浙江日报:农作物,绽放在“云”端

04.01.2016  15:57
      本报见习记者 金晨 市委报道组 吴敏力  

      走进台州万毅智能科技公司的智能农庄体验馆,蔬菜、兰花、铁皮石斛长势正好,而它们的“喝水”、“加餐”和病虫害防治,只需通过一个名叫“无线太阳能的植物精准云计算种植系统”,便可一键完成。这便是日前刚刚获得台州市“500精英计划”的一个新型农业项目——“智能农庄管家云数据信息系统与服务平台产业化”,在实践中的生动运用。

  今年,美国普渡大学的博士生导师林光带着这一项目来到温岭,将他在实验室里已经实现的技术以及国外先进智能设备移植到家乡的土地之上。如今,随着项目的逐步实施,一边在自家后院里喝着咖啡、一边用遥控器为万亩良田播种、灌溉、收割的美国农场主生活,开始变得触手可及。

  小小传感器,引发大革新

  潘成峰是万毅智能科技公司的负责人。不过,体验馆建成后,他其实并不经常过来,而是利用平常的空闲时间,打开OneE智慧农场App,查看植物的生长情况。若是发现铁皮石斛区域的水分显示稀少,他只需动动手指打开灌溉设备,分布在基质上的滴管便开始滴水;若是兰花种植区的光线与温度不够,点击打开遮阳篷,卷帘便徐徐而上,白色的人工光将顿时铺满兰花区。

  点点鼠标,坐等收菜的智慧农场在各地都有试验,但大多数智慧农场都采用布线的方式,一根电源线,一根信号线,密密麻麻地分布在土壤里或者钢架上,另外还需要一个干燥的房间去摆放服务器,否则容易受潮。而眼前这个智慧农场采用无土栽培,无需布线,也没有机房。

  走近铁皮石斛种植区细看,一只只橘色的拳头般大小的传感器嵌在基质里,没有任何导线,拿在手上十分轻盈,传感器顶部是方形的太阳能电池板,底部连接着引针。“这是美国研发的一款专利产品,引针数量不同,监测的范围和成分也各不相同。”潘成峰说。

  只见他拎起一只插入铁皮石斛的基质,手机App上立刻跳出新的指标数据:空气温度13.31摄氏度,电池电量100%。原来,传感器是通过引针将收集到的信息传到云端,用算法量化后,得出植物生长的相关数据,通过自带的通信设备,上传到云端服务器,手机App中就能显示。

  眼前这片铁皮石斛种植区大约放置了近20只传感器。潘成峰介绍说:“有的是测土壤温湿度的,有的是测空气温湿度,可以监测的还有含氧量、二氧化碳、盐碱度等等……每个传感器监测的成分不同,也可以将它们组合在一起,拼成一只,那样的话体积就比较大。”

  先进云技术,故乡寻运用

  年仅39岁的林光是美国布朗大学应用数学专业博士,目前在普渡大学数学学院担任大数据信息工程专业研究员。体验馆的设备与理念,应用的便是由林光团队开发的“无线太阳能的植物精准云计算种植系统”。基于云平台的集散控制系统,采用独特的算法及智能专家库系统,突破地域限制智能化综合调控,是传感器技术的核心之处。

  除此之外,另一项先进的农业操作系统——“基于云计算的高光谱农业检测分析系统”,也是林光团队在实验室里完成的得意之作。这些系统与设备,目前在美国还未面世。作为台州温岭人,林光则是看中了中国农业的巨大前景,便想将设备落地台州,回归家乡,并实现量产化。

  “将高光谱仪挂在无人机上,无人机便自动地去农场上转一圈回来,系统会把采集来的频谱信息进行分析,来判断植物的病虫害情况、长势如何,且可对产量进行预期。”林光介绍道。

  当高光谱仪的相关频谱达到1182到1242纳米时,检测为小麦谷物枯萎病;450到1650纳米区间,是甜菜褐斑病。在高光谱仪的频道预报数据库中,清晰地罗列着每一个农作物病虫害的相关频谱。“但中国与美国植物和农作物种类、季节、地域大有不同,无法直接量产。我们正将中国的农作物各项指标数据进行监测,并录入成库,建立一个完整的方案库。”

  由于美国幅员辽阔,一个农场主经营着几百亩家庭农场,在美国实验室研发的技术和生产方式,要用到中国,都需要不小的改进。在着手建立智能农庄体验馆后,林光又匆匆奔赴美国,做进一步的研究。“一些设备的落地还需等一阵子,譬如无人机高光谱农业遥感系统比较适合中国北方的农场,如何把高光谱农业检测技术应用在南方大棚农场里,还需要对系统进一步改造。”林光说,这也是他此后回美国最大的一项任务。

  增产增效快,市场前景广

  万毅智能农庄体验馆的运营,只是林光团队开发国内市场的第一步。近日,台州一位坐拥近千亩葡萄园的葡萄种植大户,正准备与他合作开发其中10亩作为智能化试验田。潘成峰正为此马不停蹄地赶制方案。

  “已经有七八家农场,与我们公司达成了合作意愿。”他说,目前愿意合作的农场主,大多种植如中草药等高附加值作物、反季节作物,和特殊地域性作物等,这些植物比较娇贵,对环境要求也高,需要智能设备对其进行监测与控制。

  那将传统农田改头换面,实施智能化管理,究竟需要多少经费?“普通农户在设备上,诸如服务器、传感器、高光谱仪等,可以根据自身需要来搭配,改造一亩地的花费少则几千元,多则四五万元。根据初步测算,经过智慧农场改造后,可以减少大量人工,增产增效。”

  潘成峰坦言,由于种植的农作物种类、区域、土壤各有不同,大规模推广最大困难是没法进行标准化复制,只能采用订制模式。