中化MAP先豐農(nóng)場：重現(xiàn)輝煌創(chuàng)未來

小站稻原產(chǎn)地

“一篙御河桃花汛，十里村熶玉粒香。”這詩句正是對(duì)天津小站稻的贊譽(yù)。小站稻種植始于宋遼時(shí)期，興于淮軍屯防，成名于小站練兵，曾為皇室貢米。早在20世紀(jì)50年代，小站稻曾以特二級(jí)優(yōu)質(zhì)米銷往日本、東歐、東南亞、古巴等國家和地區(qū)。這里的鹽堿地、運(yùn)河水和氣候，造就了小站稻的貢米品質(zhì)，成為糧食作物水稻中第一個(gè)地域性品牌商標(biāo)。但是，此后小站稻因天津水量減少逐漸衰落。

2018年4月，中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)公司（簡稱中化農(nóng)業(yè)）進(jìn)入小站稻原產(chǎn)地，與王穩(wěn)莊鎮(zhèn)達(dá)成合作，全程托管1.8萬畝耕地，依靠MAP模式加入到重振小站稻行動(dòng)之中。MAP是Modern Agriculture Platform的縮寫，是中化集團(tuán)以中化農(nóng)業(yè)為運(yùn)行主體，以“科技創(chuàng)造美好農(nóng)業(yè)”為使命，打造的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)。

科技力量再現(xiàn)小站稻輝煌

2018年測產(chǎn)表明，畝平均產(chǎn)量550 kg，這是小站稻近年來畝產(chǎn)上的新突破。此前，農(nóng)場種植的稻米經(jīng)送檢，國家權(quán)威機(jī)構(gòu)出具的報(bào)告顯示：達(dá)到一級(jí)優(yōu)質(zhì)大米標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)，MAP農(nóng)場小站稻全部實(shí)現(xiàn)訂單銷售，較之零散的小規(guī)模種植，增效在20%以上。而取得這些成績，長期駐扎這里的中化MAP團(tuán)隊(duì)，不到10個(gè)人。

中化農(nóng)業(yè)之所以用不到10個(gè)人的團(tuán)隊(duì)，從種到銷全程托管了1.8萬畝耕地，正是得益于先進(jìn)的科技。

中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)MAP（簡稱中化MAP）先豐農(nóng)場打造的是線上線下相結(jié)合的O2O模式，線下通過建MAP中心和示范園引領(lǐng)農(nóng)民種植生產(chǎn)，線上通過打造精準(zhǔn)種植和精細(xì)化管理系統(tǒng)幫助提高生產(chǎn)管理效率，不斷完善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系，幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)降本增效。分為產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后三個(gè)環(huán)節(jié)。

產(chǎn)前：MAP線下農(nóng)技人員首先對(duì)2萬畝耕地取樣進(jìn)行土壤指標(biāo)檢測，包括pH值、土壤肥性、土壤鹽分含量等，其次根據(jù)土壤成分和訂單要求確定水稻種植品種，再結(jié)合水稻品種特性和土壤成分確定底肥成分和用量，最后根據(jù)地塊分布和土壤成分、利用GIS/遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)地塊線上化管理，并生成耕地地力分布圖。

產(chǎn)中：利用智能化和智慧化手段實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)種植和精細(xì)化管理。利用遙感與GIS自動(dòng)化服務(wù)平臺(tái)監(jiān)測分析作物長勢、水稻冠層氮素和冠層水分、地塊產(chǎn)量等，形成巡田指導(dǎo)意見和生產(chǎn)管理意見，幫助提高日常管理和生產(chǎn)效率；利用精準(zhǔn)氣象服務(wù)平臺(tái)提供公里級(jí)格點(diǎn)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，包括15天逐日預(yù)報(bào)、48小時(shí)逐時(shí)預(yù)報(bào)、2小時(shí)短臨降雨預(yù)報(bào)以及極端災(zāi)害天氣預(yù)警等，幫助合理制定農(nóng)事計(jì)劃，減少損失；結(jié)合作物品種、氣象信息、歷史病蟲害發(fā)生情況，通過病蟲害預(yù)測模型和植保農(nóng)事指數(shù)模型，利用病蟲害預(yù)警系統(tǒng)提供未來10天病蟲害發(fā)生概率，推算最佳防治日期，指導(dǎo)適時(shí)用藥，提高防治效果，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)植保；結(jié)合遙感長勢和氮素監(jiān)測、水稻生長期、土壤地力和田間實(shí)際觀測情況，確定追肥用量，探索變量施肥；利用田間管理系統(tǒng)和“四情”監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)采集田間環(huán)境信息、投入品信息、生長信息等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集。

產(chǎn)后：建立地塊數(shù)據(jù)檔案，分析地塊投入產(chǎn)出比，實(shí)現(xiàn)生長種植管理的精準(zhǔn)決策；建立全程可追溯體系，提高產(chǎn)品信譽(yù)和議價(jià)能力。

關(guān)鍵技術(shù)“加持”創(chuàng)未來

什么是智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)？田間，上有搭載了風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速儀和光照儀的氣象站，搜集環(huán)境溫度、空氣濕度、光照度等數(shù)據(jù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境；下有土壤墑情儀，及時(shí)測定作物根系環(huán)境和土壤肥力，土壤中的水份、溫度、pH值、EC值等數(shù)據(jù)盡在掌握。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)都能及時(shí)反饋至“中樞大腦”，告訴你植物是冷了熱了還是渴了餓了。

中化GIS/遙感平臺(tái)可8小時(shí)內(nèi)為100多萬個(gè)離散地塊提供多主題多精度遙感服務(wù)，是國際上首個(gè)針對(duì)離散地塊實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)遙感影像自動(dòng)化分析的平臺(tái)，每天可為全國1億畝耕地提供遙感分析服務(wù)，中化MAP先豐農(nóng)場利用3米精度遙感每3天對(duì)其種植的水稻長勢、氮素含量和冠層水分進(jìn)行一次影像分析，同時(shí)在收獲前1個(gè)月內(nèi)對(duì)每個(gè)地塊進(jìn)行遙感產(chǎn)量預(yù)測。

長勢監(jiān)測：作物葉面積指數(shù)LAI是反映作物長勢的一個(gè)重要生理參數(shù)，與作物個(gè)體特征和群體特征有關(guān)。歸一化植被指數(shù)NDVI與LAI有很好的相關(guān)性，因此利用遙感圖像獲取作物NDVI曲線可反演計(jì)算作物的LAI，從而進(jìn)行作物長勢監(jiān)測。中化MAP先豐農(nóng)場利用遙感影像獲取水稻不同生育期的NVDI圖像值，形成水稻長勢分析圖，農(nóng)藝師根據(jù)遙感長勢分析結(jié)果制訂有針對(duì)性的巡田計(jì)劃，人均管理面積可達(dá)到5000-6000畝/天，日常管理效率提高10倍以上。

冠層水分監(jiān)測：作物發(fā)生水分虧缺時(shí)會(huì)引起葉片顏色、厚度、形態(tài)結(jié)構(gòu)等系列變化，從而引起光譜反射特性變化，再利用遙感反演模型計(jì)算作物水分虧缺狀況。MAP先豐農(nóng)場利用水稻缺水發(fā)生的光譜反射特性變化，制定墑情熱力圖，農(nóng)藝師結(jié)合墑情熱力圖和水稻生育期節(jié)點(diǎn)，確定是否需要進(jìn)行灌溉，再配合遠(yuǎn)程智能灌溉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程灌溉控制。一般情況下，400-500畝需配備一位田間管理者進(jìn)行灌水、排水操作，使用智能灌溉系統(tǒng)后，地塊集中情況下5000畝只需配備一位巡查人員，管理效率提高10倍。

中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心

遙感控氮：作物缺肥會(huì)引起葉片顏色、厚度、水分含量以及形態(tài)結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化，從而引起光譜反射特性的變化。MAP先豐農(nóng)場利用水稻缺氮發(fā)生的光譜反射特性變化，通過相應(yīng)模型算法生成冠層氮素分布圖，再結(jié)合土壤地力和水稻生育期節(jié)點(diǎn)確定追肥量，最后依據(jù)氮素分布圖生成無人機(jī)可識(shí)別的變量氮肥施用處方圖，提高水稻品質(zhì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)追肥量降低15%。

遙感估產(chǎn)：利用遙感影像光譜信息反演作物的生長信息，通過建立作物生長信息與產(chǎn)量間的關(guān)聯(lián)模型，再結(jié)合作物農(nóng)學(xué)模型和氣象模型，從而獲得作物產(chǎn)量信息。MAP先豐農(nóng)場利用高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，對(duì)水稻各生育期進(jìn)行監(jiān)測，通過不同生育期水稻生長狀況的差異性，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)等的多源數(shù)據(jù)建立時(shí)序性的水稻動(dòng)態(tài)估產(chǎn)模型，在收獲前的一個(gè)月內(nèi)對(duì)各地塊的水稻產(chǎn)量進(jìn)行估測，建立地塊產(chǎn)量數(shù)據(jù)庫，為后期地塊品種選擇提供依據(jù)。

“你要是下田，就會(huì)看到農(nóng)場里還有一個(gè)氣象站，這個(gè)可比一般的天氣預(yù)報(bào)高級(jí)多了，能精確到每塊區(qū)域的即時(shí)天氣?！敝谢r(nóng)業(yè)MAP事業(yè)部農(nóng)藝師范子明說。通過多模式融合和機(jī)器學(xué)習(xí)提供公里級(jí)格點(diǎn)氣象預(yù)報(bào)和預(yù)警服務(wù)，包括未來2小時(shí)分鐘級(jí)預(yù)報(bào)，未來48小時(shí)逐小時(shí)預(yù)報(bào)，未來15天和40天逐日預(yù)報(bào)以及極端災(zāi)害天氣預(yù)警服務(wù)。并結(jié)合MAP先豐農(nóng)場實(shí)際氣象情況，針對(duì)水稻不同物候期，對(duì)播種、出苗—三葉、插秧—返青、拔節(jié)、孕穗—抽穗、乳熟-成熟期不同時(shí)段提供水稻種植區(qū)劃建議、水稻種植風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警地圖、積溫積雨、水稻環(huán)境預(yù)警和農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)測預(yù)報(bào)等，從而幫助提前制訂農(nóng)事計(jì)劃，減少不必要的農(nóng)資浪費(fèi)，提前應(yīng)對(duì)極端天氣降低損失。

在植保方面，中化MAP先豐農(nóng)場的相關(guān)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新，沒有采取傳統(tǒng)的除草劑，而是使用新的生物農(nóng)藥和除草方式，不僅高效滅草，而且不會(huì)污染水體。他們利用蟲情監(jiān)測儀實(shí)時(shí)獲取田間二化螟、褐飛虱、稻縱卷葉螟等蟲害數(shù)量，再結(jié)合作物品種、氣象信息、歷史病蟲害發(fā)生情況，通過病蟲害預(yù)測模型和植保農(nóng)事指數(shù)模型，為MAP先豐農(nóng)場提供水稻二化螟、大螟、三化螟、稻縱卷葉螟、白背飛虱、褐飛虱、稻薊馬、稻癭蚊、水稻紋枯病、惡苗病、葉瘟、穗頸瘟、谷粒瘟、稻曲病、南方水稻黑條矮縮病、細(xì)條病、白葉枯病共17種病蟲害未來10天的發(fā)生概率，推算最佳防治日期，指導(dǎo)農(nóng)戶適時(shí)用藥，提高防治效果，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)植保，采用此方式農(nóng)藥使用效率提高50%，用量降低15%。

水稻從產(chǎn)前到產(chǎn)中再到產(chǎn)后，每個(gè)環(huán)節(jié)的農(nóng)事活動(dòng)都需要投入大量人力，10個(gè)人如何管理上萬畝的稻田？全程機(jī)械化功不可沒。

為解決集中用工難題，更好的節(jié)省人力，中化MAP先豐農(nóng)場從取土化驗(yàn)到耕種管收都在整合農(nóng)機(jī)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，利用無人取土車自動(dòng)取樣，利用自動(dòng)駕駛插秧機(jī)插秧，利用無人機(jī)變量施肥等。無人插秧機(jī)搭載自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)接入高精度RTK定位基站，作業(yè)精度可以達(dá)到厘米級(jí)，再通過在插秧機(jī)上安裝農(nóng)機(jī)監(jiān)控終端、各類傳感器（位置、姿態(tài)等），實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)軌跡監(jiān)測、有效作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)、作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測等功能，為作業(yè)效果（漏插、作業(yè)效率、插秧機(jī)狀態(tài)）評(píng)估和作業(yè)質(zhì)量改善提供數(shù)據(jù)支撐，作業(yè)效率較普通農(nóng)機(jī)提高了20%。利用自動(dòng)取土車為設(shè)備載體，通過線下地塊信息綁定、取土車自動(dòng)取土、土樣二維碼標(biāo)記，檢測中心任務(wù)分配、檢測中心土樣檢測，線上系統(tǒng)自動(dòng)反饋化驗(yàn)結(jié)果，完成地塊的快速取樣、化驗(yàn)和結(jié)果反饋，建立數(shù)字化土壤數(shù)據(jù)庫，效率是農(nóng)藝師取土效率的3倍。

立足高品質(zhì)幫農(nóng)民賣上價(jià)

為什么種糧不掙錢？為什么土地留不住農(nóng)民？這是中國農(nóng)業(yè)之問。中化MAP先豐農(nóng)場在實(shí)踐中逐漸摸索解決這一問題。其核心是要通過“種出好品質(zhì)、賣出好價(jià)錢”來提升整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值。換言之，如果始終停留在低端過剩農(nóng)產(chǎn)品的重復(fù)生產(chǎn)，農(nóng)民沒有出路，農(nóng)業(yè)企業(yè)也沒有未來，這個(gè)事關(guān)鄉(xiāng)村振興和糧食安全的第一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更是無從談起。

中化MAP先豐農(nóng)場基于“區(qū)塊鏈”的全程溯源系統(tǒng)，從時(shí)間、地理、品質(zhì)三個(gè)維度實(shí)現(xiàn)小站稻從種植、倉儲(chǔ)、加工、品評(píng)、物流到銷售的全程溯源管理，并采取“防偽保真”+“溫控保質(zhì)”+“全程溯源”三大功能，保障農(nóng)產(chǎn)品從田間到舌尖全生命周期的品質(zhì)安全，助力品牌溢價(jià)40%以上。

MAPbeside標(biāo)簽磁變防偽檢測區(qū)置于手機(jī)揚(yáng)聲器磁鐵部位或冰箱貼等帶有磁性的物質(zhì)上條紋發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的防偽保真。標(biāo)簽增加的溫變技術(shù)，使當(dāng)產(chǎn)品存儲(chǔ)溫度超過設(shè)定溫度值時(shí)，標(biāo)簽顏色會(huì)隨著溫度升高逐漸變淡，從而保障產(chǎn)品品質(zhì)。區(qū)塊鏈溯源碼記錄了產(chǎn)品從種植到餐桌的全過程，并通過時(shí)間戳、地理戳、品質(zhì)戳向消費(fèi)者真實(shí)展現(xiàn)種植、倉儲(chǔ)、加工等過程的土壤信息、環(huán)境信息、廠家信息、品質(zhì)信息等。

全程溯源技術(shù)再現(xiàn)了“從田間生產(chǎn)到餐桌”的全過程，可有效解決消費(fèi)者不信任問題，并實(shí)現(xiàn)管理部門對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)管。

先豐農(nóng)場所在地為濱海鹽漬土，PH值在8-8.5之間，屬中度鹽堿化。中化MAP先豐農(nóng)場的團(tuán)隊(duì)進(jìn)駐后，通過持續(xù)采用葉齡診斷、測土配方、精準(zhǔn)用藥、側(cè)深施肥、智能灌溉、智能農(nóng)機(jī)等水稻現(xiàn)代化生產(chǎn)和管理技術(shù)，2020年畝均產(chǎn)量達(dá)到500kg，比2018年提高了25%，生產(chǎn)管理效率較普通生產(chǎn)管理方式提高30%以上，水稻品質(zhì)達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)大米一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)品種溢價(jià)40%，綜合收益提高30%以上。

另外，中化MAP先豐農(nóng)場還創(chuàng)造了環(huán)境效益的最大化。遙感技術(shù)不僅提高了日常管理效率，而且通過綜合分析土壤地力、水稻長勢監(jiān)測、水稻冠層氮素、田間實(shí)測等數(shù)據(jù)，再結(jié)合病蟲害預(yù)警信息，形成精準(zhǔn)水肥和植保建議，為生產(chǎn)管理提供指導(dǎo)，大大減少了化肥農(nóng)藥的投入，保障了環(huán)境和糧食安全，促進(jìn)水稻綠色生產(chǎn)。精準(zhǔn)氣象提供的公里級(jí)格點(diǎn)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)，不但可以幫助制訂合理的農(nóng)事計(jì)劃，更可以幫助降低天氣變化對(duì)施肥施藥效果的不利影響，項(xiàng)目實(shí)施過程中肥料和農(nóng)藥使用效率分別提高34.5%和50%，大大減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染?！斑@里夏季非常美，天上鳥兒飛翔，地上水清蛙鳴?！敝谢r(nóng)業(yè)MAP事業(yè)部總農(nóng)藝師杜樹海說。