農業(yè)，一個在泥土中翻滾的龐大產業(yè)，正在與最前沿的高新科技“正面交鋒”。這些碰撞，發(fā)生在萬里沃野、深山老林、羊圈雞舍，也發(fā)生在剛剛建好的大規(guī)模農園、現(xiàn)代化大棚，有的甚至還懸浮在實驗室里。但這一切，或許正以超過我們想象的加速度發(fā)生。
智慧農業(yè)的種種實踐，關乎人工智能、物聯(lián)網技術，由機器人、無人機、智能芯片實現(xiàn)，但透過種種技術，我們看到的是越來越多“新農人”顛覆了舊有觀念，正在向著新的希望奔赴。
科技投入“在當下”
上海生鮮平臺叮咚買菜上的小番茄“美人果”，在上海封控期間“一戰(zhàn)成名”。
4月23日那天，從山東聊城長途跋涉而來的“美人果”在平臺上線，成為上海抗疫時期的保供蔬菜，兩天銷出超7000份。在那個特殊時期嘗到的甜度達到10（甜度檢測最高等級）的小番茄，足以被人長久記住。
“美人果”背后的企業(yè)有較強的科技能力和營運能力，經營者王攀的成功并不是偶然，他所經營的農業(yè)也絕不是“靠天吃飯”的傳統(tǒng)行業(yè)。這名80后“新農人”經營著一個1200畝的蔬菜基地，他學的是金融，干過銀行工作，也參與過地產企業(yè)的農業(yè)板塊運營，對現(xiàn)代農業(yè)有著一份與眾不同的見解：傳統(tǒng)農業(yè)的品控不穩(wěn)定，也不能產生穩(wěn)定的收益，只要注入互聯(lián)網思維和科技手段，“顛覆”并非難事。
他創(chuàng)立的農業(yè)模式直接有效：將科技力量注入農業(yè)產供銷整個鏈條，只做訂單農業(yè)，只做小番茄這一個品類，在一件事情上深耕到底。
“每個環(huán)節(jié)都需要科技支撐。”王攀選中“釜山88”品種，成為國內較早開始規(guī)模化種植該品種的團隊之一。這種小番茄口感爆漿、甜度高，但由于種植難度大、成本高、產量低、植株抗病蟲害能力比較弱等原因，很多傳統(tǒng)農人不敢碰它。
培育品種之初，他就摸準了互聯(lián)網農產品銷售的痛點進行“精準打擊”：通過技術測試控制小番茄的農殘，從而解決食品安全問題；反復測試產品甜度，做到品控標準化。科學數據幫助他規(guī)范種植方法、優(yōu)化用肥方案和澆灌計劃，并隨時跟蹤植株生長情況。比如，植株還未出果時就要修剪掉多余的枝蔓，僅保留最好的一枝讓其慢慢長大；比如，白天要保持棚內陽光充足，溫控在30℃左右，夜晚則要在合適的溫差下保證它們充足的“休息”；此外也不做催熟，讓果實天然枝熟100天，只施自然發(fā)酵的糞肥和生物有機復合肥，還會澆灌魚蛋白……這種條件下長大的小番茄，抗病性有所提高，果實的外表和鮮度、甜度數據都更佳。
這幾年，大棚里不斷添置各種科技裝備，就像居室里的智能家電越來越多，生活智慧化程度隨之也越來越高。王攀覺得，新添置的智能噴淋設施性價比很高，每畝成本1300元左右，可以將葉面肥、殺蟲劑等瞬間霧化并噴灑，均勻地覆蓋到所有植株。占地4畝的大棚，3分鐘就能完成噴淋，不再需要預留工人施肥的人行通道，還可以增加棚內的可耕作面積。以前，這4畝地需要2個工人花費整整2天才能完成施肥。
“其實這種噴淋設備早幾年就有了，但我直到去年才用上。”王攀也一直在反思自己的“保守”。在農業(yè)領域，科技的投入不是一時半刻能收回成本的，畢竟他雇用著100多名當地農民，其中不少是貧困戶，他希望讓他們獲得穩(wěn)定收入，因此一直在努力維持著投入和產出比。如今公司開始穩(wěn)步贏利，他也下決心加大科技投入，因為這樣才能加速把規(guī)模做起來。王攀的目標是做中國的“小番茄大王”，就像他的山東老鄉(xiāng)馬鐵民那樣，成為“生菜大王”。
也正因為較短時間里能摸索出成熟的種植模式，王攀才有能力接到互聯(lián)網平臺的種植訂單。要知道，在app上下單購買果蔬的用戶可比菜場里的消費者挑剔多了，沒有經過自己雙手挑選、送上門的農產品，人們希望它們是“標品”，每一個小番茄都差不多大、差不多紅、差不多甜。要不是科技加持，這種標準怎么可能達到？
據說，叮咚買菜在確定合作之前，曾對王攀的團隊和種植基地進行了多次實地考察和第三方評測，并商定出合理的全年供應價格標準，以較為穩(wěn)定的采收數量和新的種植標準來簽訂農業(yè)訂單，形成“以銷定產”的產業(yè)模式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產銷分離式采購，最大程度上化解市場不穩(wěn)定對農業(yè)種植產生的風險。
這個訂單倒逼著王攀打造了一個“番茄工廠”，王攀投入了兩條自動化生產線，用于種植、采收之外的分揀和包裝工作。這也是他能為近千里之外的城市保供的原因。疫情封控時期，他每天早上起來第一件事，就是組織工人將大棚里的新鮮果子采收起來，按每350克一份的規(guī)格包裝好，裝車運往叮咚買菜的上海蔬果大倉。
聽了這個故事，也許我們也會和王攀一樣不由得感慨一句：“讓智慧農業(yè)到來的腳步更快一些吧。”
比市場“快了兩步”
如果說王攀略先于市場需求作出了判斷和選擇，那么上海人黃震就比市場“快了兩步”。
位于上海崇明中興鎮(zhèn)的萬禾生態(tài)羊場，獲得了“全國唯一有機崇明白山羊養(yǎng)殖場”稱號，黃震正在研發(fā)的一套羊臉識別系統(tǒng)，估計不久就可以投入使用了。
這個羊場有點不可思議，簡直是羊的集體宿舍區(qū)。里面聞不到什么異味，沒有一堆堆糞便，每只羊都有自己的“身份證”——耳標，各色標記是疫苗接種憑證。管理員根據羊的體形分配“宿舍”，保證每個宿舍的羊不用排隊便能吃上飼料；懸掛吊頂的攝像頭實時監(jiān)控，以便及時處理突發(fā)情況。
“等到羊臉識別系統(tǒng)上線后，人就更加輕松了。”黃震說，如今管理員還需要和獸醫(yī)配合，每天去羊圈巡邏幾次，以便觀察羊的健康狀況。以后，管理員可以在手機上通過實時傳送的圖像觀察羊群，減少實地檢查的次數。
他投了幾百萬元做這件事。羊臉識別系統(tǒng)比人臉識別讀出的數據更多，系統(tǒng)可以通過圖形識別羊的體征，及時發(fā)現(xiàn)山羊流涕、口瘡等病征；用紅外線測體溫，從源頭上監(jiān)測山羊的身體狀況，一旦羊的體溫超過40°c，系統(tǒng)會立即發(fā)出警報通知農場獸醫(yī)；而通過電子耳標，還可以識別出羊的系譜。這套系統(tǒng)從2019年就開始設計，其間不斷調整優(yōu)化，二期養(yǎng)殖場中的1000只核心種母羊均已植入芯片供人工智能進行學習、測試，通過分析山羊每天的行為，人工智能不斷優(yōu)化算法程序，論證5g智慧助力養(yǎng)殖的可行性，保證明年萬禾三期養(yǎng)殖場項目正式啟動后，系統(tǒng)能精準預測、實現(xiàn)設計目的。
高科技農業(yè)總是“聽起來很美”，卻讓許多農人望而卻步，原因還是在于投入和產出。“短期肯定是無法收回成本的，什么時候能回本還不知道，但這件事肯定要做。”這幾句話“說了等于沒說”，但恰恰真實地反映了行業(yè)現(xiàn)狀。黃震覺得，長遠來看，投入建設羊臉識別系統(tǒng)肯定能有產出，它能準確反映山羊的繁育和健康狀況，也能大大降低人的勞動強度，從而穩(wěn)定提升羊肉質量。
他算了筆細賬：現(xiàn)在二期羊場約3000只規(guī)模，有11個人在管理。未來，如果三期羊場全面自動化的話，擁有萬只山羊規(guī)模的羊場只需要7個人就可以管理了，而且生產效率和效能會大大地增加。“未來的三期羊場將全部翻新，實現(xiàn)智能化全覆蓋。山羊冬吃黑麥草、夏吃蘇丹草，半年換茬供鮮草，‘兩無化’稻米秸稈回收發(fā)酵，按比例粗細糧搭配顆粒化飼料。為防止13個系譜的白山羊近親繁殖，宿舍已經分區(qū)，同時人工一一配對繁殖，推進育種改良……”
像這樣比市場“快了兩步”的農業(yè)高科技布局，正在為越來越多的規(guī)模化農業(yè)企業(yè)所接受。對于這種趨勢，做了20多年工業(yè)、如今“跨界”農業(yè)的上海大學工程技術研究院副院長張侃諭感受較為深刻。他是國內最早提出“智慧農業(yè)”概念并給出確切定義的人，在他看來，“智慧農業(yè)”就是將物聯(lián)網技術運用到傳統(tǒng)農業(yè)中，運用傳感器和軟件對農業(yè)生產進行控制。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農業(yè)還包括農業(yè)電商、食品溯源防偽、農業(yè)休閑旅游、農業(yè)信息服務等。
張侃諭創(chuàng)建的高科技農業(yè)公司并不直接從事種植和養(yǎng)殖，而是用現(xiàn)代化手段對農業(yè)進行“工業(yè)化改造”，幫助農園、大棚、養(yǎng)殖基地進行智慧升級。
他剛剛為陜西一家智慧園區(qū)示范基地做的5年規(guī)劃很吸引人，這個規(guī)劃足以讓整個園區(qū)脫胎換骨：“全自動育苗工廠”可以實現(xiàn)水培蔬菜種苗和無土栽培，還有“自動播種流水線”“立體多層催芽室”等；高科技溫室能實現(xiàn)超長距離通風、布風均勻，還配備加熱系統(tǒng)、二氧化碳補充系統(tǒng)等；今后，機器人可以在升降式空中草莓大棚里摘草莓，它們的抓取機械手、旋轉機械手比熟練的工人更快。
“中國未來的智慧農業(yè)大有希望。”張侃諭對此是有發(fā)言權的，因為以前只有實力雄厚的大企業(yè)敢于問津他的項目，如今全國各地的政府部門、農業(yè)企業(yè)都希望他來設計改造方案。“變化就在近幾年，而且，以后變化的速度會越來越快。”
新華社概念圖
“懸浮”在實驗室里
一些有資本支撐的農產品平臺，連同一些農業(yè)領域的專家學者等“頂級大腦”，則以更超前的思維在智慧農業(yè)領域創(chuàng)新。
上海互聯(lián)網企業(yè)拼多多，從2020年開始聯(lián)合中國人工智能學會、國家農業(yè)信息化工程技術研究中心等單位主辦“中國農業(yè)機器人創(chuàng)新大賽”，如今，第二屆比賽不久前截止征集。主辦方的用意很明確，想通過產學研的共同努力，尋找并支持國內優(yōu)秀的農業(yè)科研人員，加速推動智慧農業(yè)發(fā)展。
這種形式的創(chuàng)新，果然引起了國內高校、科研院所、科技企業(yè)的關注。前來參賽的項目在農林牧漁領域全面開花，既有設施園藝機器人作業(yè)系統(tǒng)、全自動垂直農業(yè)生產系統(tǒng)等綜合性機器人項目，也有壟作草莓收獲機器人、水下圍網巡檢機器人、畜禽舍防疫消毒機器人等垂直領域的“機器人天團”……
一家來自北京的農業(yè)智能裝備技術研究中心打通了園藝作業(yè)機器人的技術“任督二脈”，機器人可以做到智慧管控、園區(qū)巡檢、自主運輸、農業(yè)噴藥、自動授粉等，基本覆蓋了農業(yè)的全生產流程。浙江大學李建平教授對自己設計的“ai魚——智能魚類疫苗自動注射機”很有信心：“ai魚”利用深度學習技術，對魚苗的注射位置進行智能識別，可替代手工注射。“ai魚”的注射效率可達每小時1200尾，注射成功率達99%以上，注射一個月后存活率達90%。
許多專家學者高度關注著這樣的嘗試。中國工程院院士、國家農業(yè)信息化工程技術研究中心首席科學家趙春江覺得，農業(yè)機器人的發(fā)展是一個全球都在關心的話題，我國農業(yè)機器人正處于起步階段，很多技術包括機器算法、感知系統(tǒng)等都需要持續(xù)探索。
國際合作也在以一些有趣的形式開展。騰訊公司的“ai+農業(yè)”探索也備受注目，騰訊ai lab（人工智能實驗室）與世界著名農業(yè)學府荷蘭瓦赫寧根大學聯(lián)手挑戰(zhàn)“智慧溫室種植”，雙方的專家學者用人工智能和物聯(lián)網等前沿技術優(yōu)化種植決策，遠程自動控制溫室種植番茄、黃瓜等，為農業(yè)智能決策與溫室自動控制提供了一種“實驗室范式”。兩年中，人工智能種出的農作物收成都超過了人類，騰訊首席探索官網大為說，這代表ai能做好溫室的“高級管理員”，和人類協(xié)作完成任務，“我們將不斷致力于推動這類ai的應用落地，幫助人類應對‘地球級挑戰(zhàn)’，包括與人類息息相關的物、能源、水資源和氣候等大問題。”
如今，發(fā)展數字農業(yè)農村成為全球共識。這幾年，多國政府相繼推出智慧農業(yè)發(fā)展計劃，如德國、荷蘭、日本等，規(guī)劃用現(xiàn)代信息技術與先進農機裝備推進“農業(yè)4.0”，為小農戶搭建智慧服務平臺等，讓最前沿的技術在田間地頭實現(xiàn)。我國農業(yè)農村部和中央網信辦發(fā)布的《數字農業(yè)農村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》描繪了中國數字農業(yè)發(fā)展新藍圖——到2025年，數字農業(yè)農村建設取得重要進展，有力支撐數字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略實施。農業(yè)農村數據采集體系建立健全，天空地一體化觀測網絡、農業(yè)農村基礎數據資源體系、農業(yè)農村云平臺基本建成。數字技術與農業(yè)產業(yè)體系、生產體系、經營體系加快融合，農業(yè)生產經營數字化轉型取得明顯進展……
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記者手記
借助ai和機器學習，人類正在解救自己
有這么一個瞬間，我感受到智慧農業(yè)就在我的舌尖。
農產品電商平臺上有一段視頻，云南瀘水地區(qū)的一個貧困村里，年輕的村民正在遠程管理怒江峽谷里的果園，為初掛果的沃柑施肥。他拿著手機操控水肥灌溉一體化設備，畫面顯示，除了自動化灌溉以外，還有一架多旋翼無人機正在低空盤旋，為果樹施藥，天、空、地一體化農情監(jiān)測系統(tǒng)實時給出的植物健康指標也同步傳遞到手機上……
那是我去旅游過的怒江大峽谷，當地地勢起落、群峰林立，據說村里幾乎沒有完整的大片土地，全部零散分布在大山間。真不可思議，在科學家和農科技術的加持下，“荒涼石頭山”這幾年竟然變成了現(xiàn)代化智慧果園。
我想嘗一嘗這溫差大、積溫高、光照強的無污染地區(qū)所種植的柑橘，于是點擊下了一份訂單，購買方便、價格也不貴。沒過幾天，我真的吃到了和畫面顯示一樣的美味沃柑。
在通過味蕾感受智慧農業(yè)的同時，其實我們都是懷有某種隱憂的。根據聯(lián)合國關于人口與饑餓問題的預測數據，到2050年，全球人口將增加20億，農業(yè)生產力需提高60%才能提供充足的食物。而疫情的到來也加劇了擔憂，各種“極限情況”可能摧毀我們的食物，讓我們無法到田間地頭去耕作，也無法采收果實、飼養(yǎng)牲畜，更無法保障食品安全。這幾年一些全球熱門影視劇就有不少聚焦未來可能出現(xiàn)的農業(yè)危機，反思并提出解決辦法。
好在也有一些撫慰人心的數據：一家國際研究機構發(fā)布的預測報告顯示，到2025年，全球在物聯(lián)網智能農業(yè)技術領域的支出預計將增長兩倍，達到153億美元；僅農業(yè)方面的ai（人工智能）技術與解決方案支出也將大幅增長。電影鏡頭中的農業(yè)機器人、全自動化工廠甚至建造在外星球上的種植基地，或許不久就會成為現(xiàn)實。
人工智能和機器學習可能成為幫助我們應對危機的核心技術，但最終解救我們人類的還是我們自己。我在采訪中深深感受到，不管是“一分投入一分產出”的高效訂單農業(yè)，還是比市場“快了兩步”的智慧農園建設，或者是尚且“懸浮”在實驗室里的試點，科學技術只有被農業(yè)一線經營主體所運用——包括農戶、家庭農場、合作社以及龍頭企業(yè)等，農業(yè)才能真正擺脫“靠天吃飯”的狀態(tài)。
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智慧農業(yè)的每一種實踐，最終都要回歸到田間、回歸到大棚。相比一些發(fā)達國家，我們的智慧農業(yè)研發(fā)水平和應用水平整體還有差距，因起步較晚、基礎薄弱，農業(yè)傳感器、農業(yè)模型與核心算法等關鍵技術和產品尚不成熟，目前正在加速創(chuàng)新，逐漸擺脫“跟跑模仿”階段。
好在越來越多的人正在奔赴這個行業(yè)：科研人員正在完善基于人工智能監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤每塊作物田地的實時視頻源，借此識別動物或人類的違規(guī)行為并發(fā)出警報；產量映射是一項關鍵農業(yè)技術，人們通過監(jiān)督機器學習算法，從大規(guī)模數據集內查找模式，由此精準制定作物生產規(guī)劃，其重大價值將難以衡量；還有，一些既懂科學技術又懂農業(yè)生產的“新農人”，雇用貧困村民從事現(xiàn)代農業(yè)，帶領更多人一起致富。盡管更多農活將被機器人所取代，但“人力”依然必不可少，有經驗的農人將成為機器的管理者、系統(tǒng)的協(xié)同者，真正從面朝黃土背朝天的辛勞中解脫出來……
看得出，智慧農業(yè)的發(fā)展必然呈體系化，需要政府、企業(yè)聯(lián)動，需要解決政策、資金、人才等多方面問題。智慧農業(yè)未來可期，因為它是全人類的共同期盼。
