清研智談 | 智能化手段讓高標準農(nóng)田管護省心省力

高標準農(nóng)田整治建設(shè)是鞏固和提升糧食綜合生產(chǎn)能力、保障國家糧食安全的關(guān)鍵舉措。2019年以來,國家統(tǒng)籌推進高標準農(nóng)田建設(shè),加快各地農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),積極落實“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《全國高標準農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃(2021-2030年)》中明確,到2022年建成10億畝高標準農(nóng)田,到2030年建成12億畝高標準農(nóng)田。
隨著各地高標準農(nóng)田項目的上馬,“田成方、路相通、渠相連、旱能灌、澇能排”的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)畫卷正徐徐鋪開。俗話說“三分建,七分管”,一些地方存在重建設(shè)、 輕管護的問題,未能有效落實管護責任。部分建成的農(nóng)田存在生產(chǎn)方式落后粗放、日常管護不到位、設(shè)施設(shè)備損毀后不能及時修復(fù)等問題,建后管護成為高標準農(nóng)田建設(shè)工作中的一大挑戰(zhàn)。本文探討通過智能化手段建立農(nóng)田自動監(jiān)測站 、水肥一體化系統(tǒng)、病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)、智能巡田系統(tǒng)和耕地保護系統(tǒng),實現(xiàn)高標準農(nóng)田建后長效管護,保障高標準農(nóng)田穩(wěn)產(chǎn)、增效、增收,提高糧食綜合生產(chǎn)能力。
建設(shè)無人值守的農(nóng)田自動監(jiān)測站
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無線通訊技術(shù),對農(nóng)田各類條件進行全方位自動監(jiān)測。通過自動采集氣象、水質(zhì)、土壤各類數(shù)據(jù),對農(nóng)田風速、風向、雨量、溫濕度、光照強度、水體氨氮含量及土壤墑情等進行實時監(jiān)測,通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄C合監(jiān)測智慧管理系統(tǒng),經(jīng)過云平臺分析統(tǒng)計,用戶可通過終端查詢到實時監(jiān)測數(shù)據(jù),一旦平臺監(jiān)測到數(shù)據(jù)超標后會預(yù)警提醒用戶及時采取措施。
建設(shè)智能化、自動化的水肥一體化系統(tǒng)
借助壓力系統(tǒng)(或地形自然落差),將可溶性固體或液體肥料,按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點,配兌成的肥液與灌溉水一起,通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥,使水肥相融后,通過管道、噴槍或噴頭形成噴灌、均勻、定時、定量,噴灑在作物發(fā)育生長區(qū)域;根據(jù)不同的作物的需肥特點,土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況,作物不同生長期需水,需肥規(guī)律情況進行不同生育期的需求設(shè)計,把水分、養(yǎng)分定時定量,按比例直接提供給作物,對水肥資源數(shù)據(jù),用水狀況,灌溉情況等進行科學(xué)管理。提高水肥利用率,實現(xiàn)節(jié)本增效。
建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)病蟲害監(jiān)測系統(tǒng)
將農(nóng)田的光照、溫度、濕度、有無降雨、害蟲圖片、害蟲種類、害蟲數(shù)量等重要信息采集起來,并通過對數(shù)據(jù)進行科學(xué)算法分析,預(yù)測病害發(fā)生幾率,對大田作物發(fā)病(如小麥赤霉病、條銹病、玉米大班病)概率及發(fā)病程度發(fā)出預(yù)警;根據(jù)病蟲害測報設(shè)備提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)合病蟲害特征知識圖譜對病蟲害信息進行識別、計數(shù)并分析病蟲害的始見期、發(fā)生的趨勢、發(fā)生程度;針對一類農(nóng)作物病蟲害、二類農(nóng)作物病蟲害、項目區(qū)特定病蟲害進行重點監(jiān)測預(yù)警,指導(dǎo)病蟲害防治方法和措施。農(nóng)戶查看分析數(shù)據(jù)結(jié)果,從而進行農(nóng)田方案調(diào)整,可以提前預(yù)防與整治,從而提高糧食產(chǎn)量。
建設(shè)智能巡田系統(tǒng)
建設(shè)智能巡田系統(tǒng),通過數(shù)字化賦能“田長制”,實現(xiàn)田長巡查情況全記錄、全監(jiān)管,使巡田工作又快又準。巡田人員可在地圖上查看所有農(nóng)田的分布圖及農(nóng)田信息;管理人員從后臺自動分配巡田任務(wù),同時還可動態(tài)調(diào)整巡田頻率;執(zhí)行人員可查看到歷史接收的任務(wù),并進入執(zhí)行和完成反饋,支持路線導(dǎo)航、自動定位,違法取證、處置上報、巡田計時;可記錄巡田發(fā)現(xiàn)所有問題,大到田埂垮塌、防護林缺失、溝渠損毀,小到白色垃圾、病蟲害隱患,可將問題指定責任人處理;發(fā)生緊急事件時,通過手機及時上報,實現(xiàn)上下級之間高效及時的上報與處理。在線巡田可遠程查看高標準農(nóng)田內(nèi)布設(shè)的視頻監(jiān)控,實現(xiàn)遠程巡田。
建設(shè)耕地智能保護系統(tǒng)
引入高位視頻監(jiān)控、AI識別、GIS等信息技術(shù),對耕地保地、非農(nóng)化非糧化實行全天候360°在線監(jiān)測,自動發(fā)現(xiàn)耕地保護疑似違法行為,對高標準農(nóng)田耕地保護與利用情況進行動態(tài)監(jiān)測監(jiān)管。通過攝像機每2小時進行一次多預(yù)置位自動巡查,結(jié)合大棚房識別算法、廢物堆占識別算法、機械動土識別算法、違法搭建識別算法、紅磚監(jiān)測算法、腳手架識別算法,對可能發(fā)生的疑似違法行為進行預(yù)警。將耕地管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和前端攝像機視頻感知數(shù)據(jù)進行有效融合,結(jié)合視頻盲區(qū)和重點管控區(qū)域定時定點打卡巡查,全面落實“田長制”人防+技防工作機制,做到早發(fā)現(xiàn)、早制止、早處置。運用數(shù)字化手段嚴格耕地用途管制,堅決遏制耕地‘非農(nóng)化’,嚴格管控糧田‘非糧化,確保耕地面積不減少、質(zhì)量不降低、保障糧食安全的“新常態(tài)”。
黨的二十大報告提出,全方位夯實糧食安全根基,牢牢守住十八億畝耕地紅線,確保中國人的飯碗牢牢端在自己手中。高標準農(nóng)田是農(nóng)業(yè)、農(nóng)村重要的公益性基礎(chǔ)設(shè)施,是保障糧食安全的重要保障。視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、移動互聯(lián)網(wǎng)等智能化技術(shù)的合理運用,將有力保障高標準農(nóng)田建后管護規(guī)范化、常態(tài)化、長效化,真正實現(xiàn)高標準農(nóng)田建好、管好、用好的總目標,促進高標準農(nóng)田持續(xù)發(fā)揮效益,不斷提高糧食生產(chǎn)安全綜合保障能力。
撰稿 | 丁卉 清研集團技術(shù)部研究員
編輯 | 陳澤璽
圖片 | 網(wǎng)絡(luò)