针对果园生产过程中存在的用工成本高、劳动效率低、作业强度大、装备水平低等突出问题,通过人工智能、互联网、物联网、云计算、大数据、智能机器人、区块链等技术手段与先进种植模式深度融合,创建了中以智慧果园新模式,实现了智慧果园“生产过程数字化”、“决策过程智能化”、”水肥药喷施精准化“和“种植过程无人化”,形成可复制、可推广、普适性的“智慧果园”整体解决方案,并进行了示范推广。以“智慧果园”带动了苹果产业转型升级。
一、生产过程数字化
建立矮砧宽行密植栽培规范、果园测绘、果树植保、气候监测,到产量预估、病虫害预判,以及果园地理信息、权属信息的大数据管理系统。
实现了苹果生长期的土、肥、水、病详实数据记录以及周期性果树生长管理数据全面采集,通过果园二维码实现全程可追溯管理,随时查询每一次施肥、用药的使用时间、用量,确保食品的安全。
二、决策过程智能化
基于实时、动态的农业物联网感知系统(各类传感器、气象站、土壤墒情监测站等),对气象、水、土壤实现快速、多维、多尺度的果园信息实时监测。智能AI视频采集与分析系统实现了果树栽植、生长到开花结果的全程管理细节。基于作物物侯期模型,重构农事作业服务周期图谱,实现基于大数据的预警,分析,指导和决策,通过事件及自动推送,帮助技术人员更精准的进行任务布置和执行,实现了灾害/病虫害的提前预警,农事作业科学执行。帮助果农提高管理效率,实现了增产和降成本、产业提质升级。
本项目通过总面积300亩,两个泵房,分为一个阳光大棚,一个联动大棚,55个薄膜大棚,2个泵房分别安装了智能水肥一体化设备,自动灌溉设备,数据采集设备,全自动砂石过滤器+自动叠片过滤器、远程水肥一体化控制2套。恒压变频柜2套、气象站1套、多合一传感器(温度、湿度、光照、二氧化碳等),无线灌溉电磁阀48套,来实现轮灌或手机、电脑远程控制。
三、水肥药喷施精准化
引进和创新以色列水肥一体化技术,在大数据信息与种植专家知识系统基础上可远程、可自动、也可手动开启管理设备进行调控。实现了果园的智能灌溉、智能施肥等自动控制与精准喷施。根据果园病虫害遥感信息,指导喷药机器人智能精准施药。实现了水肥药大幅减施、保护了生态环境。
四、种植过程无人化
园区内的农事生产操作通过在指挥控制中心发布无线指令,实现水肥一体化装备自动化作业、智能农业机器人按规划路径自主导航,完成果园水肥药喷施、旋耕、割草、开沟施肥等植保与作业功能。成功实现园区内人、物、信息的全面感知和互联互通,创新“手机种地”新模式。
通过智慧果园云平台管理系统以及水肥一体化技术、物联网技术、智能机器人、人工智能、大数据等技术集成与应用,种植节水40%以上、化肥施用量减少60%以上,果园劳动成本、劳动强度降低80%,减少化学农药用量30%以上,提高优质商品果率5%以上,增加纯收入5-10%,经济效益十分显著,真正实现增产提效。同时较好地维护了果园固有的稳定生态系统,促进“生态果园”建设,生态效益也十分显著。该项目管理可实现安全可预警、源头可追溯、流向可追踪、信息可查询、责任可认定、产品可召回的功能。全面推动了果苗研发、种植基地、观光采摘、冷藏储运、电子商务、社会化服务业全产业链条发展。复制推广智慧果园15000亩,示范带动智慧果园35000亩,培育手机种植人员100人,带动周边经济增加3000万元。