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慧尔农业集团马吉伟​:数字农业颠覆传统耕作方式

农世界网     2020-03-10 来源:农世界网

新疆慧尔农业集团股份有限公司副总经理 马吉伟

3月8日,由中国农技推广协会数字农业分会组织的“战疫情、保稳定,数字农业在行动”线上公益第十六期精彩开播。

本次邀请的嘉宾是新疆慧尔农业集团股份有限公司副总经理、慧尔智能配肥系统联合发明人马吉伟,将从1、以经验为主的传统农业;2、数据是数字农业核心的生产要素;3、如何采集农业大数据;4、基于数字农业和大数据的高效精准农业;5、数字农业应用案例五个方面,结合实际应用的场景和案例,为各位展开一个详细的讲解和剖析。

  以经验为主的传统农业

(一)以经验为主的传统农业

第一个经验滴灌。现在这种传统农业的经验滴灌基本上是靠我们农户自己的感官,他认为今天该浇水了,或者哪天开始浇水,需要多长时间,并没有这样的数据支撑,基本上是靠来自于自我的一种经验上的判断。

第二个经验施肥。同样存在这个问题,基本上农户都是看别人怎么施肥,我就怎么施肥。没有数据的支撑,没有一个精准的依据。所以我们这种施肥,这种施肥过度,靠经验是非,也是一种浪费,反而对土壤造成了盐渍化的破坏。

第三个经验喷药。目前的传统农业,我们的农户每次打药的时候,就把各种药放在一起。实际上,如果有精准数据的分析,我们就可以做到针对不同病虫害,用不同的农药来进行投放。但是现在过量的投放农药,造成了整个农作物残留的超标。

第四个方面在田间地头,有一些农业技术推广人员进行田间地头的基础服务。我们想把理论和实践进行有机的结合。但是合格的农艺师需要10到15年的时间才能培养出来。所以靠这种经验的积累时间是非常的漫长。

(二)传统的农业环境信息采集、传输、处理和应用方式

传统农业环境信息的采集有很多的弊端。农业环境是复杂多难度多模态分散不均匀分散不均匀,动态变化相互影响。传统信息采集信息采集仪器和仪表需要专业的技术人员操作设备购置安装使用维护和管理成本高。处理数理统计方法复杂效率低。

就算我们把这些信息通过仪器仪表采集收集完以后,那么我们这个信息化的转化方面,那么自动控制也自动控制技术也比较匮乏应用成本很高。

(三)传统施肥模式存在的问题

目前设施农业施肥技术任然采用人工手动方式,灌溉时间多靠经验,6-48个小时都有。同时,设施农业普遍使用的施肥方法根据进出肥料罐两端水流压力差的不同,通过水流将肥料带入灌溉系统中。但此设备不易控制加入肥料的浓度,也无法做到自动化管理,对于加肥量无法进行精细化管理。

同时加入的肥料也多是固体的单质肥料,存在的问题是溶解度不够,容易发生滴头堵塞,操作不便,成本相对较高等。

  数据是数字农业核心生产要素

(一)现代农业

现代农业(modern agriculture):相对于传统农业而言,是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法进行的的社会化农业。在按农业生产力性质和水平划分的农业发展史上,属于农业的最新阶段。

其基本特征是: 一整套建立在现代自然科学基础上的农业科学技术的形成和推广,使农业生产技术由经验转向科学,如在植物学、动物学、遗传学、物理学、化学等科学发展的基础上,育种、栽培、饲养、土壤改良、植保畜保等农业科学技术迅速提高和广泛应用。

(二)数字农业=智慧农业=生态农业=现代农业

(三)数字农业技术先进性创新性

第一,利用互联网实现农业大数据的分析。第二,预警功能在种植时,可以有效的为农户提供气象病虫害的地质灾害等有效的自然灾害预警。

第三,手机app操作通过网络实现了线上控制。第四预约功能定时定量。第五人机界面清晰简洁,便于操作。第六无网络覆盖区域可实现局域网络的数据传输。

(四)数字农业优势

  如何采集农业大数据

(一)数字农业云平台

数据接收和处理;对传感器、节点、基站进行实时监控和管理;在平台上设置、修改各种参数;集成病虫害数字模型、霜冻预警等模型;无缝兼容其他平台。

(二)信息采集模式

什么地块?种什么作物?什么水质?滴多长时间的水?什么时间施肥及施多少?各种肥料的费用是多少?病虫害需要怎么防治?出现什么样的病虫害防治的方式方法又是什么?每块地投入成本产出的是多少?全程的数据进行了细致的收集整理,把这些数据进行转化提供给我们的农户。

(三)信息反馈与控制模式

手机端有两种反馈模式,一种是控制自家田地的这套系统,它在手机上发个指令,通过云平台转到控制器,控制器就会按照这个指令来控制。

第二种是客户有需求的时候,也可以通过手机端向云平台发需求指令,比如客户现在需要肥料在手机端下单购买肥料,那么云平台就会把这个指令反馈给当中的销售???、生产???、物流???,包括我们的财务???,相关的??榻?,收到指令后就会给客户准备相应的产品。物流公司按照信息把产品免费配送到客户的田间地头。

  基于数字农业和大数据的高效精准农业

(1)数字农业的相关应用

数字云平台、采集系统、控制系统、现代农业装备将组成一个统一的巨大的网络。核心是大平台和云计算+海量的端:数据采集端(传感器、节点、基站)、浏览终端(手机、PC)、控制终端(控制节点、设备)。

农业大数据服务包含:低成本多维度环境监测、预测;精准化农业生产;动植物生长模型;病虫害模型;专业化标准化种植养殖体系;全过程追溯;霜冻等灾害的预测和控制;装备和机械智能控制等;新型农业模式。

(二)水肥一体化智能施肥系统

慧尔智能施肥系统是代替常规人工施肥罐的一套智能设备,需要连接在灌溉井首部,施肥设备与滴灌主管相连接,平时由电动阀控制关闭。从而达到施肥的目的。

除了现场就地的触摸屏显示控制外,本系统接入我公司智慧农业大数据平台,实现远程PC端与手机APP显示控制。

(三)液体肥智能施肥装置优势分析

液体肥智能施肥装置将液体肥料,定时定量均匀的施用,解决了作物精准施肥的难题,可实现自动化施肥、物联网数据采集控制,达到省时省力又省工的效果。(四)农业物联网监测模式

有很多监测设备通过传感器数据传输到云平台上,在进行核算整理。对我们的客户也会提出这方面的监测数据的预警。因为当传感器采集到的数据超过预警阀值时,监测系统会立即将预警短信或以电子邮件的形式发送给我们相关人员。

(五)作物生长环境精准预测

(六)智能施肥系统应用土样数据对比

通过几个客户这三年的数据作一个展示,这个客户包括新疆的各个县市,涉及到了整个区域有50万平方公里的范围,在不同的区域,不同的现实情况下,有代表性的客户进行了一个数据展示。

通过数据分析精准施肥以后对土壤带来的影响和变化。因为土壤作物作为作物生长的一个母体,土壤的变化会改变作物,甚至土壤环境。

主要从土壤的整个核心数据见解。但有效磷速效钾、有机质、ph值和土壤电导率进行了三年数据的分析和对比。

  数字农业的应用案例

我们做了一个真实的案例分析。这张图是我们公司自己的农业大数据应用管理平台。最右边的慧丰收平台,是农户手上app 的一个展示的一个情况。所有的智能设备系统啊,收集的数据都会集中在农业大数据平台上展示,随时进行监控和调整。

在2010年年底,我们自主研发了一套智能施肥系统。从2017年上半年,我们开始在新疆的北疆区域进行推广。当年我们安装系统一共有200套,大概辐射了10万亩地。通过数据的分析和整理,让我们更精准投放更精准的对症下药,帮助农户实现了将原有的经验化种植变成一种科学化种植管理。我们现在智能施肥系统服务的这100万亩地,实现了节水30%。节约肥料20%,可增产增收5%到25%。

  总结

现在国家也在提倡数字农业振兴乡村经济。在这个领域有很多的企业,不管是农业数据监测方面,农业数据采集方面,还是农业数据管理方面,都有着各种各样先进的仪器设备,而且在不断的研发迭代升级。而我们没有人才去做农业数据监测、采集和研发的不断的升级。那么我们做了一件什么事呢?我们建了一个又一个的场景。

数字农业形成的农业大数据以及分析,实现了肥料、农药等农资的精准投入,同时提高了肥料的利用率,有效改善新疆土壤的碱性和板结状况,确保农作物品质提升和产量不减少,在过去三年中,有90.3%的农户实现了增产、增收,每亩增产幅度达到5%-25%.

以数字农业为支撑的智能施肥系统及施肥模式,颠覆了传统的施肥模式,解决了肥料单质等弊端,全程使用生物菌剂、有机质等,使肥效料利用率提高20%以上,通过“减肥”的方式真正减少过量施肥带来的面源污染。

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