农业物联网作为一项新型信息化集成技术,正改变着我国传统农业的面貌。当前,蓬勃发展的农业物联网存在哪些瓶颈,如何推动其更好发展,记者进行了深入采访。
智慧农业啥样
在北京夏黎城设施农业专业合作社,物联网智能控制系统不间断监测室外温度、湿度、风速、风向等气象指标,实时采集温室内环境和生物信息参数。工作人员介绍,这里的网络型灌溉管理系统能节水69%,智能施药系统可节省农药15%至20%,整个系统可使得菊花分化到现蕾的时间缩短5至7天,商品化率提高15个百分点。
北京夏黎城设施农业专业合作社是北京市设施农业物联网示范工程的一个核心基地。该示范工程初步建设了5000亩核心示范区、2万亩直接带动区和5万亩辐射带动区。据测算,通过物联网技术,核心区蔬菜产量平均提高约10%,基地每年增收1600万元以上。北京市农委信息中心主任刘军萍告诉记者,由于前期示范的良好效果,今年又有6个农业企业和一些农户主动提出安装传感器,通过农业物联网节本增效。
“农业物联网主要有感知、传输和控制三大作用。”中国农科院信息所所长许世卫解释,农业物联网不仅能感知水、肥、热、气、光等外部环境变量,还能感知生物本体,比如,对水稻叶片中的各种营养元素的感知。“如果感知到水稻叶片中叶绿素含量降低,说明缺氮了,就要添加氮肥。如果等到肉眼看到叶片发黄再追肥,就晚了。”
我国农业发展面临着资源与环境等约束,迫切需要加强农业物联网的应用,提高农业精细化管理水平。农业部市场与经济信息司司长张合成说,通过物联网技术改造传统农业,提升农业各环节智能化程度,目标是实现“环境可测、生产可控、质量可溯”。
2011年,农业部发布了《全国农业农村信息化发展“十二五”规划》,并与发改委、财政部组织实施了北京市设施农业、江苏无锡养殖业等三大国家级物联网应用示范工程,我国农业物联网发展驶入快车道。今年,农业部启动了天津、上海、安徽等三个农业物联网区域试点,并认定了40家农业农村信息化示范基地。在示范区外,各地农业物联网发展也方兴未艾。
制约瓶颈在哪
“当前最大的问题是,没有把物联网技术在农业上的应用量化在经济指标上。不计成本的示范对农业物联网的推广并没有实际价值,要解决谁为应用买单的问题。”2013年中国物联网大会上,物联网产业协会副理事长柏斯维认为,试点示范并不代表真正实现产业化,大规模商业化应用还需要时间。农业是弱势产业,生产条件可控性差,这决定了物联网在我国农业领域的应用明显不同于在工业等领域,导致了其发展初期受资金制约严重。
资金投入是发展农业物联网的首要问题。记者采访发现,农业物联网基础设施建设具有一次性投入大、回报周期长的特点。在农业整体比较效益低、以小农户分散经营为主的情况下,很多物联网设备因价格偏高很难大面积推广。据了解,一套物联网设备,因其核心传感器的不同,价格从一万元到几十万元不等。如果不是从事规模经营或者高效种养殖业,普通种植大田的农民是无力承担的。
“农业专用传感器的缺乏是我国农业物联网发展的瓶颈。目前我国农用传感器种类不到世界的10%,国产化率低、缺乏市场规模效应。在覆盖面、适用性等方面还有很大提升空间。”农业部信息中心主任李昌健说,我国传感器主要集中在对温度、湿度的监测,对其他环境因子关注较少,尤其对生物本体的感知还很少。国产传感器性能不够稳定,使得监测数据不够准确,经常需要校正,而且器材寿命短。
同时,物联网设备还不够接“地气”,在满足农民使用需求方面还要继续探索。目前,我国农业物联网设备主要产自高校院所的实验室,概念性产品多,实际产业化率不高,且实验室理论研究与农业实际应用差异较大。
“物联网设备要力求方便实用和‘傻瓜化’。”中国农业大学宜兴农业物联网研究中心负责人李道亮教授告诉记者,宜兴水产养殖物联网从实验室概念型产品到最终成熟的应用系统,一共研发了3代产品,对电路、通信、模型三大模块总计改进了上百次,大部分都是为适应当地环境特点和农民 *** 作简便进行的改进。
发展途径何在
“农业物联网项目要以‘测得出、传得快、算得灵、用得好’为建设标准,重点在功能设计、核心技术、推进机制等方面寻求突破。”张合成对记者说。
据介绍,农业部正在积极谋划,争取在财政部的支持下启动“益(e)农计划”,系统推进全国农业生产经营信息化与信息服务体系建设。同时,正在研究建立农业信息补贴制度,加快推动将农业物联网相关产品和装备纳入农机购置补贴目录,以此鼓励电信运营商、IT涉农企业、科研院校等社会力量的积极性,逐步形成政府引导下的投资主体多元化、运行维护市场化,合力推进农业物联网发展。
“农业物联网是个复杂的工程,总体处于试验阶段,既要重视它,又不能盲目夸大其作用,要与现有信息化工作结合。”国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江表示,物联网发展应用应突出重点,要优先从基础好、规模化程度高的行业入手。他认为,应在水土资源开发利用、生产过程精细管理、农产品与食品安全监控系统等领域优先发展。
面对国内传感器的发展现状,有关专家表示,要坚持自主研发与引进吸收并重。提升农业物联网的自主创新能力,难度大的技术要加快引进吸收,短平快的技术要自主研发,把传感器转换成低成本、便携式的仪器设备,通过单项技术突破与集成应用并举,加快技术研发应用步伐。
物联网改变生活,特别是对传统农业,使其成为现代化农业,以发达国家美国为目标发展着。通过物联网进入农业领域前后对比,不难发现:传统农业的种植生产过程已经发生了翻天覆地的变化,由以前农民凭借自己务农的经验,以及对天气变化的掌握情况对庄家进行浇水、施肥、打药等,到现在在温室大棚里数字化的控制、浇水、施肥、打药全部机械化完成,而且还可以实时对植物进行智能分析而实时调节大棚里的温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度等等,并且还可以根据需要,分片进行不同量的供给。
物联网节约了农民更多的时间。通过农业物联网,种大棚的人可以通过家里的电脑实时了解大棚内的各种影响植物生长和产量的要素的情况,比如温度、水分和二氧化碳浓度等。此外,农民可以实时把自己家大棚里的情况分享给远在千里之外的批发商,通过远程交谈,可以促成一单单生意。而农民也可以将自己大棚情况挂在农业生产企业网站上,让批发商和市民实时了解自家大棚内的生产情况。目前物联网技术已覆盖相当广,如农业和林业等。
物联网可以让农产品更符合需求。因为农民可以借助物联网来了解当前市场状态,需要什么样的农产品,哪种农产品需求量更大,进而可以进行精准种植,将来收成了也好销售,价格也高,避免了以前依靠菜农经验来盲目种菜的弊端。
物联网让农业更深入人心。因为不管是批发行还是市民,都可以通过物联网的手段来知道自己今天所买的蔬菜或者水果怎样长出来的,环境是否合乎标准,是否使用了生态肥料等。这些信息,市民都可以通过查阅标签的方式而知晓,甚至市民可以观看生态蔬菜和水果的生长基底视频等。市民还可以通过物联网来知晓自己买的蔬菜水果等运输时经历了哪些地方,运输时间多长等,当然这只是冰山一角。
以上这些都是物联网带给农业的巨大变化,这些变化包含空间和时间各个方面,极大促进了农业的飞速发展。
不难。近年来,农业生产领域物联网应用实践主要集中在设施农业生产环境监控、土壤墒情监测、农产品质量溯源以及粮食储运等环节,应用开展得有声有色,不过实施过程也暴露出农业领域物联网应用推广存在的三方面问题:
——现有农业生产经营模式制约物联网应用规模化发展。目前,我国农业基本是包干到户、分散经营的小农经济,不适合物联网应用的大规模推广。
——物联网应用基础设施建设成本较高造成应用推广困难。物联网应用首先要部署传感器,农用传感器多为土壤监测、水质监测等化学类传感器,而传感器成本较高则是难以突破的瓶颈。
——物联网技术产品尚不成熟,设备性能远远低于应用预期。物联网智能农业在目前来说就是农业物联网,都是运用的传感技术、传输技术、数据收集技术、控制系统,这些都是属于信息技术的,现在农业上的对信息技术的充分运用,无疑是把农业放在了一个前所未有的高度来发展,国家也对这些也是积极鼓励的,很显然,物联网智能农业是必须要发展起来了,只是时间问题,我很看好,像托普这些早些年做农业仪器的,现在都转身做农业物联网的,都是很有远见的,等到物联网真正发展起来的时候,这些物联网先驱就是龙头了物联网下现代农业发展的重点 随着科技的迅速发展,物联网在农业上的应用会越来越广泛,一批关键农业信息感知技术和新兴产业培育问题也期待科技突破。物联网在农业上的应用会朝着微小型、可靠性、节能型、环境适应性、低成本、智能化方向发展。一是以农业专用传感器、网络互联和智能信息处理等农业物联网共性关键技术研究为重点,突出自主知识产权,强化自主创新。二是以利用物联网技术探测农业资源和环境变化,感知动植物生命活动,农业机械装备作业调度与远程监控,农产品与食品质量安全可追溯系统等为重点,强化集成应用。三是以农用传感器和移动信息装备制产业、农业信息网络服务产业、农业自动识别技术与设备产业、农业精细作业机具产业、农产品物流产业等为重点,培育新兴产业。此外,农业资源的发展重点是对土地、水源、生产资料等的管理;农业生态环境的发展重点是对土壤、大气、水质、气象、灾害的监测;在生产过程管理的发展上,重点是农田精耕细作、设施农业、健康养殖等;在农产品质量安全管理的发展上,重点将是产地环境、产后、贮藏加工、物流运输、供应链可追溯系统;在农业装备与设施的发展上,重点是工况监测、远程诊断、服务调度等方面
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