隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，智慧農(nóng)業(yè)在許多國(guó)家方興未艾。荷蘭、法國(guó)、日本等國(guó)通過(guò)積極運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，科學(xué)精準(zhǔn)地管理農(nóng)田，讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)更加優(yōu)質(zhì)高效。
荷蘭――數(shù)字技術(shù)增強(qiáng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力
荷蘭是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，也是農(nóng)產(chǎn)品出口大國(guó)。2021年荷蘭農(nóng)產(chǎn)品出口額達(dá)1047億歐元，位居世界第二。近年來(lái)，荷蘭大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，推動(dòng)數(shù)字技術(shù)在種植、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，顯著提升了該國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。
走進(jìn)荷蘭韋斯特蘭市“番茄大世界”的溫室大棚，不同種類的番茄掛滿枝頭，技術(shù)專家阿布?范?馬爾維克正開(kāi)著升降運(yùn)輸車查看作物生長(zhǎng)情況。大棚棚頂、培育番茄的無(wú)土基質(zhì)等位置安裝了許多攝像頭和傳感器，乍看上去，這個(gè)農(nóng)場(chǎng)就像一個(gè)生產(chǎn)車間。
“番茄大世界”是當(dāng)?shù)靥剿骱蛯?shí)踐溫室智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)的示范基地，由荷蘭設(shè)施農(nóng)業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì)的多家合作伙伴在2008年共同創(chuàng)立，旨在集中展示先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、提供專業(yè)咨詢和培訓(xùn)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)健康、高效、可持續(xù)發(fā)展。
“番茄大世界”里種植的番茄品種超過(guò)80個(gè)，其中當(dāng)季種植的品種就有35個(gè)，全部使用無(wú)土基質(zhì)栽培和全鏈條數(shù)字技術(shù)。
“這個(gè)溫室大棚可以通過(guò)數(shù)字技術(shù)對(duì)溫度、濕度、水分進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)，整個(gè)過(guò)程高度智能化，我每天只需按照電子終端提示做少量人工干預(yù)?！瘪R爾維克拿起番茄基質(zhì)旁的數(shù)字終端向記者介紹。在終端上可以看到各類參數(shù)，系統(tǒng)能夠根據(jù)農(nóng)作物需要自行操作，如開(kāi)啟通風(fēng)、加熱、滴灌等。終端數(shù)據(jù)也可以同步在手機(jī)上顯示，如需人工干預(yù)，手機(jī)端會(huì)發(fā)出提醒通知。
負(fù)責(zé)收集作物發(fā)出信號(hào)的是一種運(yùn)用了“植物電生理學(xué)”的小儀器。它們可以感知農(nóng)作物根莖發(fā)出的電信號(hào)，通過(guò)人工智能分析這些信號(hào)，從而更好了解作物狀態(tài)，對(duì)“需求”作出精準(zhǔn)回應(yīng)。
精準(zhǔn)管理節(jié)約了大量人力和資源。研究顯示，智慧溫室大棚較普通大棚可節(jié)水14%，節(jié)約化肥和營(yíng)養(yǎng)素31%，同時(shí)作物生長(zhǎng)周期進(jìn)一步縮短，產(chǎn)量提高10%至20%。
在韋斯特蘭，智慧溫室大棚共有4000多公頃，年生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)值達(dá)75億歐元。馬爾維克表示：“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是精細(xì)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，數(shù)字技術(shù)將加快這一進(jìn)程，因此在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施方面的投資完全是值得的。”
除了讓種植過(guò)程更精準(zhǔn)，智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展還優(yōu)化了產(chǎn)品的儲(chǔ)存。荷蘭是鮮花種植和出口大國(guó)。由于鮮花保質(zhì)期短、存放條件要求高，通過(guò)數(shù)字技術(shù)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)花期和產(chǎn)量，可以更好調(diào)節(jié)市場(chǎng)供需平衡。
今年春季，荷蘭各大農(nóng)業(yè)及旅游信息網(wǎng)站早早公布了水仙花、郁金香等主要花卉的盛開(kāi)時(shí)間，精確到天，游客可以據(jù)此合理安排參觀行程。通過(guò)人工智能和數(shù)字技術(shù)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量，還可以幫助農(nóng)戶確定用工量，這在人工成本高昂的荷蘭乃至歐洲非常重要。
每年6月到10月，是荷蘭西藍(lán)花大量收獲的季節(jié)。位于海牙的范博芬公司利用無(wú)人機(jī)采集菜田現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，將此與天氣預(yù)報(bào)和產(chǎn)量模型相結(jié)合，以獲取未來(lái)兩周西藍(lán)花的精準(zhǔn)成熟數(shù)據(jù)。該公司聯(lián)合創(chuàng)始人卡茲?弗美爾表示：“兩周是荷蘭蔬菜供需調(diào)整所需的平均時(shí)間，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)蔬菜產(chǎn)量、管理銷售預(yù)期，可以為農(nóng)產(chǎn)品找到合適的買家，防止食物浪費(fèi)。”
荷蘭農(nóng)業(yè)科技公司豪根道研發(fā)的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，對(duì)農(nóng)作物收成預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度可以達(dá)到83%至93%。豪根道首席執(zhí)行官彼得?亨德里克斯認(rèn)為，不管從供給側(cè)還是從需求側(cè)來(lái)看，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量預(yù)測(cè)都具有重要現(xiàn)實(shí)意義，以前對(duì)產(chǎn)量的預(yù)測(cè)更多是依靠經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在進(jìn)入智能階段，其中最關(guān)鍵的就是數(shù)據(jù)，“只有在充分收集數(shù)據(jù)加以分析的基礎(chǔ)上，才能精準(zhǔn)掌握作物的狀態(tài)”。
法國(guó)――推動(dòng)農(nóng)業(yè)與數(shù)字技術(shù)深度融合
“通過(guò)農(nóng)業(yè)合作社建立的網(wǎng)站，我對(duì)土壤的特點(diǎn)有了更多了解。在這個(gè)網(wǎng)站幫助下，據(jù)估算，我耕種的土地每公頃年收益增加了60歐元。”伯努瓦?肯內(nèi)爾是法國(guó)摩澤爾省的一名谷物種植者，他指著電腦屏幕上不斷更新的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)向記者介紹。
肯內(nèi)爾也是法國(guó)最早一批使用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)數(shù)字技術(shù)的農(nóng)民之一。借助無(wú)人機(jī)搭載的傳感器和人工智能算法，當(dāng)?shù)睾献魃绲膶I(yè)技術(shù)人員建立了一個(gè)土壤異質(zhì)性診斷網(wǎng)站，以此幫助農(nóng)民為耕地選擇合適的農(nóng)作物，同時(shí)預(yù)防農(nóng)作物疾病。
“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)將農(nóng)業(yè)技術(shù)和盈利能力結(jié)合起來(lái)，讓我們更省心，也增加了收益?！笨蟽?nèi)爾說(shuō)。近年來(lái)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在法國(guó)推廣開(kāi)來(lái)，其原則是利用人工智能等新技術(shù)優(yōu)化農(nóng)民工作，提高作物產(chǎn)量，減少能源、水和肥料的消耗，符合法國(guó)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)生態(tài)轉(zhuǎn)型的方向。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，在法國(guó)，通過(guò)實(shí)施精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，高端科技得以轉(zhuǎn)化為農(nóng)民“觸手可及”的生產(chǎn)方式。
作為歐洲第一大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國(guó)，法國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)科技研發(fā)尤為重視，并將數(shù)字科技作為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，通過(guò)政策引導(dǎo)和資金支持等形式鼓勵(lì)數(shù)字科技在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)和使用，推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。
早在2015年，法國(guó)農(nóng)業(yè)部就制定了“農(nóng)業(yè)創(chuàng)新2025”計(jì)劃，對(duì)農(nóng)業(yè)方面的投資進(jìn)行引導(dǎo)，促進(jìn)開(kāi)放式創(chuàng)新、加強(qiáng)知識(shí)培訓(xùn)、推進(jìn)機(jī)器人技術(shù)和生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。在該計(jì)劃推動(dòng)下，法國(guó)“農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展”基金每年資助400萬(wàn)歐元用于與農(nóng)業(yè)相關(guān)的技術(shù)研究。此外，一些農(nóng)場(chǎng)還設(shè)立了“農(nóng)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室”，將農(nóng)民、企業(yè)等聯(lián)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)地培訓(xùn)。該計(jì)劃還推動(dòng)高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)展合作，推進(jìn)最新科技落地，這也為很多初創(chuàng)企業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇。數(shù)據(jù)顯示，目前法國(guó)在食品科技和農(nóng)業(yè)科技行業(yè)擁有200多家初創(chuàng)企業(yè)和咨詢公司。
法國(guó)政府對(duì)發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)提供了極大的資金支持。2017年法國(guó)農(nóng)業(yè)部投入1.5億歐元成立了農(nóng)業(yè)創(chuàng)新孵化器，匯集570多位農(nóng)業(yè)創(chuàng)新領(lǐng)域的專家，為加強(qiáng)法國(guó)農(nóng)業(yè)數(shù)字科技研究和應(yīng)用提供“智慧大腦”。在今年3月舉行的第五十八屆法國(guó)國(guó)際農(nóng)業(yè)博覽會(huì)上，法國(guó)政府和法國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)“數(shù)字農(nóng)場(chǎng)”共同推出了名為“法國(guó)農(nóng)業(yè)科技”的項(xiàng)目，將投入2億歐元，助推更多農(nóng)業(yè)和食品領(lǐng)域的技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)的創(chuàng)建和發(fā)展。
根據(jù)法國(guó)今年3月公布的“農(nóng)業(yè)和數(shù)字化”路線圖，數(shù)字技術(shù)將是法國(guó)2022年至2027年國(guó)家農(nóng)業(yè)和農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃的優(yōu)先領(lǐng)域。法國(guó)農(nóng)業(yè)部特別指出，將在2022年年底前為農(nóng)場(chǎng)工人提供數(shù)字服務(wù)的培訓(xùn)、為農(nóng)業(yè)高中免費(fèi)提供數(shù)字工具。
“數(shù)字農(nóng)場(chǎng)”主席杰羅姆?勒羅伊指出，智慧農(nóng)業(yè)不僅能提高農(nóng)業(yè)資源利用率和生產(chǎn)率，還能給農(nóng)民帶來(lái)更好的從業(yè)體驗(yàn)，是法國(guó)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的方向?！敖?jīng)過(guò)多年的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的積累，法國(guó)已經(jīng)建立了相對(duì)完善的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)和科技研發(fā)體系。目前法國(guó)農(nóng)業(yè)和食品部門正研究通過(guò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從田間到餐桌的‘全程可追溯’，推動(dòng)法國(guó)農(nóng)業(yè)朝著與數(shù)字技術(shù)深度融合的方向發(fā)展?！?
日本――支持建立新型農(nóng)業(yè)服務(wù)公司
在日本滋賀縣的一片農(nóng)田里，幾架無(wú)人機(jī)正在實(shí)施農(nóng)藥噴灑作業(yè)。通過(guò)運(yùn)用無(wú)人機(jī)，現(xiàn)在每公頃農(nóng)田的噴灑時(shí)間只需要大約10分鐘。
這些無(wú)人機(jī)是從當(dāng)?shù)匾患颐麨椤半[者工作”的新型農(nóng)業(yè)服務(wù)公司租用的。農(nóng)戶只需提前聯(lián)系公司，告知農(nóng)田位置、作物種類、噴灑需求等信息，公司就會(huì)提供從農(nóng)藥購(gòu)買、稀釋到無(wú)人機(jī)作業(yè)的一條龍服務(wù)。目前，該公司在日本設(shè)有70個(gè)服務(wù)點(diǎn)。
除實(shí)施噴灑作業(yè)，無(wú)人機(jī)上還可以安裝可測(cè)量農(nóng)作物顏色和高度變化的攝像頭，用于收集農(nóng)作物生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析準(zhǔn)確判斷何時(shí)是施肥、噴灑農(nóng)藥的最佳時(shí)機(jī)，在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)上依靠直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)的耕作模式。
智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)和機(jī)械花費(fèi)高昂，曾一度讓很多農(nóng)戶望而卻步。為了降低農(nóng)民負(fù)擔(dān)，提高向智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的積極性，日本政府持續(xù)出臺(tái)資金補(bǔ)助等措施，著力培育新型農(nóng)業(yè)服務(wù)公司。
近年來(lái)，在日本各地，許多新型農(nóng)業(yè)服務(wù)企業(yè)快速發(fā)展起來(lái)。它們不僅向農(nóng)戶出租各類智慧農(nóng)機(jī)，提供基于大數(shù)據(jù)分析的農(nóng)事信息，還承接農(nóng)田耕種、田間管理等作業(yè)，服務(wù)種類全面多樣，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提高。
發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)順應(yīng)了日本的現(xiàn)實(shí)需求。隨著日本老齡化加劇，從事農(nóng)林產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)力嚴(yán)重不足。統(tǒng)計(jì)顯示，日本農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)從業(yè)人口已經(jīng)從2010年的205萬(wàn)人，下降到2020年的136萬(wàn)人，其中60歲以下人口只有67萬(wàn)人。
人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠緩解勞動(dòng)力緊張的問(wèn)題，還可以改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的特點(diǎn)，吸引更多年輕人從事農(nóng)業(yè)工作。
由于智慧農(nóng)業(yè)具有很大的市場(chǎng)發(fā)展空間，一些日本大型企業(yè)也積極投身其中。日本九州電力公司的生物資源研究中心從2019年開(kāi)始在福岡縣朝倉(cāng)市建設(shè)“上寺草莓園”項(xiàng)目。該草莓園占地約6500平方米，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)自動(dòng)控制溫度、濕度等指標(biāo)，草莓始終保持在最佳生長(zhǎng)狀態(tài)。該系統(tǒng)還通過(guò)調(diào)整光合作用量，實(shí)現(xiàn)了在不同季節(jié)管理草莓產(chǎn)量和生長(zhǎng)周期。草莓園的負(fù)責(zé)人出木場(chǎng)秀作表示，我們希望這個(gè)農(nóng)場(chǎng)除了用于經(jīng)營(yíng)目的以外，將來(lái)能夠成為推廣智慧農(nóng)業(yè)的示范場(chǎng)所，讓更多人體驗(yàn)智慧農(nóng)業(yè)的魅力。
日本的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展仍處在上升階段。日本矢野經(jīng)濟(jì)研究所的報(bào)告顯示，2020年，日本智慧農(nóng)業(yè)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)262億日元（1元人民幣約合20日元），較上一年度增加45.6%。該報(bào)告預(yù)測(cè)，2027年日本智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將擴(kuò)大至606億日元。
