流水線上的農民：我在工廠種蔬菜
農業領域的數字化，前幾年如同一片荒原，艱難與空曠。最近，我們才看到它冒出了點點新綠。利用農業高新技術和數字化技術「讓農業增效、農民增收」，正在成為社會共識。
在技術創新方面，阿里雲將支持農業科學家激活農業大數據，幫助農業生產者精準規劃管理，提高農戶的生產效益和資源利用率；在業務創新方面，阿里雲將推動13個涉農業務，對接農業科學家的全產業鏈創新系統，用數字化打通「研—產—供—銷—服」全鏈路。
—— 李津
阿里巴巴集團副總裁
阿里雲智能全球技術服務部總經理
山東壽光，中國冬暖式蔬菜大棚的發源地
目力所及皆是密密匝匝的蔬菜大棚，而這裡也正被數字化浪潮改造着
特殊的農民
朝八晚五，一周休一天，手機幾乎不離手——27歲的李晨，看起來每天上着跟其他年輕人差不多的「班」。
不過，當親朋好友詢問他的具體工作，得到「用機械人種菜」的答覆時，人們多少有些詫異。大家都知道，這個土生土長的壽光小伙兒曾經在青島上大學，學的是土木工程，畢業後入職當地的國有企業港投控股集團，吃的是「國企飯」，沒想到他竟然在種菜，更難以想像的是，有「機械人」幫他種菜。
在壽光，年輕人種菜並非稀奇事，因為這裡是全國聞名的蔬菜之鄉，蔬菜是當地的支柱產業，從業者眾多。
有人曾在衛星地圖上監測壽光蔬菜大棚的數量，一共有231764個，密密麻麻排列在壽光60公里長、48公里寬的土地上。2019年，壽光市蔬菜瓜果總產量超過500萬噸。
對於這裡的農民來說，種菜的收入相當可觀。據統計，2018年壽光農民人均可支配收入為20627元，而全國農民人均可支配收入只有14617元。近幾年來，更是陸續有在外工作的80後、90後返鄉種菜，他們大多以家庭為單位種植大棚蔬菜，自負盈虧。
但李晨與他們不一樣。他種菜的「大棚」並不屬於個人，而是由港投控股集團與阿里雲共同建設的。它有一個工業調性、科技感很強的名字——壽光阿里數字化蔬菜工廠。
僅僅是外觀，就讓前來參觀的農民羨慕不已：棚區呈現如同電影里高科技實驗室般的畫面，安靜整潔、明亮乾淨，這裡沒有泥土，溫度、濕度、光照、空氣均保持着讓人舒適的參數。而在傳統的大棚中，人們需要忍受悶熱、泥濘、潮濕等各種不適。
更讓農民們驚訝的是，李晨的農具里不僅沒有鋤頭、鐮刀等，甚至連大多數農活也無須自己動手。他只要在手機上劃拉劃拉，就能夠指揮機器完成移栽、採收等工作。他從來不用看老天臉色，只需用手機控制溫度、濕度參數，也不用操心風災、雪災、蟲害。他甚至並不羨慕那些比他收入高的同學：「因為他們付出的遠遠超過我，以我所付出的勞動力來看，薪水的性價比還是很高的。
李晨在壽光農村長大，自小家裡人就種植大棚蔬菜，他見過種大棚蔬菜的各種辛勞：冬天下雪得半夜去掃雪，遇雪災時需要用人力撐住菜棚以免垮塌；夏天，一場水災可以在頃刻間毀掉一家人半年的心血；為了搶摘大小尺寸最合適的黃瓜，農民們必須在凌晨一兩點起床，並在3個小時內完成全部採摘，因為過了清晨5點，黃瓜的個頭就會過大，賣不出「精品」的高價……總之，過程艱辛，且結果不可控。
壽光阿里數字化蔬菜工廠棚區內景，一改人們對蔬菜大棚的普遍印象
這裡乾淨、整潔，空氣中彌散着蔬菜的自然清香
根據傳感器數據自動調節的棚頂，控制着蔬菜所需的光照
棚內的蔬菜，正在好好地長大
蔬菜工廠採用水培蔬菜的方式，既保證了蔬菜生產的安全性，又保證了其穩定性
育苗室內，「機械手」正在將被篩選出的優質菜苗整齊地鋪進育苗格中
而現在，每天早晨8點半，李晨準時進棚，觀察蔬菜生長情況，然後回到辦公室寫工作日誌，記錄各種參數，也記下自己的思考。
有時，他會一個人安靜地坐在大棚里，看蔬菜無聲地茁壯成長，看陽光雨露灑落，這是中國大多數農民無法享受的「現世安穩，歲月靜好」。
而實現這一切的，正是數字化蔬菜工廠背後的物聯網技術，以及一系列自動化設備的使用。
酷炫「流水線」
這個數字化蔬菜工廠位於山東省壽光市田柳鎮，於2019年投入建設，包括數字化蔬菜工廠和數字化農業應用平台兩個項目。
項目中的300米無立柱溫室，是國內第一個利用冬暖式日光溫室打造的數字化蔬菜工廠示範項目。按照規劃，主要種植葉類蔬菜，品種可達到20餘種，年產量20餘噸。
2020年4月，項目一期正式投入使用。在進行市場調研及充分考慮技術上線情況後，生菜因市場需求大、重量尺寸適合大規模種植，成為首批種植品類。
工廠的集中控制站，相當於培育蔬菜的「大腦」，在裏面可以看到農場的品類分佈、種植點位及各種設備的運行情況。控制站通過監測溫度、濕度、光合作用輻射等實時情況，指揮對應的智能設備工作，從而提高了種植效率，也提升了生菜質量，降低了人力成本。
在育苗室，被篩選出的優質種子整齊地鋪在育苗格中，育苗員只需調整好育苗箱的參數即可。傳統的育苗極其依賴外界的光照和溫度，而這裡採用了仿日光燈技術為種子補光，並通過控制濕度、溫度等手段，將一個月的育苗時間縮短至兩周，提高了育苗效率。
幼苗長到四葉一心時，便被移栽至工廠。移栽具體流程為：移栽機根據設定好的參數指令，將育苗盤放置到AGV（自動導引）小車上，AGV小車再將育苗盤送至指定苗床，最後由推盤機將育苗盤推到種植床上。所有操作一氣呵成，無須人力。
接下來的30天成長期，只需兩名工作人員進行日常管理。
其中最重要的灌溉和施肥工作，通過水肥一體機實現，李晨只需在與設備連接的手機上設置營養液的EC（電導率）值、水的pH（酸鹼度）值及灌溉的頻次。
在傳統的種植方式中，肥料的濃度依靠農民的經驗把握，濃度高了會燒苗，低了營養不夠。但在阿里雲數字化蔬菜工廠里，肥料濃度能夠恰到好處，其他參數也可以達到適合蔬菜生長的最佳值。
那麼，溫度、濕度是如何實現自動化的呢？棚內裝有各種採集數據的傳感器，以及供工作人員監測的攝像頭。當溫度過高或者過低時，系統會有提示，並自動打開或者關閉棚頂的遮陽簾來降溫或升溫。
傳統種植最難解決的病害問題，在這裡也得到了完美解決。蔬菜工廠生產採用NFT（營養液膜）無土栽培方式，這意味着蔬菜生產過程與土壤和外界隔離。
蔬菜病害的主要因素在於重茬，即蔬菜在同一土壤中種了多次，這會導致一些病菌殘留在土地里，從而產生土傳病害，對蔬菜危害很大。水培蔬菜因水具有流動性，杜絕了土傳病害的傳播。此外，蔬菜工廠裝有臭氧發生器，對營養液進行消毒殺菌，還有一些輔助手段，比如在通風口安裝防蟲網，把蟲子隔絕在農場之外。在這樣一整套科學的控制體系下，蔬菜工廠幾乎可以做到零病害。
每一種蔬菜都有最適合生長的環境及水肥參數，傳統的種植方式只能依賴農民自身的經驗來把控，所以種植的成品往往良莠不齊。
在阿里雲數字化蔬菜工廠，一切都可以標準化。它的物聯網技術平台通過數據積累及算法挖掘，可以建立最適合作物生長的種植、環控、水肥等各種模型，從而實現標準化種植。
誰來種地，如何種地
「控制石油，就控制了所有國家；控制糧食，就控制了全人類。」如同美國前國務卿基辛格所言，糧食問題一直是全人類最關心的問題，上關政治權利的把控，下關普通百姓的腸胃。
但糧食問題也一直是世界難題，即便在大部分人口已經免於飢餓的今天，糧食也一直存在危機，首要問題便是供需矛盾突出。據聯合國糧農組織預測，到2050年全球人口將達到100億。也就是說，接下來30年，世界人口將增長約30%，糧食消耗將大幅增長。
而在中國，糧食供需的形勢尤為嚴峻。根據中國社會科學院農村發展研究所發佈的《中國農村發展報告2020》，到「十四五」期末（約2025年），我國可能出現1.3億噸左右的糧食缺口。
造成供需矛盾的因素主要有以下幾個方面：
首先，中國是人口大國，但耕地資源卻嚴重不足。中國需要用只佔世界7%的耕地，養活世界22%的人口。
其次，更為糟糕的是，農業勞動資源日益匱乏。目前農村老齡化日趨嚴重，據統計，中國農村勞動力平均年齡已經接近55歲。與此同時，農民種糧積極性下降，隨着中國城鎮化進程持續推進，農村人口大量湧入城市，80後不想種地，90後不懂種地，00後不問種地，已經成為當下農村的常態。
最後，「散戶多、看天吃飯」的小農經濟模式長期制約我們從農業大國走向農業強國。
那麼要實現自給自足、供需平衡，就必須在有限的耕地資源上提質增效。簡單來說，只要突破了「誰來種地，如何種地」兩大困境，一切就迎刃而解。
阿里雲數字化蔬菜工廠的誕生，為這兩個難題提供了解決方案，探索出了中國智慧農業發展的一條新路徑。
數字化蔬菜工廠首先解決了勞動力匱乏的問題。物聯網技術和自動化設備的結合，極大地降低了人力投入。
除了在育苗和採收期需要增派人手，蔬菜生長期內，只需兩個勞動力就可以管理一個大棚。用李晨的話來說：「只要有手機、有信號，隨時可以種菜。」這意味着它打破了時空的限制，一個勞動力甚至可以同時管理多個大棚。
零星的勞作者穿行在豐饒的數字化「田野」中
數字化蔬菜工廠在節省人力的同時，蔬菜年產量是傳統大棚的6倍另外，數字化蔬菜工廠舒適的環境，讓農業從內到外告別了傳統模式中農民的艱辛狀態，這對農民有着極強的吸引力。
更重要的是，蔬菜工廠產量喜人。現有的4000多平方米的機床可以種植36000棵蔬菜，它克服了季節性，每年可種植12～16茬，加上對病害的控制提升了良品率，蔬菜年產量可達到20噸，是傳統大棚產量的6倍。
這種流水線般的工業化模式，使得「讓農民成為有吸引力的職業，使農業成為有奔頭的產業」不再是一句空洞的口號，它以一種「肉眼可見」的速度變成現實。
而對於消費者來說，蔬菜的安全性將得到提升。物聯網技術在蔬菜工廠的運用，使得每一棵菜的種植和運輸全程透明化，意味着消費者可以對每一棵菜追根溯源。這不失為一種有效的監管。
數字化農業工廠的可行之策
這個「工廠種蔬菜」「農業商業化」的故事開篇，具備了「天時」「地利」要素。
當雙方在2019年攜手共建國內首個數字化蔬菜工廠時，農業科技已經站在風口。新技術能夠改變農業發展，已經得到市場普遍認可，各方資本對「智慧農業」青睞有加。據統計，早在2015年時，中國在農業領域的科技投資就已經高達46億美元。
地利方面，在國內可能很難找到比壽光更適合農業改革、推廣智慧農業的地方了。壽光的農業基礎雄厚，種植技術也走在全國前列。
早在30年前，壽光就結束了「靠天收」的局面，開了北方大棚種植反季節蔬菜的先河，「壽光冬暖式大棚」一度在全國推廣，當地可謂中國農業的「課代表」。在銷售方面，壽光是亞洲最大的蔬菜交易中心。
再看投資運營的兩大主角，可謂強強聯手，水到渠成。
港投控股集團是壽光當地的國有企業，具有可持續投入的能力和熱情，這對農業產業面臨的風險性和回報周期來說尤其重要。
阿里巴巴作為中國互聯網巨頭，擁有最先進的人工智能、物聯網和大數據技術，可以說，它更容易掌握智慧農業的「靈魂」。此外，阿里巴巴在蔬菜生鮮領域擁有諸如淘鮮達、盒馬鮮生等線上和線下的銷售渠道，這種綜合資源優勢是其他企業難以比擬的。
我們在調研中發現，這種需要雄厚資金投入且回報周期長的「試驗田」，對普通農民來說是可望而不可即的。蔬菜工廠已經運行的一期生菜項目投資達到數百萬元，這意味着企業化運作和規模化種植才是推行數字化農業工廠的可行之策。
數字化蔬菜工廠所探索的智慧農業，還有很長的路要走，還有諸多方面有待改進完善。比如目前蔬菜工廠對種植品種還有一定的局限，瓜果類蔬菜目前還不能進行批量化、標準化種植，需要等待硬件設備的技術側升級。
此外，農業數字化不應該僅僅局限在田間地頭，而應延展至終端。壽光市港投農業科技公司負責人張子陽表示，目前蔬菜工廠正在銷售環節下功夫，近期將利用淘鮮達、盒馬鮮生等多種線上線下渠道，打造端到端的數字化產銷供應鏈，滿足線上線下新零售的渠道銷售需求，促進產銷平衡。
來源：雲上的中國
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