4月19日，位于潍坊的中国农业大学(峡山)高端农业科研示范基地大棚里，放眼望去，一颗颗绿油油的芦笋冒出地面20多厘米高，饱满挺直、惹人喜爱。
该基地占地321亩，种植小麦180亩，芦笋70亩，共36个大棚。诺大的基地内，人员很少，却井井有条，效率极高。从种植到包装发货，不管是作物、农资、设备，还是人员，都有一根“数字化”指挥棒。
高品高效的种植，农业数字化功不可没。
坐在办公室里种田
室外阳光和煦，一处23亩的智能连栋温室内，暖如盛夏，8个风口全部开启。棚口处，有两个黑色母液桶，一旁的肥料泵微震，一根根管道，将配方肥送入田地中。
肥料泵机坐落在一台设备上，触摸屏上显示：计划时长150分钟，剩余时长12分钟。上面还实时显示着瞬间压力、累积流量、水中含肥量及曲线，水流和肥料数值监控等。“这是我们的智能灌溉控制器，用于控制时长、流量、比例、频率等数值。”基地负责种植管理的农艺师于静郡说。
田地里，分散立着6个智能环境信息采集器，地上插着传感器，采集水肥、温度、湿度、二氧化碳等数据，数据上“云”，便于种植人员随时调整灌溉策略。
芦笋种子来自中国芦笋研究中心，基地和设施，则全部来自一家专注于智慧农业的国家高新技术企业——中慧高芯技术(山东)有限公司。该公司通过与科研院所的交流合作，将“物联网、大数据、云计算、人工智能、数字孪生”等技术应用到农业生产管理领域，推进农业园区智能化、信息化、数字化建设，提供“一站式智慧农业”综合解决方案。
时间、流量是如何确定和控制的?“我们研发了一套基于物联网和数据计算分析的农田灌溉系统。”中慧高芯研发总监孙秀兴神秘一笑，包括灌溉决策系统、灌溉控制系统、知识库管理系统(种植模型)等，通过手动、定时、智能决策算法、种植模型等灌溉决策模式，高精度控制施肥，可定时、定量，或EC控制施肥。
平时都不用来现场，于静郡用一部手机就操作了。他在手机上打开灌溉决策系统——“中慧智农数字农业可视化管理平台”，当前灌溉情况一览无余，8个灌溉区域内，有3个在工作。在灌溉记录模块中，详细记录了每天的温湿度、日照、净辐射、蒸发深度等10余个数值。
“我们积累了庞大数据量，基于联合国灌溉决策建议的算法，算出当前土壤蓄水量，当低于设定值时，决策系统会触发灌溉建议。”孙秀兴说。控制室内，有一台一人高的黑色机器，它便是基地“大脑”——智能灌溉控制器。收到决策指令后，控制系统启动，给水肥一体机发送指令，实现自动灌溉。如今，这套灌溉系统和装置，分获国家授权发明专利。
在物联网技术下，中慧高芯还进行环境控制。通过研发的环境控制系统、知识库管理系统，控制二氧化碳发生器、风口执行器等，改变环境，让种植更精准。
“智慧”农业，实现了高产高质。在亩产上，和附近种植户比，可增产39%，芦笋提前一个月上市。在人工上，头年开沟施肥时，需要2个人干10天，如今用设备只要3天。解放的还有于静郡，以前34个大棚，每天光开关水肥就要跑68次，如今他将更多精力放在预防病虫害和种植管理上。目前，中慧高芯正和山东农业大学研发采收机器人，拟打造“无人农场”。
种植模型可复制全国
在现场记者看到，想要灌溉施肥，于静郡只需点击手机，不用设置参数，这是为何?原来，2月底，基地新上了一套芦笋生长模型，哪天浇水施肥，用水多少，只要根据模型来就行。比如水里含肥量2.0ms/cm，低了自动加肥，高了停肥;水压设置3公斤，超了自动抽水，小了降低抽水频率。
“这套作物生长模型，基于数字孪生技术。是我们根据之前种芦笋的经验，创造的数字版的‘克隆体’。现在数据还在不断修正中，后面会越来越精准、完善。”孙秀兴说，现在先做了春秋冬三个季节的水肥配方，明年将精准到每个月。
“生长模型是标准化生产管理的关键，通过标准化生产管理系统，可实现不同基地、相同作物的管理实施。”孙秀兴告诉记者，不仅能更精细化的田间管理，还可解决未来“谁种地、谁会种地的问题”。
通过作物生长规律、农事操作、投入品用量等进行大数据处理，中慧高芯为该基地搭建了生长环境模型、病虫害发展环境模型、作物生长模型，再通过物联网，实时监控生产、病虫害灾害分析预警。
由于数字孪生技术的可复制特点，孙秀兴说，峡山作为企业的中试基地，目前已获得成功，实现了农事操作标准化。下一步，他们将把这套芦笋种植模型，复制到甘肃会宁，最后推广至全国。今年5月份，该企业在甘肃会宁的310亩芦笋示范基地，将进行定植，年底前，该基地将复制推广至3000亩。
就在记者采访时，外地一个芦笋种植基地打来电话，200亩大田的100个温室，想要套入中慧高芯的标准化生产技术。眼下，在非洲加纳，正在建设的潍坊国家农综区加纳阿拉克智慧农业产业园，也将使用这套技术。
用大数据预测实现高产高质
4月19日上午8点05分，周春霞将一筐采收好的芦笋放到智慧电子秤上，“28.53公斤!”电子秤显示出了重量，这一重量被同步到了于静郡手机上。周春霞的身前挂了一个二维码，扫码后，采收人员、时间、重量等数据自动上传云平台。
“智慧农业更侧重于生产层面，数字农业还面向运营过程。”孙秀兴认为，未来农业，一定是数字化的。基于此，中慧高芯研发了一套数字化运营管理系统。从早上6点36分称重，到8点55分，9名采收人员共采收215.62公斤，谁采收了多少一目了然。
除了采收管理，在该系统上，记者还看到，加工管理、销售管理、用工管理、投入品管理、固定资产管理、分析报表的技术管理等，功能俱全。基地运营的三个数据：收入、支出、利润，全部涵盖，小到日统计，大到年统计，让管理更便利、科学。
农业数据采集与分析是数字农业的基础。“我们将生产数据、运营数据打通，为大数据预测提供了便利。”4月21日，在中慧高芯技术(山东)有限公司内，孙秀兴正在查看当天产生的各种数据。
最近几天，孙秀兴通过监测平台发现，近30天芦笋产量波动较大。在查看了农田土壤、气象、芦笋生长等数据后，他与农科院专家找到了主要原因：温度波动导致。
“在温度不可逆情况下，如何加大水肥供给，把产量损失降到最低。”孙秀兴说，他们正联合院所专家，针对这个课题进行研究。“原来按照作物规律去投水投肥，现在研究通过改变水肥策略，在产量和质量上，能不能弥补温度变化造成的影响。”
温度的变化，对产量影响到何种程度?水和肥的用量，对产量和品质的影响程度?目前，孙秀兴和技术人员正忙着做数据的跟踪和分析，通过对天气的预测，形成对品质的预测，找规律，强干预。同时，利用大数据，还可以预测病虫害，提前制定干预措施，实现标准生产、质量追溯、科学决策等。
在这个芦笋种植基地，中慧高芯用一个云平台，对生产、销售、服务等各个生产环节信息化管理，实现科学指导、高效生产、科学预测、精准销售、数据决策分析等功能。
“大数据赋能，助力农业生产标准化、规模化、现代化发展进程。为农业生产走向智能化、科学化、信息化，为精细化农业管理提供了技术和组织保障。”中慧高芯董事长徐广健说。（大众日报客户端记者 杨学莹 张蓓 报道）
