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IAIC专场| 鱼菜共生技术精准控制的研究与应用

作者:中农富通 来源:中农富通 更新时间:2018-10-19

10月13日,为期两天的“第三届国际农业创新研讨会(IAIC2018)”在北京圆满落幕。来自中国、美国、芬兰、挪威、英国、波兰、印度、印度尼西亚、荷兰、新加坡、泰国等20多个国家的杰出学者和专家代表100余人参与了此次由国际农业永续学会(IAAS)、亚太农业研究机构协会(APAARI)、北京中农富通园艺有限公司联合主办的以“全球农业创新与发展(Grobal Agricultural Innovation and Development)”为主题的研讨会。

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此次研讨会大咖云集,内容丰富,精彩纷呈,会议上,不同国家的专家就全球农业创新主题发表了专题演讲,会场反响热烈。来自北京中农富通园艺有限公司的杨扬在现代农业绿色与可持续发展专题研讨会上就鱼菜共生技术精准控制的研究与应用进行了观点分享,发言内容经小编整理,分享给您,希望对您有所帮助。

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鱼菜共生(Aquaponics)是一种新型的复合耕作体系,它把水产养殖(Aquaculture)与水耕栽培(Hydroponics)这两种农耕技术,通过巧妙的生态设计,利用蔬菜充分吸收鱼类排泄物中养分,起到净化水体的作用,将净化后的水再流回鱼池中使用,达到鱼菜科学的协同共生,高效环保的解决了传统水产养殖业中因饲料利用率低造成的水体富营养化与恶化,甚至各种疾病的爆发等问题。

目前可将鱼菜共生系统分为三类:直接共生、开环共生、闭环共生。主流技术包括:基质栽培,深水浮筏栽培,营养膜管道栽培,气雾栽培。鱼菜共生系统符合可持续发展战略且生产力具有很大潜力,很适宜在环境问题日益突出的今天作为重要的农业生产模式。

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随着物联网技术在现代农业中的应用越来越广泛,部分专家逐步开展物联网技术在鱼菜共生技术中的研究应用,基于物联网为主的精准监控、环境参数监测,通过信息感知模块、信息传输模块、信息处理模块,监测共生系统的温度、湿度、光照强度、水温、水溶氧量、pH值等各种环境参数,实现环境信息自动化、智能化管理,为保持生态平衡提供数据支持,可有效解决人工劳力,提高科学化管理水平。科学实验研究中,将鱼菜共生相关技术研究与物联网技术相互结合,可有效提高研究结果的可控性、数据的准确性,为鱼菜共生技术的进一步完善提供更有效的理论和技术支撑。

目前,大多数鱼菜共生大棚管理系统还停留在人工观测或基于有限通信。人工管理方式不仅费时费力,环境参数调节全凭劳动经验,还不能保证生态系统一直处于最佳状态。随着科学技术的不断发展,物联网技术在农业领域的研究日趋深入,如大田种植、畜禽养殖、水产养殖、农产品物流等方面已有广泛的研究应用。物联网技术在农业中的应用,通过传感器技术,主要集中在农业系统模拟及预测、农业辅助决策、虚拟农业、精准农业等方面的环境感知、实时监测系统以及饲料营养液投放、疫情防控、温度控制等系统进行数据收集,实现高灵敏度、高适应性、高可靠性等。

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1、存在的问题

物联网技术在鱼菜共生系统中的应用,其核心价值就是通过设备与设备、设备与人之间的通信,进行数据采集、通信,通过对这些数据进行分析,能很快地对农业生产环节中可能出现的各种情况进行预测和建议,从而达到降低或避免出现的病虫害、自然灾害等带来的损失,帮助农民增加产量及最大程度提高水、肥料、劳动力和化学试剂利用效率的目的。但物联网技术应用总体还处于初步应用阶段,存在关键技术产品及集成体系成熟度较低、农业物联网应用标准规范缺失、有效的运营机制和模式尚未建立、专业人才缺乏等问题。


具体表现为:

1、成本比较高,大多农业企业主动承担意愿不高

2、企业生产经营本身对农业物联网技术应用实践的依赖性不够

3、缺乏统一标准,无法实现不同品种不同厂家的物联网设备之间的互联

4、为适应农业物联网的需要,尚需培养一大批新型的高素质职业型农民

5、规模化农业生产力度不够,取得广泛应用的技术条件还不成熟

 

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2、发展对策

鉴于鱼菜共生系统中物联网应用出现的部分问题,迫切需要以下对策:

1、国家层面制定农业物联网应用标准规范,重点推进突破物联网与移动通信、云计算、卫星通信等技术的融合发展

2、大力推行集约化、规模化鱼菜共生系统,为农业物联网的实施提供适宜的环境

3、积极推进对农民的基本生产技能、信息化技术、管理理念、经营信息等方面的培训

4、继续加大国家对农业企业的扶持力度,在税收上给予优惠和减免,引导物联网企业和社会资本进入农业领域

5、研发适合企业与农户的低成本、低能耗、高精度的各类感知设备,设计低费用、全覆盖、安全可靠、可实时监控的传输网络

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3、发展前景

随着农业信息化的加速推进,物联网技术在鱼菜共生系统中获得了广泛应用,前景可观。人们对于绿色鲜活的需求与日俱增,鱼菜共生系统也正向小型化方向发展,未来有望走进寻常百姓家中。大力推广基于物联网的鱼菜共生环境监测技术,运用传感器、控制器和软件,通过手机或者电脑对生产过程进行监测和控制,通过建立基于大数据平台的专家系统使传统农业更具有“智慧”,有利于农业生产的增产、增效、增收,省水、省肥、省电等目的。利用该监测技术为用户监测鱼菜共生系统的各种环境参数提供数据支持,实时保持系统生态平衡,将有效降低人工成本,实现精准定位监控,使用户真正做到足不出户远程监控,同时为不懂鱼菜共生技术的用户带来方便,对于鱼菜共生技术的推广起推动作用。

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4、未来展望


目前鱼菜共生技术在中国发展较为迅速,物联网技术在其中的应用,不仅能够大大减少劳动力,还节省饲料用量减少浪费,达到节本增效的效果。同时根据对采集数据的分析,能及时发现群体中的个体问题,通过精细化管理,将人为管理失策造成的损失最小化,进而提升效益。另外,物联网技术在鱼菜共生过程的全覆盖应用,包括种植养殖环境参数数据自动采集与智能控制,生长过程的数字化记录与智能化分析,各种投入品用量的精准计算与有效投放,鱼菜生产的全跟踪与溯源,将大大提高对各个环节的监控能力,提高饲料转化效率及鱼菜产品品质,提高对产品质量安全的监管能力,缓解中国绿色生鲜食品安全的巨大压力,同样意义重大与深远。今后研究重点应放在形成“全面感知——可靠传输——智能分析——自动控制”的全闭环、全覆盖的方案实施上,在应用中使物联网关键技术成为提高鱼菜生产效率的正能量。

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