芜湖大浦智慧农业典型案例材料
芜湖东源新农村开发股份有限公司
一、基本情况
芜湖大浦现代农业园区位于芜湖市南陵县许镇镇境内,紧临205国道,其中智慧农业园区设施农业面积600余亩,2022年被安徽省农业农村厅评为“数字农业工厂”,园区效益良好。园区建有省级脱毒种苗繁育工程技术研究中心和省级博士后工作站等研发机构。
通过十余年的建设,园区示范带动作用日益明显,获得了良好的经济效益和社会效益,相继被确定为“国家农业科技园区”、“国家现代农业示范区(核心区)”、“国家AAAA级旅游景区”、“全国科普教育基地”、“全国美丽乡村创建试乡村”、“全国休闲农业与乡村旅游示范点”、“全国农产品加工示范基地”、“全国农业旅游示范点”、“全国水产健康养殖示范基地”、“全国农村一二三产业融合领军企业”、“全国绿色食品一二三产业融合发展基地”等国家级和省级荣誉称号。“国家级水利风景区”、“全国农村创业基地(基地)”等十几项国家级以及“省级特色小镇”、“省级现代农业产业园”、“省级长三角绿色农产品生产加工供应基地”和“省级数字工厂”等几十项省级荣誉称号。
二、信息技术应用及其成效
(一)信息化基础条件
基地积极响应国家大数据战略和乡村振兴战略,探索数字化转型战略,打造休闲农业与设施农业相融合的新型旅游产业,通过“农业+数字”深度融合,辐射信息化技术在农业农村广泛应用。基地现有信息化基础良好,各类信息化设施设备齐全,主要体现如下:
1、基地高科技农业种植示范园已覆盖智慧水肥一体化灌溉系统,包括智能施肥机施肥、电磁阀自动控制、监控系统、采集系统。已根据基地内种植品种的特性配备合适的灌水器。有最节水之称的滴灌带、有喷洒范围比较大的旋转微喷头、有水滴细密均匀的雾化为喷头、还有方便快捷的微喷灌水带。根据灌水器的特性匹配不同规格的电磁阀。每个温室大棚都配备有监控摄像头,360°无死角监控。每个品种作物配备适合的环境数据采集传感器,数据实时上传大数据处理中心。目前从育苗、种苗、采摘、包装、都加入农产品追溯系统,
2、观光农业产业示范园:葫芦园、南瓜园、花卉园、热带植物园等。通过种植品种多样性、种植方式多样性展现现代农业中的文化现象。温室内环流风机、外遮阳、内遮荫、湿帘风机、卷膜、开窗、保温均已集成化控制并接入大数据处理中心。温室内的监控摄像头已在重点区域覆盖,保障生产者和游客的安全,并接入安保系统。热带植物园中采用新颖的无土栽培模式,并将栽培过程、栽培质量进行了统计分析,形成了对应品种的生长记录报表。
3、种苗组培驯化园:温室内为花卉育苗,配备了育苗苗床,苗床上根据其生长特性定制了专用的栽培杯。苗床可以通过机械转轮手动调节,床下配备了水加温系统,可以帮助幼苗度过冬天。有专业的种植人员,负责记录其生长情况,通过高精度测量仪器测量其叶面长度、宽度和厚度并记录在册。温室内配备环境温湿度传感器、叶面温湿度传感器,通过环境显示屏来实时显示数据,为生产者提供决策依据。
4、建有数字智慧农业控制展示大厅,设有大数据处理中心,配备LCD拼接显示大屏幕,可以实时显示整个基地内监控情况、数据采集情况。
5、建有智慧农业生产管理系统。主要对生产种植过程、农事任务、农事记录、农产品销售和基地等管理。
(二)农业信息化应用情况
基地高科技农业种植示范园全年使用智能化水肥一体化的灌溉设备,生产管理人员通过触控一体机对电磁阀进行操作,也会在手机APP、PC上进行操作。根据环境数据传感器采集的土壤温湿度来决定是否灌水,根据环境温湿度采集的突然给温湿度来决定是否进行雾化加湿降温、是否进行卷膜操作。通过监控摄像头定时抓拍作物的生长情况,出现病虫害时,及时的预防防止大规模的扩散。监控可以进行回看,以便确定传染源头。
基地的组培驯化中心通过使用育苗床+栽培杯的组合有效地阻隔了病害的传播,同时方便对不同生理期的植物进行分类编组,同时也方便进行移栽。通过叶面温湿度来决定是否灌水,环境温湿度来决定是否打开湿帘、环流风机。自走式喷灌车搭配育苗床实现了彻彻底底的自动化,也避免了人身上的病菌对作物的影响,提供了可靠的生产数据。
智能育秧育苗中心,建筑面积6855平方米,设计对标国际一流水平,配置国内外先进农业设备,为高标准、自动化、智能化、集水稻育秧和叶菜生产为一体的现代数字农业工厂。
育秧育苗中心布局分为原料仓库、催芽区、育秧区、清洗车间、冷藏库等。具有温度、湿度、光照度和CO2智能调节功能、智慧农业物联网功能、24小时云视频展示功能、电脑端与手机端 APP 远程双重控制功能。配备了10组国内最先进立体旋转栽培设备(每组设备高9米、长40米,可摆放秧盘3800盘),通过智能机械手及自动输送流水线,可实现水稻育秧和叶菜工艺流程的浸种、催芽、播种、育苗全程无人化智能控制。
系统在控制端通过智能传感采集中间件同时与若干个物联网网关相连,并通过加密传输方式,将采集到的各基地实时传感数据上传云平台, 并在云平台进行汇总存储;同时用户可以通过提供的用户专属网站查看基地内实时环境数据,监控视频并且可以在任意可以联网的地点远程遥控基地内设备的开关;当平台接收到控制指令时,首先指令会汇集至控制端路由系统中,由路由系统查询到被控端具体位置同时向远程控制系统发送具体控制指令,最终远程控制系统将控制指令分发至各基地控制中心的智能控制中间件。指令进入实际执行端。
(三)成效
园区通过对数字化农业设施设备的应用,从而产生了显著的效益。
1、减少人力、物力成本、提高生产效率、经济效益
通过规范种植流程,及时记录种植过程中的生产数据,有利于监管种植过程,作物在生长过程中发生的任何问题,系统都会及时发短信通知管理人员,以便管理人员进一步发出远程控制指令。不论是全自动智能还是半自动,只需按个按钮、开个阀门,或者是在手机、电脑上进行操作,即可轻松作业,不用再像传统农耕作业费时、费力、废物资,并且对生态环境造成了不可控面源污染。通过过程数据积累分析掌握农艺、农资使用与品质和产量的关系,使工艺流程得到不断优化,同时保证采集真实的生产数据, 保障溯源信息准确可靠。
在给作物施肥时,水肥同步供给,养分吸收快,更是提高了肥料的利用率,并且可根据作物的需水需肥量定时进行精准灌溉施肥,避免了作物“暴饮暴食”,节水至少达50%,省肥至少达30%。同时高效水溶肥有助于补充作物所需的微量元素,作物长势快且健壮,抗逆性提高,上市周期提前7-10天,赢得了市场价格先机;果实饱满且品质高,畸形果、落果等现象大大减少,增产至少达20%,综合收益大大提高。
以智能育秧中心为例,与传统育秧育苗模式比较,新型播种方式具有以下优点:一是采用立体循环育秧法改变平面育秧模式,可有效节省土地资源,提高单位土地收益;二是节省人工,可以代替45人次生产量,降低育秧成本;三是提高生产效率,节省育苗播种周期;四是可提高播种均匀度与出苗整齐度,保证秧苗质量,提高水稻产量;五是补齐了水稻种植机种环节短板,使水稻种植完全实现全程机械化作业,节省成本、增加生产效益。通过这种模式,每亩可节约种子、肥料、农药(除草剂)等费用80元以上;利于光照、透风,减少病虫害的发生,可增产5%以上,每亩增收60元以上。合计每亩可增收140元以上。同时,机插秧种植的水稻不易倒伏,农户抗自然风险能力得到增强。
该中心每年的12月到次年2月期间育蔬菜苗,3月至5月育水稻秧苗,6月至11月生产绿叶菜。每年培育水稻秧苗约21万盘,插秧面积6500余亩,每年培育蔬菜苗690万株,可种植蔬菜7000余亩,年产有机绿叶蔬菜15万公斤,中心年产值约2100万元。
自动化作业、智能化控制大大减少劳力、物力成本,减少了作业时间、提高了生产效率、经济效益、保证了农产品的质量和产量。
2、生态环境的影响
数字化农业设施设备,通过采用先进的物联网技术,不仅有效的控制土壤湿度、调节作物周围的气候环境、防止土壤板结,改善其水、肥、气、热四相结构,大大减少了作物病虫害的发生,减少药物施用,从而做到了有机水果的产出,大力的保障了农产品的安全,真正实现100%无农药。高效的管理方式,还节省了大量资源,并且大大减少了人力、电力,减少了能源消耗,减少碳排放,减轻了对环境的污染,使环境得到有利的保护。同时避免了温室大棚等设施内的土壤长期得不到雨水的自然淋洗、作物过分依赖吸收土壤中地下水的状态,减轻了"土壤次生盐渍化"的问题,环保效益明显。
智能控制,不仅使作物始终处于一个最佳生长环境中,还实现生产工作的自动化和智能化,真正做到了省工、省肥、省电、省水、省地、省心。
3、示范带动作用
数字农业与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体,对建设世界水平农业具有重要意义。不仅突破了传统农业种植中因工人素质差异和人力、物力成本逐年增加带来的制约,也给农业的智能化、自动化控制提供了良好的升级渠道,还能及时了解作物生长环境。智能化管理、自动化控制,不仅减少了人力、物力成本;也提高了产量、缩短了作物生产周期;还使生态农业整体效益不断提高,起到良好的示范带动作用。真正实现了耕整地、播种、施肥、施药、收获等过程精准作业;农资、人员、成本、设备、农事、收成等精准管理。
三、面临的主要困难问题
主要面临的困难是前期投资大,后续设备软件更新快,维护成本高。
四、下一步解决方案和政策建议
下一步打算进一步优化相关智能化控制生产流程,建议相关部门加大对智慧农业设施设备的补助。