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【南方日报】AI+5G大湾区智慧农业全面提速
2019-07-02 10:02  作者:南方日报2019-07-02  作者:南方日报

        

通过智能监测管理系统,接入虫感知系统,结合气象、土壤、图像、地理位置等数据,可全面监测种植区的虫情实况

       5月以来,随着西南季风的加强,一种从缅甸进入我国境内的神秘害虫“草地贪夜蛾”正在以每晚100公里的速度向华南扩散并北上。所到之处,玉米、甘蔗、马铃薯等作物“千疮百孔”。

    一场运用AI科技“蛾口夺粮”的“狙击战”应声打响。

    日前,深圳华大基因与云南农业大学、中国农业科学院等研究机构通力合作,在国际上率先完成草地贪夜蛾染色体级别的基因组测序和组装;广州极飞科技有限公司(以下简称“极飞科技”)快速响应农业农村部号召,联合合作伙伴以广西横县为首战点,对华南、华中等地的玉米田等开展应急防控,通过无人机智能喷洒药物技术,有效杀灭98%以上破坏力更强的贪夜蛾幼虫。

    随着粤港澳大湾区智能科技的迅猛发展,曾经看天吃饭的传统农业,正在实现真正的知天而作。

    《粤港澳大湾区发展规划纲要》提出:推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。而按照《广东省加快5G产业发展行动计划(2019—2022)》(以下简称《行动计划》)设想,在5G网络推进下,广东智慧农业将实现跨越式发展。

    用“农眼”智能监测17万亩农场虫情实况

    今年,郁南县几百家无核黄皮生产基地平均农药用量减少了11%,无核黄皮产量平均提高了15%以上,农户生产成本减少8%的同时,户均增收3250元。

    这是来自郁南县的黄皮监测系统数据。数据显示,精准种植、虫害预警的综合农业大数据正在发挥作用。2016年,广东云浮市郁南县政府开始引入一套大气候“农眼”智能监测管理系统,接入虫感知系统,结合气象、土壤、图像、地理位置等数据,全面监测县域内17万亩无核黄皮种植农场的虫情实况。

    在农业领域,植物病虫害、动物疫病如何防范是一大痛点,治病的成本往往高于防病。有数据显示,每年我国用于病虫害防治的化学农药高达25万吨。农药滥用,不仅破坏农田生态平衡,还会造成害虫抗药性增强,防治成本成倍增长。

    距离郁南上百公里以外的赣南地区,这里的柑橘果树容易遭遇木虱、红蜘蛛虫害,在植保无人机施药几天后,虫口减退率显著增长,无人机能比人工打药高几十倍的效率,实现精准喷洒,在节省农药的基础上,控制虫害。

    “像我们这次灭杀贪夜蛾,无人机可夜间作业,每小时可作业210亩,相当于近100人的效率,能快速遏制贪夜蛾的发展。”极飞科技联合创始人龚槚钦介绍说,“AI识别技术的应用,正从人脸识别、动物识别进一步扩展到农作物病虫害检测等领域”。

    AI监测病虫害主要指利用机器学习、计算机视觉等技术,采用特定的计算机算法和模型,对农业病虫害发生的光谱或图像信号,以及长期积累的农田作业数据进行分析和挖掘,获得有效的数据特征,实现对病虫害情况的实时识别和鉴定的过程。

    传统预防手段是根据病虫害的发生规律,主要采用喷雾、烟熏等方式。“AI虫害识别属于后期发现,但病虫害疫情最主要还是在于‘防’。这就需要植物保护专家对疫情、病害发展、发生的环境条件进行研究;并通过系统采集相关条件的数据,形成虫害预测的完整系统,才能发挥最大作用,做到‘以防为主,以治为辅’”。广东省农科院设施农业研究所(筹)赵俊宏博士告诉记者。

    用智能喂投系统养殖

    有效防止“病从口入”

    “以防为主,以治为辅”同样体现在养殖环节。

    近几年,互联网科技巨头纷纷进军AI农业、智能养殖,监控疫病成为不可忽视的重点。

    “通常,大型养殖企业有一套成熟的疫情防控机制,问题在于我们有很多小而散的养殖户。”农业产业化国家重点龙头企业、惠州四季绿农产品有限公司董事总经理伍一辉说。

    散乱养殖带来的是“骨牌效应”,从禽畜体质差、易生病、兽用抗生素滥用,到人的健康受损,一环环被推倒。

    中国科学院广州地球化学研究所研究员应光国课题组研究显示,2013年中国抗生素总使用量为16.2万吨,在这16.2万吨抗生素中,有52%是兽用的,一些抗生素随着养殖被排放进入水土环境中。

    复旦大学公共卫生学院曾于2015年公布一项研究显示,8到11岁儿童中,近六成人尿检发现抗生素成分残留,包括三种一般只限于畜禽使用的抗生素。

    为预防疫病、避免药物滥用,“网易味央猪建立‘零污染’环保处理系统,使养殖场内部形成良性的自循环,减少了一般农场污粪外运带来的外部车辆,从而降低疫情传入的可能性。”网易味央养殖部门相关人士介绍,通过智能环保处理系统,猪的排泄物经过干湿分离等三道处理工序后,固体成无臭有机化肥,可以直接用在养猪场的茶园、菜地等,实现循环利用。“还有全自动液态粮饲喂系统,这样能从空间和介质上有效防止猪只‘病从口入’以及猪群之间的病毒传播”。此外,猪舍还可自动检测、控制猪舍的湿度、温度及空气质量。”

    “我们一直在考虑引入智能技术,不过规范的大型养殖场,已不存在防疫问题,通过打疫苗、场地消毒等手段,完全可避免非洲猪瘟的发生。”伍一辉说,相比猪舍,水面下的情况更复杂,更需要智能技术导入,“我们近年建成20平方公里水面的养鱼场,希望能通过一些智能技术,提高水产养殖管理效率、降低成本。”

    5G技术将有助降低虫害防治成本

    近日,广东印发《行动计划》,将构建基于5G网络的智慧农业互联网,开展5G智慧农业科创园建设。

    《行动计划》提出“5G+智慧农业”,到2022年底前,实施乡村5G网络覆盖工程,推进农村重点区域5G网络建设。以省级现代农业产业园区为重点,建设5G智慧农业产业园区,推动江门等市开展5G智慧农业科创园建设;推动广州市增城区5G智慧农业试验区建设;推动湛江开展“5G+智慧水产”示范应用,促进水产养殖、加工、冷链物流等产业链条有机融合。

    广州市社会科学院产业所副研究员陈峰介绍,广东省凭借其互联网产业、电子信息产业的强大优势在智慧农业领域先行一步,势头良好。但也要看到,当下相对于智能赋能的其他行业,农业基础薄弱尤为突出,包括农村互联网基础设施、农业从业人员素质,农业精益化生产水平等。

    其次,智慧农业早期投入大、回收周期期长,易阻碍社会资本进入,例如建一个上百亩的智慧农业生产基地,包括软件、硬件、设施、专业人员配备等费用,投资得以百万元为单位计。因此,在智慧农业发展的初期阶段,需要政府给予一定程度的引导与扶持。《行动计划》的推出,无疑是“及时雨”。

    “2019年5G网络起步发展,在此背景下,基于农业物联网技术的虫害防治措施成本造价有望降低,并普及到更多农户中。”广州大气候农业科技有限公司CEO易丙洪感叹,5G网络建立,将成为智慧农业发展的加速器。

    ■观点

    智慧农业需要

    大量真实数据支撑

    相比国际水平,我们的智慧农业产业还处于追赶期,但也意味着上升空间大。

    根据前瞻产业研究院预测,到2020年,中国智慧农业的潜在市场规模有望由2015年的137亿美元增长至268亿美元,年复合增长率达14.3%。

    根据当前农业应用方式及类型的不同,智慧农业分为四大典型应用场景,包括数据平台服务、无人机植保、农机自动驾驶以及精细化养殖,其中数据平台服务应用场景占比最多,为40%。

    统计还显示,无人机植保类似企业获得最多融资,其次是农业数据平台服务,这两个领域也是农业科技发展最快的,他们的明显特点是可以获得一定量的真实数据。

    赵俊宏指出,AI农业是智慧农业的一种实现方式,是农业信息化发展到高阶阶段的产物,需要大量的真实数据作为支撑,建立多输入多输出的智能调控模型。这才是智慧农业的主要模型。真正实现AI还需要软硬件的相配合,以及大量的试验数据和准确的模型,才会得到广泛的应用。

    然而由于我们现在农业信息化应用较少,无法支撑AI农业全链的发展,暂时只能在部分环节实施,所以我们看到的成功应用相对较少。要想取得更好的发展,需要快速打好基础,借助大数据提高农业的现代化水平。

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