“采(cǎi)蘑(mó)菇的小姑娘(niáng),背着一个(gè)大(dà)竹筐(kuāng)……”这首(shǒu)脍炙人口(kǒu)的歌曲在上海(hǎi)郊区却(què)行(háng)不通——采蘑菇的多(duō)是(shì)六(liù)七十岁的老年(nián)人。金山区廊下镇勇敢村的菇农陈(chén)明云开玩笑说:“现在去(qù)哪(nǎ)儿找采蘑菇的(de)小姑娘?只有采蘑菇的老阿姨。”
工(gōng)人难找、人工成本高,是当今农业发展的一大瓶颈。这个(gè)问(wèn)题(tí),在(zài)上海郊区更加突出(chū),“三个工人(rén)200岁”“抢收期一天(tiān)200元招不(bú)到人(rén)”等现象较(jiào)为普遍。
一边是(shì)市民对平价农(nóng)产品的渴求,一边是农(nóng)民对合理利润的(de)期盼。从田(tián)头到餐桌,流通环节可(kě)以压缩,但人工等生产成本一直困扰着农民。所以,在(zài)最新发(fā)布的《上(shàng)海市推进农业高质量发展行动方案(2021-2015年)》(以(yǐ)下简称《行(háng)动方案》)明确提出,要提升农业生产(chǎn)科技装备(bèi)。通俗地说,就是“机器换人”。
“无人农场”什(shí)么样
机(jī)器(qì)可以取代农(nóng)民吗?《行动方案》指出,上海将形成13个各(gè)有特(tè)色的绿色田(tián)园先行片区。其(qí)中(zhōng),嘉定区数(shù)字化无(wú)人农场(chǎng)片区是唯一(yī)带有(yǒu)“无人”字样的(de)片区。记者因(yīn)此来到该片区所在外冈镇,发现数字化无人农场已初具(jù)雏形(xíng)。
在这里,水稻从种到收都实现了全程机械化作(zuò)业,并有200亩(mǔ)试验(yàn)田基(jī)本实(shí)现了全(quán)程无人(rén)化作业:基于5G技术(shù)和北斗定位,插(chā)秧机、自走(zǒu)式(shì)植保车、收割(gē)机(jī)等能在(zài)无人(rén)驾驶的情况下,自动完(wán)成插秧、植保、收割等水稻生产作业。
无人驾驶收割机自动收割水稻
不过(guò),无人农场还处于起步试验阶段。外冈镇农业服务中(zhōng)心副主任(rèn)张(zhāng)旭介绍说,无(wú)人操(cāo)作对地块的规整性要求较高。对那些不太规整的“边角料”,受制于现有无人作业的(de)精度(dù)和深度,还(hái)需要人工辅(fǔ)助(zhù)操(cāo)作;还有,无人农机的(de)稳定性、不同农机之间的(de)协同操作等,都有改进(jìn)空间。所(suǒ)以(yǐ),200亩试(shì)验田只是(shì)无人农场(chǎng)的1.0版本,今年(nián)计划进一步完善水(shuǐ)稻耕(gēng)种管收环节的无人化机械改造,到(dào)明(míng)年底(dǐ)实(shí)现无人(rén)农场的2.0版本(běn),力争完成1600亩无人(rén)农场建设。到2025年,实现无人农场的3.0版本,将示范应用扩大到万亩规模(mó)。
“机器换人”对蔬菜生(shēng)产也很重(chóng)要。浦东新区生(shēng)鲜蔬菜产业片区位于宣桥镇,清美张家桥基地是片区里的(de)智能化菜园之(zhī)一,“机(jī)器换人”程(chéng)度比较(jiào)高(gāo)。农机手现(xiàn)场演示:开(kāi)着小巧(qiǎo)的收割机(jī)一路(lù)走去,待采收的蔬菜自动进入收集器皿。农机手说,收菜是(shì)蔬菜种(zhǒng)植中人工成本最(zuì)高的部分之(zhī)一。比如一亩鸡毛菜需要6个(gè)工人采收(shōu)8小时左右;不过用上自动采收(shōu)机后,2个工人配(pèi)合,大约(yuē)45分钟就(jiù)能(néng)完成采收,效率约(yuē)是传统(tǒng)模式的25倍。
自动采收机能大大提高蔬菜的采收效率
清美集团现代农(nóng)业(yè)总经理李立告(gào)诉记者,清美(měi)各蔬菜基地的机械化率已经超过90%,整(zhěng)地、起垄、播(bō)种、移栽、灌溉、采收、运输等生产(chǎn)各环节都有(yǒu)对(duì)应的农机工具。而且(qiě)不(bú)同蔬菜(cài)的(de)工具不同,即(jí)使是采(cǎi)收机一项,也有好几种:鸡毛(máo)菜等收割时不(bú)用留根,菠菜等却要连根收割……所以,基地仍在根据不同(tóng)品种研发新的机械工(gōng)具,预计今年机械化(huà)生(shēng)产率可以达到100%。
根(gēn)据测算,以300亩这样的中等(děng)规模蔬菜基地为例,有了机械化(huà)设(shè)备,仅需5个(gè)农民即可负责全程生产:2人操作植保机、3人操作播种、采收等其余机(jī)械。李立还有个设想:“未来,这些机(jī)械和农(nóng)民能组成农机服务队,为其他生产(chǎn)基地服(fú)务,进一步提高农(nóng)业生产的(de)效率、降低人工成本(běn)。”
从两(liǎng)个基(jī)地看,“机器换(huàn)人”能有效推动农业生产降本提效。所以根据《行动方案》,2025年底前,上(shàng)海将(jiāng)打(dǎ)造10万(wàn)亩(mǔ)粮食(shí)生产无人农场,一批智能化菜(果)园(yuán)、2万亩高标准蔬菜绿色生产基地。
无人农场为什么还有“人(rén)”
不过,记者在基地(dì)走访(fǎng)中,也有困惑(huò):智(zhì)慧化基地中,为什(shí)么(me)还有“人”?
“我们使用的采(cǎi)收机确实可以通过技(jì)术升级,实现无(wú)人操作(zuò),但成本可能是现在(zài)的数倍甚至数(shù)十(shí)倍。如果将无人化发展的(de)成本转移到菜价上,估计消费者会有(yǒu)意见。”李(lǐ)立觉得(dé),“机器换人”不是“唯机(jī)械(xiè)化”,兼顾推广成本(běn)和生(shēng)产效率(lǜ)是降低农(nóng)业生产成本的(de)重要课(kè)题。
虽(suī)然有(yǒu)人操作(zuò),但这样(yàng)的(de)采(cǎi)收机投(tóu)入(rù)成本低,有利(lì)于推广(guǎng)
从去年起,部分互联网企业发(fā)力数(shù)字农业(yè),在全国各地改造了多个农场(chǎng),引入无人播种机、无人(rén)植(zhí)保机、无人采收机等。但部分农场改造(zào)成本不低(dī),有些仅无(wú)人设备投(tóu)入就超(chāo)过千(qiān)万元,主要(yào)由互联网企业买单(dān)。基地里(lǐ)的(de)农民(mín)虽(suī)然从中受益,但(dàn)也有担心:如果有一天互联网企业不(bú)支持了,这样的设备农(nóng)民还用得起吗?
针对这一问题,有(yǒu)必要探索农民“用得(dé)起”的智(zhì)慧化生产方(fāng)式(shì)。
陈明云告诉记者,虽(suī)然采蘑菇的依旧是(shì)老(lǎo)阿姨,但生产效率已经是两年前的30多(duō)倍(bèi),人工(gōng)成(chéng)本(běn)却(què)减少了10多倍,因为他有了新菇房、用了新的种植方式。
走(zǒu)进陈明(míng)云的新菇房,灯光明亮,一排排不锈钢架子上,是密密匝匝的白蘑菇。两三个老阿姨正站在升降梯上采蘑菇。
工(gōng)厂式菇房
新菇房旁(páng)是尚未拆除的旧菇房,挡风保温用的塑料膜(mó)已经破损、支(zhī)架歪斜。
已经废弃的传统(tǒng)菇房
对(duì)比鲜明的(de)还有(yǒu)种(zhǒng)植方式。以前(qián)种菇,陈明云要自己准备(bèi)原料自然(rán)发酵(jiào)成基(jī)料,再通过(guò)人工上料、播种(zhǒng),在自然(rán)条件下种植,最后找人采收,全程靠经验(yàn),靠天吃(chī)饭(fàn)。现在,菇(gū)房通过电脑和物联网实现自动化操作,一部手机能查看(kàn)温度、湿度、二氧化碳浓度等与蘑菇生长密切相关的指标并远程操控。基质来自(zì)廊下镇农业带头企业上海(hǎi)联中(zhōng)食用菌合作社,蘑菇种子和生长需要的营养全部在基料里,通过全自动上料机,把基料和覆土均(jun1)匀铺在菇房的架(jià)子上,保(bǎo)持合适的温度湿度,17天就能(néng)开(kāi)始采收(shōu)蘑(mó)菇(gū)。
“这(zhè)几(jǐ)乎是(shì)‘傻瓜(guā)式种菇’。”陈明云说,种菇简单了,收入却显著增加:以前(qián)一(yī)个(gè)菇房一年(nián)种一茬蘑菇,每平方米年(nián)产量不到(dào)10千克;使用新菇房和三次发酵基料(liào)种菇,一年可以种10茬,每茬每平(píng)方米(mǐ)产量达33千克。虽然(rán)采收期仍旧需要人工,但在育种(zhǒng)期(qī)和生长期(qī),基本实现了(le)无人化管理。
新种植技术背后(hòu),是当地(dì)政府、农业(yè)龙头企业和农业科研院所的共同努(nǔ)力。联中(zhōng)食(shí)用(yòng)菌(jun1)在(zài)上海市农业科学院指导下,研究(jiū)出了蘑菇堆料(liào)发酵技术(shù)和配套的菇房。通俗地说,就是3吨(dūn)秸秆加2吨(dūn)鸡粪便,经过特(tè)定温度湿度发酵后,形(xíng)成(chéng)蘑菇基料(liào),蘑菇种子也在基料中完成发菌,菇农把基料运(yùn)回家,在合适的温度湿(shī)度(dù)环(huán)境(jìng)中,蘑(mó)菇就能长。这种蘑菇被戏(xì)称(chēng)为“三五牌”:菇房(fáng)一次性改造大约500万元,年产蘑(mó)菇500万(wàn)元,年净收(shōu)入50万(wàn)元。
“傻瓜式种菇”一年可产(chǎn)10茬,单(dān)茬产量(liàng)是原先的(de)3倍
在廊下镇,农民(mín)通过政府支持和补贴,大约花150万元能种上“三五牌”蘑(mó)菇,如果不出意外,三年即可收(shōu)回(huí)投资(zī)。陈明云确认了这(zhè)点(diǎn),“按照现在的(de)种植成果,三年回本没问题,之后的日子就越来越好。”他说,当地已有5名种(zhǒng)菇大户开始种“三五牌”蘑菇,其余农民也很心(xīn)动,“因为这是农民负担(dān)得起的新(xīn)技术。”
“我们(men)也(yě)在(zài)研究蘑菇的机(jī)械化采摘,进(jìn)一步降低(dī)种蘑菇的人(rén)工成本。”市农科院(yuàn)食用(yòng)菌研究所(suǒ)研究员鲍大鹏说,蘑菇长得很密,机械采摘容易破坏蘑菇“品相”,会影响后期销售,“所以我们希望(wàng)培养(yǎng)出长势更一致的蘑菇,为机械化采摘打基础,最终告别‘采蘑菇的老阿姨’。”
“少了少了多(duō)了多”的(de)问题怎么破?
整体而言(yán),农民和农业企业对“机器换人(rén)”都很支持,认为(wéi)能有效降低生产成本。而在农业龙头(tóu)企业和农科专家眼里,“机器换人(rén)”还能解决传统农业“少了少了,多了多了”的问(wèn)题。
所谓“少了(le)少多了多”,说的是因(yīn)为需求难以及时准确传递到生产端,农(nóng)产品的供(gòng)需波动:市场对某种(zhǒng)农产品需(xū)求大,却(què)因农(nóng)业生(shēng)产跟不上,出现供不应求的局面;等到农民发现市场有需求、大规模(mó)生产后(hòu),又出现供(gòng)大于求的现象。要解决这(zhè)个问题,需要进行农业(yè)生产供给侧结构性改革,“机器换人”也(yě)是思路(lù)之一。
多个智慧生产基地(dì)的负责人表示,“机(jī)器换人”和“无人农场”背后都是数字农业,离(lí)不开物联网(wǎng)、大数据、人工智能等新技(jì)术。这些技术能准确监测农业生产趋势,并将市场(chǎng)需求与生(shēng)产结合(hé)起来,有的放矢地支持农(nóng)业(yè)。
无(wú)人农场要实(shí)现不同机械之间的协同作业
嘉定无人农场的(de)升(shēng)级版本就(jiù)是数字(zì)农场。张旭介绍说,要(yào)在无人(rén)作业(yè)的基(jī)础上,实(shí)现水(shuǐ)稻耕、种、管(guǎn)、收等生产全过程(chéng)数字化(huà),将(jiāng)所有农机的作业(yè)监测、生态循环监测、土壤肥力监测、作物长势监测、年(nián)度作业统计(jì)分析(xī)决策等数据收(shōu)集起来,形(xíng)成一套完备的大数据分析决(jué)策系统(tǒng),作为下一年农业生产的重(chóng)要参考(kǎo)。
在清美(měi)张家桥基地,有一(yī)间(jiān)几乎没有装修的会议室,但(dàn)占据一(yī)整堵墙的显示屏(píng)非常显眼。这(zhè)是清美对数字农场的探索成果之一(yī):智(zhì)慧(huì)农业(yè)平台。
一台(tái)手机即可随时(shí)查看农场的各个角落和蔬菜长势(shì)
李立点(diǎn)点与(yǔ)平台连接的手机,显(xiǎn)示(shì)屏上显示出基地不同(tóng)温室中不同地块(kuài)的温度、湿度、菜苗(miáo)长势。选取对应的蔬(shū)菜种类,基于人工智能技术,系统会自动判断菜苗的长(zhǎng)势是否正(zhèng)常(cháng)、生长环境是否(fǒu)需要调整。这个智慧农业(yè)平(píng)台还可远程(chéng)控制大(dà)棚内的施肥(féi)、施药、灌溉等作业环节,并把所有数据都(dōu)记(jì)录下来,形成农业生产大数据。
有(yǒu)了基(jī)于(yú)一线生产(chǎn)的数据,既有助(zhù)于完善“机(jī)器换(huàn)人”,又能形成(chéng)大数(shù)据(jù)经验,推(tuī)动(dòng)非标准化(huà)农产品(pǐn)的标准化生产。
他举例(lì)说:“以前判(pàn)断(duàn)蔬菜‘老(lǎo)’或‘嫩’,靠人的经验。但(dàn)我们通(tōng)过膳食纤维仪(yí),把‘老(lǎo)’‘嫩’数据(jù)化,再(zài)通过数字农场(chǎng)对农产品的监(jiān)测,预测蔬菜长势,在(zài)蔬菜口(kǒu)感最好的时候采摘(zhāi)。还有(yǒu),芹(qín)菜(cài)、香菜等蔬菜有特殊味道(dào),我(wǒ)们用(yòng)调制香水使(shǐ)用的‘电子鼻(bí)’测出(chū)数据,进行统计分析后,也与数(shù)字(zì)农场相结合,用数字技术指导(dǎo)我们种出味道最(zuì)好的(de)芹菜、香菜。”
基地安装了各种探头,以捕(bǔ)捉生产一线数据(jù)
为(wéi)了实现这(zhè)一(yī)目标,清美(měi)与市农科院合作建立了上海唯一(yī)的以产业(yè)化为核心的现代(dài)农(nóng)业产业研究院,计划今年(nián)在上海打造(zào)1万亩数(shù)字农场,把这些数字化探索(suǒ)形成(chéng)体系,推广复制到其他地区。
看来,推广“机器换人”不(bú)仅仅要(yào)把农民从(cóng)劳动中解(jiě)放出来,更将利用数字技术,让农业生(shēng)产更好(hǎo)地服(fú)务市场需求。