6个案例带你了解智慧农业实际应用

王匡面向长三角 2024-06-06 05:37:47

智慧农业是现代信息技术与农业生产经营深度融合形成的农业形态,通过应用物联网、大数据、空间信息、人工智能、区块链等信息技术,结合现代生物技术和种植养殖工艺,实现对农业生产经营管理的全面感知、定量决策、智能控制、精准投入和专业化服务。智慧农业旨在促进农业生产更加便捷、管理更加高效,推动农业现代化建设。其主要具有以下特点:

1、信息技术集成:智慧农业集成了多种信息技术,包括物联网、大数据、人工智能等,以实现对农业生产过程的实时监控和智能管理。

2、全面感知:利用传感器和监控设备,智慧农业能够全面感知农业生产中的各项指标,如土壤湿度、温度、光照强度等。

3、定量决策:基于收集到的数据,智慧农业能够进行定量分析,辅助农业生产者做出更科学的决策。

4、智能控制:自动化控制系统可以根据预设的条件自动调节农业生产环境,如自动灌溉、施肥、温湿度控制等。

5、精准投入:通过精确控制水肥等投入资源,智慧农业有助于减少浪费,提高资源利用效率。

6、专业化服务:智慧农业还提供包括农业技术咨询、农产品市场信息、病虫害预警防治等在内的专业服务,帮助农民提高生产效率和管理水平。

7、提高效率:通过智能分析和决策,智慧农业有助于优化农业资源的配置,减少浪费,提高农业生产的效率和管理水平。

8、促进可持续发展:智慧农业有助于实现农业生产的可持续发展,通过精准管理和资源优化配置,减少对环境的影响。

9、提升农产品质量:通过精确控制生产过程,智慧农业有助于提高农产品的品质和安全性。

10、农业产业链整合:智慧农业不仅涉及生产环节,还包括加工、物流、销售等整个产业链的智能化管理。

智慧农业的发展有助于推动农业现代化,提高农业生产力,保障食品安全,促进农业产业的转型升级。下面将分享几个案例来介绍各地不同做法。

1 山东寿光·寿光现代农业高新技术试验示范基地温室集群智控可视化管理

寿光现代农业高新技术试验示范基地项目占地3000亩,是部省共建的全国蔬菜质量标准中心核心配套项目,建有高标准日光温室、工厂化智能温室、新材料高温大棚、滑盖式大棚、模块化组装日光温室等10余种棚型,研制推广立体栽培、无土栽培、椰糠栽培等多种新模式新技术,配套建设8000平米研发中心,可满足蔬菜多种种植模式下的试验验证、示范推广和数据采集,是国内面积最大、棚型最多、科技含量最高的蔬菜标准试验验证基地。寿光现代农业高新技术试验示范基地温室集群智控可视化管理,应用120多项专利技术,开展高新技术试验示范,高标准实现日光温室蔬菜生产管理的全流程云端托管和远程智慧可视控制。

多元素融合控本降耗。该应用所在的现代农业高新技术试验示范基地,将传统日光温室与荷兰文洛温室配套设施设备充分融合,通过“下沉式、大斜面、外保温”设计,采用智能分时关启外保温系统、温室间能量转移系统以及田间智能作业装备与可视化云服务等,着力解决智能温室冬季生产能耗大、管控系统进口依赖性强等问题。

高水平创新技术应用。采用三玻两腔玻璃作为外立面透光保温层,相对于传统中空玻璃温室,透光率降低10-15%,热阻值提高5倍,大幅度提高外立面的保温能力;采用基于“气配方”的正压过滤消毒调温调气的一体化环境智能控制系统,提高温室空气清洁易调控的能力;采用设施果菜精准高效智能栽培管理系统,用于营养液的智能决策和零排放生产管理,实现资源高效利用、提高生产效率。

全方位管控实时监测。采用正压过滤消毒调温调气一体化环控系统、高效智能精准水肥系统、田间作业智能装备与机器人、番茄智能分级筛选系统、园区可视化智慧管控云服务系统等高新技术与装备,在生产过程中大幅度的提高生产区的机械化作业水平,实现机器人打药、机器人巡检,最大限度解放劳动力,提高劳动生产效率。

下一步,寿光现代农业高新技术试验示范基地将持续整合涉农信息,开展涉农数据采集、整理、分析及咨询服务,实现对农业生产过程的全程监控和数据化管理,为全国农业科研提供更加丰富的数据资源,推动农业科技的创新和进步。

2 北京平谷·农业中关村智慧蔬菜工场

该项目位于北京市平谷区峪口镇,总占地面积40亩,含智能温室设施1万平方米及室外智慧农田示范应用场景20亩,是农业中关村核心区数字农业项目的建设重点之一。项目内设置4个相对独立的种植分区,通过自主科研集成与技术引进对标实验,研发示范适宜北方气候果菜高效生产的半封闭式温室结构与智能环控技术装备,通过首农集团、航天慧农、拜耳(中国)、中国电信、中国农业大学、北京工业大学等头部企业、院校的积极合作,形成了国产自主环控的连栋温室高效生产技术解决方案与运营模式。

其中,项目环控系统实现了软硬件国内自主研发,作物生长数据、环境数据均实现自主可控,保障数据安全;现阶段环控系统基础功能均已实现,可根据作物生长环境需求,设定适宜的环境参数,配置作物生长的温度、湿度、光照、二氧化碳、水肥等参数。通过积累多元化数据、构建高效高产环控数据模型、能源配比模型,实现适宜北方地区设施农业低碳能源管理模式。该平台将联合多方科研单位,突破技术壁垒,实现环控技术自主可控。

农业中关村智慧温室项目的实施,核心功能是打造面向科技前沿,利用集成与应用研发突出源头创新,形成“交叉攻关”的研发集群(源头创新中心);汇聚智慧设施农业生态,解决企业使用科研成果的堵点,助力产业强链补链延链,建立公共技术服务中心;树立智慧设施农业标杆,攻克成果产业化突破点,打造成果产业化促进中心;打造交流学习沃土,培养复合型人才,与南荷兰应用科技大学、北京工业大学等建立合作,联合打造面向产业推广应用的复合型人才培养基地。

农业现代化,关键是农业科技现代化。首农发展公司所属农科创投平台公司相关负责人表示,作为首都国有企业,他们将依托首农食品集团的产业优势和科研优势,围绕科技自立自强,以“两园一平台”(农科中关村创新工场、科研总部创新中心和智慧蔬菜工场)为支撑,全力打造集科技攻关、展示示范、成果转化、人才培养、国际交流等功能于一体的高效设施农业技术创新平台,通过创新驱动补链、强链、扩链,助力农业中关村高质量发展,为乡村振兴贡献“首农”解决方案。

3 山东潍坊·“AI+5G”西红柿人工智能种植系统

“AI+5G”西红柿智能种植系统由潍坊自然邦生态农业科技有限公司与山东农业大学史庆华教授团队共同打造。依托“AI+5G”人工智能种植系统,利用物联网传感器和系统内置种植数据模型,自动调节作物生长环境,实现西红柿数字化种植。

“AI+5G”西红柿智能种植系统内置西红柿种植数据模型,通过安装在种植大棚内的传感器收集环境数据,根据西红柿的生长需要进行自动调节,实现了对不同生长期西红柿的精细化管理和对“温、光、气、水、肥”的自动化控制。经检测,该系统种植出来的“黄金籽”西红柿可溶固形物含量(SSC)超过7%,远超普通番茄4%的含量,果实感官、口感识别性强,受到消费者好评。

该系统通过智能化管理,使西红柿生长环境得到精准控制,提高了西红柿抗逆性,减少了病虫害,提高了西红柿产量和品质,降低了生产成本,系统的水、肥、药等投入品利用率提高30%以上,西红柿产量和品质分别提高了20%和15%以上。

在天猫、京东等电商平台开设官方旗舰店,通过抖音、视频号等平台进行直播带货,拓宽了农产品销售渠道,提高了产品附加值,参与直播带货的村民人均增收3万余元。

“AI+5G”西红柿种植系统,实现了农业粗放化管理到数字化精准管理的转变,提高西红柿的产量和品质,同时还降低了农业生产人工成本,实现了高效、绿色、智能、数字化发展。目前,黄金籽西红柿年产4000吨,实现销售收入8000余万元,带动20个村集体和150户农户增收。

4 四川成都·天府见山农场——数字农业示范场

天府见山农场位于成都市天府新区,农场总面积290亩,其中农地约270亩,种植有枇杷、桃、李、柑橘、蔬菜等特色果蔬,是一家集农业试验、展示、示范为一体的数字农业示范场。

(一)建立数字化智慧农业平台

天府见山农场基于“一个管理者管理多个农场”的管理理念和“一个平台为多个对象服务”的盈利模式,充分利用大数据、物联网、5G等新兴信息化技术手段,打造了一个利于种植户的高度智能、便捷管理维护、可拓展品种和区域的智慧农业系统——见山智慧农业云平台。该平台系统主要由农业气象数据库、管理支撑系统、数字大屏交互展示子系统构成(简称“一套数据库、两套园区系统”)。其中,农业气象数据库提供地面气象观测、数值预报等气象数据。管理支撑系统将农业气象大数据与物联网智能设备数据相结合,构建农作物生长周期模型,自动生成气象灾害、病虫害监测及预报等多种精细化、自动化、智能化专业化服务产品。数字大屏交互展示子系统则通过可视化的数字大屏,以数字化、图形化、可交互的方式展现气象要素、农气服务等产品,并通过微信公众号和APP推送预警和指导信息,同时用户也可以通过微信公众号和APP与专家团队互动交流。依托见山智慧农业云平台,农场可以综合运用农业气象大数据、遥感与物联网数据,分析得出最优种植方案,实现种植管理精准化、过程可视化、产品最优化、品质可追溯化。

(二)推广标准化生态种植模式

天府见山农场实施生态有机种养,注重标准化种植技术的推广,并通过研究和实践,总结出一套适合当地气候和土壤条件的种植技术,并将其标准化,形成种植管理示范模式,不仅提高了农产品的质量和安全性,也促进了农业产业的可持续发展。其模式主要有以下几点:一是实行标准化有机种植。农场按照有机标准实施种植,推进有机转换,使农场能够生产出无污染、高品质的农产品。二是实行标准化立体种植。通过标准化间种、套种、混种、套养,形成多种作物、多层次、多时序的立体交叉种植结构,提高了土地利用效率,抑制了病虫害传播,也使得农场生态系统更加稳定和丰富。三是实行标准化循环种植。将果树枝叶等农作物有机残余物进行收集,并粉碎后堆肥还田,形成物质生态循环,减少农业废弃物的排放和对环境的污染,提高土壤的肥力和保持土壤的健康。四是开展标准化种植培训。积极向农民提供标准化种植技术培训和指导,提高农民种植水平和收益,实现“做给农户看,带着农户干”的农业标准化种植应用场景。

(三)创新数字农业产业发展模式

天府见山农场通过培育数字新农人、嫁接数字新经济和创享数字新生活等措施,创新数字农业产业发展模式,为乡村振兴注入了新的活力。

5 山东青岛·智慧七河香菇产业基地项目

平度市蓼兰镇的七河智慧化香菇菌棒产业园,作为全球最大的香菇菌棒生产基地,展示了智慧农业的高效与先进。该产业园由青岛七河生物科技有限公司和平度市控股集团共同出资,总投资6.2亿元,占地面积780亩,于2021年底全部建成投用。通过智慧化管理,一个人通过手机App即可监控和控制20多个大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度等关键环境参数,实现智能化管理。

产业园内300余个大棚每天产量超过4万公斤,年产能达到6000万菌棒。智慧化技术的应用,如云计算、人工智能和5G通信网络,使得从进料、育种、生产、加工到检测、储运和销售的全产业链实现了智慧化决策、智能化生产和精细化管理。自动化技术覆盖了香菇的自动脱袋、自动注水和自动包装等环节,极大提升了生产效率。

智慧化香菇菌棒产业园不仅提升了生产效率,还降低了运营成本,提高了产品质量,实现了全程可追溯。园区的创新工程项目使得生产效率提高了4倍,运营成本降低了30%,成为助力乡村振兴的全国典范之一。此外,产业园提供了600余个就业岗位,带动了周边1000多户农民增收,人均年增收达到五至六万元,实现了“发展一片基地,带动一个产业,致富一方农民,拉动一方经济”的目标。

在生态环保方面,香菇菌棒的主要原料为苹果木等废弃果木枝干和小麦麸皮,年需废弃果枝等硬杂木7万吨,这不仅充分利用了当地的苹果和面粉企业的余料,还增加了果农的收入。出菇完成后的菌棒再卖给青丰种业,用作生物肥料,实现了生物资源的有效循环利用,促进了绿色生态发展。

七河智慧化香菇菌棒产业园的成功,不仅展示了智慧农业在提升生产效率、降低成本、提高产品质量方面的巨大潜力,也为乡村振兴和可持续发展提供了有力的支持和示范。

6 重庆·"鱼菜共生"智慧工厂

在现代农业的发展浪潮中,"鱼菜共生"智慧工厂正以其独特的生态循环农业模式,引领着绿色、高效、智能的农业新趋势。

"鱼菜共生"是一种将水产养殖与水培农业相结合的生态农业模式。在这一系统中,鱼类的排泄物经过微生物分解转化为植物可吸收的营养,而植物的根系净化水质,为鱼类提供清洁的生活环境。这种模式不仅实现了养鱼不换水、种菜不施肥的生态循环,还极大提高了资源的利用效率和农业生产的可持续性。

位于重庆的鱼菜共生数字农业实验基地,占地约4000平方米,由众多钢架和玻璃构成的温室大棚。在这里,"鱼菜共生"系统在物联网等多项技术的加持下,投饵机可以根据鱼的尺寸、密度、摄食情况等数据严格完成精准投喂工作;此外,还能通过设备上所携带的摄像头识别鱼和水面的情况,智能判断鱼“饿不饿”,从而执行精准投喂。在数字农场中,一个个机械臂通过视觉系统对养殖槽进行扫描、定位,精准地、稳定地,安全地将养殖槽转移到相应栽培架中,大大降低了人力成本。

"鱼菜共生"智慧工厂,不仅实现了农业生产的智能化、数字化,还带来了显著的生态效益。通过构建多层次、立体、循环的农业生产体系,实现了能量和物质在生态系统中的良性流动,促进了农业资源的高效利用和农业废弃物的资源化处理。

"鱼菜共生"智慧工厂,以其独特的生态循环模式、智能化的生态设计、数字化的精准管理,有望在更广泛的区域得到推广应用。

做现代设施农业,我们是专业的

北京中农富通园艺有限公司(简称“中农富通”)是以中国农业大学、中国农业科学院、北京市农林科学院、北京农学院等科研院校的专家和技术为依托的“产、学、研、推、用”一体化的农业高科技服务企业,是国家高新技术企业、国家农业产业化重点龙头企业和北京市“专精特新”中小企业,被认定为国际科技合作基地、北京市企业技术中心和北京市设计创新中心,被农业农村部批准为国家现代农业科技示范展示基地。

荣获国家级荣誉、奖项、授牌 70 余项

发布过33个行业研究报告

出版了40本专业著作

1000项知识产权获批

关于设施农业——超500万平温室设计施工的经验

开展包括农业园区规划、温室工程、设施园艺、智慧农业等领域的研发创新、成果转化及推广应用工作。目前,研发推广的设施面积已超过 500 万平方米,技术远输非洲、美洲等海外地区;通过与国际温室设计建造及设备企业的广泛合作,引进国外先进的温室设施,不断加强集成创新提升温室工程设计和建造水平。公司规划设计与建设运营的北京国际都市农业科技园被授予科技部唯一的“温室设备国际科技合作基地”。中农富通发起成立“设施农业产业国际合作联盟”,不断推动我国设施农业产业发展。

典型案例设施类型涵盖连栋温室、日光温室、数字驱动温室、植物工厂、拱棚、网室、旱棚、避雨栽培等,可用于高效生产、科技试验、科技推广及休闲观光等用图。

关于鱼菜共生——养鱼不换水,种菜不施肥

鱼菜共生是一种新型的复合耕作体系,即把水产养殖与蔬菜生产这两种原本完全不同的农耕技术,通过巧妙的生态设计,达到科学的协同共生,从而实现养鱼不换水且无水质忧患,种菜不施肥可正常生长的生态共生效应。

超高标准:0 土壤、 0 化肥、0 农药、0 营养液、0 污染、0 排放 。

系统优势:人工智能算法驱动、全生态高产能、超低成本生产、全年稳定运行。

关于都市农业——推荐一个可持续盈利的农业项目“百蔬荟”

百蔬荟智慧农场,以农业生产活动为背景,以狂欢活动为载体,颠覆传统休闲农业模式,集“吃东西、买菜种菜、亲子农活互动、农业科普、旅游放松、露营休闲”为一体,将“吃喝玩乐”高效结合,是一个“农场 + 餐饮 + 购物”的体验式智慧农场。

百:百种农事生产活动。

蔬:蔬果生产、展示、采收、装配、销售等农业全产业链生产经营。

荟:荟聚打卡地、新场景、露营、简餐、时尚景、应季采摘等新农业理念,四时更替,精彩纷呈。

重点项目:全区智能化、鱼菜共生、特色集市、草莓采摘棚、叶菜采摘棚、瓜果类采摘棚、反季节樱桃采摘棚、南果北种采摘棚、育苗温室棚、萌宠乐园、坑爹过山车、蹦蹦云、步步惊心、丛林魔网、旋转自行车、自行车榨汁机、露营活动等。

百蔬荟功能:绿色果蔬周年生产,全年可采摘。配套各类研学教育课程,可作为农业劳动教育的实习实训基地;助农直播外景平台、商超餐饮企业直供基地、政校企联合办园基地等,园区可持续盈利。

我们的案例很亮眼

澳门特首都来看的九江国家农业科技园现代农业云中心

江西九江国家农业科技园区是2018年由科技部认定的第八批国家农业科技园区,2019年被评为省级现代农业示范园。3月18-19日,澳门行政长官贺一诚于本月18至19日率特区政府代表团访问江西期间,考察了由中农富通负责深化设计并承建的九江国家农业科技园区现代农业云中心。

现代农业云中心占地面积约20亩,新建智能温室占地约6960㎡及配套设施,建设以“农业会客厅”全新的理念营造,应用智能化装备,引进国际领先的生产技术,打造现代高效农业生产、研学农旅休闲、智慧农业展示、农产品展示推广等功能于一体,具备生产、研学、农旅休闲等功能。

现代农业云中心由中农富通承建,施工过程中紧盯项目建设目标进度,坚持高标准、严要求推进,打造九江乡村振兴的精品样板工程。施工过程中何市镇政府对施工过程给予高度评价,并授予了“2022年度服务地方经济发展工作先进单位”称号。

年产5000000公斤优质果蔬的中国南和设施农业产业集群

设施农业产业集群一期项目占地 160000 平方米,总投资 2.8 亿,按照国家农业供给侧结构性改革的发展要求,采用世界一流农业设施和国际最先进的农业技术,同荷兰高新农业科技企业合作,按照欧盟全球良好农业认证(GAP)、国内绿色食品标准进行生产认证,应用全面质量管理理念,并进行全程质量管理和标准化管理,打造从果蔬生产到加工到销售的全产业链,使项目成为在河北省乃至全国具有引领示范效应的现代农业科技产业园区。每年可以生产番茄、黄瓜、彩椒等优质果蔬 5000000 公斤。项目依托中国农业大学雄厚的技术与资源,汇聚全球设施农业顶端高新技术和设施设备,为项目的可持续创新发展提供了有力的技术保障。

高新科技融入传统平民教育的定州农业嘉年华

定州农业嘉年华项目位于东亭镇东庞村,北京中农富通园艺有限公司承建及运营,是践行乡村振兴、回乡创业投资理念兴建的项目。

项目以农业为基础、以科技为支撑、以文化为纽带、以旅游为特色,注入“科技农业、创意农业、景观农业、体验农业、生态农业”等理念,通过打造新引擎、培育新功能,带动农村区域发展;整合多种资源,促进农业转型升级;强化农民技能培训,带动农民共同致富。融合政策、资本与技术,汇聚中农富通的新思维、新理念、新业态、新模式、新工艺、新设施、新设备、新品种,推进定州市现代农业转型升级、提升农产品核心竞争力、加速农业产业化发展,全面落实乡村振兴战略。

项目结合定州农业特色,结合独有历史文化背景和晏阳初平民教育的经历,通过特色主题场馆串联起整个项目。场馆主要包含鱼菜工厂科技馆、农耕文化主题场馆、热带风情主题场馆、工厂化育苗中心、科技创新中心和特色食品体验馆。室外主要包括音乐田园、萌宠乐园和无动力乐园等项目。以都市农业体验、主题节庆为主要特色活动,结合中小学生社会实践课堂和研学教育、农民职业培训教育等课程,发挥社会化服务技术优势服务周边农业项目,实现服务都市、繁荣农村、提升农业、富裕农民的目标。

作为定州市首个农业嘉年华主题园区,定州农业嘉年华建设项目从都市农业的“赏、采、尝、学、耕、戏、憩、养、淘、归”十大体验要素出发,本着“生态自然、回归本真”的设计理念,以新视角、新思路,通过构筑物、雕塑、植物、地形和水景等景观元素,创造新颖的具有视觉冲击力的精致农业景观,让消费者情不自禁产生回归大自然的情愫,产生心灵的归属感。

定州农业嘉年华建设项目以都市农业体验、主题节庆为主要特色活动,结合中小学生社会实践课堂和研学教育、农民职业培训教育等课程,发挥社会化服务技术优势,服务周边农业项目,打造“一村一品”特色农业品牌,实现服务都市、繁荣农村、提升农业、富裕农民的目标。据项目经理介绍:“项目集科普、展览、娱乐、文化等为一体,建成后不仅能提升、丰富农业活动,还将以点带面培育、引进先进的农业生产理念,通过长期的运营管理,带动群众就近就业”。

一个文化+旅游+农业的深度融合体

“蜀龙花镜”农业嘉年华

“蜀龙花镜”农业嘉年华将是一个结合丰富的产业资源和文化资源优势,打造一个低碳生态为主题,集生态农业、文化旅游、培训教育等为一体的农业嘉年华。

“蜀龙花镜”农业嘉年华项目鸟瞰图

项目地位于河南省鹤壁市鹤山区,与阿斗寨景区、飞龙瀑布、金线河大地景观形成一个核心旅游组团,而嘉年华作为核心区的核心起到引爆周边的作用。

“蜀龙花镜”农业嘉年华项目区位图

蜀龙花镜农业嘉年华项目总面积109.2亩,包含4个主题温室总面积15421.2㎡、3个主体建筑面积4234.3㎡、2个服务性建筑和10个景观节点。

“蜀龙花镜”农业嘉年华项目分布图

目前项目正在紧张施工中,各个大型单体建筑已经初见雏形,主题温室已经完成主题骨架搭建。其中“花舞鹤山”主题馆主要是从鹤山区的支柱产业(花木产业)出发,以新奇特品种苗木引进,产业融合为核心,带动项目周边及鹤山区花木产业的融合发展,整个场馆将展示500多个花木品种,满足游客的参观、旅游、体验、科普的多个需求。

中特农业创新园 | 世界科技引进来 中国农业走出去的成功实践

中特农业创新园占地 200 英亩,是中农富通支持国际农业合作的项目之一,服务内容包括五个子项目,即项目可行性研究、方案论证、规划编制,农业设施设备设计选型及现场指导安装,高效栽培模式展示,蔬菜品种引种,玉米品种引种筛选与引种等。

2014年2月,在特立尼达和多巴哥共和国(简称特多)比塞萨尔总理的见证下,时任中国农业大学校长柯炳生与特多共和国西印度大学圣奥古斯丁分校校长 Sankat 共同签署“中特农业创新园”项目框架协议。2015 年 10月 21 日示范园建成开园。示范园通过引进中国蔬菜、热带水果、甜玉米等农作物新品种以及中国的新技术、新设施、新装备、新理念、新模式,进行中国农作物的试验种植、科技展示,采取“政府+高校+企业”的组织模式,探索我国农业“走出去”新模式及加勒比海农业发展模式,密切服务中特两国乃至中国与加勒比海地区的政治外交大局。

中国农业大学党委书记姜沛民、时任中国驻特多国大使黄星原出席“中特农业创新园”开园仪式

园区规划效果图

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王匡面向长三角

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