物聯網發展還處于初級階段，農業物聯網不僅受制于整個物聯網行業的發展，而且由于農業環境的復雜性，面臨自身特有的困境。
近幾年，物聯網如旋風一般席卷了各行各業。農業也不例外，物聯網技術開始在全國多個地區推廣運用，掀起智能養殖和智能種地的新潮。
截至目前，中國國際物聯網大會已成功召開第五屆。然而有關專家指出，中國物聯網行業整體上仍處于初級階段，需求也剛剛起步，產業核心技術尚未突破，商業模式不夠清晰，各地在建設上存在重復投入、無序發展的問題。
很顯然，農業物聯網不僅受制于整個物聯網行業的發展，而且由于農業環境的復雜性，也面臨自身特有的困境。
從概念到推廣運用
不過短短幾年，農業物聯網的發展勢頭卻頗為引人注目。
浙江托普儀器有限公司（下稱托普公司）市場部的蘆經理告訴記者，公司從2004年開始做農業檢測儀器，2010年在此基礎上推出物聯網，目前已廣泛應用于種植業、水產養殖、智能監控、食品安全溯源等方面。
“物聯網是一種技術和方式，具體的用處很多。托普公司在溫室種植和大田種植物聯網應用上都做了很多工作，2014年長春農博園開園展出的大棚物聯網應用就是托普公司負責的。”蘆經理介紹說，從大棚里生產出來的蔬菜運送到上海虹橋，消費者通過物聯網平臺，就能在屏幕上了解種植的情況。
“我們的產品已經在全國20多個省推廣，共有300多個物聯網項目投入應用。”托普公司副總經理朱旭華表示，農業部相關部門也非常關注農業信息化與基層農機推廣，今年7月曾前往托普公司進行考察。
實際上，近幾年成立了不少類似托普公司這樣的企業。據國家農業信息化工程技術研究中心農業自動化部主任研究員鄭文剛估計，全國從事農業物聯網的公司少說有三五百家。
“國家從2009年出臺物聯網政策后，農業物聯網發展的勢頭還是不錯的。”鄭文剛對《中國科學報》記者表示，目前全國很多省都在大力推廣農業物聯網技術，在北京地區，物聯網技術在大興和通州等地的設施農業中已經成功應用多年，在果園、綠地中的應用也已比較成熟。
在國家和地方財政的扶助下，農業物聯網示范基地在全國各地落地開花。
2011年，農業部發布《全國農業農村信息化發展“十二五”規劃》，并與發改委、財政部組織實施了黑龍江大田生產、北京市設施農業、江蘇無錫養殖業三大國家級物聯網應用示范工程。2013年，農業部選擇有一定工作基礎的天津、上海、安徽三省市率先開展試點試驗工作，并認定40家農業農村信息化示范基地。
“東北黑龍江以大型種植業為主，北京以設施蔬菜花卉為主，天津以水產養殖為主，上海以物流為主，安徽以大田生產為主。”中國農業大學信息與電氣工程學院教授李道亮對《中國科學報》記者表示，“這些試點項目開展了大量的嘗試。物聯網技術不是炒概念。成功與失敗的根本在于能否解決老百姓的實際問題，成本與產出是否對等。”
鄭文剛也指出，成本問題是農業物聯網推廣中面臨的主要困難。“農產品附加值低，另外老百姓對物聯網也需要一個認知過程。”
“前兩年是對概念整體認識的提高，這兩年已經認識農業物聯網的概念，因為一次性投入較大，農業物聯網比較適用于規模大的農場，農戶還不太適應，不過這也是一個階段。”蘆經理表示。
水產養殖與種植業中優勢明顯
農業物聯網能不能順利走進“農家”，關鍵還在于能否為老百姓帶來便利和實惠。2010年，中國農業大學與江蘇省宜興市農林部門合作建立江蘇省首個物聯網水產養殖基地，目前已卓有成效。
“宜興的物聯網水產養殖為什么做得好？因為它具有便利性。”李道亮總結了幾點：第一是解決了勞動強度問題。螃蟹脫殼時不能動，如果缺氧就必死無疑，而夏天最缺氧的時候是在凌晨兩點到五點，有了物聯網，在手機上即可實時知道池塘的情況，不用起床巡塘了。
第二是比較便利。發現缺氧后，在手機上按鍵就能開通氧氣泵。“物聯網提供了一種手段。過去靠經驗，有經驗的農民才能養好螃蟹。現在靠數字，只要手機在手，物聯網信息都在上面。”
另外，可以適當增加養殖密度。以前的增氧方式是缺氧時再增，實際上已經對螃蟹造成了損害。現在改變了增氧模式，提前采取防護措施。氧的溶解度在下午兩三點鐘達到最高，在溶解度最好的時候通過循環讓水的中下游溶解氧達到飽和，就相當于白天儲存了大量氧氣，晚上氧氣溶解度最低時就不至于太低。
李道亮補充說，增氧后水中有毒物質也會分解，螃蟹不會發病，食欲也會增加。在使用物聯網技術后，明顯發現蟹農使用的飼料量增加，螃蟹的規格也增大了。
“養殖模式的變革、效益的增加確實給老百姓帶來了實惠。”李道亮說，“現在再讓老百姓回到4年以前，他們就回不去了。就算讓他們花錢，他們也愿意安裝。”
物聯網在種植業上的應用雖然不如養殖業，但也不乏好的例子。鄭文剛介紹說，比如，北京大興區采育鎮的物聯網示范基地有幾百畝地，主要種植鮮切花出口到日本。溫室對溫度的要求比較苛刻，在辦公室通過物聯網監測可以查看溫度是否達標，同時日本的采購商在網上就能通過物聯網平臺了解整個過程是否違規。
傳感技術和農業決策模型待加強
從各方面來看，國內農業物聯網行業尚處于起步階段。企業和科研院所的專家們雖然一致認同這一點，但側重點卻各不一樣。
托普公司市場部經理表示，目前硬件上已經很完善，公司研發以軟件為主。
而李道亮認為，國內農業模型的積累不足，加上國內農業生產不能實現完全的控制，雖然國內與國外在軟件技術上差距并不大，但在軟件系統應用上也同硬件一樣，與國外存在較大差距。“我們的理念不比國外差，但是我們的工業制造業在材料、工藝、制造等方面整體上比較弱。我們與福建上潤精密儀器公司合作，就是因為他們能制造出精密的農業傳感器。”
以前水下傳感器多用于環保行業，在養殖行業用得很少。李道亮指出，環保可以高成本，而農業不能高成本。“提高性能、降低成本，這是永遠追求的目標。”
“國內在感知技術的研究和制造工藝上，與國外都有較大的差距。農業環境比較惡劣，高溫、高濕。在野外還有雷擊、降雨，對傳感器的要求比較苛刻。所以，以前在工業上運用很成熟的傳感器在農業上不能直接拿來應用。”鄭文剛表示，需要加強相關研究，比如抗雷擊性能、耐高溫高濕性能和穩定性的研究。
“國內外在決策模型上差距更大。比如荷蘭的溫室生產管理是全自動化的，完全不需要人工干預，而國內目前還達不到。”鄭文剛分析，與種植業相比，養殖業收益較高，投入較大，自動化程度相對較高。
鄭文剛認為，農業決策模型是重點。“由于前期基礎比較薄弱，目前的研究以傳感器的感知技術為主，在農業決策模型這方面還不成熟。現在只是把數據獲取回來了，但下一步怎么分析、應用，還需要進一步研究。比如病蟲害預測模型、水肥一體化實施模型、灌溉節水模型，決策模型技術要進一步做好，只有這樣才能真正給老百姓帶來實惠。”
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