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流水线上的农民:我在工厂种蔬菜

农业网  发布时间:2021-04-14 08:50:51  信息来源:

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农业领域的数字化,前几年如同一片荒原,艰难与空旷。最近,我们才看到它冒出了点点新绿。利用农业高新技术和数字化技术“让农业增效、农民增收”,正在成为社会共识。

在技术创新方面,阿里云将支持农业科学家激活农业大数据,帮助农业生产者精准规划管理,提高农户的生产效益和资源利用率;在业务创新方面,阿里云将推动 13 个涉农业务,对接农业科学家的全产业链创新系统,用数字化打通“研—产—供—销—服”全链路。

本文截取自吴晓波的《云上的中国》。

特殊的农民

朝八晚五,一周休一天,手机几乎不离手——27 岁的李晨,看起来每天上着跟其他年轻人差不多的“班”。

不过,当亲朋好友询问他的具体工作,得到“用机器人种菜”的答复时,人们多少有些诧异。大家都知道,这个土生土长的寿光小伙儿曾经在青岛上大学,学的是土木工程,毕业后入职当地的国有企业港投控股集团,吃的是“国企饭”,没想到他竟然在种菜,更难以想象的是,有“机器人”帮他种菜。

在寿光,年轻人种菜并非稀奇事,因为这里是全国闻名的蔬菜之乡, 蔬菜是当地的支柱产业,从业者众多。

有人曾在卫星地图上监测寿光蔬菜大棚的数量,一共有 231764 个,密密麻麻排列在寿光 60 公里长、48 公里宽的土地上。2019 年,寿光市蔬菜瓜果总产量超过 500 万吨。

对于这里的农民来说,种菜的收入相当可观。据统计,2018 年寿光农民人均可支配收入为 20627 元, 而全国农民人均可支配收入只有14617 元。近几年来,更是陆续有在外工作的 80 后、90 后返乡种菜, 他们大多以家庭为单位种植大棚蔬菜,自负盈亏。

但李晨与他们不一样。他种菜的“大棚”并不属于个人,而是由港投控股集团与阿里云共同建设的。它有一个工业调性、科技感很强的名字——寿光阿里数字化蔬菜工厂。

仅仅是外观,就让前来参观的农民羡慕不已:棚区呈现如同电影里高科技实验室般的画面,安静整洁、明亮干净,这里没有泥土,温度、湿度、光照、空气均保持着让人舒适的参数。而在传统的大棚中,人们需要忍受闷热、泥泞、潮湿等******不适。

更让农民们惊讶的是,李晨的农具里不仅没有锄头、镰刀等,甚至连大多数农活也无须自己动手。他只要在手机上划拉划拉,就能够指挥机器完成移栽、采收等工作。他从来不用看老天脸色,只需用手机控制温度、湿度参数,也不用操心风灾、雪灾、虫害。他甚至并不羡慕那些比他收入高的同学:“因为他们付出的远远超过我,以我所付出的劳动力来看,薪水的性价比还是很高的。”

李晨在寿光农村长大,自小家里人就种植大棚蔬菜,他见过种大棚蔬菜的******辛劳:冬天下雪得半夜去扫雪,遇雪灾时需要用人力撑住菜棚以免垮塌;

夏天,一场水灾可以在顷刻间毁掉一家人半年的心血;为了抢摘大小尺寸最合适的黄瓜,农民们必须在凌晨一两点起床,并在 3 个小时内完成全部采摘,因为过了清晨 5 点,黄瓜的个头就会过大,卖不出“精品”的高价……总之,过程艰辛,且结果不可控。

而现在,每天早晨 8 点半,李晨准时进棚,观察蔬菜生长情况,然后回到办公室写工作日志,记录******参数,也记下自己的思考。

有时,他会一个人安静地坐在大棚里,看蔬菜无声地茁壮成长,看阳光雨露洒落,这是中国大多数农民无法享受的“现世安稳,岁月静好”。

而实现这一切的,正是数字化蔬菜工厂背后的物联网技术,以及一系列自动化设备的使用。

酷炫“流水线”

这个数字化蔬菜工厂位于山东省寿光市田柳镇,于 2019 年投入建设,包括数字化蔬菜工厂和数字化农业应用平台两个项目。

项目中的 300 米无立柱温室,是国内第一个利用冬暖式日光温室打造的数字化蔬菜工厂示范项目。按照规划,主要种植叶类蔬菜,品种可达到 20 余种,年产量 20 余吨。

2020 年 4 月,项目一期正式投入使用。在进行市场调研及充分考虑技术上线情况后,生菜因市场需求大、重量尺寸适合大规模种植,成为首批种植品类。

工厂的集中控制站,相当于培育蔬菜的“大脑”,在里面可以看到农场的品类分布、种植点位及******设备的运行情况。控制站通过监测温度、湿度、光合作用辐射等实时情况,指挥对应的智能设备工作,从而提高了种植效率,也提升了生菜质量,降低了人力成本。

在育苗室,被筛选出的优质种子整齐地铺在育苗格中,育苗员只需调整好育苗箱的参数即可。传统的育苗极其依赖外界的光照和温度,而这里采用了仿日光灯技术为种子补光,并通过控制湿度、温度等手段, 将一个月的育苗时间缩短至两周,提高了育苗效率。

幼苗长到四叶一心时,便被移栽至工厂。移栽具体流程为:移栽机根据设定好的参数指令,将育苗盘放置到 AGV(自动导引)小车上, AGV 小车再将育苗盘送至指定苗床,最后由推盘机将育苗盘推到种植床上。所有操作一气呵成,无须人力。

接下来的 30 天成长期,只需两名工作人员进行日常管理。

其中最重要的灌溉和施肥工作,通过水肥一体机实现,李晨只需在与设备连接的手机上设置营养液的 EC(电导率)值、水的 pH(酸碱度) 值及灌溉的频次。

在传统的种植方式中,肥料的浓度依靠农民的经验把握,浓度高了会烧苗,低了营养不够。但在阿里云数字化蔬菜工厂里,肥料浓度能够恰到好处,其他参数也可以达到适合蔬菜生长的最佳值。

那么,温度、湿度是如何实现自动化的呢?棚内装有******采集数据的传感器,以及供工作人员监测的摄像头。当温度过高或者过低时,系统会有提示,并自动打开或者关闭棚顶的遮阳帘来降温或升温。

传统种植最难解决的病害问题,在这里也得到了完美解决。蔬菜工厂生产采用 NFT(营养液膜)无土栽培方式,这意味着蔬菜生产过程与土壤和外界隔离。

蔬菜病害的主要因素在于重茬,即蔬菜在同一土壤中种了多次,这会导致一些病菌残留在土地里,从而产生土传病害,对蔬菜危害很大。水培蔬菜因水具有流动性,杜绝了土传病害的传播。此外,蔬菜工厂装有臭氧发生器,对营养液进行消毒杀菌,还有一些辅助手段,比如在通风口安装防虫网,把虫子隔绝在农场之外。在这样一整套科学的控制体系下,蔬菜工厂几乎可以做到零病害。

每一种蔬菜都有最适合生长的环境及水肥参数,传统的种植方式只能依赖农民自身的经验来把控,所以种植的成品往往良莠不齐。

在阿里云数字化蔬菜工厂,一切都可以标准化。它的物联网技术平台通过数据积累及算法挖掘,可以建立最适合作物生长的种植、环控、水肥等******模型,从而实现标准化种植。

谁来种地,如何种地

“控制石油,就控制了所有国家;控制粮食,就控制了全人类。”如同美国前国务卿基辛格所言,粮食问题一直是全人类最关心的问题,上关政治权利的把控,下关普通百姓的肠胃。

但粮食问题也一直是世界难题,即便在大部分人口已经免于饥饿的今天,粮食也一直存在危机,首要问题便是供需矛盾突出。据联合国粮农组织预测,到 2050 年全球人口将达到 100 亿。也就是说,接下来 30 年,世界人口将增长约 30%,粮食消耗将大幅增长。

而在中国,粮食供需的形势尤为严峻。根据中国社会科学院农村发展研究所发布的《中国农村发展报告 2020》,到“十四五”期末(约2025 年),我国可能出现 1.3 亿吨左右的粮食缺口。

造成供需矛盾的因素主要有以下几个方面:

首先,中国是人口大国,但耕地资源却严重不足。中国需要用只占世界 7% 的耕地,养活世界 22% 的人口。

其次,更为糟糕的是,农业劳动资源日益匮乏。目前农村老龄化日趋严重,据统计,中国农村劳动力平均年龄已经接近 55 岁。与此同时, 农民种粮积极性下降,随着中国城镇化进程持续推进,农村人口大量涌入城市,80 后不想种地,90 后不懂种地,00 后不问种地,已经成为当下农村的常态。

最后,“散户多、看天吃饭”的小农经济模式长期制约我们从农业大国走向农业强国。

那么要实现自给自足、供需平衡,就必须在有限的耕地资源上提质增效。简单来说,只要突破了“谁来种地,如何种地”两大困境,一切就迎刃而解。

阿里云数字化蔬菜工厂的诞生,为这两个难题提供了解决方案,探索出了中国智慧农业发展的一条新路径。

数字化蔬菜工厂首先解决了劳动力匮乏的问题。物联网技术和自动化设备的结合,极大地降低了人力投入。

除了在育苗和采收期需要增派人手,蔬菜生长期内,只需两个劳动力就可以管理一个大棚。用李晨的话来说:“只要有手机、有信号,随时可以种菜。”这意味着它打破了时空的限制,一个劳动力甚至可以同时管理多个大棚。

另外,数字化蔬菜工厂舒适的环境,让农业从内到外告别了传统模式中农民的艰辛状态,这对农民有着极强的吸引力。

更重要的是,蔬菜工厂产量喜人。现有的 4000 多平方米的机床可以种植 36000 棵蔬菜,它克服了季节性,每年可种植 12~16 茬,加上对病害的控制提升了良品率,蔬菜年产量可达到 20 吨,是传统大棚产量的6 倍。

这种流水线般的工业化模式,使得“让农民成为有吸引力的职业, 使农业成为有奔头的产业”不再是一句空洞的口号,它以一种“肉眼可见” 的速度变成现实。

而对于消费者来说,蔬菜的安全性将得到提升。物联网技术在蔬菜工厂的运用,使得每一棵菜的种植和运输全程透明化,意味着消费者可以对每一棵菜追根溯源。这不失为一种有效的监管。

数字化农业工厂的可行之策

这个“工厂种蔬菜”“农业商业化”的故事开篇,具备了“天时”“地利”要素。

当双方在 2019 年携手共建国内首个数字化蔬菜工厂时,农业科技已经站在风口。新技术能够改变农业发展,已经得到市场普遍认可,各方资本对“智慧农业”青睐有加。据统计,早在 2015 年时,中国在农业领域的科技投资就已经高达 46 亿美元。

地利方面,在国内可能很难找到比寿光更适合农业改革、推广智慧农业的地方了。寿光的农业基础雄厚,种植技术也走在全国前列。

早在 30 年前,寿光就结束了“靠天收”的局面,开了北方大棚种植反季节蔬菜的先河,“寿光冬暖式大棚”一度在全国推广,当地可谓中国农业的“课代表”。在销售方面,寿光是亚洲******的蔬菜交易中心。再看投资运营的两大主角,可谓强强联手,水到渠成。

港投控股集团是寿光当地的国有企业,具有可持续投入的能力和热情,这对农业产业面临的风险性和回报周期来说尤其重要。

阿里巴巴作为中国互联网巨头,拥有最先进的人工智能、物联网和大数据技术,可以说,它更容易掌握智慧农业的“灵魂”。此外,阿里巴巴在蔬菜生鲜领域拥有诸如淘鲜达、盒马鲜生等线上和线下的销售渠道, 这种综合资源优势是其他企业难以比拟的。

我们在调研中发现,这种需要雄厚资金投入且回报周期长的“试验田”,对普通农民来说是可望而不可即的。蔬菜工厂已经运行的一期生菜项目投资达到数百万元,这意味着企业化运作和规模化种植才是推行数字化农业工厂的可行之策。

数字化蔬菜工厂所探索的智慧农业,还有很长的路要走,还有诸多方面有待改进完善。比如目前蔬菜工厂对种植品种还有一定的局限,瓜果类蔬菜目前还不能进行批量化、标准化种植,需要等待硬件设备的技术侧升级。

此外,农业数字化不应该仅仅局限在田间地头,而应延展至终端。寿光市港投农业科技公司负责人张子阳表示,目前蔬菜工厂正在销售环节下功夫,近期将利用淘鲜达、盒马鲜生等多种线上线下渠道,打造端到端的数字化产销供应链,满足线上线下新零售的渠道销售需求,促进产销平衡。

“背靠阿里云的智慧能力,我们将探索数字化、标准化的农业技术, 传统的温室大棚正变成可持续生产的、绿色有机的稳定供应型超级蔬菜工厂。”

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