大棚里有大“智慧”　看山东省淄博市如何整建制推广智慧农业

　　麦收时节，走进山东省淄博市临淄区占地300多亩、建有120个塑料温室大棚的石佛堂蔬菜标准园区，在“智慧设施”呵护下，一串串西红柿挂满了枝蔓。园区主任刘军良介绍：“2013年园区试着搞大棚智慧设施，现已在50个大棚里安装了水肥一体化设备及补光灯、空气温度、湿度、光照、二氧化碳，土壤温度、湿度、酸碱度等感知设施，浇水、施肥、温度、湿度等基本上可实现智能化控制。效果也挺明显，比如西红柿,每个大棚每年可省工时费约4000元、节肥约3000元、节药约2000多元，还能增产两成多，质量抽检合格率达100%。”

　　淄博市委书记王浩坦陈：“其实，石佛堂蔬菜标准园区仅是淄博探索推广智慧农业技术的一个典型代表。淄博是全国智慧城市十个试点之一，智慧农业是智慧淄博项目的一大板块。经过三年多探索，现在智慧农业已进入示范推广阶段。实践表明，淄博智慧农业建设，对于促进农业发展方式转变、农产品质量安全、农业节本增效，都具有重要的积极作用。”

　　 探索 产业扩张及用工短缺 呼唤智慧农业快速发展

　　说起智慧农业，博山区上瓦泉村支部书记王金成颇显自豪：2012年前，上瓦泉村是一个贫困村，人均年收入不足2000元。2013年以来，通过实施智慧农业项目，在园区里安装了智能化监控设备，推广了水肥一体化滴灌、微信营销等智慧技术，种植的富硒草莓卖到20至30元一斤，采摘游客络绎不绝。市民在家里打开有线电视，就能找到上瓦泉村的富硒草莓大棚的现场实时直播，不仅给城里人送去了新感受，也让上瓦泉村尝到了甜头，成为省级优秀乡村旅游示范村。

　　淄博市副市长王可杰介绍，淄博是山东的工业大市和经济大市。随着工业化城镇化的发展，二三产业占GDP比重达96.5%以上，城镇化率达68%以上。工业和城镇吸纳了绝大多数农村劳动力，农村劳动力越来越紧缺，农业用工成本大幅攀升。农业用工短缺、节本降耗、增产增收的需求，也急迫的呼唤农业智慧技术，呼唤农业自动化。

　　蔬菜产业的快速发展呼唤农业智慧技术。近几年，淄博先后实施了“蔬菜产业振兴计划”、“50万亩优质蔬菜提质增效工程”等项目，蔬菜年种植达105万亩，高标准蔬菜大棚达21万个、34.8万亩，促进了以区域化、园区化、专业化、规模化、企业化为主要标志的蔬菜现代化发展，蔬菜产值占农业产值达30%以上。这是淄博探索推广蔬菜智慧技术的产业基础。

　　另外，时常发生的农产品质量安全事件，已经成为大众关注的热点。然而，传统的蔬菜大棚技术，很难严格控制和及早发现农户的违规施药施肥行为，很难实现蔬菜生产安全化。这是淄博试验示范蔬菜智慧技术的社会呼唤。

　　淄博顺应“三个呼唤”，2012年7月提出了“智慧蔬菜”发展设想，进行了以蔬菜智慧技术为主的智慧农业试验探索。2013年实施了省级现代农业果菜项目，投入750万，安排临淄石佛堂、新亮、翠竹、乐采、忆当年等5个蔬菜标准园，2014年安排高青县莱德蔬菜标准园，进行了智慧技术试验；2015年新增周村朱庄、博山瓦泉、沂源安信、张店志高、淄川富硒等村庄作为蔬菜智慧技术试验点，试验内容从智慧蔬菜扩大到畜牧、林业、果品和水利。

　　2016年淄博政府投入120万元，在10个区县、27个镇街、36个蔬菜园区、40个村庄，启动了智慧农业三年示范工程，包含了智慧蔬菜、智慧粮食、智慧畜牧、智慧林果、智慧水利、智慧市场、智慧村务等。

　　王可杰坦言：“如今，淄博智慧农业探索受到了国家和省里的肯定，已经从试验探索阶段跨入示范推广阶段，形成了市区镇‘三级携手’和专业大户、合作社、企业‘三方参与’的局面，基本上探索出了一条整建制推广智慧农业技术的新路径。”

　　 生产 “四大系统”让蔬菜大棚节本增收

　　在临淄区皇城镇皇城村绿康蔬菜标准园，园区主任于永先说：“园区37个大棚都安装了温、湿、光等监控系统、水肥一体化系统、自动放风设施。这些设备，还真管用！浇水、施肥都是自动化，肥料按比例配好，一按开关，就可以了。一个人能干过去五六个人的活，省工省时省钱。”

　　淄博市菜篮子办公室主任徐建光说：“淄博智慧农业系统，主要有云计算系统、管理系统、传输系统、应用系统‘四大系统’构成。”

　　云计算系统，设在淄博政府云计算中心，政府拿出两台服务器，用于智慧农业的数据处理存储。

　　管理系统平台，设在淄博市菜篮子工程办公室，并建立了智慧农业信息管理中心。中心与淄博蔬菜顾问团微信语音平台、乐物网电商、广播电视商城、网上农技推广系统、手机终端系统、视频会议系统等15个数据平台，实现了对接融合，基本形成了大数据平台。通过密码授权，可遥控蔬菜大棚的通风、补光、浇水、施肥、喷药等设施。

　　传输系统，由中国联通公司承担，将安装智慧农业系统的所有蔬菜大棚的监测数据，准确、快速、安全地传输到云计算中心。

　　应用系统，分为棚内棚外两个子系统。棚内,安装一个体积约40厘米见方的信息采集盒，盒上伸出5或10个“触角”，垂在空中或插入土壤，能够感知监测空气温度、湿度、二氧化碳浓度，土壤温度、湿度、酸碱度，光照、风、病虫等指标；棚外，由气象部门分区域安装气象监测系统，主要感知监测温、湿、光、风、雾等指标。

　　 销售 285个小区可网上下单 24小时实现送菜到家

　　在淄博智慧农业信息中心，记者看到，20个液晶板显示着20个蔬菜园区的实时图像信息。

　　淄博智慧农业系统与乐物网对接，实现了淄博285个生活小区的网上下单，每单36元以上，24小时可送菜到户。通过与有线电视网络对接，可利用覆盖10个区县、58万个机顶盒用户，实现有线电视的网上下单，24小时送货到户；还可召开视频会议、进行技术培训等。

　　徐建光胸有成竹地说：随着智慧农业系统的完善，还可实现B2B、O2O、B2O等模式的农产品网上交易，形成像股市一样的农产品交易系统，实现智慧农业系统的有偿服务。

　　为了发挥智慧农业系统的作用，2015年淄博成立了由100名专家组成的蔬菜顾问团，设立了栽培、土肥、植保、食用菌、质监等5个分团，聘请农业部农技推广首席专家张真和等20名国内专家担任顾问。

　　今年5月，投入100万元，从以色列耐特菲姆公司引进了智慧农业系统温室精准控制应用数学模型。

　　并且，成立了由67名国内著名农业专家与58名基层农技专家相结合的4个智慧蔬菜课题组，研发具有淄博特色的蔬菜大棚种植西葫芦、西红柿、茄子、辣椒、黄瓜等10余种蔬菜的“精准控制、精准用药、精准用肥、精准用水”的应用数学模型。

　　如今，淄博智慧农业星火已呈燎原之势。近3年来，淄博财政投入智慧农业试验、示范、推广达360万元，在10个县区、15个镇街、20个蔬菜园区（基地）、513个蔬菜大棚进行了智慧农业试验。五年内，将有3.1万个蔬菜大棚，安上智慧农业系统，约占全市大棚的15%。

农业提质增效的必由之路

　　当前，我国正处于从传统农业到现代农业转变的过程中，信息技术成为利用现代高新技术改造传统农业的重要途径。农业信息化的发展大致经历了电脑农业、数字农业、精准农业和智慧农业四个阶段。智慧农业是农业生产的高级阶段，集新兴的物联网、大数据、云计算等技术为一体。物联网是在互联网基础上的延伸和拓展，通过全面感知、万物互联和智能化应用，实现物与物、物与人、所有的物品与网络的连接，从而进行识别、管理和控制。在国内，农业物联网在农业发展中的应用显示出了一定的成效，推动了大棚蔬菜、大田种植、花卉种植、水产养殖等多方面农业的快速发展，农业物联网相关技术、体系、产品等在我国农业及农村信息化领域已经得到了初步应用，例如常见的传感技术、智能化管理系统、遥感系统、远程监测系统、生物信息及诊断系统等。这些技术有助于监管农产品的整个生产及流通过程，并将各个环节的相关信息借助物联网传输到农产品流通中心的数据库中，提高了农产品安全质量管理水平及物流的实效性。

　　农业物联网技术的研究应用是现代智慧农业发展的需要，也是衡量一个国家综合科技实力与农业发展水平的重要标志。当前我国农业在取得巨大成就的同时，也面临人口增加、耕地减少、农村劳动力减少、自然灾害增加、环境污染加重等问题的严峻挑战。因此，未来的农业生产需要进行精准监控和科学管理，实现对资源的合理配置，以最少的投入达到最大的收益，高效地利用各类农业资源，取得最大的经济效益和环境效益。今后农业物联网应面向集约、高产、高效、生态、安全的现代农业发展需求，综合运用无线传感器技术、移动通信技术、自动化技术、作物安全生产与高效栽培技术、病虫害综合防治技术、土壤肥料资源高效利用技术等，实现跨学科、多领域高新技术综合应用支撑下的环境信息精确监测、生产过程精准管理、肥-水-药智能实施、病虫害智能诊断与监控预警、农产品质量安全监管与追溯等目标。随着传感器终端设备在农业生产环境中的大量应用，农业生产环境变量被转化成数字信号，进行传输、存储、分析、处理，数据量逐渐变大，数据结构日益复杂大数据环境下，全面感知、可靠传输和智能处理等物联网技术创新了农业物联网应用模式，各种农业资源利用效率大幅度提高，农业能耗和成本最大限度地降低，农业生态环境破坏最大限度减少，提高农业全链条、全产业、全过程的智能化、泛在化程度，实现农业生产环境的实时监测、自动控制、数字化管理，农业生产管理系统达到整体最优化，这也是农业物联网未来发展的必然趋势。

　　农业物联网通过与信息化的有效结合实现高度的智能化是我国农业发展的必然趋势，而农业物联网的推广与应用是实现该目标的重要途径。在政府以及相关科研机构的推动下，我国农业物联网技术已经取得了一定的进步，其应用也有了不错的成效，但其技术离成熟还有较大距离，应用的开拓空间也还很大。具体表现在：我国农业的应用对象具有多样化的特点，采集的信息也很复杂。虽然我国在国际物联网标准的制定上已经有了一定的主导作用，但在国内还没有统一、有效的标准体系。农业物联网的相应商业模式还不成熟,重复投入问题较突出，可持续发展商业模式较少。在未来的发展中，应当积极探索不同种类农产品、不同类型农业生产经营主体农业物联网技术应用模式及可持续商业模式。我国在农业生产精细化、自动化方面还比较薄弱，现有的农业监测及自动控制技术普及率较低，制约了农业物联网应用的发展。硬件设备与技术水平仍需要提高。在未来，我们要加强对农业物联网的重视与研究，不断完善其标准体系与运营机制的建设，推动农业物联网应用的标准化、规模化与产业化。

　　（孙忠富 作者系中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员、博导）

国外的农业物联网

　　物联网是智慧农业的核心组成部分。在国外，其应用主要集中在农业资源监测和利用、农业生态环境监测、农业生产精细管理和农产品安全溯源等方面。

　　美国：大农场成为美国农业物联网技术的引领者，在农业物联网技术推广中起着示范作用。研究显示，美国大农场对技术的采用率高达80%。

　　日本：农业物联网技术主要由NEC、富士通、日立等大型公司的IT部门牵头研发，并与三井物产等农用品开发商合作，开展了大量的产、官、学合作，加快了农业物联网技术的研究进程。

　　英国：发展农业物联网主要依靠市场机制进行推动，政府主要是制定引导政策，采取扶持措施引导农业生产者，电信运营商、IT公司等农业物联网的主要建设者参与农业物联网建设，鼓励各类市场主体开展信息技术的研发、推广和应用，大大提高了农业物联网技术的实用性、针对性、可持续性，能够较好地满足农业发展的需要。