“采蘑菇的(de)小(xiǎo)姑娘,背着一(yī)个大竹筐……”这(zhè)首脍炙人口的歌曲在上(shàng)海(hǎi)郊(jiāo)区却(què)行不通——采蘑菇的多(duō)是(shì)六七十岁的老(lǎo)年人。金山区廊(láng)下(xià)镇勇(yǒng)敢村的菇农陈(chén)明云开(kāi)玩笑说:“现(xiàn)在(zài)去哪儿找采(cǎi)蘑(mó)菇的小姑娘?只(zhī)有采蘑(mó)菇的老阿姨。”
工人(rén)难找、人工成本高,是当今农业发(fā)展的(de)一大瓶颈。这个问题,在(zài)上(shàng)海郊区更加突出,“三个工人(rén)200岁”“抢(qiǎng)收期一(yī)天(tiān)200元招不到(dào)人”等现(xiàn)象较为普遍。
一边是市民对平价农产品的渴求,一边是农民对合理利润的期(qī)盼。从田(tián)头到餐桌,流通环节可以压(yā)缩,但人工等(děng)生产成(chéng)本一直困扰着农民。所以(yǐ),在最(zuì)新发布的《上海市推(tuī)进农业高质量发展行动(dòng)方案(2021-2015年)》(以下简称(chēng)《行动方案》)明确提出,要提升农业生产科技装(zhuāng)备。通俗地(dì)说,就是“机器换(huàn)人(rén)”。
“无人农场”什么样
机器可以取代(dài)农民吗(ma)?《行动方案》指出,上海将形成13个各有特色的绿(lǜ)色(sè)田园先行片区。其中,嘉定区数(shù)字化无人农场片区是唯(wéi)一带有“无人(rén)”字样的片区。记者因此来到该片(piàn)区所在(zài)外冈(gāng)镇(zhèn),发现数字化无人农场已(yǐ)初具雏形。
在这里,水稻(dào)从(cóng)种到收都实现了全程机械化作业(yè),并有200亩(mǔ)试验田基本实现了(le)全程无人化作(zuò)业:基于5G技术和北斗定位,插秧(yāng)机、自走(zǒu)式植(zhí)保车(chē)、收割机等能(néng)在无人(rén)驾驶的情况(kuàng)下,自动(dòng)完(wán)成(chéng)插秧、植保、收割等(děng)水稻生产(chǎn)作业。
无(wú)人驾驶收割机自(zì)动收割水(shuǐ)稻(dào)
不过,无人农场还处于起步(bù)试验(yàn)阶段。外(wài)冈镇农业服务中心副主任张(zhāng)旭介(jiè)绍说,无人操作对地块的规整性要求较高。对那(nà)些不(bú)太(tài)规整(zhěng)的“边角料”,受制于现有无人作业(yè)的精(jīng)度和深度(dù),还需要(yào)人(rén)工(gōng)辅助操(cāo)作;还有,无人(rén)农机的稳定性、不同农机之间的(de)协同操作等,都有(yǒu)改(gǎi)进空(kōng)间。所以,200亩试(shì)验田只是(shì)无人农场(chǎng)的(de)1.0版本,今年计(jì)划进一步完善水(shuǐ)稻耕种(zhǒng)管收环节的无人化机械改造,到(dào)明年底实现无人农场的2.0版本,力争完成1600亩无(wú)人农场建设。到(dào)2025年,实现无人农场的3.0版本,将示范(fàn)应用扩大到万亩规模。
“机器换人”对蔬菜(cài)生(shēng)产也很重(chóng)要。浦东新区生鲜蔬(shū)菜产业(yè)片区位于宣桥镇,清美张家桥(qiáo)基地(dì)是(shì)片(piàn)区里(lǐ)的智能化菜园之(zhī)一,“机器换(huàn)人”程度比较高。农机手现场演示:开着小巧的收割机(jī)一路(lù)走去,待采收的蔬菜(cài)自(zì)动进入收集器皿。农机手说,收菜是蔬菜种植中人工成(chéng)本最高的部分之一。比(bǐ)如一(yī)亩(mǔ)鸡毛菜(cài)需要6个工人采收(shōu)8小时左右;不过用上自(zì)动采(cǎi)收机后,2个工人配合,大约45分钟就能完成采收,效率约(yuē)是(shì)传统模式的25倍。
自动(dòng)采收机能大(dà)大提高蔬菜的采收效率(lǜ)
清美集团现(xiàn)代农业总经理李立告诉记者,清美各蔬菜基地的机械化率已经超过90%,整地、起垄、播种、移栽、灌(guàn)溉、采收、运输等生产各环节都有(yǒu)对(duì)应(yīng)的农机工具。而且不同蔬菜(cài)的工具不同,即(jí)使是采收机一项,也有好几种:鸡毛菜等收(shōu)割时(shí)不用留根(gēn),菠菜等却要连根(gēn)收(shōu)割……所以,基地仍在根(gēn)据不同品(pǐn)种(zhǒng)研(yán)发新(xīn)的机械工具,预计今年机械化生(shēng)产率可以达到(dào)100%。
根(gēn)据测算,以300亩这样的中等规模蔬菜基地(dì)为例,有了机械(xiè)化设(shè)备,仅需5个农民即可负责全程生产:2人操作植保机、3人操作(zuò)播种、采收等其余(yú)机械。李立(lì)还有个(gè)设想:“未来,这些机械和农民能组成农机服务(wù)队,为其他(tā)生产基地服务,进一步提高(gāo)农业生产(chǎn)的效率、降(jiàng)低人工成本。”
从两个基地看,“机器换人”能有效推动农业生产降(jiàng)本(běn)提效。所以根据(jù)《行动方案》,2025年底(dǐ)前(qián),上海将打造(zào)10万亩粮(liáng)食生产无人(rén)农(nóng)场,一批(pī)智(zhì)能化菜(果(guǒ))园、2万亩高标准蔬(shū)菜(cài)绿色(sè)生产基地。
无人(rén)农(nóng)场为什么还有“人”
不过,记者(zhě)在基地走访(fǎng)中,也有困惑:智慧化(huà)基地中,为(wéi)什么还有“人”?
“我(wǒ)们使用的(de)采收机确实可以通过技术升级,实现无人操作(zuò),但成本可能是现在的数倍甚至(zhì)数十倍。如果将无人化发展的成本转移(yí)到菜价上(shàng),估计消费者会(huì)有意见。”李立觉得,“机(jī)器换人(rén)”不是“唯机械化”,兼顾推广成本(běn)和生(shēng)产效率是降(jiàng)低农业生产成本的重要课题。
虽然有(yǒu)人操作,但这样的采收机投入成本(běn)低,有利于推(tuī)广
从去(qù)年起,部(bù)分互联网企业(yè)发力(lì)数(shù)字农业,在全国(guó)各地(dì)改(gǎi)造了多(duō)个农(nóng)场,引入无(wú)人播种机、无人(rén)植(zhí)保机、无人采收机(jī)等。但部分农场改造成本不低,有些仅无人设备投入就超过千万元,主要由互联网企业买单。基地里的(de)农(nóng)民(mín)虽然从中受(shòu)益,但也有担心:如果有一天互联网(wǎng)企业(yè)不支(zhī)持了,这样的设备农民还用得起吗?
针对这一问题,有必(bì)要(yào)探索农民“用得起”的智慧(huì)化生产方式。
陈(chén)明云告诉记者,虽然(rán)采(cǎi)蘑菇的依旧是(shì)老阿姨(yí),但生产效率已经是(shì)两年前的30多(duō)倍,人工成本(běn)却减少(shǎo)了10多倍,因为他有了新菇房、用了新的种植方式。
走进陈明云(yún)的新菇房,灯(dēng)光明亮,一排排不锈(xiù)钢(gāng)架子上,是密密匝匝的白蘑菇。两三个老阿(ā)姨正站(zhàn)在升降梯上(shàng)采蘑(mó)菇。
工厂(chǎng)式菇房
新菇房旁是尚未拆除的(de)旧菇房,挡风保温用的(de)塑料膜已经破损、支架歪斜。
已经废弃(qì)的传统菇房(fáng)
对(duì)比鲜明的(de)还有种植方式。以前(qián)种菇,陈明云要自己(jǐ)准备原料自(zì)然发酵成(chéng)基料,再通过(guò)人工上料、播种,在自然条件下种植,最后找人采收,全程靠经验,靠天吃饭(fàn)。现在,菇房通过电脑和物(wù)联网实现自动化操作,一部手机能查(chá)看(kàn)温度、湿度、二(èr)氧化碳浓(nóng)度等与蘑菇生长密切相关的指标并远程操控。基质来(lái)自廊下镇农业带头(tóu)企业上海联中食用菌合作社,蘑菇种(zhǒng)子和生长需要的营养(yǎng)全部(bù)在基料里(lǐ),通(tōng)过全自动上料机(jī),把(bǎ)基料和覆土均匀铺(pù)在菇房的架子上,保持合适(shì)的温度(dù)湿(shī)度,17天就能开始采收蘑菇(gū)。
“这几乎是‘傻瓜式种菇’。”陈明云说,种菇简单(dān)了(le),收入却显著增加:以前一个菇房一年种一茬蘑菇(gū),每平(píng)方米年产量不(bú)到(dào)10千克;使用新菇(gū)房和三次(cì)发酵基料种菇(gū),一年可以种(zhǒng)10茬,每茬每平(píng)方(fāng)米产量达33千克。虽(suī)然采收(shōu)期仍旧需(xū)要人工,但(dàn)在育种期和生长期,基本实现了(le)无人化管理(lǐ)。
新种植技术背后,是当地政府、农业龙头(tóu)企业和农业科研院所的共同努(nǔ)力。联中(zhōng)食用(yòng)菌在上海(hǎi)市农业科学院指导下,研(yán)究出了蘑菇堆料发酵技术和(hé)配套的菇房。通俗(sú)地说,就是3吨秸(jiē)秆加2吨(dūn)鸡(jī)粪(fèn)便(biàn),经过特定温度湿(shī)度发酵后(hòu),形成蘑菇基料,蘑菇种子(zǐ)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)度环境中,蘑菇(gū)就能(néng)长。这种蘑菇被戏称为“三五牌”:菇房一(yī)次性改造大约500万元,年产蘑菇500万(wàn)元,年净收入50万元。
“傻瓜式(shì)种菇”一年可产(chǎn)10茬,单(dān)茬产量是原(yuán)先(xiān)的3倍
在廊(láng)下镇,农(nóng)民通(tōng)过政府(fǔ)支持(chí)和(hé)补贴,大约花150万元(yuán)能种上“三五牌”蘑菇,如果(guǒ)不出意外,三年即可(kě)收回投资。陈明云确认了这点,“按照现(xiàn)在的种植(zhí)成果(guǒ),三(sān)年回本没问题,之后的日子就(jiù)越来(lái)越好(hǎo)。”他(tā)说,当(dāng)地(dì)已有(yǒu)5名种菇大户开始种(zhǒng)“三五牌”蘑菇,其余农民(mín)也很心动,“因为(wéi)这(zhè)是农民(mín)负担得起的(de)新(xīn)技术(shù)。”
“我们也在研究蘑菇的机(jī)械化采摘,进一步降(jiàng)低种蘑菇的人工成本。”市农(nóng)科院(yuàn)食用菌研究所研究(jiū)员鲍大鹏说,蘑菇长得(dé)很密,机械采摘容(róng)易破坏蘑菇“品(pǐn)相”,会影响后期销售,“所(suǒ)以我们(men)希望培养出长势更一致(zhì)的(de)蘑菇,为机械化采摘打基础(chǔ),最终告别‘采蘑菇的老阿姨’。”
“少了少了(le)多了(le)多”的问(wèn)题怎么破?
整体而(ér)言,农民和农业企业对“机器换人”都很支持,认(rèn)为(wéi)能有效降低生产(chǎn)成本。而(ér)在农业龙头企(qǐ)业和农科专(zhuān)家眼里,“机(jī)器换人”还(hái)能解(jiě)决传(chuán)统(tǒng)农业“少(shǎo)了(le)少了,多了多了”的问题。
所谓“少了少多了多(duō)”,说的是(shì)因为需求难以及时(shí)准(zhǔn)确传递到生(shēng)产端,农产品的供需波动:市场(chǎng)对某种农产品需求大,却因农业生产跟不上,出现(xiàn)供不应求的局面;等到农民发现(xiàn)市场(chǎng)有需求(qiú)、大规模生产后,又出现供大于求的现象。要解(jiě)决这(zhè)个问(wèn)题,需要进行农业(yè)生产供给侧结构性(xìng)改革,“机(jī)器换人(rén)”也是思路之一(yī)。
多个智慧生(shēng)产基地的负责人(rén)表示(shì),“机器换人”和“无人(rén)农场”背后都是数字(zì)农(nóng)业,离不开物联网、大数据、人(rén)工智能(néng)等新技术(shù)。这些技(jì)术能准确监测(cè)农业生产趋势,并将(jiāng)市场需求与生产结合起来,有的放矢地支持农业。
无人农场(chǎng)要(yào)实现不同机械之(zhī)间的协(xié)同作业
嘉定(dìng)无人农场(chǎng)的升级版本就是数字农场。张旭介绍说,要(yào)在无(wú)人作(zuò)业的(de)基础上(shàng),实现(xiàn)水稻(dào)耕、种、管、收(shōu)等生产全过程数字化(huà),将所有农机的作业监测、生态循环监测、土壤肥力监(jiān)测、作物长势监(jiān)测、年度作业统计分析决策等数据收(shōu)集起来,形成一套完备的大(dà)数据分(fèn)析决策系统,作为下一年(nián)农业生产的重要参考。
在清美张家桥基地,有(yǒu)一(yī)间几乎(hū)没有装修的(de)会议室,但占(zhàn)据一整(zhěng)堵墙的显示屏非常显眼(yǎn)。这是清美对数字农场的探索成果(guǒ)之一:智慧农业平台。
一台手机即可随时查看农场的(de)各个角落和蔬(shū)菜(cài)长势
李立点(diǎn)点与平台连接的(de)手机(jī),显示屏(píng)上显示出基地不(bú)同(tóng)温室中不同(tóng)地块的温(wēn)度、湿度、菜苗长势。选取(qǔ)对应的蔬菜(cài)种类(lèi),基于人工智能(néng)技术,系统会(huì)自动判断菜苗的(de)长势是否(fǒu)正常、生长环境是否需要调整。这个智慧农业(yè)平(píng)台还可远(yuǎn)程控制大棚内的施肥、施药、灌(guàn)溉(gài)等作业环节,并把所有数据都记录下来(lái),形成(chéng)农(nóng)业(yè)生(shēng)产大数据。
有了基于一线(xiàn)生产的数据,既有助于完善“机器换人”,又能形(xíng)成(chéng)大数据经验,推动(dòng)非标准化农产品的标准化生(shēng)产。
他(tā)举例说:“以前判断蔬菜‘老’或‘嫩’,靠人(rén)的经验。但我们通过膳食纤维仪,把‘老’‘嫩(nèn)’数据化,再通过(guò)数字(zì)农(nóng)场对农(nóng)产品的监测(cè),预测(cè)蔬菜长势,在(zài)蔬菜口感最(zuì)好(hǎo)的时候采摘。还有,芹菜、香菜等蔬菜(cài)有(yǒu)特殊味道,我们(men)用(yòng)调(diào)制香水使(shǐ)用的(de)‘电子鼻’测出数据,进行统计分析后,也与(yǔ)数字农(nóng)场相结合,用数(shù)字技(jì)术指导(dǎo)我们种出(chū)味道最好的芹菜、香菜。”
基地安装了各种探头,以捕捉(zhuō)生(shēng)产一线数(shù)据
为(wéi)了实(shí)现这一目标,清美与市(shì)农科院(yuàn)合作建立了上海唯一的(de)以(yǐ)产业(yè)化为核(hé)心(xīn)的(de)现代农业产业(yè)研究院(yuàn),计划今年在(zài)上海(hǎi)打造1万亩数字(zì)农场,把这些数字化探索形成(chéng)体系(xì),推(tuī)广(guǎng)复制到其他(tā)地区(qū)。
看来,推广“机(jī)器换人”不仅(jǐn)仅(jǐn)要把农民(mín)从劳动(dòng)中解放出来,更将利用数字技术(shù),让农业生产更好地服(fú)务市场需求。