數(shù)字賦能農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化

孫偉

近年來，新一代信息技術(shù)發(fā)展日新月異。數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長、海量集聚，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化加速向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)體系、生產(chǎn)體系、經(jīng)營體系廣泛滲透，深刻改變?nèi)蚪?jīng)濟(jì)版圖格局?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》強(qiáng)調(diào)要“建設(shè)智慧城市和數(shù)字鄉(xiāng)村”；2021年中央一號文件提出，要實(shí)施數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)發(fā)展工程，顯見發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)、建設(shè)數(shù)字中國是解決好“三農(nóng)”問題、支撐鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略工作的重要內(nèi)容。

而品牌化作為質(zhì)量興農(nóng)戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，如何助推普通農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)資源稟賦”農(nóng)產(chǎn)品的提檔升級，使農(nóng)產(chǎn)品品牌實(shí)現(xiàn)從知名度到體驗(yàn)度、美譽(yù)度到忠誠度的口碑升級，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與服務(wù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（以下簡稱農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)）不斷在實(shí)踐中尋找答案。

實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)智慧養(yǎng)殖

為加快我國畜牧業(yè)信息化發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)14年探索，創(chuàng)建了“物聯(lián)牧場”理論方法與國家級測試平臺，克服了畜禽飼養(yǎng)模式差異大所導(dǎo)致的現(xiàn)代信息技術(shù)和畜牧產(chǎn)業(yè)深度“融合難題”，為推進(jìn)畜牧業(yè)信息化創(chuàng)新發(fā)展提供了方法論。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)是成立于2016年的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院院級創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，長期致力于研發(fā)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備、研制農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈平臺與應(yīng)用產(chǎn)品、研究農(nóng)產(chǎn)品市場時空大數(shù)據(jù)理論與方法、探索農(nóng)業(yè)信息化戰(zhàn)略制定與政策優(yōu)化。團(tuán)隊(duì)由首席科學(xué)家、骨干專家、研究助理等31人組成，在畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)作物種植等領(lǐng)域，通過創(chuàng)新信息采集與控制技術(shù)，融合區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、人工智能等新方法，研究農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈時空信息分析算法，研發(fā)軟硬件產(chǎn)品，為畜牧業(yè)與種植業(yè)架起信息化橋梁，推動農(nóng)產(chǎn)品品牌效益實(shí)現(xiàn)新飛躍。

“物聯(lián)牧場”就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在牧場生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務(wù)中的集中應(yīng)用。比如人們經(jīng)?？吹侥膛６渖蠏熘臉?biāo)識牌，這些小小標(biāo)識牌隱含著特有的與電子標(biāo)識、條碼標(biāo)識相配套的畜禽個體和小群體編碼規(guī)則，構(gòu)建了高/低頻RFID、二維碼、條形碼等混合標(biāo)識技術(shù)與關(guān)聯(lián)信息庫。目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)建立起5種畜禽多維立體信息感知方法，形成了包括22項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)體系。而包括3個子平臺、14個系統(tǒng)、66臺套設(shè)備的國家級農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新、仿真測試與綜合服務(wù)平臺填補(bǔ)了該領(lǐng)域國內(nèi)空白。

在畜禽業(yè)發(fā)展過程中，由于傳感技術(shù)集成創(chuàng)新不足、缺少畜禽無應(yīng)激數(shù)據(jù)獲取途徑，導(dǎo)致畜禽在復(fù)雜環(huán)境下多特征聯(lián)動感知難。針對這一難題，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)研制畜禽“生態(tài)—生理—生長”多通量專用傳感技術(shù)，創(chuàng)新了畜禽多維立體感知方法，為智慧養(yǎng)殖獲取海量數(shù)據(jù)提供了技術(shù)保障。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)通過研建33項(xiàng)傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了生態(tài)環(huán)境變量的立體化監(jiān)測，同時研發(fā)畜禽生理健康的奶牛電子項(xiàng)圈、電子藥丸、肉牛維生素A缺乏非侵入式診斷等28項(xiàng)傳感技術(shù)，使畜禽生理健康變量得以數(shù)字化表達(dá)。此外，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)還研制了畜禽生長發(fā)育的奶牛評價智能化工具、種豬動態(tài)稱重、瘤胃傳感等自動化記錄畜禽生長發(fā)育變量。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)的一系列研究得到了業(yè)內(nèi)的普遍認(rèn)可，研究成果核心內(nèi)容獲2019年“大北農(nóng)科技獎”、2020年中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院杰出科技創(chuàng)新獎。

精準(zhǔn)種植的“智囊團(tuán)”

除了助力畜禽業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)在農(nóng)作物種植業(yè)領(lǐng)域也發(fā)揮著“智囊團(tuán)”的作用。而對設(shè)施蔬菜室外環(huán)境變化常常導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境調(diào)控滯后這一難題，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)聚焦“設(shè)施蔬菜智能管控關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)集成”研究，研制環(huán)境信息高精度監(jiān)測裝置，同時建立水肥精準(zhǔn)調(diào)控模型，研制能夠精準(zhǔn)采摘的機(jī)械手、智能噴藥機(jī)器人，大幅提高設(shè)施蔬菜環(huán)境智能化、精準(zhǔn)化管理水平。

值得一提的是，為了實(shí)現(xiàn)露天和設(shè)施內(nèi)環(huán)境信息高精度監(jiān)測，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)研制出“設(shè)施蔬菜外部環(huán)境監(jiān)測站”和“設(shè)施蔬菜內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測儀V3.0”，同時找到了能融合室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)的溫室智能預(yù)調(diào)控裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)多因素耦合非線性系統(tǒng)的精準(zhǔn)預(yù)控制，從而降低溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)波動幅度。設(shè)施蔬菜“一機(jī)全管”智能化環(huán)境調(diào)控裝備，將設(shè)施蔬菜生產(chǎn)環(huán)境實(shí)時感知、動態(tài)監(jiān)測、可靠傳輸和智能控制等功能集于一體，有助于蔬菜精準(zhǔn)種植。

為了能讓蔬菜每一刻茁壯成長，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)在設(shè)施蔬菜智能管控領(lǐng)域創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)，為設(shè)施蔬菜打造安心搖籃。設(shè)施蔬菜水肥精準(zhǔn)調(diào)控模型，能夠根據(jù)番茄表型參數(shù)和生長環(huán)境信息，生成最優(yōu)決策目標(biāo)方案，實(shí)時動態(tài)調(diào)整設(shè)施番茄水肥施用量；集成應(yīng)用于設(shè)施蔬菜水肥智能施用裝備中的設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸速度慢、不穩(wěn)定、功耗高等問題；綜合集成智能化環(huán)境調(diào)控裝備、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、水肥一體機(jī)及設(shè)施番茄水肥精準(zhǔn)調(diào)控模型等軟硬件系統(tǒng)，保障著設(shè)施番茄全周期的水肥精準(zhǔn)施用。

目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)設(shè)施果蔬技術(shù)裝備已投入應(yīng)用示范，建設(shè)試驗(yàn)示范基地1處，主要開展設(shè)施蔬菜研究實(shí)驗(yàn)、技術(shù)裝備熟化、成果示范推廣，并平行復(fù)制到設(shè)施葡萄高效種植中?！皳u籃”落到實(shí)處，每一顆高效精準(zhǔn)生長的蔬菜生機(jī)勃勃。

除了“潤物細(xì)無聲”的設(shè)施蔬菜環(huán)境智能管控系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)在充滿“科技感”的智慧農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域也成果頗豐。如通過研制基于雙目視覺深度特征分析的智能番茄采摘裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了單體和成串番茄精準(zhǔn)抓取和采摘，提高了設(shè)施番茄自動化采收水平；研制果蔬采摘機(jī)械手，在一定空間范圍內(nèi)讓果蔬采摘精準(zhǔn)無損。

助推農(nóng)產(chǎn)品綠色效益飛躍

在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)的努力下，不少畜禽養(yǎng)殖企業(yè)的養(yǎng)殖環(huán)境、產(chǎn)品品質(zhì)顯著提高，供應(yīng)了安全優(yōu)質(zhì)的肉類產(chǎn)品，創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。以山東諸城外貿(mào)有限責(zé)任公司為例，自2008年參與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目合作以來，其養(yǎng)殖的肉雞成活率從92%提高至95%，單只防疫成本降低0.15元，肉雞雞舍監(jiān)測控制設(shè)備購置的綜合成本下降0.23元/只，全程能耗減少10%以上。

目前，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目成果已在山東、北京、海南等31個省市區(qū)推廣應(yīng)用，涵蓋奶牛、肉牛、生豬、蛋雞、肉雞等5種主要畜禽。北京大北農(nóng)、諸城外貿(mào)、億利源等龍頭企業(yè)的應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示：不同畜種飼料轉(zhuǎn)化率提高8%至10%，死淘率降低5%至10%，用工減少約25%，能耗降低約12%至15%，生產(chǎn)用水節(jié)約4%至9%。

在推動農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等新一代信息技術(shù)在江蘇省鹽城市大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)園落地應(yīng)用方面，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)正在與鹽城市大數(shù)據(jù)集團(tuán)有限公司開展科技合作。鹽城市擁有充沛的土地后備資源，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總量超千億元，生豬、蔬菜、家禽、水產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)林果等主導(dǎo)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)規(guī)模均達(dá)到雙百億元，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、實(shí)力強(qiáng)、潛力大。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)將發(fā)揮數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村國家隊(duì)優(yōu)勢，助力“鹽城鏈產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地”產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)、核心技術(shù)研發(fā)、場景應(yīng)用推廣、科技成果轉(zhuǎn)化、人才輸送培養(yǎng)等。

現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)還正在為東臺西瓜、射陽大米等鹽城知名農(nóng)產(chǎn)品品牌搭建全產(chǎn)業(yè)鏈追溯平臺，后續(xù)計(jì)劃為鹽城構(gòu)建農(nóng)業(yè)農(nóng)村智慧大腦，以信息技術(shù)的力量實(shí)現(xiàn)鹽城農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。

當(dāng)前，我國城鄉(xiāng)居民生活水平不斷提高、營養(yǎng)膳食結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，節(jié)能環(huán)保理念持續(xù)深入，“綠色健康優(yōu)質(zhì)、節(jié)能低碳環(huán)?！背蓵r代發(fā)展潮流，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也因此得到迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，它們?yōu)橄嚓P(guān)農(nóng)企帶來了顯著的綠色效益，市場空間巨大。今后，信息數(shù)字化技術(shù)將在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行深度融合，持續(xù)展現(xiàn)效益“倍增”效應(yīng)，不斷推動產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈邁上高臺階。相關(guān)企業(yè)若能做好綠色節(jié)能效益品牌的宣傳推介，釋放“數(shù)據(jù)資源稟賦”品牌效應(yīng)、實(shí)現(xiàn)品牌口碑升級，不僅能將優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品銷售出去，更能讓顧客為品牌“留下來”。