养殖装备和能源的数字化水平提升。其次,在装备数字化之后,需要实现网络化,实现数据共享与数据连接,将装备连在一起,可以知道哪一个池塘或者哪一个养殖车间装备最好。网络化的核心是物联网技术。李教教预测,基于物联网驱动的大模型将取代人工,通过数字化技术实现高效、集约、生态养殖。通过传感器技术、网络技术、机器视觉技术、人工智能技术、大数据技术以及装备和生产工艺的革新,就可以实现渔业养殖的新质生产力。

针对这种情况,李道亮等提出了智能养殖工厂的概念,按照标准的工序,通过感知技术、智能化的手段和装备及去云平台,建立一种在人不进入现场情况下、所有的作业都由机器来完成的智能养殖工厂,以最少的水源,最少的饲料、最少的能源,实现产最多、最好的鱼。

李道亮教授团队在广州南沙做的探索试验中,用了传统渔场1/10的面积、50倍的密度实现了5倍的产量,所有的作业都可以无人。他们研究发现,只要信息技术、装备技术、养殖工艺结合,同样的水体下,可实现几倍到几十倍的产量。“渔业养殖新质生产力就是信息技术、装备技术、养殖工艺融合之后颠覆传统方式的养殖。”

李道亮认为,技术突破,尤其是传感器、模型、机器人方面的技术突破在水产养殖领域极其重要,因此就把传感器、人工智能或者模型、机器人,作为重点的攻克的难点,突破之后新的养殖方式就有了重要的支撑。此外需要企业推进并建立生态圈,所有的技术都需要产业支撑,建立传感器产业、人工智能产业、装备产业和适应新质生产力的人才体系,最终实现创新链、人才链、教育链、产业链的融合,实现先进的生产力。


责任编辑:
孟庆寅
审核:
张文柱
审定:
任建勇
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