農業，一個在泥土中翻滾的龐大產業，正在與最前沿的高新科技“正面交鋒”。這些碰撞，發生在萬里沃野、深山老林、羊圈雞舍，也發生在剛剛建好的大規模農園、現代化大棚，有的甚至還懸浮在實驗室里。但這一切，或許正以超過我們想象的加速度發生。
智慧農業的種種實踐，關乎人工智能、物聯網技術，由機器人、無人機、智能芯片實現，但透過種種技術，我們看到的是越來越多“新農人”顛覆了舊有觀念，正在向著新的希望奔赴。
科技投入“在當下”
上海生鮮平臺叮咚買菜上的小番茄“美人果”，在上海封控期間“一戰成名”。
4月23日那天，從山東聊城長途跋涉而來的“美人果”在平臺上線，成為上海抗疫時期的保供蔬菜，兩天銷出超7000份。在那個特殊時期嘗到的甜度達到10（甜度檢測最高等級）的小番茄，足以被人長久記住。
“美人果”背后的企業有較強的科技能力和營運能力，經營者王攀的成功并不是偶然，他所經營的農業也絕不是“靠天吃飯”的傳統行業。這名80后“新農人”經營著一個1200畝的蔬菜基地，他學的是金融，干過銀行工作，也參與過地產企業的農業板塊運營，對現代農業有著一份與眾不同的見解：傳統農業的品控不穩定，也不能產生穩定的收益，只要注入互聯網思維和科技手段，“顛覆”并非難事。
他創立的農業模式直接有效：將科技力量注入農業產供銷整個鏈條，只做訂單農業，只做小番茄這一個品類，在一件事情上深耕到底。
“每個環節都需要科技支撐。”王攀選中“釜山88”品種，成為國內較早開始規模化種植該品種的團隊之一。這種小番茄口感爆漿、甜度高，但由于種植難度大、成本高、產量低、植株抗病蟲害能力比較弱等原因，很多傳統農人不敢碰它。
培育品種之初，他就摸準了互聯網農產品銷售的痛點進行“精準打擊”：通過技術測試控制小番茄的農殘，從而解決食品安全問題；反復測試產品甜度，做到品控標準化。科學數據幫助他規范種植方法、優化用肥方案和澆灌計劃，并隨時跟蹤植株生長情況。比如，植株還未出果時就要修剪掉多余的枝蔓，僅保留最好的一枝讓其慢慢長大；比如，白天要保持棚內陽光充足，溫控在30℃左右，夜晚則要在合適的溫差下保證它們充足的“休息”；此外也不做催熟，讓果實天然枝熟100天，只施自然發酵的糞肥和生物有機復合肥，還會澆灌魚蛋白……這種條件下長大的小番茄，抗病性有所提高，果實的外表和鮮度、甜度數據都更佳。
這幾年，大棚里不斷添置各種科技裝備，就像居室里的智能家電越來越多，生活智慧化程度隨之也越來越高。王攀覺得，新添置的智能噴淋設施性價比很高，每畝成本1300元左右，可以將葉面肥、殺蟲劑等瞬間霧化并噴灑，均勻地覆蓋到所有植株。占地4畝的大棚，3分鐘就能完成噴淋，不再需要預留工人施肥的人行通道，還可以增加棚內的可耕作面積。以前，這4畝地需要2個工人花費整整2天才能完成施肥。
“其實這種噴淋設備早幾年就有了，但我直到去年才用上。”王攀也一直在反思自己的“保守”。在農業領域，科技的投入不是一時半刻能收回成本的，畢竟他雇用著100多名當地農民，其中不少是貧困戶，他希望讓他們獲得穩定收入，因此一直在努力維持著投入和產出比。如今公司開始穩步贏利，他也下決心加大科技投入，因為這樣才能加速把規模做起來。王攀的目標是做中國的“小番茄大王”，就像他的山東老鄉馬鐵民那樣，成為“生菜大王”。
也正因為較短時間里能摸索出成熟的種植模式，王攀才有能力接到互聯網平臺的種植訂單。要知道，在app上下單購買果蔬的用戶可比菜場里的消費者挑剔多了，沒有經過自己雙手挑選、送上門的農產品，人們希望它們是“標品”，每一個小番茄都差不多大、差不多紅、差不多甜。要不是科技加持，這種標準怎么可能達到？
據說，叮咚買菜在確定合作之前，曾對王攀的團隊和種植基地進行了多次實地考察和第三方評測，并商定出合理的全年供應價格標準，以較為穩定的采收數量和新的種植標準來簽訂農業訂單，形成“以銷定產”的產業模式，代替傳統的產銷分離式采購，最大程度上化解市場不穩定對農業種植產生的風險。
這個訂單倒逼著王攀打造了一個“番茄工廠”，王攀投入了兩條自動化生產線，用于種植、采收之外的分揀和包裝工作。這也是他能為近千里之外的城市保供的原因。疫情封控時期，他每天早上起來第一件事，就是組織工人將大棚里的新鮮果子采收起來，按每350克一份的規格包裝好，裝車運往叮咚買菜的上海蔬果大倉。
聽了這個故事，也許我們也會和王攀一樣不由得感慨一句：“讓智慧農業到來的腳步更快一些吧。”
比市場“快了兩步”
如果說王攀略先于市場需求作出了判斷和選擇，那么上海人黃震就比市場“快了兩步”。
位于上海崇明中興鎮的萬禾生態羊場，獲得了“全國唯一有機崇明白山羊養殖場”稱號，黃震正在研發的一套羊臉識別系統，估計不久就可以投入使用了。
這個羊場有點不可思議，簡直是羊的集體宿舍區。里面聞不到什么異味，沒有一堆堆糞便，每只羊都有自己的“身份證”——耳標，各色標記是疫苗接種憑證。管理員根據羊的體形分配“宿舍”，保證每個宿舍的羊不用排隊便能吃上飼料；懸掛吊頂的攝像頭實時監控，以便及時處理突發情況。
“等到羊臉識別系統上線后，人就更加輕松了。”黃震說，如今管理員還需要和獸醫配合，每天去羊圈巡邏幾次，以便觀察羊的健康狀況。以后，管理員可以在手機上通過實時傳送的圖像觀察羊群，減少實地檢查的次數。
他投了幾百萬元做這件事。羊臉識別系統比人臉識別讀出的數據更多，系統可以通過圖形識別羊的體征，及時發現山羊流涕、口瘡等病征；用紅外線測體溫，從源頭上監測山羊的身體狀況，一旦羊的體溫超過40°c，系統會立即發出警報通知農場獸醫；而通過電子耳標，還可以識別出羊的系譜。這套系統從2019年就開始設計，其間不斷調整優化，二期養殖場中的1000只核心種母羊均已植入芯片供人工智能進行學習、測試，通過分析山羊每天的行為，人工智能不斷優化算法程序，論證5g智慧助力養殖的可行性，保證明年萬禾三期養殖場項目正式啟動后，系統能精準預測、實現設計目的。
高科技農業總是“聽起來很美”，卻讓許多農人望而卻步，原因還是在于投入和產出。“短期肯定是無法收回成本的，什么時候能回本還不知道，但這件事肯定要做。”這幾句話“說了等于沒說”，但恰恰真實地反映了行業現狀。黃震覺得，長遠來看，投入建設羊臉識別系統肯定能有產出，它能準確反映山羊的繁育和健康狀況，也能大大降低人的勞動強度，從而穩定提升羊肉質量。
他算了筆細賬：現在二期羊場約3000只規模，有11個人在管理。未來，如果三期羊場全面自動化的話，擁有萬只山羊規模的羊場只需要7個人就可以管理了，而且生產效率和效能會大大地增加。“未來的三期羊場將全部翻新，實現智能化全覆蓋。山羊冬吃黑麥草、夏吃蘇丹草，半年換茬供鮮草，‘兩無化’稻米秸稈回收發酵，按比例粗細糧搭配顆粒化飼料。為防止13個系譜的白山羊近親繁殖，宿舍已經分區，同時人工一一配對繁殖，推進育種改良……”
像這樣比市場“快了兩步”的農業高科技布局，正在為越來越多的規模化農業企業所接受。對于這種趨勢，做了20多年工業、如今“跨界”農業的上海大學工程技術研究院副院長張侃諭感受較為深刻。他是國內最早提出“智慧農業”概念并給出確切定義的人，在他看來，“智慧農業”就是將物聯網技術運用到傳統農業中，運用傳感器和軟件對農業生產進行控制。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農業還包括農業電商、食品溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等。
張侃諭創建的高科技農業公司并不直接從事種植和養殖，而是用現代化手段對農業進行“工業化改造”，幫助農園、大棚、養殖基地進行智慧升級。
他剛剛為陜西一家智慧園區示范基地做的5年規劃很吸引人，這個規劃足以讓整個園區脫胎換骨：“全自動育苗工廠”可以實現水培蔬菜種苗和無土栽培，還有“自動播種流水線”“立體多層催芽室”等；高科技溫室能實現超長距離通風、布風均勻，還配備加熱系統、二氧化碳補充系統等；今后，機器人可以在升降式空中草莓大棚里摘草莓，它們的抓取機械手、旋轉機械手比熟練的工人更快。
“中國未來的智慧農業大有希望。”張侃諭對此是有發言權的，因為以前只有實力雄厚的大企業敢于問津他的項目，如今全國各地的政府部門、農業企業都希望他來設計改造方案。“變化就在近幾年，而且，以后變化的速度會越來越快。”
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“懸浮”在實驗室里
一些有資本支撐的農產品平臺，連同一些農業領域的專家學者等“頂級大腦”，則以更超前的思維在智慧農業領域創新。
上海互聯網企業拼多多，從2020年開始聯合中國人工智能學會、國家農業信息化工程技術研究中心等單位主辦“中國農業機器人創新大賽”，如今，第二屆比賽不久前截止征集。主辦方的用意很明確，想通過產學研的共同努力，尋找并支持國內優秀的農業科研人員，加速推動智慧農業發展。
這種形式的創新，果然引起了國內高校、科研院所、科技企業的關注。前來參賽的項目在農林牧漁領域全面開花，既有設施園藝機器人作業系統、全自動垂直農業生產系統等綜合性機器人項目，也有壟作草莓收獲機器人、水下圍網巡檢機器人、畜禽舍防疫消毒機器人等垂直領域的“機器人天團”……
一家來自北京的農業智能裝備技術研究中心打通了園藝作業機器人的技術“任督二脈”，機器人可以做到智慧管控、園區巡檢、自主運輸、農業噴藥、自動授粉等，基本覆蓋了農業的全生產流程。浙江大學李建平教授對自己設計的“ai魚——智能魚類疫苗自動注射機”很有信心：“ai魚”利用深度學習技術，對魚苗的注射位置進行智能識別，可替代手工注射。“ai魚”的注射效率可達每小時1200尾，注射成功率達99%以上，注射一個月后存活率達90%。
許多專家學者高度關注著這樣的嘗試。中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心首席科學家趙春江覺得，農業機器人的發展是一個全球都在關心的話題，我國農業機器人正處于起步階段，很多技術包括機器算法、感知系統等都需要持續探索。
國際合作也在以一些有趣的形式開展。騰訊公司的“ai+農業”探索也備受注目，騰訊ai lab（人工智能實驗室）與世界著名農業學府荷蘭瓦赫寧根大學聯手挑戰“智慧溫室種植”，雙方的專家學者用人工智能和物聯網等前沿技術優化種植決策，遠程自動控制溫室種植番茄、黃瓜等，為農業智能決策與溫室自動控制提供了一種“實驗室范式”。兩年中，人工智能種出的農作物收成都超過了人類，騰訊首席探索官網大為說，這代表ai能做好溫室的“高級管理員”，和人類協作完成任務，“我們將不斷致力于推動這類ai的應用落地，幫助人類應對‘地球級挑戰’，包括與人類息息相關的物、能源、水資源和氣候等大問題。”
如今，發展數字農業農村成為全球共識。這幾年，多國政府相繼推出智慧農業發展計劃，如德國、荷蘭、日本等，規劃用現代信息技術與先進農機裝備推進“農業4.0”，為小農戶搭建智慧服務平臺等，讓最前沿的技術在田間地頭實現。我國農業農村部和中央網信辦發布的《數字農業農村發展規劃（2019—2025年）》描繪了中國數字農業發展新藍圖——到2025年，數字農業農村建設取得重要進展，有力支撐數字鄉村戰略實施。農業農村數據采集體系建立健全，天空地一體化觀測網絡、農業農村基礎數據資源體系、農業農村云平臺基本建成。數字技術與農業產業體系、生產體系、經營體系加快融合，農業生產經營數字化轉型取得明顯進展……
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記者手記
借助ai和機器學習，人類正在解救自己
有這么一個瞬間，我感受到智慧農業就在我的舌尖。
農產品電商平臺上有一段視頻，云南瀘水地區的一個貧困村里，年輕的村民正在遠程管理怒江峽谷里的果園，為初掛果的沃柑施肥。他拿著手機操控水肥灌溉一體化設備，畫面顯示，除了自動化灌溉以外，還有一架多旋翼無人機正在低空盤旋，為果樹施藥，天、空、地一體化農情監測系統實時給出的植物健康指標也同步傳遞到手機上……
那是我去旅游過的怒江大峽谷，當地地勢起落、群峰林立，據說村里幾乎沒有完整的大片土地，全部零散分布在大山間。真不可思議，在科學家和農科技術的加持下，“荒涼石頭山”這幾年竟然變成了現代化智慧果園。
我想嘗一嘗這溫差大、積溫高、光照強的無污染地區所種植的柑橘，于是點擊下了一份訂單，購買方便、價格也不貴。沒過幾天，我真的吃到了和畫面顯示一樣的美味沃柑。
在通過味蕾感受智慧農業的同時，其實我們都是懷有某種隱憂的。根據聯合國關于人口與饑餓問題的預測數據，到2050年，全球人口將增加20億，農業生產力需提高60%才能提供充足的食物。而疫情的到來也加劇了擔憂，各種“極限情況”可能摧毀我們的食物，讓我們無法到田間地頭去耕作，也無法采收果實、飼養牲畜，更無法保障食品安全。這幾年一些全球熱門影視劇就有不少聚焦未來可能出現的農業危機，反思并提出解決辦法。
好在也有一些撫慰人心的數據：一家國際研究機構發布的預測報告顯示，到2025年，全球在物聯網智能農業技術領域的支出預計將增長兩倍，達到153億美元；僅農業方面的ai（人工智能）技術與解決方案支出也將大幅增長。電影鏡頭中的農業機器人、全自動化工廠甚至建造在外星球上的種植基地，或許不久就會成為現實。
人工智能和機器學習可能成為幫助我們應對危機的核心技術，但最終解救我們人類的還是我們自己。我在采訪中深深感受到，不管是“一分投入一分產出”的高效訂單農業，還是比市場“快了兩步”的智慧農園建設，或者是尚且“懸浮”在實驗室里的試點，科學技術只有被農業一線經營主體所運用——包括農戶、家庭農場、合作社以及龍頭企業等，農業才能真正擺脫“靠天吃飯”的狀態。
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智慧農業的每一種實踐，最終都要回歸到田間、回歸到大棚。相比一些發達國家，我們的智慧農業研發水平和應用水平整體還有差距，因起步較晚、基礎薄弱，農業傳感器、農業模型與核心算法等關鍵技術和產品尚不成熟，目前正在加速創新，逐漸擺脫“跟跑模仿”階段。
好在越來越多的人正在奔赴這個行業：科研人員正在完善基于人工智能監控系統，跟蹤每塊作物田地的實時視頻源，借此識別動物或人類的違規行為并發出警報；產量映射是一項關鍵農業技術，人們通過監督機器學習算法，從大規模數據集內查找模式，由此精準制定作物生產規劃，其重大價值將難以衡量；還有，一些既懂科學技術又懂農業生產的“新農人”，雇用貧困村民從事現代農業，帶領更多人一起致富。盡管更多農活將被機器人所取代，但“人力”依然必不可少，有經驗的農人將成為機器的管理者、系統的協同者，真正從面朝黃土背朝天的辛勞中解脫出來……
看得出，智慧農業的發展必然呈體系化，需要政府、企業聯動，需要解決政策、資金、人才等多方面問題。智慧農業未來可期，因為它是全人類的共同期盼。
