盛夏季节,田野葱绿,庄稼长势喜人,眼下正是农作物生长的关键时期。
7月下旬,在青岛平度市张戈庄镇杨家营村的田间小路上,90后“新农人”杨秀世正将精心调配好的农药装入植保无人机上的容器内,伴随着旋翼的转动,一架极飞双旋翼植保无人机在杨秀世的操作下迅速升空,灵活自如的在宽阔的农田上方飞行、盘旋、向下喷出均匀的白色云雾……“以前,一家人好几天才能忙完的农活,现在我一个人不用一个小时轻轻松松,感觉玩着就把农活干完了”。
斯皮尔伯格的电影《头号玩家》这样描述过,未来每个人都会有一个或多个数字人的身份,足不出户就能体味各种人生,当然也可以包括在数字世界经营和管理物理世界里的农场。
农业无人机、遥感无人机、农业无人车、农机自驾仪、农业物联网、智慧农业系统……过往,农业并不是类似人工智能、物联网等先进技术所青睐的第一舞台。如今,包括大疆、极飞等科技企业,已经认识到数字农业,是人类可持续发展的必经之路,并纷纷将无人化技术带入地球最古老的行业,帮助农民在有限的耕地上改善农作物的产量和质量,深耕智慧农业领域。
科技,让农业拥有了更多的可能。
会飞的药泵来了
“总算不需要人亲自举着喷头喷药了”,植保无人机省时省药省工,对有大面积施药需求的农民或农场主来讲,很解渴。
有资料显示,中国人口占世界人口的1/5,耕地面积却仅占世界耕地面积的8%,但农药用量却占世界总量的43%,中国化肥和农药浪费率达到60%。
据农业农村部2020年的统计,中国耕种收机械化率达到71%,16年间翻了一番,上升趋势明显。但管理环节机械化水平仍有待提升,农民缺乏有效的植保机械,大多还依赖手动方式进行农田管理。 农业生产过程中存在农村劳动力不足、人工喷洒农药、叶面肥、价格高等问题。
面对毫无防守能力的田野、农作物,农民除了用农药来维持产出别无他法。毕竟与种植所获相比,农药的经济成本仍旧比较低。
面对集约化种植,劳动力资源匮乏的变化趋势下,病虫害防治方面就显得不尽人意,严重影响农作物的产量和品质。
无人机植保作业高效、廉价。通过植保无人机换掉人力,一台无人机喷洒效率相当于80人的农民去打药,传统农民一天只能8亩到10亩地,无人机可以达到几十亩乃至几百亩。还能实现科学养殖,均匀喷洒,用无人机喷洒的方式也大大减少了人员聚集带来的接触风险。
植保无人机可以打药,也可以进行施肥。将无人机的螺旋桨换成轮子,就成了无人车,去密林或者一些果树间进行运输等作业。
把无人机的导航设备拆下来,装到拖拉机上,只需要1万多元的改造费用,就变成农机自驾仪。可以让拖拉机变成自动驾驶,用精准的数据来进行耕种,种植标准化。
“极飞V40植保无人机有效载荷能达到20公斤,配合强劲的双旋翼风场,其喷幅最宽可达10米,能够在一个小时内完成240亩地的植保作业。最新款的P80,喷洒效率更是高达315亩/小时,甚至可以AI自动识别障碍物,全自主避障”杨秀世告诉记者,植保无人机除了作业效率高外,它的喷洒系统雾化效果更好,可节约30%以上的农药和90%的水资源,可有效降低农作物农药残留量,保障农作物质量安全。
杨秀世去年购买了极飞的 XP2020 款农业无人机,今年年初又购置了一台极飞 V40 农业无人机,目前,已作业超3200亩。除了给自家的农田撒药施肥之外,很多平度周边农民请他去帮忙喷洒等作业。杨秀世已经为二十多个乡镇周边农户提供植保飞防服务,并且积极参与政府组织的统防统治作业任务,去年执行统防统治作业面积超2万亩。
杨秀世说,回平度做农机服务收入比在青岛打工赚的要多三四倍。
用极客精神服务新农民
“做农业也可以成为很‘酷’的‘极客’,可以用最尖端的技术改变最传统的行业”。
2017年,秦凯成为一家植保无人机企业在山东的唯一省级授权分销商,其创立的山东国本农业服务有限公司面向农民专业合作社、社会化农事服务组织和家庭农场,提供农业智能化装备、航空植保和地理信息测绘等配套基础设施,集销售、培训和售后服务于一体,致力于以科技创新改变中国三农,推进现代农业产业的数字化、智慧化升级。迄今为止秦凯已售出1000多台农业植保无人机。
该公司同时也是山东省飞防领域的平台企业和综合农事服务企业,成立了“青岛飞防联盟”。在 2020年春节疫情期间,秦凯带队采用农业无人机对乡村和街道进行防疫消杀,每天喷洒消毒液达50公斤,助力疫情防控工作。秦凯还积极响应政府号召,参与针对玉米和果树等农作物的统防统治工作,去年作业面积达10万亩,今年也已承接作业面积30万亩。
秦凯的公司不是简单的卖无人机。而是把价值至少4万元的无人机提供给村里的经济合作社,条件是让他们给农民做服务,秦凯的公司为他们培训操作无人机的“飞手”,教授技术。再通过规模化服务,为村里的农户提供优惠价格的无人机作业服务,同时提供专业的服务药剂,如杀虫剂、杀菌剂等服务。赚到的利润一部分留在村里,一部分作为无人机的前期投入,他们也转变为服务商的角色。
“只要一个收费1000元,三天的培训,就可以熟练掌握无人机的操作”。秦凯告诉记者,平度一个“飞手”杨付涛,作为当地村里第一个吃螃蟹的人,通过学习无人植保机技术,白天为村民提供植保无人机飞手服务,晚上送奶,从“送奶工”变成了村里最会赚钱“最靓的仔”。
近年来,农村现在女性老年人和儿童居多,中青年的中坚力量是空心的,青壮年涌入城市。从00年到18年,乡村人口从64%降低到40%,农村55岁以上的中老年人占据比较重要的位置,农村老龄化也比较严重。
有了新技术,未来将会有越来越多的年轻人选择回到农村,成为一名新型职业农民。一方面,植保无人机和机器人能代替人工劳动,高效精准地完成播种、撒肥、施药等繁重的农事作业。这意味着单个农民管理的农田规模更大了,收入也随之大幅提升。另一方面,农药、化肥及种子的使用量也会减少,从而帮助农民降低生产成本,吸引年轻人回归农村创业。
用科技重新定义农业
试想未来一个场景:炎炎夏日,一个掌握先进技术的现代农民,坐在装有空调,舒适的监控中心管理一片农田。通过指令控制无人机去自动采集农田里的数据,利用遥感无人机开展无人化巡田,可以清晰的分析出农田中什么位置有虫害,需要在哪些地方喷洒农药,计量是多少。并通过农业物联网设备采集气候、土壤和作物生长数据。智慧农业系统赋能农场管理,提供基本苗分析、稻麦产量预测、智能灌溉等生产决策工具。最终,通过程序指令无人机自动起飞、自动喷洒、自动返回,在农田中实现像工厂一样的运作。
目前,极飞睿图功能模块,结合高分辨率光学影像与 AI 图像处理芯片,已经让农业无人机拥有快速测绘能力,能够全自主飞行拍摄、拼接和分析农田影像。10分钟即可完成100亩高清测绘,工作效率达到传统人工的80倍以上。
测绘结束后,睿图系统会精确识别农田边界、作物密度与生长趋势,用户在智能手机上即可获取自动生成的农田高清地图和施药“处方图”,为农业无人机的变量作业提供智慧指引。
广州极飞科技股份有限公司极飞学院负责人刘桥告诉记者,极飞从当初80名员工,目前已经增加到2000多名,研发占很多的数量。全球有六万多台无人设备在运行。为900多万农户提供服务,服务了7.8亿人次的农田。
根据XAG Cloud 的数据,截至2020年底,仅极飞一家无人植保机企业,其智慧农业目前在全球42个国家和地区使用,已经超过6万多台的自动化设备运营规模,累计农田作业面积7.8亿亩次,培育智慧农业人口超过9万人,减少粮食作物损失821万吨,可以满足1600万人一年的粮食需求,节省用水1500多万吨,减少碳排放76万吨(相当于种树1000多万棵),降低燃油消耗2.8亿升,相当于47万辆小汽车停驶一年减少的碳排放量。
2021年中央一号文件发布《中共中央、国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》,中国的无人机企业已经开始响应号召,建设数字农业基础设施,包括高清农田遥感、自动化设备导航、农业物联网设备等,让农事服务标准化、为智能农机铺平道路;开发精准农业装备,让全自动农业无人机、无人车、农机自动驾驶系统降低劳动力成本,提高农产品质量;打造智慧农业生态系统让农田管理系统、AI作物模型、农业大数据大幅提升农业管理效率,实现产量和质量最优平衡。
随着中国的无人机企业在智慧农业产品线的全面铺开,越来越多新场景陆续诞生,贯穿于农业生产端耕、种、管、收各个环节。平等互惠的无人化技术正在弥合城乡数字鸿沟,帮助诸多农户降本增效。