5G来袭,科技改变农业,未来共同展望

发布日期:2019年12月02日

纵观人类发展史,科技与文化是推动社会进步的两条轮子。尤其是科技,新技术、新发明总会给社会的生产关系、商业关系以及人们的生活方式带来冲击和颠覆。农业作为最古老的产业,从传统到现代,从机械化到智能化再到数字化,也一次次被科技推入新的发展进程。伴随着数字化时代的到来,数字农业也成为当下的热门话题,我国如何利用新科技更快推动数字农业的发展值得我们探寻。

农业赛道,任重道远

从1.2万年前世界农业诞生开始,农业便成为人类文明的根基,也是各国保障国计民生的基础性产业。进入21世纪,伴随着全球数字化时代的到来,农业生产的技术、方式也开始与数字化接轨,各国农业发展竞赛也进入数字农业阶段。

数字农业这个概念是在1997年由美国科学院、工程院两院士正式提出的,它指的是将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。随着物联网、人工智能、大数据等新技术的发展,数字农业也不断被赋予了新的内涵,成为了一个集合概念。

从技术层面讲数字农业包含了:遥感技术、计算机技术、通信技术、传感技术、自动化技术、云计算技术、人工智能技术、区块链技术等构成的一个复杂的系统集合,最终可归纳为农业物联网、农业大数据、精准农业、智慧农业等部分。

从生产方式讲,较之于传统农业,数字农业最大的特点在于实现农业生产决策的科学化、生产的专业化、管理的精准化、信息化、运营的低成本高效化、产品的标准化、品质化、品牌化。

如今,在全球“数字农业”技术研究和应用赛道上,美国、德国、日本、以色列、荷兰等发达国家走在相对前列。比如美国在90年代用于农业科技的经费就达到了600亿美元,如今农户通过电脑、手机或者iPad,实时了解农场的土壤结构、作物长势、灌溉施肥、农作日志、病虫害情况,并且可以预测收成、预估盈利和管理库存已经实现普及;德国在开发农业技术上投入大量资金,并由大型企业牵头研发“数字农业”技术;日本已有一半以上农户选择使用农业物联网技术,这不仅大幅提高了农产品生产效率与流通效率,也有助于解决农业劳动人口高龄化和劳动力不足等问题;以色列一直以强大的科技创新能力闻名于世,越来越的农业领域正通过热像仪、传感器、无人机、卫星图像等技术监测使得实时数据及时传达给农民,大幅提高了农民相应速度,最大限度地减少了极端天气条件下的农业损害、最大限度地提高农业产量;荷兰在设施农业领域已实现高度自动化、机械化、信息化,利用大数据进行管理和防控、生产。

较之于这些研发及应用走在前列的国家,我国“数字农业”的研发和应用目前还处于一个相对滞后的阶段,主要表现为一种研发“热情高涨”,应用“冷淡观望”状态。究其原因:

一是我国碎片化农业的现象,导致土地不集中,生产分散化,让好的设备和技术“英雄无用武之地”;

二是物联网基础设施薄弱、投资成本高,让很多有意尝试新技术的生产者“可望而不可即”;

三是人才缺乏,城镇化发展使得更多的年轻人走向城市,不愿从事农业,而从事农业的人普遍呈“老龄化”状态,对新技术“望而却步”,难以学习和接受;

四是农业科技企业服务体系不完善,尽管近几年我国已有大小近千家农业科技企业从不同维度拔地而起,但从整体看,大多企业处于重硬件、轻软件阶段,创新能力低,同质化现象严重,有数据、没智慧,应用场景单一,持续服务能力不足,落地效果相对差,使得新技术的推广难度加大;

五是农业科研投入不足,我国农业科研投资强度仅为0.77%,远低于全国科研投资强度1.7%的水平。

整体而言,中国农业新技术对农业增长贡献率仅为43%,发达国家的贡献率达到60%以上,有的甚至高达80%,中国农业技术创新应用能力和科研投入水平与发达国家相比还有一定的差距,在现代高科技农业赛道上,我们还要努力追赶,任重道远。

技术赋能,颠覆创新

从系统性角度看,即使一些发达国家在研究和应用领域走在前列,也还处于一个初期的阶段,“数字农业”仍是一片蓝海,存在巨大的开发空间,物联网、大数据、人工智能、区块链在农业应用场景的研究和探索将不断给数字农业赋能,影响数字农业的发展。

物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。农业物联网是物联网的重要应用领域,已被列为物联网18个重要发展方向之一,也是数字农业中数据的主要来源,奠定数字化农业的基础。

农业大数据是数字农业的中枢神经。目前,农业大数据主要集中在农业环境与资源、农业生产、农业市场和农业管理等领域。在具体应用中农业大数据主要体现在:围绕农情监测、精准施肥、智能灌溉、智能管理等领域开展大数据创新应用,提升农业生产的自动化、精准化水平;利用大数据技术,全面监测区域内的农业自然灾害、动物疫情、植物病虫害等农业灾害;利用大数据分析土地资源、农业生物资源、生产资料;对重点农产品、农业企业开展农产品质量安全追溯;结合GIS地理信息系统,实现从区域分析、指标分析、专题分析、综合查询等角度对农业生产经营进行全面的汇总、分析,提供多角度全方位的大数据可视化呈现,为农业管理决策和产品市场销售提供数据支撑。

人工智能是农业物联网、大数据的应用载体,也是激活农业高效发展的重要因素。人工智能助力农业生产精细化,能够代替部分人力,从而促进农业提质增效,比如在产前阶段人工智能可通过对土壤成分的检测分析,选择适宜种植的作物品种,合理施肥;在产中阶段人工智能技术可识别作物品种、病害程度和杂草生长情况,实现智能预防和管理病虫草害,减少经济损失;在产后阶段,具有计算机视觉的机械臂可进行农产品采摘、售前品质检测、分类和包装、物流溯源等工作。随着人工智能技术在现代农业生产全阶段的渗入,对推进农业的自动化、信息化和智能化,提升农业生产的质量与效率具有重要意义。

在国外农业领域已形成了相对成熟的融合模式和较大范围的应用。在农业生产中,主要应用场景体系为:利用人工智能对农作物生长情况及环境数据进行建模分析,为农业生产提供精准指导,通过智能识别软件,能够精准判断植物病虫害并提供相关解决方案;通过机器学习算法能够帮助培育更好的植物基因,创造更安全、更高效的农作物保护产品和化肥;通过农业机器人来实现种植、采收过程中对部分人力的替代,如喷药、采摘、产品分拣等。

在实现“数字农业”过程中物联网、大数据、人工智能是缺一不可的,它们之间有着紧密的关联性,如果说“数字农业”是未来农业一座漂亮实用的摩天大厦,那么农业物联网、大数据、人工智能则是构成这座大厦坚实的地基和钢筋混凝土结构,没有农业物联网、大数据、人工智能的融合发展,就没有农业的标准化、品质化,就不会迎来“数字农业”的美好春天。

乡村振兴,科技先行

新的技术在农业领域的落地与推广,在一定程度上实现了农业的转型升级。比如农业物联网技术的应用,帮助生产者生产高品质、标准化的产品,实现质量和产量的双丰收,满足消费者对高品质的农产品的需求,有利于拓宽销路,打造品牌产品;大数据在农业中的应用,就能帮助生产者对农资、水肥精准合理的投入,对病虫害做出提前的预防,从而降低生产成本和减少不必要的灾害;人工智能在农业中的应用,降低人工成本和损耗,提升生产效益,同时也能吸引更多的年轻一代新农人加入农业大军,推动我国现代农业的发展。

当然,除了行业巨头在“数字农业”领域的探索外,一些中小企业、合作社、家庭农产也在新技术的推广和应用中尝到了甜头。“科技兴农”将成为农业生产者和全社会的共识。从观望到尝试再到积极参与,随着新技术在农业领域越来越多的落地与推广,借助后发优势,从量变到质变,从根本上改变乡村产业结构,快速推动乡村经济的振兴,真正实现“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的乡村振兴战略目标。

5G来袭,未来可期

5G是第五代移动通信技术的缩写,作为新一代的通信技术,已经悄然进入人类的生活、改变着我们的生产方式和生活方式。就5G而言,我国已走在世界前列,以华为为代表的中国企业,已成为全球5G技术的领头羊和佼佼者。今年6月6日,工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G牌照,中国正式进入5G商用元年。这意味着对于农业而言,5G或将成为推动我国“数字化农业”发展的强大动力。

5G将提升的是数字农业价值链中移动网络环节的效率,联动前后环节适配技术升级迭代。若5G商用落地,前环节中的装置/设备制造商、联网供应商,后环节中的联网平台、应用供应商、数据分析、系统集成商和外包供应商、终端用户等众多参与方将受益来自移动网络的技术革新。

从应用场景看,5G时代农业领域四个方面颠覆式发展:

一是种植的精准化,二是管理智能化,三是产销关系扁平化,四是产地管理智能化。

5G时代下的数字农业,各种的先进设备、软件和农业相结合。农业的生产关系将发生翻天覆地的变化,农业工人也可像都市白领工人一样,坐在办公室,通过一部手机对机器的命令,就可管理一大片农业产业园;消费者坐在家里,通过一部手机,就可以采购看得见的新鲜安全农产品,而不在对农残、药残、重金属等产生担忧。进入这样一个时代,才是对农业和人的真正解放。


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