“采蘑(mó)菇的小姑娘,背着一(yī)个(gè)大竹筐……”这首脍(kuài)炙(zhì)人口的歌(gē)曲在上海郊区却行不通(tōng)——采(cǎi)蘑(mó)菇(gū)的多是六七十岁的老年人。金(jīn)山区廊(láng)下镇勇敢村的菇农陈(chén)明(míng)云开(kāi)玩(wán)笑说(shuō):“现在去哪儿找(zhǎo)采蘑菇的(de)小姑娘?只(zhī)有采蘑菇的老(lǎo)阿姨(yí)。”
工人(rén)难(nán)找、人工成本(běn)高,是当今农业(yè)发(fā)展的一大瓶颈。这个(gè)问题,在上海郊区更(gèng)加突出,“三个工(gōng)人(rén)200岁”“抢收期一天200元招不到(dào)人”等现(xiàn)象较为普遍。
一边是市民对(duì)平价农(nóng)产品的渴求,一边是农(nóng)民(mín)对合理利润的期盼(pàn)。从田头到餐桌,流通环节可以压缩,但人工(gōng)等生产成本一(yī)直困扰着农民。所以,在(zài)最新发布(bù)的《上海市推进农业高质量发展行(háng)动方(fāng)案(2021-2015年)》(以下(xià)简称(chēng)《行(háng)动方案》)明确提出,要提升农(nóng)业生产(chǎn)科技装备。通俗地说,就(jiù)是“机(jī)器换人”。
“无人农场”什么样
机器可以取(qǔ)代农民吗?《行动方(fāng)案》指出,上海将(jiāng)形成13个各有特色的绿色田园先行片区。其中(zhōng),嘉定区数字化无人农场片区是唯(wéi)一带有“无人”字样的片(piàn)区。记(jì)者因此来到该片区所在(zài)外冈镇,发现数字化(huà)无(wú)人农场已初具雏形。
在这里,水稻从种到收都实现了全程机械化作业,并有200亩(mǔ)试验田基本(běn)实现(xiàn)了(le)全程无人(rén)化作业:基于(yú)5G技术和北斗定位,插秧机、自走式植保车、收割机等能在(zài)无人驾驶的情况下,自动完(wán)成插秧、植保、收割等水(shuǐ)稻生产(chǎn)作业。
无人驾驶收割机自动收割水稻
不过,无人农场还处于起步试验阶段(duàn)。外冈镇农业服务中心(xīn)副(fù)主任(rèn)张旭介绍说(shuō),无人(rén)操作(zuò)对(duì)地块的规整性要求较高(gāo)。对那些不(bú)太(tài)规整(zhěng)的“边角料”,受制于现有无(wú)人作业的精度和(hé)深度,还(hái)需要(yào)人工辅助操作;还(hái)有(yǒu),无人农机的稳定性、不同农机(jī)之间的协同操作等,都有改进空间(jiān)。所以,200亩试验(yàn)田只是无人(rén)农(nóng)场的1.0版本,今年计划进一步完善水稻(dào)耕(gēng)种管收(shōu)环节(jiē)的无人化机械改造,到明(míng)年(nián)底实现(xiàn)无(wú)人农场的2.0版本,力争完(wán)成1600亩无人农场建(jiàn)设。到2025年,实现无人(rén)农场的3.0版本(běn),将示(shì)范应用扩大到万亩规模。
“机(jī)器换人(rén)”对蔬菜生产也(yě)很重要。浦东(dōng)新区生鲜蔬菜产业片区位于宣桥镇,清美张家桥基(jī)地是片区里的(de)智能化(huà)菜园(yuán)之一(yī),“机(jī)器换人”程度比(bǐ)较(jiào)高(gāo)。农机(jī)手现场演示:开着小巧的收割(gē)机一路走去,待采收(shōu)的蔬菜自动进(jìn)入收集器皿(mǐn)。农机(jī)手说(shuō),收(shōu)菜是蔬菜种(zhǒng)植中人工成(chéng)本最高(gāo)的部分之一。比如(rú)一亩鸡毛菜(cài)需要6个工人(rén)采收8小(xiǎo)时(shí)左(zuǒ)右;不过用上自动采收机后,2个工人配合,大约45分钟就能完成采收,效(xiào)率约是(shì)传统模式的25倍。
自动采收机能大(dà)大提(tí)高(gāo)蔬菜的采收效率
清美(měi)集团现代(dài)农业(yè)总(zǒng)经理李立告诉记者,清美各蔬菜基地的机械化率已经超(chāo)过90%,整地(dì)、起垄、播种、移栽、灌(guàn)溉、采收、运输等生产(chǎn)各环节(jiē)都有对(duì)应的农机工具。而(ér)且不同蔬(shū)菜的工具不(bú)同,即使是(shì)采收机一项,也有好几种:鸡毛菜等收割时不用留根,菠菜等却要(yào)连根收割……所以(yǐ),基地(dì)仍在(zài)根据(jù)不同品(pǐn)种研发新的(de)机械工具(jù),预计今年机械(xiè)化生产率可以达(dá)到100%。
根据测算,以300亩这样(yàng)的中等规模蔬菜基地为例,有了机械化设备,仅(jǐn)需5个(gè)农民即(jí)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(lǐ)立(lì)还(hái)有个设(shè)想:“未来,这(zhè)些机械(xiè)和农民能组(zǔ)成农机(jī)服务队,为(wéi)其他生产基地服务,进一步提(tí)高农业生产的效(xiào)率、降低人工(gōng)成本。”
从两个基地(dì)看(kàn),“机器换人”能有效推动农(nóng)业生产降本提效。所以根据《行动方案》,2025年底前,上海将(jiāng)打造10万亩粮(liáng)食生产(chǎn)无(wú)人(rén)农场,一批智能化菜(果(guǒ))园、2万亩高标准蔬(shū)菜(cài)绿色生产基地。
无人农场为什么还有(yǒu)“人”
不过,记者在基地走访中(zhōng),也有困惑:智慧(huì)化基地中,为(wéi)什么还有“人”?
“我们使用的(de)采收机确实可以通过技(jì)术升(shēng)级,实现(xiàn)无人操作,但成本可能是(shì)现在的数(shù)倍甚至数十倍。如果将无人(rén)化发展的成本(běn)转移到菜价上,估(gū)计消(xiāo)费者会有意见。”李立觉得,“机器换(huàn)人”不(bú)是(shì)“唯机械化”,兼顾推广成本和生产效率(lǜ)是降低农业生产成(chéng)本(běn)的(de)重要课题。
虽(suī)然有人操作,但这样的(de)采收机投入成本低,有(yǒu)利于推广(guǎng)
从去年起,部(bù)分互联网企业发力数(shù)字农(nóng)业,在全国各(gè)地(dì)改造(zào)了多个农场,引(yǐn)入无人播种机、无人植保机、无人采(cǎi)收机等(děng)。但(dàn)部分农场改造成本不低,有些(xiē)仅(jǐn)无人设备(bèi)投入就(jiù)超过千万元,主要由互(hù)联网企业买单。基地里的农民虽然(rán)从(cóng)中受益,但也有(yǒu)担心:如(rú)果有一天互联网企业(yè)不(bú)支持(chí)了,这样的设备农民还用得起吗?
针对这一问题,有必要探索农民“用得起”的智慧化生产方式。
陈明云告诉记(jì)者(zhě),虽然采蘑菇(gū)的依旧是老阿姨,但生产效率(lǜ)已经是两年前的30多倍,人工成本却减少了10多倍(bèi),因为(wéi)他有了新菇房、用了新的种植方式。
走(zǒu)进陈明云的(de)新菇房,灯光明(míng)亮,一排排不锈钢架(jià)子上,是(shì)密密匝匝的(de)白蘑菇。两三个老(lǎo)阿姨正站在升降梯上采蘑(mó)菇。
工厂(chǎng)式菇房
新菇房(fáng)旁(páng)是尚未拆除的(de)旧菇房,挡风保温用的塑(sù)料膜已经破损(sǔn)、支架歪斜。
已(yǐ)经废弃的(de)传统菇房
对(duì)比鲜明的(de)还有(yǒu)种(zhǒng)植方式。以(yǐ)前种菇,陈明云(yún)要自己准备原料自然发酵成基料,再通过人工上料、播种,在自(zì)然条件下种(zhǒng)植,最后找(zhǎo)人采收,全程靠经验,靠(kào)天吃饭(fàn)。现在,菇房通过电脑和物联网实现自动化操作,一部手机能(néng)查看温度、湿度、二(èr)氧化(huà)碳浓度等(děng)与蘑(mó)菇生长密(mì)切相(xiàng)关的(de)指标并远程操控。基(jī)质来自廊(láng)下镇农业带头企(qǐ)业(yè)上海联中食用菌合作社,蘑菇种子和生长需(xū)要的营(yíng)养全部在基料里,通过全自动上料机,把基料和覆(fù)土均匀铺在菇房的架子(zǐ)上,保持合(hé)适的温度湿度,17天就能开始采收蘑菇。
“这几乎是‘傻(shǎ)瓜式(shì)种(zhǒng)菇’。”陈明云说(shuō),种菇简单(dān)了,收入却(què)显著增加(jiā):以前一个菇房一年种一茬蘑菇,每平方米(mǐ)年产量不到10千(qiān)克;使(shǐ)用新(xīn)菇房和三次发酵基(jī)料种菇,一年可以种10茬,每茬每(měi)平方米产量达33千克。虽然采收期仍(réng)旧需(xū)要人工,但在育种期和生长期,基本实现了无人化管理。
新种植技(jì)术背后,是(shì)当地政府、农业(yè)龙头企业和农(nóng)业科研院所的共同努力。联中食用菌(jun1)在(zài)上海市(shì)农业科学院(yuàn)指导下,研究出了蘑菇堆料(liào)发酵技术和配套(tào)的菇房。通俗(sú)地(dì)说,就是3吨秸秆(gǎn)加2吨鸡(jī)粪便,经(jīng)过特定温(wēn)度湿度发酵后,形成蘑菇基料,蘑菇(gū)种子也在基料中完成发菌,菇农(nóng)把基料运回家(jiā),在合适的温(wēn)度(dù)湿度环境中(zhōng),蘑菇就(jiù)能(néng)长。这种蘑(mó)菇被戏(xì)称为“三五牌”:菇房一次(cì)性(xìng)改造大约(yuē)500万元,年产(chǎn)蘑菇500万元,年净(jìng)收入50万元。
“傻瓜式种(zhǒng)菇”一(yī)年可产10茬,单茬产量是原(yuán)先的3倍
在廊下镇(zhèn),农民通过政府支持和(hé)补贴(tiē),大约花150万元能种上“三五牌”蘑(mó)菇,如果(guǒ)不(bú)出意外,三年即可收回投资。陈明云(yún)确(què)认了这点,“按照现(xiàn)在的(de)种植成果,三年(nián)回本没问题,之后的(de)日子(zǐ)就越来越好。”他说,当地(dì)已有5名(míng)种菇大(dà)户开(kāi)始种(zhǒng)“三五牌”蘑菇,其余农(nóng)民也很心动,“因为这是(shì)农民负担得起的新技术。”
“我们也在研究蘑菇的机械化采摘,进一步降低种蘑菇的人(rén)工成本。”市(shì)农(nóng)科院食用菌研究所研究员鲍大鹏说,蘑(mó)菇(gū)长得很密(mì),机械采摘容(róng)易破坏蘑菇(gū)“品相”,会影响后(hòu)期销(xiāo)售,“所以我(wǒ)们希(xī)望培养出长势更一致的蘑(mó)菇,为机械(xiè)化采摘打基础,最(zuì)终告别‘采蘑菇(gū)的(de)老阿姨’。”
“少了少(shǎo)了多(duō)了多”的问题怎么破?
整(zhěng)体而言,农民(mín)和农(nóng)业企(qǐ)业对“机器换人”都很支持,认为能有效(xiào)降低生产成本。而在农业龙(lóng)头企业和农(nóng)科专家眼(yǎn)里,“机(jī)器换人”还能(néng)解决传统农业“少了少了,多了多(duō)了”的问(wèn)题(tí)。
所谓“少(shǎo)了少多了多”,说的是因为需求(qiú)难以及时准(zhǔn)确传递(dì)到生产端,农(nóng)产(chǎn)品的供需(xū)波(bō)动:市场(chǎng)对(duì)某种农产品(pǐn)需求大,却因农业(yè)生(shēng)产跟不上,出(chū)现供不应求的局面;等到农民发现市场有需求、大规模生(shēng)产后,又出现供(gòng)大于求的现象。要(yào)解决这个问题(tí),需要(yào)进行(háng)农业生产供(gòng)给(gěi)侧结(jié)构性改革,“机器换人”也是(shì)思路之一。
多个智慧生产基地的负责(zé)人表示,“机器换人”和“无人农场(chǎng)”背后都是(shì)数字农业,离不开物联网、大数据(jù)、人(rén)工智能(néng)等新技(jì)术(shù)。这(zhè)些技(jì)术能(néng)准确(què)监测农业生(shēng)产(chǎn)趋势,并将市场需求与生(shēng)产结(jié)合(hé)起(qǐ)来,有的(de)放矢地支持农(nóng)业。
无人农场要实现不同机械(xiè)之(zhī)间的协同作业
嘉定无人农场的升级(jí)版(bǎn)本就是数字农场。张旭介(jiè)绍说(shuō),要在无人作业的基础上,实现水稻(dào)耕、种(zhǒng)、管(guǎn)、收等生产全过程数字化,将所有农机(jī)的作(zuò)业监测、生态循(xún)环监测(cè)、土(tǔ)壤肥力监测、作物长(zhǎng)势监测、年(nián)度作(zuò)业统计分(fèn)析决策等数据(jù)收(shōu)集起来,形成(chéng)一套完(wán)备的(de)大数据分析决策系(xì)统,作为下一年(nián)农业生产的重(chóng)要参考(kǎo)。
在清美张家桥(qiáo)基地,有一间几乎没有(yǒu)装修的(de)会议室(shì),但(dàn)占据一整堵墙的(de)显示屏非常显眼。这是清美对数字农(nóng)场(chǎng)的探索成果之一:智慧农业平台。
一(yī)台手机即可随时查看农场的各个角落和蔬菜长势(shì)
李立(lì)点(diǎn)点与平台连(lián)接的(de)手(shǒu)机,显示屏上显示出基(jī)地不同温(wēn)室中不同地(dì)块(kuài)的温(wēn)度、湿度、菜苗长(zhǎng)势。选取(qǔ)对应的蔬菜种类,基于人工智能技术,系统会自(zì)动(dòng)判断(duàn)菜苗的长势(shì)是否(fǒu)正常、生长(zhǎng)环境是否需要调(diào)整(zhěng)。这(zhè)个智慧农业平台(tái)还可远(yuǎn)程控制大棚(péng)内的(de)施肥、施药、灌溉等作业环节,并把(bǎ)所有数据都记(jì)录(lù)下来,形成农业生产大(dà)数据。
有了(le)基于一(yī)线生(shēng)产的(de)数据,既(jì)有助于完(wán)善“机器(qì)换人(rén)”,又能形成大数据经(jīng)验,推动非标准化农产品(pǐn)的标准化生产。
他举例(lì)说:“以前判断蔬菜‘老’或‘嫩’,靠人的(de)经验。但我(wǒ)们通(tōng)过(guò)膳食纤维仪,把‘老’‘嫩(nèn)’数据化,再通过数字农场对农产品的监测,预(yù)测蔬菜长势,在(zài)蔬菜口感(gǎn)最好的(de)时候采摘(zhāi)。还有,芹(qín)菜、香菜(cài)等蔬菜(cài)有特殊味道,我们(men)用调制香水使用的‘电子(zǐ)鼻’测出数据,进行统计分析后,也(yě)与数字(zì)农(nóng)场(chǎng)相结(jié)合,用数字(zì)技术指导我们种出(chū)味道(dào)最好(hǎo)的芹菜、香菜。”
基地(dì)安装了各(gè)种探头,以捕捉生产(chǎn)一线数据
为了(le)实现(xiàn)这一目标,清(qīng)美与市农科(kē)院合作(zuò)建立(lì)了上海唯一的以(yǐ)产业化为核心的(de)现(xiàn)代(dài)农业(yè)产业(yè)研究院,计划今年在上海(hǎi)打造1万亩数字农场,把这些数字化探索形成体系,推广复制到其他地区。
看来,推广“机(jī)器(qì)换人”不(bú)仅仅要把农民从劳动中解放出(chū)来,更将利用数字技术,让农业(yè)生产更好(hǎo)地(dì)服务市(shì)场需求。