蔬菜長在架子上、魚兒養在工廠中、機器給果樹噴藥、監測系統預測農作物最佳收獲期……重慶打造的智慧農業新場景讓農業種養殖面貌煥然一新。
日前,筆者從重慶市農業科學院獲悉,由該院研發的果園無人靶向施藥技術等系列智慧農業成果,已在川渝地區推廣應用,打造了一批智慧農業新場景,為農業精細化、信息化、智能化和綠色發展注入了新動力。
走進重慶市農業科學院的魚菜共生智能工廠,只見菜苗在分光式立體栽培架上蓬勃生長,溫室作業機器人穿梭其間,潮汐式育苗智能物流系統正開足馬力,解垛、裝杯、播種、擺盤、苗床運輸等環節全部實現無人化作業。物流傳輸帶下的養殖池中魚苗游動,軌道式投餌機器人可根據大數據分析結果動態投食……
“我們圍繞蔬菜工廠化栽培、淡水魚工廠化養殖,開展高效綠色生產技術、調控決策模型和智能作業裝備等方面研究,打造了工廠化魚菜共生技術體系,推動魚菜共生場景落地。”重慶市農業科學院農業工程研究所副所長鄭吉澍介紹,工廠化魚菜共生技術體系具有自主知識產權,集成了智能控制技術、物聯網技術和種養耦合技術,實現種養循環全利用、種植氮肥零添加、養殖糞污零排放、產品品質零風險的“一全三零”目標。
在蔬菜工廠化栽培方面,重慶市農業科學院農業工程研究所設施農業工程創新團隊突破高精度定位、柔性夾持和多機協同管控等關鍵技術,實現了“從一粒種子到一棵菜”全程少人化作業。僅需要2個人操作播種設備,每個小時可以播種2萬株蔬菜苗,作業效率是人工的10倍以上。此外,蔬菜種植采用充分利用立體空間和光照能量的自動化節能栽培系統,產量最大可達80千克/平方米,較傳統露地栽培增產5~10倍以上。
“在淡水魚工廠化養殖方面,養魚池從露天搬進工廠,養魚的尾水可作為蔬菜的營養肥料,使蔬菜種植完全不用添加任何化肥。”鄭吉澍介紹,他們創新了循環利用系統,配備三條養魚尾水循環路線,使得魚糞進入排污池,經過微生物發酵,變成生物肥料,給蔬菜提供養分;凈化后的水又流回魚池養魚,實現漁業、蔬菜種植業循環可持續發展。養魚密度高達100千克/立方米,魚類生長周期縮短1/2。
目前,魚菜共生場景已經在重慶梁平、合川、忠縣等區縣落地。自去年2月魚菜共生智能工廠建成投產以來,梁平區數谷農場全年生產加州鱸魚150噸,預計6年就可以收回成本。
位于丘陵山區的喜洋春果園,地勢坡度大、地塊小而分散。過去,噴藥多采用人工背負打藥機進行作業,面臨著勞動力不足、噴灑不均勻、效率低、浪費嚴重、污染高等問題。
然而隨著果園精準施藥場景的落地,這些問題迎刃而解。果園基地負責人算了一筆賬,以前每次打藥需要雇傭12名工人連續作業4天,每畝成本至少要100元;在果園精準施藥場景下,使用果園無人對靶施藥機后,每次僅需2名工人作業4天,每畝成本65元,大幅節約了人工和農藥用量。此外,施藥效果也比過去好,紅蜘蛛、炭疽病等病蟲害減少了30%以上。
“充滿電、加上藥,馬上就可以開始干活,而且不用擔心打藥中毒。”在重慶市合川區錢塘鎮郭堰村,重慶喜洋春生態農業發展有限公司果園基地負責人龍紅全對果園無人對靶施藥機贊不絕口。
這款由重慶市農業科學院精心研發的果園無人對靶施藥機,專為丘陵山地標準化果園精準施藥場景而設計。無人對靶施藥機融合了靶標探測、生物量估算及仿形噴霧等先進技術,可實現精準變量施藥。據測算,無人對靶施藥機平均藥液用量為11.47升,較傳統固定式連續施藥機節約藥量26%,同時藥液覆蓋率提高了20.6%。此外,折疊式噴桿和履帶底盤設計使得施藥機施藥更加高效,而遠程遙控和無人駕駛兩種模式則進一步降低了藥物對人體的傷害。
重慶市農業科學院農業機械研究所智能農機裝備創新團隊博士董繼偉介紹,通過在渝北、永川、江津等區縣進行的試驗示范顯示,在果園精準施藥場景下,果園無人對靶施藥機作業效率達7.5畝/小時,年畝節本增效達400元,為果園的精準施藥和環保施藥提供了有力支撐。
攜帶著“天眼”的遙感衛星從700多千米的高空掠過,重慶起伏丘陵上的耕地一覽無余。地面上,科技人員通過接收衛星數據,經過流程化、模塊化、智能化處理,僅需2~5天的時間,一個區縣的水稻、油菜、玉米的種植面積、長勢情況、預計產量和年際間對比折線圖便可清晰地展現在重慶市農業科學院農業科技信息研究所的“數地一張圖”系統的大屏幕上。
打造智慧農業管理場景,離不開“數地一張圖”系統。該系統利用遙感衛星技術,對重慶地區的耕地進行實時監測,通過流程化、模塊化、智能化處理,為政府部門和農業經營主體提供精準、有效、持續的信息服務。
“系統每15天監測一次作物長勢情況,基于作物長勢和監測產量估算模型,能夠提前1個月預測作物產量。”重慶市農業科學院農業科技信息研究所所長周蕊介紹,同時,系統每年可根據監測結果,自動生成2~3期監測報告。目前,系統已實現了重慶8.24萬平方公里的全域范圍內水稻、油菜、玉米等作物種植面積信息的智能提取和分類、分區域統計。
針對重慶本地特色作物榨菜,由于其收獲時間恰逢春節,農戶常因忙于節日活動而錯過最佳采收期,導致榨菜成為“空心”菜。2024年底,重慶市農業科學院農業科技信息研究所在墊江縣開展了榨菜遙感監測試點任務。“數地一張圖”系統會自動將監測結果提供給當地政府參考,由政府及時向農戶發出采收提醒,方便農戶合理安排時間,春節期間也不耽誤收獲。
周蕊介紹,雖然重慶地區顯著的丘陵山地特征,使得遙感數據模型構建難度較大。但經過現場驗證和持續優化,“數地一張圖”系統的監測準確率已提升至70%,未來有望達到85%以上。這一系統的廣泛應用,為智慧農業管理場景的落地提供了堅實的支撐。