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数字农场助力农业新发展

来源:光明网2022-03-11 14:51

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  农业,是利用动植物的生长发育规律,通过人工培育来获得产品的产业,也可以称得上是自古以来最重要的产业。没有安全、可靠的农业生产,就没有当今社会的和谐发展。如何提高农产品产量,让农产品的生产变得更加安全可靠,也是人们一直以来都关注的问题。这其中,除了采用更先进的育种选培手段外,增强和改善农场的管理方式,更是重中之重。

  人们对于农场的管理并非今天才关注。我们印象中的农场,往往都是用铁栅栏圈起来,这本身就是一种最常见也最有效的管理方式。而近些年,随着大数据、物联网、人工智能等高新科技的兴起,数字农场的概念随之应运而生。

  在电视剧《输赢》中,就有这样的镜头。主人公们来到大西北,发现牧民的牛羊丢了。在过去,往往需要牧民们骑着马或者摩托车,在草原上漫无边际的寻找。之后主人公们帮助牧民们,为每一头牛装上了北斗导航系统,这些导航系统可以将牛羊的具体位置上传到云端,从而让牧民快速知道自己牛羊的位置。同时,他们也在草场的各处安装了能检测草原温度和湿度的装置,这些装置同样可以实时上报数据。这些数据都对提高牧场效率起到了很大的帮助。

数字农场助力农业新发展

全球定位系统可以帮助我们更好地管理农场|Pixabay

  那么除了帮助牧民找牛羊以外,数字农场都包含哪些功能,用到了哪些技术,又会为我们带来什么样的好处呢?

  首先,数字农场可以实现精准化操作。我们知道,不同时间播种、施肥、浇水、授粉,最终收获的结果,一定是不一样的。我国的劳动人民,创造出了二十四节气,从而指导农耕。长期以来,在作物种植的过程中,或多或少都会依赖于每个人的主观经验,那么种植出来的作物产量,也会因人而异。数字农产让作物种植过程中,不在依赖传统经验,而是实现高度精准化。通过科研人员对于作物生长规律的研究,了解作物在每一个阶段所需要的具体营养物的多少,精确、定时地浇水、施肥。不仅能够让作物产量提高、拥有更好的口感,同时也能节约更多的水分和肥料,做到更加低碳环保。

  不仅如此,数字农场可以实现自动化控制。我们以武汉市东西湖区的数字农场为例。该农场在2019年建设完毕,就拥有上述这些功能。不同于以往的大棚,东西湖区的农场中安装了大量的传感器,用于监测大棚的温度、湿度、土壤肥料情况等等。这些传感器在监控大棚状态的同时,会做出相应的预警和判断。比如当大棚土壤湿度低于70%时,系统会向农场相关负责人的手机上发送预警信息。通过手机应用,不用去现场,就能远程打开棚里的滴灌系统,为土壤补充水分。而当土壤湿度数据恢复正常之后,滴灌系统又能够自动停止运行。除了滴灌之外,自动化设施在光线自动控制、温度自动控制、温室气体环境控制等方面,也都相继有所应用。这不仅对于突发情况的处理是否有帮助,同时可以让农民们的工作量大减,少数的几个人就可以管理很大一片的农场。

数字农场助力农业新发展

无人机在数字农场中,应用广泛|新华社

  数字农场还可以精准地监控到每一株作物的生长情况。在以往的农场中,大面积的喷灌难免会导致部分作物的重喷、漏喷,我们没有时间也没有条件,去查看每一株植物的生长状况。在数字农场中,每一个大棚或者每一片水田,都安装了相应的信息牌,记录了有关这片区域的信息情况。而这当中的每一种,甚至每一株产品,都拥有自己独立的二维码。只要有手机一扫,就可以了解所有的信息。这不仅仅可以帮助我们,对个体进行精确的监控。同时个体的数据也会上传于云端,通过大数据的分析,对现有的种植方式进行调整。例如在采用某种滴灌方法的大棚,我们结合每一株作物的数据,发现越靠近中心的作物需要重复喷水的次数越多,越靠近边缘的作物重复喷水数字越低。那我们就可以对农田的平整度、喷灌的方法进行相应的调整,从而保证每一株作物的生长环境都为最佳状态。这样的技术不仅仅可以用于作物生长,同样可以用于畜牧业。前文所说,为每一头牛羊安装导航系统和二维码,就是一个很好的案例。

数字农场助力农业新发展

数字农场可以为每一颗监控到每一株作物的情况|Pixabay

  此外,数字农场在预防病虫害、构建农业循环链等方面,都有着广泛的应用前景。不过,凡事都有两面性,在现阶段,数字农场同样也面临着一些问题。首当其冲的就是成本问题。相对于传统农场,由于增加了大量的自动化控制系统,导致农场搭建的成本会增加很多。虽然后续作物的产量会上升、且人员管理及各种消耗会下降,但初期建厂的一次性投入对很多人来说依然不是一个小数。此外,现阶段的数字农场对建设地也存在一定的要求。例如一些自动化设备在平原可以很好的应用,但在一些山区和丘陵地带,就无从下手了。而那些地方,有时候反而水资源和各类物资相对更加匮乏,更需要精准控制,以便节约水分和各类消耗品。因此,这也是现阶段数字农场所面临的矛盾。针对这些问题,我们不要紧发展更为行之有效的方式,同时也需要政府和企业对此加大投入和扶持,以此提高粮食产量和种植效率,帮助农民更好地收获。

  如今,我们已经走进了数字化的时代,各类全新的技术与应用也越来越多地融入到每一个人地生活中。5G、云计算、大数据、自动化控制等应用,也在传统农业中发挥着重大的作用。在不远的未来,数字农场将为我们贡献更多的力量,为真正解决粮食危机做出重要的贡献。

  参考文献:

  [1]万正兵. 基于物联网的数字农场管理系统[J]. 福建电脑, 2015, 31(11):2.

  [2]李希平, 王威. 山东首家"数字农场"成乡村振兴"新样板"[J]. 中国经贸, 2020(9):2.

  [3]刘聪. 基于数字化农场的生产经营管理系统的设计与实现[D]. 吉林大学.

  [4] Chang C L . Intelligent Farm Machine[J]. 屏科大研发专刊(英文版), 2016(25):4-6.

  作者:张祎

  编辑:韩越扬

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[ 责编:赵清建 ]
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