農(nóng)業(yè)，是社會(huì)很少有人關(guān)注的領(lǐng)域。在當(dāng)今科技高速發(fā)展的社會(huì)，我們都將眼光投向了“高科技”“互聯(lián)網(wǎng)”“AI”等智能領(lǐng)域，似乎和農(nóng)業(yè)的關(guān)系不大。也正是因?yàn)槿绱耍覈?guó)的農(nóng)業(yè)方式一直以“千百年來(lái)的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)”為主。中國(guó)有960萬(wàn)平方公里，日本陸地面積為37.8萬(wàn)平方公里；中國(guó)大約有13億人口，日本大約1.3億人口。單單的從人口與土地面積比來(lái)看，我國(guó)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)日本。換句話(huà)說(shuō)，日本能夠生產(chǎn)出供全日本1.3億人的食量，已經(jīng)是一個(gè)十分艱難的事情了。在國(guó)際貿(mào)易不盛行的古代，日本可是年年缺糧的狀態(tài)。加上山地丘陵眾多，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到很大的限制。

圖1

日本是世界上較大的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口國(guó)家之一，但是俗話(huà)講：兵馬未動(dòng)，糧草先行。農(nóng)產(chǎn)品雖然目前在人們心中的地位有些下降，可是其“戰(zhàn)略物資”的地位并未動(dòng)搖。日本同樣認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，上圖是日本農(nóng)林水產(chǎn)省發(fā)布的資料，從上圖我們可以看出，在熱量（日本按照卡路里和生產(chǎn)額來(lái)劃分自給率）方面，日本的自給率達(dá)到了97%，蔬菜達(dá)到了75%，魚(yú)類(lèi)是59%。

圖2

我們?cè)倏匆粋€(gè)“綜合供給率”的資料，上圖是日本從1965年到未來(lái)的2025年的自給率推移。

• 生產(chǎn)金額來(lái)看，日本自給率是比較高的，能夠達(dá)到66%左右。這個(gè)數(shù)據(jù)就說(shuō)明：日本產(chǎn)的農(nóng)作物價(jià)格貴，金額大；

• 主食用農(nóng)作物自給率來(lái)看，近年日本保持在60%左右；

• 熱量自給率來(lái)看，日本保持在38%左右；

結(jié)合上面兩數(shù)據(jù)，我們可以明確的看出：日本雖然在整體上未能夠達(dá)到100%自主供給的程度，可是在個(gè)別項(xiàng)目比如大米上，有能力滿(mǎn)足自給自足。日本食糧自給率目標(biāo)是“努力達(dá)成主要品目”的自給，其余品目可以進(jìn)口。這點(diǎn)深刻的影響著日本農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)，比如蔬菜，在日本的超市能夠看到很多外國(guó)進(jìn)口的蔬菜，但是鮮有見(jiàn)到日本銷(xiāo)售外國(guó)的大米。除了政策調(diào)控以外，還有“自給率”的原因。

圖3

討論日本的農(nóng)業(yè)之前，不得不說(shuō)一個(gè)老生常談的話(huà)題，那就是老齡化。日本古代，同樣受到中華文化的影響，自古就是“小農(nóng)經(jīng)濟(jì)”，只不過(guò)這個(gè)形式在近代逐漸發(fā)生了轉(zhuǎn)變而已。日本雖然面積很小，卻是實(shí)實(shí)在在的“農(nóng)業(yè)大國(guó)”，排名世界第5位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，日本農(nóng)業(yè)人口大約有418.6萬(wàn)人，其基數(shù)不少，可是其中43.5%的人都是65歲以上的老齡化人口，并且未滿(mǎn)35歲的青壯年人口不足5%。日本農(nóng)業(yè)人口平均年齡為68.5歲，可以想象，這些年近70歲的日本人，一生都在從事農(nóng)業(yè)。

日本農(nóng)業(yè)面臨著“后繼無(wú)人”的困境，日本早在上個(gè)世紀(jì)就完成了城市化，農(nóng)業(yè)區(qū)域與城市區(qū)域劃分明確，但是依然不可避免的就是“工作方式”的轉(zhuǎn)變。年輕人逐漸向“東京、阪神”地區(qū)集結(jié)，也就造就日本“城市一極化”現(xiàn)象。最近很多人都在說(shuō)，日本某些地區(qū)出現(xiàn)了空房子“0”元賣(mài)的事情，這背后的原因就是，當(dāng)?shù)卣胍嗄贻p人回來(lái)！

在圖2中，我們可以看到，日本提出了2025年的自給率目標(biāo)，生產(chǎn)金額提升到73%，熱量自給率提升到45%。那么問(wèn)題就來(lái)了，日本如何在老齡化社會(huì)中提升糧食自給率呢？日本政府與民間機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)多年的探索，找到了一條“可行”的道路，那就是：智能農(nóng)業(yè)！

智能農(nóng)業(yè)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用機(jī)器人技術(shù)，活用ICT，實(shí)現(xiàn)省力、高品質(zhì)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)方式。這種方式是日本政府大力推行，且舉全國(guó)高科技之力發(fā)展的農(nóng)業(yè)形式，日本早在21世紀(jì)初就已經(jīng)開(kāi)始布局，主要目的就是為了解決勞動(dòng)力不足的問(wèn)題！我看過(guò)許多關(guān)于日本推行“智能農(nóng)業(yè)”的事跡，主要總結(jié)了下面5點(diǎn)：

• 實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、超省人力生產(chǎn)

智能農(nóng)業(yè)的首要目的就是解決人手不足的問(wèn)題，所有的操作程序都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，帶動(dòng)生產(chǎn)力的提升。比如自動(dòng)駕駛的拖拉機(jī)以及其他農(nóng)機(jī)設(shè)備，可以代替農(nóng)戶(hù)進(jìn)行種植園內(nèi)的監(jiān)視，可以實(shí)現(xiàn)以最小的人力進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)和管理。

• 提升農(nóng)作物的品質(zhì)與產(chǎn)量

農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，是隨著天氣條件變化而變化的，現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是完全靠著“老天”吃飯。中國(guó)有句俗話(huà)說(shuō)：種田不用學(xué)，別人咋做我咋做。言外之意就是，憑借著經(jīng)驗(yàn)種田。但是，隨著日本老齡化原因，沒(méi)有人在愿意“繼承”這些“經(jīng)驗(yàn)”。智能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，可以通過(guò)各種傳感器來(lái)提取農(nóng)地、農(nóng)作物的數(shù)據(jù)并進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，用大數(shù)據(jù)來(lái)“以最適當(dāng)”的方式管理農(nóng)場(chǎng)。比如從土壤中提取水分、農(nóng)藥以及肥料成分的數(shù)據(jù)，結(jié)合農(nóng)作物的生產(chǎn)情況來(lái)分析是否需要施肥或者噴灑農(nóng)藥等。

• 從危險(xiǎn)、勞累的工作中解放

農(nóng)業(yè)勞動(dòng)，是一項(xiàng)“體力勞動(dòng)”，不僅會(huì)對(duì)肉體造成很大的負(fù)擔(dān)，同樣會(huì)有受傷的風(fēng)險(xiǎn)。特別是日本，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者多是老人，風(fēng)險(xiǎn)程度會(huì)提高。日本開(kāi)發(fā)有“可穿戴的輔助設(shè)備”，穿戴以后可以減輕身體負(fù)擔(dān)；或者通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行操作危險(xiǎn)的，有可能對(duì)人體造成傷害的農(nóng)業(yè)工作，比如農(nóng)藥噴灑等。

• 容易實(shí)現(xiàn)的農(nóng)業(yè)形式

利用IoT設(shè)備，可以取得目前為止沒(méi)有做過(guò)具體分析的農(nóng)作物數(shù)據(jù)，將“經(jīng)驗(yàn)”轉(zhuǎn)換為“數(shù)據(jù)”，使人一目了然，能夠讓更多的人簡(jiǎn)單的培育出不遜色于農(nóng)業(yè)達(dá)人的農(nóng)產(chǎn)品。

• 讓消費(fèi)者感到安心

以往的農(nóng)業(yè)方式，缺乏“透明性”。雖然日本農(nóng)業(yè)追溯系統(tǒng)已經(jīng)十分完善，但是農(nóng)作物生長(zhǎng)中的數(shù)據(jù)依然無(wú)法查看。從“安全性”方面來(lái)考慮，還是有不足的。通過(guò)智能農(nóng)業(yè)，消費(fèi)者可以看到生產(chǎn)過(guò)程中農(nóng)作物的詳細(xì)情況。

位于日本宮城縣東松島市的某農(nóng)場(chǎng)，經(jīng)營(yíng)有40公頃水稻、51公頃大豆、30公頃大/小麥、6公頃蔬菜類(lèi)。管理這個(gè)大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)的只有9名日本人，農(nóng)忙時(shí)節(jié)會(huì)追加4名臨時(shí)工。采用農(nóng)場(chǎng)管理系統(tǒng)，可以詳細(xì)的記錄各個(gè)區(qū)域的生產(chǎn)情況、作業(yè)履歷、農(nóng)藥的使用情況。具體介紹如下：

• KSAS系統(tǒng)

  

KSAS系統(tǒng)

通過(guò)手機(jī)以及電腦，可以對(duì)農(nóng)場(chǎng)管理、肥料情況、收割作業(yè)計(jì)劃、作業(yè)記錄以及現(xiàn)在進(jìn)展?fàn)顩r等方面進(jìn)行實(shí)時(shí)的確認(rèn)。也可以與農(nóng)業(yè)機(jī)械聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)提供機(jī)械的“診斷報(bào)告”，可以隨時(shí)確認(rèn)農(nóng)機(jī)工作是否正常，還可定位農(nóng)機(jī)的位置。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)是“集合”的存在，通過(guò)云端對(duì)各個(gè)方面進(jìn)行監(jiān)控。

• 稻田傳感器（Paddy Watch）

稻田傳感器，又稱(chēng)為Paddy Watch。將這種設(shè)備放置在稻田之中，可以隨時(shí)監(jiān)控水位、水溫、土壤溫度、空氣濕度與溫度等多方面的信息。可以大幅度減少稻田巡回人員的工作，并且可以根據(jù)生長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)水的深淺。

• 智能WEB攝像頭

遠(yuǎn)距離IP攝像頭與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攝像頭不同，日本導(dǎo)入的這款攝像頭是采用手機(jī)3/4G信號(hào)進(jìn)行發(fā)信，可以完全無(wú)線(xiàn)的取得圖像。但是，如果只是將它認(rèn)為是一個(gè)攝像頭，那么就大錯(cuò)特錯(cuò)了。日本人開(kāi)發(fā)的這套系統(tǒng)，配合了許多傳感器一同使用，可以采集溫濕度、大氣壓、日照、碳酸、水位、放射性等各種情報(bào)。

• 智能收割機(jī)

傳統(tǒng)的收割機(jī)只是具有“收割”功能，這家農(nóng)場(chǎng)導(dǎo)入的收割機(jī)不僅僅具有收割功能，而且能夠自動(dòng)檢測(cè)收割農(nóng)作物的蛋白質(zhì)比例和收貨量（包括每粒農(nóng)作物的質(zhì)量）。講這些數(shù)據(jù)和土壤的診斷結(jié)果相匹配，可以對(duì)“科學(xué)施肥”進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。市場(chǎng)方面，可以將不同蛋白質(zhì)的農(nóng)作物進(jìn)行區(qū)分銷(xiāo)售，將附加值提升至最高。

• GNSS系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)）

農(nóng)機(jī)畫(huà)面

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，GNSS系統(tǒng)可以理解為定位系統(tǒng)。近年，日本農(nóng)業(yè)定位系統(tǒng)發(fā)展較為迅速，導(dǎo)入這套系統(tǒng)可以配合農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行農(nóng)機(jī)導(dǎo)航。特別是在大范圍的稻田進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，容易失去方向和位置，而搭配這套系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)可以通過(guò)畫(huà)面事實(shí)傳送位置信息。日本可以修正GPS信號(hào)，從而達(dá)到更高精度定位的系統(tǒng)，水平精度可以達(dá)到2~3cm。稻作物種植時(shí)，保持均勻度十分重要，這套系統(tǒng)讓我吃驚之處是，可以將垂直精度控制在±3cm以?xún)?nèi)！

• 無(wú)人機(jī)的利用

利用無(wú)人機(jī)，進(jìn)行農(nóng)業(yè)噴灑，在我國(guó)已經(jīng)十分成熟了。日本將無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的作用分為三類(lèi)：

1. 拍攝：觀(guān)察農(nóng)場(chǎng)整體情況

2. 替代人工：施肥、灑農(nóng)藥、播種等

3. 收集情報(bào)：通過(guò)圖像進(jìn)行分析農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況、昆蟲(chóng)情況等

無(wú)人機(jī)不僅可以搭載傳統(tǒng)的可見(jiàn)光攝像頭，同樣也可以搭載紅外光等攝像頭，進(jìn)行夜間巡邏以及生態(tài)確認(rèn)。上圖是對(duì)植生化指數(shù)的監(jiān)控，在不同的時(shí)期植物的生長(zhǎng)情況不同。

上文介紹的例子只是在日本農(nóng)場(chǎng)中運(yùn)用的例子之一，在園藝、果園以及畜產(chǎn)等方面也有諸多的運(yùn)用。比如在果園中，日本最新開(kāi)發(fā)的自動(dòng)采摘設(shè)備十分亮眼；畜產(chǎn)方面，自動(dòng)給食、自動(dòng)換氣、自動(dòng)榨乳系統(tǒng)等已經(jīng)逐步推廣。日本一個(gè)島國(guó)，在市場(chǎng)有限的情況下，能夠?qū)⑥r(nóng)業(yè)技術(shù)和設(shè)備發(fā)展成一種產(chǎn)業(yè)，實(shí)屬不易。但是反過(guò)來(lái)想一想在國(guó)內(nèi)我所見(jiàn)到的農(nóng)業(yè)基地，與日本相比，當(dāng)真有許多不足。正視差距，才能夠“查漏補(bǔ)缺”，正所謂“不怕差距，只怕不正視差距”。

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