编者按:
“唯一可以确定的是,明天会使我们所有人大吃一惊。”
1980年,阿尔文·托夫勒在《第三次浪潮》中,描绘了科技及社会的最新变革以及历史坐标下的未来图景。在他看来,未来的新兴产业将以电脑、电子、信息、生物技术等经济发展“制高点”为基础,生发出全新的生产、工作以及生活方式。
40多年后,数字文明确然以“变局者”之姿给世界带来巨变。2021年,全球47个国家数字经济增加值规模达到38.1万亿美元,占GDP比重为45.0%。处在数字文明的开端,全球都在抢占风口。
中国同样在全力追逐数字大浪潮。目前,我国已建成全球最大的5G网络,AI、云计算、大数据、量子信息等新兴技术跻身全球第一梯队;庞大的应用市场也带来巨大变革效应,工业制造、零售、农业、交通、物流、能源等重点行业正迎来广泛创新。
未来的面貌究竟如何?难以一言蔽之,但仍有迹可循。就此,21世纪经济报道数字经济课题组特别策划“数说未来”系列报道,期待通过不同垂直行业的不同应用,管窥中国未来的数字文明脉搏。
首篇我们将聚焦农业。作为中国的立国之本,农业的发展牵动人心。而随着数字技术、智能设备的应用,当前的我国农业也正在迎来全新的可能性。
21世纪经济报道记者骆轶琪 赣州报道
“请人太难了。”种果树七年,刘阳海越来越有这种急迫感。
他掌管150亩果园所种植的赣南脐橙,一年大约要施药20多次,倘若按照以往邀请人工的方式,每次需要10人,连续工作2天才能够施药完毕。但一旦凑不齐10人,亦或是第二天突降大雨甚至连续多天,就完全来不及了,虫害问题会立即出现。
现在老一辈的施药人已经上了年纪,新一辈很难有人愿意到果园从事繁复的纯体力劳动,该怎么办?几十人的果农群里一直在为这个问题发愁。
有人注意到了农业无人机,但也担心成效。最后大家怂恿刘阳海,“你去试试吧,我们看着你的效果。”一次喷药结束后,等待两天没有发生虫害,群里面一次性买了接近20台农业植保无人机。
不止人员紧俏,近些年来果园运营面临越来越多挑战。中国农业大学农业无人机系统研究院院长何雄奎教授对21世纪经济报道记者分析,根据统计,我国每年平均使用300万吨农药,但传统采用人工打药的方式实际利用率不到30%,这造成了商品农药的大量浪费;同时过量不恰当的农药喷洒过程,也会对农人身体健康带来影响。
“农业植保无人机的关键是带来了超低容量施药技术,让雾滴停留在叶面、正反面都能有药物附着,同时减少农药用量。从温湿度来看,晚上是最合适的打药时间。所以综合来看,低容量施药技术+无人机实现了高效和智能化。”何雄奎续称。国内在植保无人机的飞行平台与控制系统等方面已经发展到一定程度,相关技术达到了世界领先,且国内产品造价远低于日本等国家,伴随国内相关政策等一系列推动下,这是很好的弯道超车机会,当然面向农业机械化、智能化的进程中,仍有持续努力的空间。
“试一试”
三年前,深陷找不着帮手的困扰中,又看到周边开始有人使用农业无人机,果农群组有过蠢蠢欲动,刘阳海成为了片区内第一个吃螃蟹的人。
然后顾虑就打消了。他算了一笔账:使用无人机前,他所管理的果园每次打药需要雇4名工人,费用约1500元,按每个月3次计算,每年在人工成本上大约就能省下54000元。使用无人机打药也明显能节水省药。人工打药每次的用药成本为4500元,使用无人机仅需2500元;在用水上,人工打药每次需要24000斤水,无人机2400斤,仅为前者的十分之一。
综合下来,刘阳海在使用无人机后,成本至少节省12万元。“国家和地方的补贴加起来还有超过万元,这么算下来用不了多少钱了。”他感慨,而且那时的农业无人机已经非常智能,一旦没水没电了就会自动飞回,没有什么使用上的困扰。
(农业植保无人机在果园作业,图源:大疆农业提供)
所以,在看到厂商推出了更加大容量的农业无人机之后,他想都不想立刻购置了一台新的,即便旧款就被闲置了,但一点也不用觉得浪费。
“因为很合算,两台机器都是大约半年就能回本。打药请不到人的问题解决后,就解决了大部分问题。用无人机我一个人一天3小时就能给150亩的果园打完药,(中间)换20多次电池,买两块电池来回用就够了。如果遇上天气不好,请人的话可能十多天都没办法打药。”说到这里刘阳海非常兴奋,“而且特别容易学,我已经53岁,3天就学会了。”
这是一个潜在的庞大市场。何雄奎向记者表示,如果要量化分析,中国目前有3.2亿个家庭农场,这预示着如果一家一户,会需要3.2亿个手动臂式喷雾器,只要是在山地丘陵这类地面机械(如拖拉机等)进不去的地方,都有望借助无人机的能力。当然这种渗透会有一个发展过程。“只要拖拉机进得去的地方,地面机器就有用武之地;反之就是无人机更有用武之地。”
他进一步分析,近些年来国内陆续出台一系列政策在推动农业数字化发展。但目前大多是利用基础农业机械化工具的小型规模化农业,总体生产效率并不高,而数字化、智能化农业只占到国内农业发展的1%。
“农业数字化实现的初级阶段是农业机械化,之后才是农业机械自动化、智能化,随着大数据、云计算、5G等技术出现,智能农业装备搭载更先进的智能控制技术,让农机进入更加智慧的人机互动,这就是农机2.0、3.0、4.0。”
因此放到果园场景中,目前仍有较大提升空间。据统计,2015年全国果园平均综合机械化率仅26.58%。截至2021年,果园机械化率仍未突破40%,远低于全国平均71%的水平。而果园机械化率低,其中丘陵山地果园的机械化率更低。
叠加前述果树场景中面临的缺人且人力成本高昂、对身体伤害等综合因素,果园场景迫切需要科技能力加持。
推动丘陵山区采用农机也是国家农业机械化下一个推动重点。2021年,《“十四五”全国农业机械化发展规划》提出到2025年,丘陵山区县(市、区)农作物耕种收综合机械化率达到55%;《农业农村部财政部关于做好2022年农业生产发展等项目实施工作的通知》也提到,农机补贴政策将聚焦于促进大型农机和丘陵山区农机等“一大一小”农机装备发展。
2014年国家开始将无人机正式纳入农机补贴目录,加上各地多重补贴,将无人机技术应用在果树场景中已经成为值得关注的趋势。
落地演进
农业植保无人机近些年来已经在北方平坦大田中有广泛应用,至于应用在果树市场,是近些年间才开始的,这来自地方植保队的探索。
大疆高级企业战略总监张晓楠向21世纪经济报道记者介绍,前期是地方植保队找到一片果园,向当地人展示效果,帮助用户建模并伴飞。
当然,让农户转变既有工作思路,更广泛接触看起来遥远的新兴工具并不那么容易。
大疆农业江西赣州合作伙伴黄志刚印象深刻,曾经有一位60多岁的老人刚接触农业植保无人机时非常抵触、不信任,但当无人机飞临果树上空,老人躲在果树下,真切感受到智能化设备的打药效果之后,他停止了质疑。“所以农户看到新兴生产力工具的价值之后,就会愿意去用。”
这也是农业植保无人机在不断落地具体场景中,持续演进技术和应用能力才有的结果。
何雄奎教授分析,过去99%的无人机是流动的单旋翼模式,随着目前转向电动多旋翼,操作更加简便,因此2012-2015年间植保无人机开始试探性实际作业,这时相关飞防专业化服务组织出现,且无人机由航模向专业化植保无人机转变。2016-2017年,植保无人机飞行平台开始具备专业化、操控智能化方向;同时开始投入大面积生产作业;随着设计生产和使用理念进步,相关行业和地方标准陆续出台,也有了国家补贴、联盟等支持。
2018年至今,植保无人机进入高速发展时期,多旋翼类机型具备操作简单、维修方便等特点。植保无人机的作业场景也逐渐由平地、大田作物转向山地等复杂地形及果树等经济作物中。
(现场作业的果园,图源:大疆农业提供)
“当然也不是无人机就可以做完所有事,不同机器各有长短板,比如日本就有60%以上农田还是采用地面机器。”他续称,相比之下中国相关企业在该领域具备很好的弯道超车能力,当然仍需继续努力。
据了解,中国果树种植面积约为1.8亿亩,目前无人机能实现应用的果树面积和品种都不足10%。无人机在果树上的应用还处于市场萌芽期,应用场景和应用效果都有非常大探索空间。在果树场景中,除了农药喷洒功能外,农业植保无人机还延伸出果树授粉、摇花、运输等应用场景。
大疆农业解决方案工程师李伟介绍,团队目前有涵盖“无人机+山地识别+自动作业”的解决方案,已在国内的柑橘、芒果、荔枝、香梨等水果产区实现规模化应用。2022年截至11月21日,大疆无人机果树飞防面积超过 3200万亩次。果树应用将是农业无人机一个新的增量市场。
近期大疆农业在赣南脐橙发源地江西省赣州市信丰县启动“云上疆果”项目,计划建立150亩赣南脐橙示范园。意在这个地形复杂的低山丘陵区域,尝试单人用农业无人机完成果树从清园到采收期的全年作业管理,验证无人机在果树飞防全流程、智能化作业的可行性。
随着技术持续迭代、市场教育普及,黄志刚明显发现,果园中接受采用无人机技术的用户,年龄跨度越来越大。“以我们赣州地区培训班的人群构成,以前平均是50.5岁、初中文化,第一位女飞手是2020年10月加入。但近期我们注意到,现在有72岁的老者操作,也有2003年出生的年轻人进入。我们感觉到这个产业正逐渐受到市场认可,越来越多人参与进来。”
当新技术不断拥抱并扎根传统行业,反过来吸引越来越多新鲜血液重新涌入,也将为农业数字化、智能化的进一步迭代演化打开想象空间。
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