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智慧农业行业研究报告

发布者:管理员  2019/8/30 17:56:15




1.智慧农业行业概述

1.1定义

我国知名经济学家陈世清提出,智慧农业是农业中的智慧经济,或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分;对于发展中国家而言,智慧农业是智慧经济主要的组成部分,是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。

3d成年av动漫网站 智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算、物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策、灾变预警等智能管理;运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有“智慧”。

3d成年av动漫网站 狭义的智慧农业只包括生产部分,广义的可以包括到生产、物流、仓储、销售、电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服甚至可以包括资产会议管理、人员管理等。

1.2特征

精确性

3d成年av动漫网站       智慧农业是利用现代化信息技术对农业资源最大节约的使用。一方面是可以对土壤、空气等环境参数的准确测量及记录,另一方面是确定农作物的生产目标,从而达到少投多得的效果。

效率高

      智慧农业运用现代化智能机械代替了一部分的农事操作,大大减少了生产所需的人力、物力以及财力;降低了农业资源的消耗,实现农业工厂化生产。还可以提前预测农业生产的自然灾害及人为灾害,减少经济损失,推动传统农业向着现代化农业转化。

可追溯性

      智慧农业可以记录农产品生产过程中的生长环境、农事记录、气候、农残监测、以及加工、配送、视频等信息展现给消费者,消费者可以通过扫描农产品的二维码即可快捷地追溯到该农产品的全部信息,保证了农产品的品质安全。

生产模式改革

3d成年av动漫网站      智慧农业彻底改变农业生产者、消费者观念及组织体系结构。具有完善的农业科技及电子商务网络服务体系,农业专家库为农业相关人员提供农业生产相关理论知识,为他们的生产提供指导,彻底地改变了传统农业生产依靠经验来进行农业操作的模式。智慧农业不仅提升质的安全,还会保证量的开拓,智能化程度提升,使得农业经营模式越来越庞大,淘汰小规模的农业生产,逐渐发展以大规模为主的农业组织体系结构。

功能系统

      智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用,主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能。

监控功能系统

     根据无线网络获取植物生长环境信息,系统收集信息、接收数据、存储、显示和管理数据,实现对基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理,以直观的图表和曲线的方式显示给用户,并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。

监测功能系统

      通过配备无线传感节点,太阳能供电系统、信息采集和信息路由设备配备无线传感传输系统,每个基点配置无线传感节点,每个无线传感节点可监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。根据种植作物的需求提供各种声光报警信息和短信报警信息。

实时图像与视频监控功能

      农业物联网的基本概念是实现农业上作物与环境、土壤及肥力间的物物相联的关系网络,通过多维信息与多层次处理实现农作物的最佳生长环境调理及施肥管理。但是作为管理农业生产的人员而言,仅仅数值化的物物相联并不能完全营造作物最佳生长条件。视频与图像监控为物与物之间的关联提供了更直观的表达方式。视频监控的引用,直观地反映了农作物生产的实时状态,引入视频图像与图像处理,既可直观反映一些作物的生长长势,也可以侧面反映出作物生长的整体状态及营养水平。可以从整体上给农户提供更加科学的种植决策理论依据。

2.智慧农业发展背景分析

2.1中国农业发展阶段

       中国农业的发展需要经历四个阶段,中国农业大学李道亮教授将其定义为农业1.0到农业4.0,农业1.0指的是传统农业,此时使用简单的工具,生产效率较低、无法抵抗自然灾害,只是解决了农产品的短缺问题;农业2.0指的是小型规模化农业,利用农业机械化工具,实现部分地区规模化发展,提升劳动生产率;农业3.0指的是自动化农业,利用计算机、硬件设备等产品,提升专业化水平,实现资源的合理利用;农业4.0指的是智慧化农业,利用多种设备获取相应的数据,实现数字化、智能化生产,将各个设备获取的数据打通,进行资源整合,实现无人化生产。当前,以物联网、大数据为主的农业信息技术应用于农业,处于自动化农业阶段,而根据相关资料查找,实现的比例仅为13%,主要应用在沿海以及东、西部经济发达地区,农业信息科技还刚刚起步,中国目前还正处于农业2.0向农业3.0的过渡阶段。

3d成年av动漫网站        相比传统农业,智慧农业更加具有规模化、精细化、环境友好化,更低的人力成本、更低的劳动强度、更低的中间投入,更高的农业技术,更直观的统筹管理、更广阔的市场合作。

我国耕地面积情况分析

分地区耕地面积分布

3d成年av动漫网站        智慧农业是利用现代化信息技术对农业资源最大节约的使用。一方面是可以对土壤、空气等环境参数的准确测量及记录,另一方面是确定农作物的生产目标,从而达到少投多得的效果。

近年来,我国耕地面积持续减少。由于我国人口众多,人均耕地面积远低于世界人均水平。数据显示,2017年我国人均耕地面积仅有1.46亩/人,比世界人均耕地面积少1.43亩。中国需要用占世界8%的耕地面积养活占世界19%的人口。人均耕地面积的减少让我国粮食供需关系趋于紧张,使我国粮食安全和社会稳定受到了严重的威胁。因此,发展智慧农业,提高粮食生产质量,推进耕地高效合理的利用对我国农业发展具有重大意义。

我国分地区耕地面积分布情况

地区

2014

2015

2016

2017

北京

219.9

219.3

216.3

213.7

天津

437.2

436.9

436.9

436.8

河北

6535.5

6525.5

6520.5

6518.9

山西

4056.8

4058.8

4056.8

4056.3

内蒙古

9230.7

9238.0

9257.9

9270.8

辽宁

4981.7

4977.4

4974.5

4971.6

吉林

7001.4

6999.2

6993.4

6986.7

黑龙江

15860.0

15854.1

15850.1

15845.7

上海

188.2

189.8

190.7

191.6

江苏

4574.2

4574.9

4571.1

4573.3

浙江

1976.6

1978.6

1974.7

1977.0

安徽

5872.1

5872.9

5867.5

5866.8

福建

1336.4

1336.3

1336.3

1336.9

江西

3085.4

3082.7

3082.2

3086.0

山东

7620.6

7611.0

7606.9

7589.8

河南

8117.9

8105.9

8111.0

8112.3

湖北

5261.7

5255.0

5245.3

5235.9

湖南

4149.0

4150.2

4148.7

4151.0

广东

2623.3

2615.9

2607.6

2599.7

广西

4410.3

4402.3

4395.1

4387.5

海南

725.7

725.9

722.7

722.4

重庆

2454.6

2430.5

2382.5

2369.8

四川

6734.2

6731.4

6732.9

6725.2

贵州

4540.1

4537.4

4530.2

4518.8

云南

6207.4

6208.5

6207.8

6213.3

西藏

442.5

443.0

444.6

444.0

陕西

3994.8

3995.2

3989.5

3982.9

甘肃

5377.9

5374.9

5372.4

5377.0

青海

585.7

588.4

589.4

590.1

宁夏

1285.9

1290.1

1288.8

1289.9

新疆

5169.5

5188.9

5216.5

5239.6

我国粮食播种面积及产量情况

      据数据统计,2018年全国粮食总播种面积117037千公顷,比2017年减少952千公顷,下降0.8%;粮食总产量为65789万吨(13158亿斤),同比减少371万吨(74亿斤),下降0.6%。全年粮食产量虽有所下降,但减幅不大,仍处于高位水平,属于丰收年景。总的来看,2018年全国粮食产量在种植结构调整优化基础上继续保持高位水平。

我国粮食播种面积及产量变化趋势图

我国粮食播种面积及产量变化趋势图

我国耕地灌溉和化肥施用情况

3d成年av动漫网站       近年来,由于化肥农药的过度使用,我国部分地区土壤污染严重。据统计,我国耕地土壤污染面积达到1.5万亩、点位超标率高达19.45%。2015年,农业部出台《到2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020 年农药使用量零增长行动方案》,方案中指出,我国农作物化肥用量21.9公斤/亩,远高于世界平均水平8公斤/亩。同时根据公开资料,中国农药单位面积使用量也远高于欧美国家,我国化肥年使用量占世界的三分之一,相当于美国和印度的总和。由于化肥、农药等的过量使用,导致我国农用地土壤污染问题日益凸显,农业安全与生态安全面临重大挑战。智慧农业中的自动控制技术不但可以应用在耕地灌溉,还可以用无人机植保作业代替传统的农药喷洒方式,解决灌溉水资源短缺、农药和化肥利用效率低等问题。

我国耕地灌溉面积和化肥施用量

我国耕地灌溉面积和化肥施用量

     

3.智慧农业发展现状

3.1国外智慧农业发展现状

目前智慧农业在世界各国建设发展的如火如荼。一些起步较早的国家,政策支持、科技研发、创新科技应用方面都早已大规模展开并快速发展。

现在一些农业发达国家的智慧农业都已达到世界领先水平,因地适宜创新的现代化农业发展模式也已形成并在日益完善(如表1),精准生产管理、节约人力物力资本、提高产能和质量也都在逐渐实现。各国政府均在积极推动农业大数据开发,手机APP广泛应用于农业生产中。其中,美国模式主要特点为集约化、规模化和精准化;日韩模式主要表现形式为合作社、环保及可溯源;以色列模式的特点为智能化、节约型、高效性;德国为代表的欧洲模式主要以家庭农场和政府补贴为主。

模式

美国模式

日本模式

西欧模式(英国为例)

决定因素

人少地多现代工业发达

人多地少农业科技进步快

人地适中现代工业发达

主要措施

不断改进农业机械技术以农用机械取代人力畜力

加速化肥工业化发展生物科技使用小型农用机械

同步推进现代工业装备和现代科学技术的研发和推广

加强农业基础设施建设

发展成效

世界上机械化水平最高和人均耕地最多的国家提高了劳动生产率

改善了农业生产环境和条件改良了农作物品种提高了农用土壤质量和土地生产率

实现了农业规模化产业化经营同时提高了土地产出率和劳动生产率

对我国的启示

促进大型农用机械的研发使用重视农业集约化产业化经营

加快推动我国生物科技研发促进小型农用机械的研发使用

政府加强推动我国农业适当规模化、集约化生产

加强研发利用农用机械重视农业科研教育和推广加强农业基础设施建设

用区域

我国东北西北等农业人少地多的区域

我国东部和部分中部地区等农业人多地少的地方

我国中部地区和部分东北地区等人地适中的区域

      政策方面

      国外的一些国家都早已出台、落地支持智慧农业发展的政策法规来高位引导智慧农业发展。率先提出“精确农业”构想的美国,先后出台了6项与农业信息化相关的法律法规和发展计划,在信息、科研、教育、基础设施、投资等方面都以法律法规形式明确推进农业发展,为“智慧农业”及其产业链条的发展提供了良好的政策环境和财政支持。

3d成年av动漫网站        农业资源匮乏、人地分配严重不足的荷兰,自第二次世界大战后政府便开始推行农业保护政策,荷兰政府和欧盟一直坚持大额农业补贴,用以建设农业发展设施以及农业知识创新体系。

       科技研发方面

     农业发达国家也早已创建不同结构的农业科技研发系统,以适应性促进本国智慧农业发展,一些发达国家的具体科技研发状况如表2所示。

世界各国的农业科技研发系统组成主体多样化,但都基本以政府、高校的农业科技研发机构为重要主体,且政府为主要管理者、研发推动者,企业的重要程度各国略有不同,其他农业相关者紧密配合主要研发机构。

科技创新应用方面

3d成年av动漫网站        世界各国都在大力推进产学研结合,建立完善的配套规章制度和专项资金池以推进农业科研技术快速应用于智慧农业的发展,当前许多国家都已形成各具特色的农业推广体系,并且目前各国科技创新应用成效显著。

3d成年av动漫网站 如,美国早已应用“5S技术”、智能化农机技术等形成了农业精细化、规模化发展的智慧农业生产线系统,帮助农场主精细化耕作并提质增效;日本也早已利用数字技术、传感技术和远程控制等技术建立了个性化“网上农场”式农业运营新模式,使消费者可实时自主远程精准控制自有农产品生产,并获得理想的农产品。

国外智慧农业模式

     (1)英国大数据整合精准农业模式

3d成年av动漫网站 英国全国农业协会呼吁:一是要求政府在农村地区实现宽带全覆盖,二是要求建立适当的平台和渠道,将农业生产准确信息进行汇总和分析。在削减开支的大背景下,英国政府在2015年春季预算中仍为该项目拨款1200万英镑。

     (2)美国信息化支撑农业发展模式

从上世纪90年代开始,美国政府每年拨款10多亿美元建设农业信息网络,进行技术推广和在线应用,农村高速上网日益普及。农业信息化体系日益完善,大量涉农信息化企业应运而生。这些企业利用政府公开发布的农业大数据进行分析、预测,并提供给农业生产者用于农场生产管理及精细化耕作,提高生产效率。

      (3)法国打造大农业数据体系模式

法国是欧盟内部最大的农业生产国,也是世界第二大农业食品出口国。经过多年发展,法国农业信息数据库目前十分完备,涵盖种植、渔业、畜牧、农产品加工等领域。同时,一个集高新技术研发、商业市场咨询、法律政策保障以及互联网应用等在内的“大农业”数据体系正在打造中。农民足不出户,便能在网上了解基础农业信息行情。

       (4)德国积极扶持数字农业模式

据德国机械和设备制造联合会统计,德国2015年在农业技术方面的投入为54亿欧元。在今年的汉诺威消费电子、信息及通信博览会上,德国软件供应商SAP公司推出“数字农业”解决方案,能在电脑上实时显示多种生产信息,如某块土地上种植何种作物、作物接受光照强度如何、土壤中水分和肥料分布情况,农民可据此优化生产,实现增产增收。

3.2国内智慧农业发展现状

3年,伴随着传感器精度的提高,大数据、机器视觉、机器学习等领域的高速发展,我国“智慧农业”整体解决方案在帮助农业生产者提高土地亩产,稳定产品品质、降低生产成本、节约自然资源、并减少环境污染等方面取得了一定的发展。国内智慧农业关键技术包括智能农业监控系统、农场标准化综合管理系统、基于物联网的农业感知技术、基于大数据的农业分析技术、基于云计算的数据处理技术等。

总体上看,国内智慧农业起步晚,目前行业发展明显落后于国外。但在国家乡村振兴战略、国家数字化农业战略等多种因素的推动下,农业领域出现一片蓝海,阿里、京东、百度等巨头纷纷布局智慧农业,为国内智慧农业建设注入活力,同时借鉴国外智慧农业的发展,然后结合自身优势,发展出独特的智慧农业形式。

目前,智慧农业技术已经应用到农业物联网、温室植物种植、精准灌溉、农产品质量安全追溯等诸多领域。在生产管理端口,智慧农业的运用程度超过90%以上,已经成为中国农业新业态,也将成为未来发展效益农业的的竞争优势。

1、行业发展阶段

智慧农业的发展经历了萌芽期、快速发展期、规模应用期三个阶段,目前我国正处于规模应用期。21世纪,精准农业、新技术的快速发展为农业机器人发展提供了新的可能,农业无人机植保也在不断发展。

3d成年av动漫网站 国内与智慧农业相关政策支持

年份

主旨

与智慧农业相关内容

2012

加快推动农业科技创新

依靠科技创新驱动,引领支撑现代农业建设;改善设施装备条件,不断夯实农业发展物质基础

2013

加快发展现代农业,进一步增强农村发展活力

确保国家粮食安全,加强科技创新,发展农机装备的研发

2014

全面深化农村改革

推进农业科技创新,建设以农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化,和机械化技术体系

2015

加大改革创新力度

加快农业科技创新,在生物育种、智能农业、农机装备、生态环保等领域取得重大突破

2016

加快农业现代化

大力推进“互联网+”现代农业,大力发展智慧气象和农业遥感技术

2017

农业供给侧结构性改革

加快科技研发,实施智慧农业工程,推进农业物联网和农业装备智能化,发展智慧气象,提高气象灾害监测预警水平

2018

实施乡村振兴战略

发展高端农机装备制造,发展数字农业,实施智慧农业林业水利工程,推进物联网试验示范和遥感技术应用

2019

坚持农业农村优先发展

加快突破农业关键核心技术。培育一批农业战略科技创新力量,推动生物种业、重型农机、智慧农业、绿色投入品等领域自主创新。支持薄弱环节适用农机研发,促进农机装备产业转型升级,加快推进农业机械化。



4.智慧农业应用场景分析

农业种植分为设施种植(温室大棚)和大田种植,主要包括播种、施肥、灌溉、除草以及病虫害防治等五个部分,以传感器、摄像头和卫星等收集数据,实现数字化和智能机械化发展。当前,数字化的实现多以数据平台服务来呈现,而智能机械化主要分为两个部分:新型机械的研制创新无人机植保,以及传统农机的改良升级农机自动驾驶。目前,农业养殖主要是将新技术、新理念应用在生产中,包括繁育、饲养以及疾病防疫等,并且应用类型较少,因此用“精细化养殖”定义整体农业养殖环节。

根据当前农业应用方式以及类型的不同,将智慧农业的典型应用场景分为四类:以软件为主要服务手段,实现农业精准管理的数据平台服务;用于喷洒除草剂和农药的无人机植保;以卫星导航系统为根本,实时检测、控制播种距离等的农机自动驾驶;通过新技术、新理念提高养殖效率、改善农产品品质的精细化养殖方向。

4.1数据平台服务

为了不断推进农业经济的优化,实现可持续的产业发展和区域产业结构优化,进一步推动智慧农业的建设进程,需要全面及时掌握农业的发展动态,这需要依托农业大数据及相关大数据分析处理技术,建设一个农业大数据分析应用平台来支撑。在技术上,平台充分运用先进数据管理技术和数据仓库技术,建设具有高效性,先进性,开放性的商务智能项目。结构上,平台具有良好的可配置性,满足资源、业务流程的变化。

1、技术特点

以卫星遥感技术、无人机航拍以及传感器等收集气候气象、农作物、土地土壤以及病虫害等数据,建立数据服务平台,通过对数据进行分析,为农场、合作社以及大型农业企业提供可视化管理服务等。

2、技术介绍

遥感技术不仅可以使我们做到精细的作物分类、作物种植结构的提取,还可以获取时间、空间动态的农作物土壤、地形、气候等一系列的时空数据,是精确获得田间数据的重要来源,主要应用于作物的长势监测、灾害监测、精准管理,让现代农业变得更加“智慧”。无人机可以利用特殊红外的摄像头,在空中掠过的时候,开始计算脚下农田的病虫害程度。因为虫子密集的地方会发射一个特殊的波频,航拍一张照片就可以知道哪里有虫灾。

近年来,高空间、时间和光谱分辨率遥感技术的发展,为利用遥感技术监测农业灾害和加快智慧农业发展提供了宝贵契机。传统的灾害监测方法只能获取“点”上的灾害发生信息,远远不能满足“面”上对灾害的大面积及时防控需求,农业生产上迫切需要开展大面积、快速、动态、无损的灾害监测方法。智慧农业方面,传统方法只能网格采样,大量测试土壤养分进行精准管理分区,耗时耗力成本高。

利用卫星遥感技术可以获得田块尺度的土壤养分、不同时期作物的长势和产量,构建了快速、低成本的精准管理分区技术体系,使得定时、定位、定量、定配方的精准农业管理模式成为可能。此外,依托遥感等空间技术,可以为绿色农产品动态监测、有机认证提供关键技术,保障了农民从种得好到卖得好的转变,为农户提供个性化农业信息的精细服务,也为政府、民政、财政、农业等部门的宏观管理、农业补贴发放、灾害救援提供了科学依据。

随着互联网、物联网产业和遥感技术的融合日益深入,农业遥感应用技术已经与人们的生活密不可分,将成为有巨大产能价值的高新技术产业。

3、相关企业图谱

相关企业中,佳格利用中、美、欧等数十颗卫星和无人机实时采集地面和气象数据,整合土壤、地块、作物、农资等全方位信息,通过拥有自主知识产权的图像解析和数据分析算法,实现面积测算、适宜区规划、生产周期测算、产量预估、病虫害防治指导、作物植保、灌溉方案、农机调配、农业金融等全产业链数据支持和管理级服务。

4.2农机自动驾驶

近年来,中国规模化土地流转正在稳步推进,在农业规模化、集约化的过程中,精准农业的需求将会持续增长,中国市场在经历10多年的培育后,已经处于需求空间爆发的前夕。

1、技术特点

农机自动驾驶以计算机和传感器技术为基础,根据卫星导航定位系统和机器视觉技术实现农机的精准定位,通过智能终端实现农机信息、作业状态及作业速度等。

2、系统组成

农机自动驾驶系统由显示器+农机自动驾驶软件、控制器+天线、电磁阀组+角度传感器组成。图表11为国内智慧农业农机自动驾驶系统组成。

3、相关企业图谱

“慧农”是目前业内首个涵盖北斗农机导航自动驾驶系统、变量作业系统以及农业信息化系统的全产业链解决方案。作为北斗高精度应用在农业领域的开拓者,合众思壮的北斗自动导航产品应用在中国农业市场已经超过8年,实现了单台农机均日作业量较人工驾驶提高100-200%、单作业季一台农机节本增效达3000元的突破。“慧农”北斗导航农机自动驾驶系统已在新疆、内蒙古、河北等十余个省市区域的积极布局,在精准农业领域积累了较为成熟的技术、设备和市场经验。

4.3无人机植保

1、技术介绍

无人机植保技术搭载先进的传感器设备,根据地形、地貌搭配专用药剂对农作物实施精准、高效的喷药作业,通过人机药三位一体达到节水节药的作用。该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

2、植保无人机

我国的农业植保无人机目前尚处于起步阶段,据统计,2014年我国植保无人机保有量为695架,总作业面积426万亩;2015年我国植保无人机保有量为2324架(31个省统计),总作业面积1152.8万亩,增长幅度分别为234%170.6%。据农业部最新统计,截至201665日,我国生产专业级无人机的公司有300多家,其中有200多家是植保无人机生产厂家,生产各类植保无人机共178个品种,保有量超过5000架。

3、相关企业图谱

相关企业中,农田管家作为互联网农业服务平台,以飞防植保(无人机喷洒农药)切入,让农户网上一键下单,享受农业科技红利。已获得顺为资本、GGV纪源资本、戈壁创投、执一资本、云启资本和真格基金数千万美元投资。农田管家平台上已入驻超过3000个飞防组织,可调度无人机近万架,在黑龙江、湖北、湖南、山东、江苏、河南、河北、安徽、江西等地建立分支机构,飞防服务覆盖10余个省近百个城市,2017年总作业面积超过800万亩。

中国作为农业大国,18亿亩基本农田,每年需要大量的人员从事农业植保作业,而我国每年农药中毒人数有10万之众。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计。同时,农村青壮年劳动力逐渐稀缺,人力成本日益增加;由于农药对人体伤害较大,年轻人不愿意进行农药喷洒。植保无人机可远距离遥控操作,避免了喷洒作业人员暴露于农药的危险,保障了喷洒作业的安全。有专家预计到2020年,中国植保无人机需求量是 10万架,无人机植保从业人员需求量是40万人。

4.4精细化养殖

1、技术特点

通过耳标、摄像头等监控畜牧动物生长情况,实时跟踪,且对收集到的图形等数据进行处理、分析,实现养殖的精细化管理。

1)精准饲喂。根据自动化喂养 装置,按需喂养,达到营养均衡的 作用。

2)实时监控。通过摄像头等装置实时监测养殖舍情况,预测发情期,提升产仔率,降低死亡率。

3)健康防病。通过传感器监测猪舍内温湿度,控制光照强度,实现好环境替代药物的作用。

4)技术管理。通过耳标、摄像头等设备,用技术分析畜禽的行为状况,实现精准管理。

2、技术应用

当前,养殖行业存在很多问题,抗生素使用过多、畜禽产品药物残留严重,产品质量较差;畜禽每天的排泄物造成当地的环境污染问题;同时,畜禽产品死亡率过高,成本大大提升。大型上市养殖企业主要是利用环境控制系统、饲料饲喂系统以及信息化管理系统等进行规模化养殖,而精细化养殖指利用新的技术、新的理念改变养殖行业普遍存在的问题:抗生素使用过多以及养殖死亡率较高等。

养殖行业主要分为四个核心环节:育种、繁育、饲养和疾病防疫。精细化养殖利用新技术(物联网、人工智能等)、新理念降低畜禽死亡率、提升产品质量,主要应用在繁育、饲养以及疾病防疫等三个阶段。

精细化养殖主要应用于养猪、养牛和养鸡上,利用传统的耳标、可穿戴设备以及摄像头等收集畜禽产品的数据,通过对收集到的数据进行分析,运用深度学习算法判断畜禽产品健康状况、喂养情况、位置信息以及发情期预测等,对其进行精准管理。

3、相关企业图谱

精细化养殖相关企业里,网易以养销一体化来提升猪肉品质;阿里与传统企业结合运用新技术提高母猪生产率和降低猪仔死亡率。网易味央用RFID耳标为主要监控设备,通过严格监管,引进新技术提高猪肉品质。而阿里云与特驱集团合作利用机器视觉、语音识别等新技术,来提高母猪的生产率以及降低猪仔的死亡率。

4.5智慧农业发展中存在的问题

1、高素质农业生产管理人才匮乏,职业农民的教育系统还未建立

当前我国农村高素质人力资本流失严重,留守农民的年龄、文化、性别结构不协调,年龄偏高、文化水平普遍较低且以女性为主,对互联网信息技术了解应用较少,现代化农业生产意识比较淡薄。

并且我国当前职业农民教育体系还未建立,新型农民培养机构少,培养过程走马观花,使我国现代职业农民难以培育。高素质农业生产管理人员匮乏,导致智慧农业的农村初创者和支持者较少,智慧农业建设发展的内生动力严重不足,且在我国农村本土化发展缓慢。

因此,高素质农业生产管理人才匮乏已成为困扰我国智慧农业发展的重大难题,亟需建立新型职业农民教育系统。

2、智慧农业科研体系不健全,农业科技推广能力不足

由于我国政府和社会对其培育支持力度不够,我国当前农业科研体系仍不健全、科研成果转化生产力能力不足,导致我国农业科研进度缓慢且难以应用于智慧农业建设发展之中。

首先,我国还未建立顶层系统化组织全国农业科研体系的组织部门,众多农业科研机构未成统一体系,没有明确的科研分工、合作指导以及沟通渠道,众多科研机构的小型科研课题重复,突破性的大型科研课题难以系统化合作完成。

其次,由于我国农业科研机构缺少统一指导和支持,科研成果应用推广力度不够,使我国当前许多农业科技系统运行的标准参数难以根据大规模生产数据确定,许多科研成果缺乏应用检验,导致一些智慧农业科研成果体系精准度不够,运行波动过于频繁。

3、智慧农业基础设施落后,机械设备现代化程度低

我国当前大部分地区的农业基础设施仍旧落后,大型现代化农机设备较少。主要表现为,我国当前大多农田道路都毁损严重,狭窄且坑洼不平,雨雪天气时泥泞不堪,甚至出现无法通车现象。

多数牲畜禽舍的基础设施仅限于照明和取暖,其他现代化养殖设备几乎没有;我国大部分地区的农业灌溉设施仅是简陋的水道沟渠,只能采用传统的大水漫灌形式,喷灌和滴灌等高效节水灌溉所需的运输管道仅在部分地区建成使用,导致农业用水浪费严重,农田土壤板结、养分流失。

另外,由于我国农机设备的市场投放量较少、价格过高,且政府农机补贴较少,使我国分散经营的小微型农业生产者无力购买,许多现代化农机无法走进农田。


5.智慧农业发展对策分析

1、吸引农业高素质人才,加快培育新型职业农民

1)各级政府在政策、资金、物资、人力方面加大对我国智慧农业建设发展的支持力度,通过报纸、电视、广播等多渠道媒体在农村全方位宣传智慧农业,调整农民文化水平、年龄、性别结构,鼓励他们主动创业创新。

2)充分发挥运营成功的智慧农业示范基地的示范带头作用,组织农民定期参观了解智慧农业运行模式,深入学习如何建设管理智慧农业。

3)结合我国农业高校和相关科研院所拥有的雄厚的师资力量和科研基础优势,将职业农民培养纳入国家教育培训发展规划,建立适合培训我国高素质农业人才的长效教育机制,教授农民和青年学生智慧农业理论知识,为智慧农业发展提供源源不断的农业人才。

2、加快完善农业科研体系,提高农业科研成果的转化应用能力

1)强化政府顶层设计职责,加大农业科研体系的资金、物质和人才投入,统筹规划、建立统一协调的农业科研体系。

2)促进农业科研机构的相互合作和交流,使农业科研项目井然有序地进行,减少重复研究,强化集成创新,并统筹兼顾智慧农业发展所需的各项高科技技术。

3)深化基层农技推广体系改革,建设全国农业信息网上交流平台,激励农技推广人员充分利用其广泛接触农业生产者的优势,通过各种方式尽职做好农技推广,促进土壤修复技术、数字化管理等技术的应用,广泛收集农业生产问题和生产数据为农业科研提供反馈,及时检验农业科研成果效用,完善农业科研成果的功能。

3、加强智慧农业基础设施建设,促进农业机械设备提档升级

1)加强农田水利建设,建设统筹兼顾引水、排水、蓄水、灌溉等多种功能的水利工程,实现节水灌溉、绿色灌溉、数字化灌溉。

2)改善牲畜禽舍现状,推进通风、采阳、温控、清理垃圾以及饵料投喂自动化建设,建立全封闭式现代化种养殖舍棚。

3)加快现代化农机设备进入农田,建立专项资金支持农机设备生产企业降低生产成本研究,扩大农机设备生产规模,增加市场投入量,并加强农机设备购置补贴政策,鼓励农民积极使用现代化农机设备,实现精准化、智能化、科学化远程控制管理农业生产。

6.智慧农业发展趋势

1、由人工走向智能

1)在种植、养殖生产作业环节,拜托人力依赖,构建集环境生理监控、作物模型分析和精准调节为一体的农业生产自动化系统和平台,根据自然生态条件改进农业生产工艺,进行农产品差异化生产。

2)在食品安全环节,构建农产品溯源系统,将农产品生产、加工等过程的各种相关信息进行记录并存储,并能通过食品识别号在网络上对农产品进行查询认证,追溯全程信息。

3)在生产管理环节,特别是一些农垦垦区、现代农业产业园、大兴农场等单位,只能设施与互联网广泛应用于农业测土配方、茬口作业计划及农场生产资料管理等生产计划系统,提高效能。

2、突出个性化与差异性营销方式

1)物联网、云计算等技术的应用,打破农业市场的时空地理限制,农资采购和农产品流通等数据将会得到实时监测和传递,有效解决信息不对称问题。

2)对农业休闲旅游、农家乐热潮等通过网站、线上宣传等渠道推广、销售休闲旅游产品,为旅客提供个性化旅游服务,成为农民增收新途径和农村经济新业态。

3、提供精确、动态、科学的全方位信息服务

1)面向“三农”的信息服务为农业经营者传播先进的农业科学技术知识、生产管理信息以及农业科技咨询服务,引导龙头企业、农业专业合作社和农户经营好自己的农业生产系统与营销活动,提高农业生产管理决策水平,增强市场抗风险能力,做好节本增效、提高收益。

2)云计算、大数据等技术也推进农业管理数字化和现代化,促进农业管理高效和透明,提高农业部门的行政效能。