4月19日，位于濰坊的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)(峽山)高端農(nóng)業(yè)科研示范基地大棚里，放眼望去，一顆顆綠油油的蘆筍冒出地面20多厘米高，飽滿挺直、惹人喜愛(ài)。

該基地占地321畝，種植小麥180畝，蘆筍70畝，共36個(gè)大棚。諾大的基地內(nèi)，人員很少，卻井井有條，效率極高。從種植到包裝發(fā)貨，不管是作物、農(nóng)資、設(shè)備，還是人員，都有一根“數(shù)字化”指揮棒。

高品高效的種植，農(nóng)業(yè)數(shù)字化功不可沒(méi)。

坐在辦公室里種田

室外陽(yáng)光和煦，一處23畝的智能連棟溫室內(nèi)，暖如盛夏，8個(gè)風(fēng)口全部開(kāi)啟。棚口處，有兩個(gè)黑色母液桶，一旁的肥料泵微震，一根根管道，將配方肥送入田地中。

肥料泵機(jī)坐落在一臺(tái)設(shè)備上，觸摸屏上顯示：計(jì)劃時(shí)長(zhǎng)150分鐘，剩余時(shí)長(zhǎng)12分鐘。上面還實(shí)時(shí)顯示著瞬間壓力、累積流量、水中含肥量及曲線，水流和肥料數(shù)值監(jiān)控等。“這是我們的智能灌溉控制器，用于控制時(shí)長(zhǎng)、流量、比例、頻率等數(shù)值。”基地負(fù)責(zé)種植管理的農(nóng)藝師于靜郡說(shuō)。

田地里，分散立著6個(gè)智能環(huán)境信息采集器，地上插著傳感器，采集水肥、溫度、濕度、二氧化碳等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上“云”，便于種植人員隨時(shí)調(diào)整灌溉策略。

蘆筍種子來(lái)自中國(guó)蘆筍研究中心，基地和設(shè)施，則全部來(lái)自一家專(zhuān)注于智慧農(nóng)業(yè)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)——中慧高芯技術(shù)(山東)有限公司。該公司通過(guò)與科研院所的交流合作，將“物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生”等技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理領(lǐng)域，推進(jìn)農(nóng)業(yè)園區(qū)智能化、信息化、數(shù)字化建設(shè)，提供“一站式智慧農(nóng)業(yè)”綜合解決方案。

時(shí)間、流量是如何確定和控制的?“我們研發(fā)了一套基于物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)計(jì)算分析的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)。”中慧高芯研發(fā)總監(jiān)孫秀興神秘一笑，包括灌溉決策系統(tǒng)、灌溉控制系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)(種植模型)等，通過(guò)手動(dòng)、定時(shí)、智能決策算法、種植模型等灌溉決策模式，高精度控制施肥，可定時(shí)、定量，或EC控制施肥。

平時(shí)都不用來(lái)現(xiàn)場(chǎng)，于靜郡用一部手機(jī)就操作了。他在手機(jī)上打開(kāi)灌溉決策系統(tǒng)——“中慧智農(nóng)數(shù)字農(nóng)業(yè)可視化管理平臺(tái)”，當(dāng)前灌溉情況一覽無(wú)余，8個(gè)灌溉區(qū)域內(nèi)，有3個(gè)在工作。在灌溉記錄模塊中，詳細(xì)記錄了每天的溫濕度、日照、凈輻射、蒸發(fā)深度等10余個(gè)數(shù)值。

“我們積累了龐大數(shù)據(jù)量，基于聯(lián)合國(guó)灌溉決策建議的算法，算出當(dāng)前土壤蓄水量，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)，決策系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)灌溉建議。”孫秀興說(shuō)。控制室內(nèi)，有一臺(tái)一人高的黑色機(jī)器，它便是基地“大腦”——智能灌溉控制器。收到?jīng)Q策指令后，控制系統(tǒng)啟動(dòng)，給水肥一體機(jī)發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌溉。如今，這套灌溉系統(tǒng)和裝置，分獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，中慧高芯還進(jìn)行環(huán)境控制。通過(guò)研發(fā)的環(huán)境控制系統(tǒng)、知識(shí)庫(kù)管理系統(tǒng)，控制二氧化碳發(fā)生器、風(fēng)口執(zhí)行器等，改變環(huán)境，讓種植更精準(zhǔn)。

“智慧”農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)高質(zhì)。在畝產(chǎn)上，和附近種植戶(hù)比，可增產(chǎn)39%，蘆筍提前一個(gè)月上市。在人工上，頭年開(kāi)溝施肥時(shí)，需要2個(gè)人干10天，如今用設(shè)備只要3天。解放的還有于靜郡，以前34個(gè)大棚，每天光開(kāi)關(guān)水肥就要跑68次，如今他將更多精力放在預(yù)防病蟲(chóng)害和種植管理上。目前，中慧高芯正和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)采收機(jī)器人，擬打造“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”。

種植模型可復(fù)制全國(guó)

在現(xiàn)場(chǎng)記者看到，想要灌溉施肥，于靜郡只需點(diǎn)擊手機(jī)，不用設(shè)置參數(shù)，這是為何?原來(lái)，2月底，基地新上了一套蘆筍生長(zhǎng)模型，哪天澆水施肥，用水多少，只要根據(jù)模型來(lái)就行。比如水里含肥量2.0ms/cm，低了自動(dòng)加肥，高了停肥;水壓設(shè)置3公斤，超了自動(dòng)抽水，小了降低抽水頻率。

“這套作物生長(zhǎng)模型，基于數(shù)字孿生技術(shù)。是我們根據(jù)之前種蘆筍的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造的數(shù)字版的‘克隆體’。現(xiàn)在數(shù)據(jù)還在不斷修正中，后面會(huì)越來(lái)越精準(zhǔn)、完善。”孫秀興說(shuō)，現(xiàn)在先做了春秋冬三個(gè)季節(jié)的水肥配方，明年將精準(zhǔn)到每個(gè)月。

“生長(zhǎng)模型是標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理的關(guān)鍵，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)不同基地、相同作物的管理實(shí)施。”孫秀興告訴記者，不僅能更精細(xì)化的田間管理，還可解決未來(lái)“誰(shuí)種地、誰(shuí)會(huì)種地的問(wèn)題”。

通過(guò)作物生長(zhǎng)規(guī)律、農(nóng)事操作、投入品用量等進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理，中慧高芯為該基地搭建了生長(zhǎng)環(huán)境模型、病蟲(chóng)害發(fā)展環(huán)境模型、作物生長(zhǎng)模型，再通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)、病蟲(chóng)害災(zāi)害分析預(yù)警。

由于數(shù)字孿生技術(shù)的可復(fù)制特點(diǎn)，孫秀興說(shuō)，峽山作為企業(yè)的中試基地，目前已獲得成功，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)事操作標(biāo)準(zhǔn)化。下一步，他們將把這套蘆筍種植模型，復(fù)制到甘肅會(huì)寧，最后推廣至全國(guó)。今年5月份，該企業(yè)在甘肅會(huì)寧的310畝蘆筍示范基地，將進(jìn)行定植，年底前，該基地將復(fù)制推廣至3000畝。

就在記者采訪時(shí)，外地一個(gè)蘆筍種植基地打來(lái)電話，200畝大田的100個(gè)溫室，想要套入中慧高芯的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)。眼下，在非洲加納，正在建設(shè)的濰坊國(guó)家農(nóng)綜區(qū)加納阿拉克智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園，也將使用這套技術(shù)。

用大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高質(zhì)

4月19日上午8點(diǎn)05分，周春霞將一筐采收好的蘆筍放到智慧電子秤上，“28.53公斤!”電子秤顯示出了重量，這一重量被同步到了于靜郡手機(jī)上。周春霞的身前掛了一個(gè)二維碼，掃碼后，采收人員、時(shí)間、重量等數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳云平臺(tái)。

“智慧農(nóng)業(yè)更側(cè)重于生產(chǎn)層面，數(shù)字農(nóng)業(yè)還面向運(yùn)營(yíng)過(guò)程。”孫秀興認(rèn)為，未來(lái)農(nóng)業(yè)，一定是數(shù)字化的。基于此，中慧高芯研發(fā)了一套數(shù)字化運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。從早上6點(diǎn)36分稱(chēng)重，到8點(diǎn)55分，9名采收人員共采收215.62公斤，誰(shuí)采收了多少一目了然。

除了采收管理，在該系統(tǒng)上，記者還看到，加工管理、銷(xiāo)售管理、用工管理、投入品管理、固定資產(chǎn)管理、分析報(bào)表的技術(shù)管理等，功能俱全。基地運(yùn)營(yíng)的三個(gè)數(shù)據(jù)：收入、支出、利潤(rùn)，全部涵蓋，小到日統(tǒng)計(jì)，大到年統(tǒng)計(jì)，讓管理更便利、科學(xué)。

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與分析是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。“我們將生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)打通，為大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)提供了便利。”4月21日，在中慧高芯技術(shù)(山東)有限公司內(nèi)，孫秀興正在查看當(dāng)天產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)。

最近幾天，孫秀興通過(guò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)發(fā)現(xiàn)，近30天蘆筍產(chǎn)量波動(dòng)較大。在查看了農(nóng)田土壤、氣象、蘆筍生長(zhǎng)等數(shù)據(jù)后，他與農(nóng)科院專(zhuān)家找到了主要原因：溫度波動(dòng)導(dǎo)致。

“在溫度不可逆情況下，如何加大水肥供給，把產(chǎn)量損失降到最低。”孫秀興說(shuō)，他們正聯(lián)合院所專(zhuān)家，針對(duì)這個(gè)課題進(jìn)行研究。“原來(lái)按照作物規(guī)律去投水投肥，現(xiàn)在研究通過(guò)改變水肥策略，在產(chǎn)量和質(zhì)量上，能不能彌補(bǔ)溫度變化造成的影響。”

溫度的變化，對(duì)產(chǎn)量影響到何種程度?水和肥的用量，對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響程度?目前，孫秀興和技術(shù)人員正忙著做數(shù)據(jù)的跟蹤和分析，通過(guò)對(duì)天氣的預(yù)測(cè)，形成對(duì)品質(zhì)的預(yù)測(cè)，找規(guī)律，強(qiáng)干預(yù)。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)，還可以預(yù)測(cè)病蟲(chóng)害，提前制定干預(yù)措施，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)、質(zhì)量追溯、科學(xué)決策等。

在這個(gè)蘆筍種植基地，中慧高芯用一個(gè)云平臺(tái)，對(duì)生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息化管理，實(shí)現(xiàn)科學(xué)指導(dǎo)、高效生產(chǎn)、科學(xué)預(yù)測(cè)、精準(zhǔn)銷(xiāo)售、數(shù)據(jù)決策分析等功能。

“大數(shù)據(jù)賦能，助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走向智能化、科學(xué)化、信息化，為精細(xì)化農(nóng)業(yè)管理提供了技術(shù)和組織保障。”中慧高芯董事長(zhǎng)徐廣健說(shuō)。（大眾日?qǐng)?bào)客戶(hù)端記者 楊學(xué)瑩 張蓓 報(bào)道）