盐碱地上诞生"智慧农业"样板

2018/12/2 12:42:14  作者: 农业局

11月10日,在青岛市城阳区上马街道桃源河畔的盐碱地上,由青岛东域盐碱地稻作改良研究所与华为技术有限公司合作开发的"农业沃土云平台",在已经完成全球多处盐碱地稻作改良示范的基础上,正式上线。该平台将依托华为积累多年的信息通信、人工智能等优势技术,围绕盐碱地稻作改良,打造我国"智慧农业"样板。
桃源河畔的万亩土地,因上世纪60年代河水漫堤、海水倒灌,呈现中度盐碱化,土壤PH值达8.1,全盐含量达到5.3‰以上。可就在一个月前的10月10日,这片荒芜了半个多世纪的盐碱地,重新收获丰收的喜悦:耐盐碱水稻(俗称"海水稻")大田试种取得初步成功,现场测评亩产达到261.39公斤。这就意味着,这片1.38万亩的滨海小流域盐碱地,经改造可重新变为良田。
荒漠变良田的背后,除了要归功于袁隆平院士团队培育的耐盐碱水稻,也离不开"农业沃土云平台"通过传感器、物联网、云计算、大数据等高科技手段对盐碱地进行的改良。
去年10月17日,城阳区与中国工程院院士、国家杂交水稻工程技术研究中心主任袁隆平,签订万亩盐碱地稻作改良研究示范项目战略合作框架协议。约一个月后,青岛东域盐碱地稻作改良研究所正式落户城阳。此后,该研究所和华为技术有限公司以盐碱地改良为切入口,在智慧农业方面展开了研究和合作。
"以往改良盐碱地的方法是大水漫灌,可以很快把土壤盐度压下去,但会浪费大量宝贵的淡水资源,而且随着水分的蒸发,深层盐碱很快就会反弹。"青岛东域盐碱地稻作改良研究所有限公司董事长张国栋表示。在城阳区万亩国家级滨海盐碱地稻作改良示范基地,研究所与华为深度合作,探索出融合传感器、物联网、云计算、大数据等高科技手段的土壤"四维改良法"。它是一种整合了要素物联网系统、土壤定向调节剂、植物生长调节素、抗逆性作物四大农业生产要素的技术配套方法,可解决土地淡水少、盐度高、肥力低、结构差等问题。
"这片稻田表面看起来和其它稻田没有区别,但实际上它‘暗藏乾坤'。"11月10日,站在桃源河畔盐碱地改良示范稻田的田垄上,华为科技有限公司智慧城市全球总监桑伟向记者介绍了盐碱地改良的智慧之处:地表之上,设有高清摄像头、土壤温度湿度盐度传感器、蒸发量传感器、水层PH传感器等设备,实时监测地表相关数据;地下0.3米处,埋有灌排管网,可实时监测盐分是否超标,并将灌溉水、氮磷钾等混合而成水肥一体化营养液,直接传输并滴灌到作物根部;地下1.2米处,埋有排水管、集水井和盐分、湿度、PH值等大量传感器,一方面可将下层上升的盐水收集后导入沟渠排出,阻隔土壤返碱,另一方面可将上层下渗的淡水加以回收,进行循环利用。"这些地表和地下的传感器在传输数据时,使用的不是成本高昂的有线传输,而是华为创新的NB—IOT物联网通讯技术,通过无线方式实时传输到地表基站,然后统一传回大数据中心。"桑伟说。
张国栋表示,据测算,我国有15亿亩盐碱地,其中约3亿亩具有改造潜力,但它们多是人烟稀少的荒芜之地,如果要进行改造,就必须引入可远程监测、自动分析、智能控制的"智慧农业"新模式。"农业沃土云平台",由GIS信息管理系统、智慧农业视频云管理平台、大数据AI分析决策支持系统、精准作业管理系统、病虫害预警诊断管理系统等板块组成,能够实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能分析、智能决策、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策,尤其是适用于沿海滩涂、内陆盐碱地、重金属污染、农残土地等的改良。
"工作人员坐在青岛数据中心,就能看到新疆喀什岳普湖、延安南泥湾、阿联酋迪拜等全球七大稻作改良试验示范基地的高清视频,土壤、气象、灌溉水等传感器监测信息,也是一目了然。"张国栋举例说,专家分析视频,就能识别出水稻的高度、稻穗的长度;观察叶子和麦穗的颜色、形态,就能识别出水稻病害、虫害状况;根据现场图像,就能分辨出是农作物还是杂草,进而对当地要素物联网系统发出指令,远程控制实施定点小范围喷洒除草剂。
记者了解到,"农业沃土云平台"正式上线后,将在"智慧农业"领域扮演起"手机操作系统"的角色。桑伟对此解释说:如同智能手机里的安卓或IOS操作系统,"农业沃土云平台"本身也是一个开放的平台。该平台提供标准化的数据传输协议和端口,上游传感器供应链和下游农业管理应用商,包括无人机植保、自动驾驶农机等,则如同手机里的各种APP,可以低成本地接入"农业沃土云平台",从而形成一个"智慧农业"的技术平台和生态圈。
"盐碱地性质各不相同,需要根据不同类型建立相应的示范推广模式。这项工程开发难度大,商业风险高,仅凭单一机构的力量,实施难度高。"国家杂交水稻工程技术研究中心产业发展处处长彭既明认为,"农业沃土云平台"的建立,将会吸引和号召更多的上下游企事业单位及科研院所加入到"智慧农业"的研究行列,推动实现"土地数字化、农业智慧化、智慧产业化"。

编辑: 郭雷 作者: 肖 芳 王作岩
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