风口调查 | AI养鱼,35个人年产大黄鱼3700吨!智能化催生农业新风口

2022-08-17 20:32 大众报业·fkcj阅读 (86212) 扫描到手机

风口财经记者 王好

  “农业现代化,关键是农业科技现代化。”

  科技部近日公布《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》(以下简称“《通知》”),首批支持建设的十个示范应用场景中,智慧农场首当其冲。《通知》明确,聚焦“耕、种、管、收”等关键作业环节,运用面向群体智能自主无人作业的农业智能化装备等关键技术,构建农田土壤变化自适应感知、农机行为控制、群体实时协作、智慧农场大脑等规模化作业典型场景,实现农业种植和管理集约化、少人化、精准化。与此同时,6月农业产业化国家重点龙头企业采购经理指数(PMI)为52%,比制造业高1.8个百分点。

  顶层设计清晰,产业基础给力,助力稳经济,培育新的经济增长点,古老的农业正在成为数字化的新风口。那么,数字化究竟可以为农业带来哪些改变,农业生产方式正在呈现怎样不同以往的新模式,应用过程中又面临着哪些亟待解决的挑战呢。

智慧种植 香菇种植大棚变身智能化无人工厂

  青岛平度市是国家级农业现代化示范区,在这里的蓼兰镇,由山东七河生物科技股份有限公司和平度市城市建设投资开发有限公司共同出资建设的智慧化香菇产业基地数字农业示范园项目,已经于8月份开始试生产,预计年底全面竣工投产。

  “项目从进料、育种、生产、加工、检测、储运和销售等全产业链实现智慧化决策、智能化生产和精细化管理,致力于打造全球第一家智能化出菇工厂。”青岛七河生物科技有限公司总经理静书安告诉记者,基地主要生产菌棒和香菇,不同于传统的人工培养种植模式,通过全程数字化实现香菇的标准化批量生产,是这里最大创新所在。

  以一个菌棒的生产为例,从粉碎后的苹果木、小麦麸皮等原料预湿拌料环节开始,便实现了自动化,自动搅拌机对拌料进行自动提升、装袋,然后进入高温灭菌工序,在200摄氏度环境下进行6到8小时灭菌处理,随后被送入10万级净化车间,“我们的车间洁净程度相当于制药厂标准。”静书安介绍,在这里将实现从原材料向菌棒的关键“蜕变”,也就是接种,并进行15-20天预培养。此后,待菌丝长满后即可转入普通培养车间,培养90-120天,期间进行两次刺孔增氧,促进菌丝生长。而打孔、注种、刺孔增氧等工序也全部都是自动完成的。

智能出菇棚内一年四季环境恒定

  作为香菇的培养基,培养好的菌棒“下线”后会进入出菇棚开始“产菇”,与传统种植大棚不同,这里的出菇棚也实现了智能化。出菇棚通过对温度、CO2浓度、光照、空气湿度、通风晾晒等指标进行监测,自动进行加湿、制冷、照明、卷杆等调节,无论外界环境严寒还是酷暑,棚内温湿度始终维持在15摄氏度、60%-70%,模拟东北天然林场环境,从而保证一年四季均能保证食用菌在其最适生长环境下生长。

  众所周知,对于农业而言,产量与收益正相关。而数字化带来的规模效应,可以说立竿见影。“跟传统生产方式相比,智能出菇棚效率能提升50%。”静书安告诉记者,传统香菇生产方式受到气温等环境因素影响,夏季基本处于“停产”状态,且容易受到病虫害影响。而在智慧化香菇产业基地,用数字化手段对冲种植风险,香菇如同工厂流水线上的产品,全年稳定产出,经济效益大大提升。项目达产后,菌棒和香菇年产量将分别达到60000棒和20000吨,预计年销售收入6亿元,降低人工成本50%以上,节能20%以上。

  数字化的另一个附加值,是绿色环保。据了解,胶东半岛作为苹果产区,仅栖霞一地每年淘汰的苹果木就达到25万-30万吨。智慧化香菇产业基地的投产,使得对于苹果木、小麦麸皮等菌棒原材料需求量大增,也让这些农业废弃物焕发出循环利用的新生机。按照年生产60000棒菌棒计算,需要7万吨废旧苹果木,以及小麦麸皮1万吨。不止如此,淘汰的菌棒也不会浪费,而是被做成有机肥进行还田再利用。也就是说,整个生产过程中,生物资源都得到了有效循环利用,从而最大限度降低农业成本和能耗,减少农业生态环境破坏,实现农业可持续发展。

智慧养殖 35个人年产大黄鱼3700吨

  不同于工业,作为人类最古老的产业,“靠天吃饭”一直是农业发展过程中一大“痛点”,然而换位到人工智能应用场景,这可能变成最大的“突破点”,甚至创造出前所未有的“新物种”。

  眼下,全球首艘10万吨级智慧渔业大型养殖工船“国信一号”正锚泊于千里岩以东海域,预计本月底首批大黄鱼即将起捕。作为渔业养殖届的“新物种”,它开创了工业化“船载舱养”模式先河。据了解,以船上目前在养的大黄鱼为例,年产量预计约3700吨,年产值约3亿元,而“国信一号”全船定员为35人。也就是说,人均产值超过850万元。

  这一开创历史的“养殖成绩”背后,是人工智能对传统养殖的颠覆。“传统渔业养殖都是近岸固定养殖,而养殖工船则是把养殖场搬到了海上。”国信中船(青岛)海洋科技有限公司运营管理部部长张青亮介绍,看似只是养殖环境的改变,实则却是大有玄机。

  “国信一号”设置有15个大型养殖仓,养殖水体超过8万立方米,搭载有养殖水体交换系统、鱼苗入舱系统、智能投饲系统、水质调控系统、高效低损伤起捕系统等,实现智能化养殖。例如,全船2108个测点信息对养殖舱内水、氧、光、饲、鱼进行集中控制与实时监测,保证整个工船环境是健康状态,养殖鱼类能够在最舒适的环境中成长。

  又如,“国信1号”的平均养殖密度是传统网箱的4倍以上,以大黄鱼养殖为例,能够实现每立方米25公斤养殖密度。不过,如此大的密度却并不会造成鱼类扎堆拥挤,进而影响品质和成活率。事实上,养殖舱内的成活率可达95%以上。而这依靠的也同样是人工智能技术的应用,“网箱模拟大海海水流速形成涡流,帮助鱼保持最佳的游泳姿态和状态。”张青亮说。

  智能化使得稳定的工厂化渔业生产成为可能。“传统的近岸固定养殖模式,一旦遭遇台风、赤潮等,养殖者大多只能眼睁睁看着损失发生。而养殖工船通过监测点,一旦发现异常,可以及时判断转移,躲避灾害。”据介绍,以“船载舱养”模式,除目前在养的大黄鱼,未来还将实现石斑鱼、大西洋鲑鱼、黄条鰤鱼等名优鱼种的养殖,设计年产高品质鱼类约3700吨。

  据了解,“国信一号”实现了软件系统全部自主研发,全船95%以上硬件设备国产化。围绕“国信1号”的设计、研发、建造,研发团队完成了以“大型养殖工船功能与船型”“鱼类集约化‘船载舱养’工艺与装备”为核心的创新性成果,已经形成30多项自主知识产权,突破了船载舱养、水体交换、减摇制荡、减振降噪、清污防腐、智能集控等六大关键技术。项目累计形成系列技术成果60余项,申请专利保护40余项,其中国际专利1项,已获得授权10余项。

行业观察 农业智能化须警惕“伪智能”

  《农业科技投资报告2021版》显示,过去五年间,针对农业科技初创企业的相关投资增长了两倍。受到快速增长市场潜力吸引,包括传统农业巨头、农业科技企业、IT公司等在内的玩家纷纷入局农业科技市场。

  值得一提的是,与人工替代简单认知不同,智能化在实现农业生产快速迭代的的同时,某种程度上也在为乡村振兴背景下的共同富裕提供新的“增长点”。在智慧化香菇产业基地打工的平度南官庄村村民孙彩艳如今每月能有6000多元收入,通过在基地学习的先进出菇管理技术,她还打算承包大棚,做订单农业,这样预计单个大棚每年又可以带来三万到五万元的收入。

  “相比在家种地,来基地打工可让普通村民收入增长几倍甚至几十倍。”静书安告诉记者,智能化生产虽然在生产环节大大减少的人力投入,但同时也创造了新的工作岗位。例如,智能出菇棚不需要人工管理,但是采摘、疏蕾仍然需要人来操作,同时,对于项目周边的村民来说,可以通过订单农业实现先进生产模式的复制与收益共享。以平度项目为例,可提供就业岗位600个,人均年增收4万-6万元,带动周边300余户农户种植食用菌。目前,该模式已经复制到江苏连云港、陕西洛南等省外地区,成为当地带动农户致富的乡村振兴产业项目。

  与此同时,从全国来看,智慧农业的发展还是停留在“试验田”阶段,实现真正的智能、无人化农场,还有很长的一段路要走。在此期间,农业实际生产与智能化愿景之间也在不断经历磨合期的阵痛。

  “智能化趋势,它可以将本增效,帮助农业生产者实现更好的收益水平,但智能化并非一切问题的灵丹妙药。”一位专注于智能养殖装备研发的业内人士坦言,目前行业存在不少智能化改造与实际生产需求不符的“噱头式”伪智能,看起来很高大上,但实际对于养殖生产帮助并不大。比如用于养猪场的巡视机器人,大多数企业在宣传中都会重点描述机器人通过温度探测发现猪只温度异常这一先进技术,但是对于疾病诊断来说,实际上温度只是一方面,有些猪只可能仍处于常温,但实际上已经发病,仅凭表象判断并不准确。此外,动物是活体,探测报警后,目前的机器人智能化尚未达到解决问题的程度,等人工进场干预时,猪只位置已经发生变化,对于实际生产的帮助仍然停留于理论阶段。