2024 年以來,新疆尉犁縣眾多農戶用上了一款智能水閥。該水閥安裝在田間,與灌溉系統通過管道相連,農戶可通過手機操作水閥,控制開關、水壓和流速,無需再下地開閥門,也不用靠腳踩水袋來感知水壓。
當地棉農表示,這一改變一年幫其省下 20 萬元。
這款智能水閥由廣州極飛科技股份有限公司于 2023 年 12 月推出。該公司 2007 年成立,從無人機業務起步,現已轉型為農業科技公司。極飛科技歷經 4 年,在新疆尉犁縣的棉花試驗田研發、驗證,打造出一套農業無人化設備,智能水閥便是該系列首款產品。
當地一位棉農在新疆地區代理了這款產品,2024 年銷售了 2000 多套。他推算,這款產品在新疆棉田市場的銷售潛力達 360 萬套,若推向內蒙古、云南、甘肅等更多旱地作物耕種區,至少能賣出 1000 萬套。智能水閥下棉田
這位棉農在尉犁縣長大,家里承包了 5000 畝棉花地。水閥在耕、種、管、收各個環節都不可或缺。灌溉季時,工人需去地里逐個打開閥門,啟動水泵,讓水流入田地。一塊地澆幾小時后關掉閥門,再去下一塊地重復操作。
每年春播,管理這些棉田至少需要 25 名工人,工作包括開閥門澆水,以及耕種、施肥、除草等。
這位棉農是尉犁縣首個使用智能水閥的人,這使工人省去下地開閥門這一繁重工作。在工資不變的情況下,人均管理面積從 200 畝提升到 300 畝,畝成本從 180 元降至 140 元。他預計,17 名工人便能完成過去 25 人的工作。
在他看來,灌溉均勻對作物生長極為關鍵,這決定了作物能否獲得均衡的水肥供給,進而影響最終的品質和產量。以往灌溉時,工人憑借經驗控制閥門開口大小,并用腳踩水袋感知壓力,這種方式并不精準。智能水閥配備水壓傳感器,能通過檢測水壓判斷管道壓力是否足夠,并通過比例調節控制水壓,確保高處不旱、低處不澇。
2025 年初,極飛科技又推出施肥機,其原理與智能水閥相似,從依靠人工經驗控制施肥量轉變為由機器精準控制,既能幫農戶節省肥料,又能使施肥更均勻。
使用智能水閥和施肥機,就如同操作小米智能家居一般。在田地里鋪設電纜、拉上網線,將農田里的多種設備和功能集成在一個手機 App 中,農田里的攝像頭、土壤傳感器、氣象儀等都能通過手機操作,數據也能實時回傳。地區現狀與農業技術升級
棉農所在的尉犁縣,地處庫爾勒市南 50 公里處,在巴音郭楞蒙古自治州的消費水平、物價水平處于中上。
據相關統計公報,尉犁縣有 5.5 萬鄉村人口,棉花種植面積 98.5 萬畝。
棉農介紹,不少年輕人選擇去城鎮從事出租、外賣、工廠等工作,留在鄉村的大多是 45 至 55 歲的壯年,以及小部分六七十歲的老年人。“誰來種地、怎么種地” 成為當地必須面對的現實問題,傳統生產和作業方式亟待改變。
實際上,棉農家的 5000 畝棉田歷經多輪農業技術升級。過去采棉全靠人工,后來有了采棉機,緩解了人工壓力。近幾年,家里用上無人機噴灑藥物,起初需要幾位飛手操作,隨著無人機智能化程度提高,如今棉農的父親自己就能操作。
在棉農看來,農業受自然因素影響大,人力成本相對可控,通常人工費占總成本的 7% 至 10%。給產品做減法
智能水閥除了能節約人力、實現均勻灌溉外,價格便宜也是吸引農民的重要因素,其售價僅 499 元。棉農曾計劃采購一批單價 2700 元的本地水閥,若每 10 畝地裝一塊水閥,5000 畝地需投入 135 萬元,每畝成本高達 270 元,而極飛科技的水閥每畝僅增加 60 元成本。因此,棉農最終選擇了極飛科技的產品。
極飛科技創始人曾表示,極飛科技背靠大灣區,這里電子元器件和制造業資源豐富,例如能輕易造出 60 寸的碳纖維螺旋槳,其背后的材料、注塑工藝和開模設計能力,是很多國家所不具備的。大灣區還有完備的新能源供應鏈,無論是飛機還是閥門的電池,極飛科技只需提供方案,就能找到多家供應商比價。
但是,要追求極致性價比,必須在產品設計中做減法,這是極飛科技研發團隊的理念。
傳統電動閥都帶有太陽能電池板。然而,棉花種植中每 5 至 7 天才需操作一次開關,大部分時間電動閥處于空閑狀態,沒必要實時在線,所以極飛科技用 1 節 21700 鋰電池替代了太陽能電池板,滿足灌溉所需電量的同時,還降低了研發和維護成本。
不過,產品研發并非一帆風順。
極飛科技 “超級棉田” 農場的主理人回憶,2021 年啟動水閥研發項目后,常被手機震動驚醒,當屏幕顯示出水肥灌溉系統警報,甚至聽到流水聲時,就會緊張。
他們原本希望省去水肥灌溉的人工操作,可前期工作比傳統人工管理更繁重,機器多次失靈險些淹沒農田,還有一次幾乎沖垮田埂。
另一個問題是信號遮擋,農田里架設的服務器和中繼器為水閥提供本地信號網絡,當棉花長到七八十厘米,就有可能遮擋閥門的天線,導致閥門無法自動打開。后來團隊加長了天線,解決了信號遮擋問題。智慧農業的近景與遠景
極飛科技創始人認為,勞動力缺口增大、人力成本升高,而智能化設備愈發先進且價格降低,兩者交匯便產生了應用場景和商業價值。
研發人員在試驗田研發設備時,吸引了很多農戶圍觀,不少人擔心斷網、無人車壓苗、飛機漏農藥等問題會導致生產中斷,影響畝產量。
棉農說,很多農戶寧愿每年支付不斷上漲的人工費,也不相信機器,直到耕種虧損才決定嘗試新設備。
極飛科技創始人稱,智能水閥和施肥機正在農戶間推廣并初步實現商業閉環,但這只是打開智慧農業市場的一個切口。目前,極飛科技的產品線還有遙感無人機、農業無人車、農機自駕儀。
極飛科技團隊梳理出一份完整的種植周期全景圖,涵蓋小麥、水稻、玉米、棉花等作物,針對這些作物的生產流程,詳細分析各環節所需人力、機械,以及效率、成本和現存問題,進而尋找可實現智能化管理的環節。
極飛科技創始人的思路是,先找到能幫助傳統農業從手動變為自動的場景,讓農戶體驗到智能設備解決問題帶來的實際益處,引導其進一步認可數據,認可農業智慧化、數字化應用帶來的更多可能。
實際上,智慧農業概念已流行多年。無人智能設備在農田里耕作,需要軟件、大數據、人工智能、物聯網等進行管理。據相關產業研究院數據,中國智慧農業市場規模在 2024 年增長 12%,預計 2025 年將突破 1100 億元。
智慧農業如同構建一種農業數字基礎設施,核心是靠數據驅動農業生產的每一步,在耕、種、管、收全程都能通過攝像頭和傳感器收集田間數據、感知田間情況。農民利用這些數據進行分析和決策,精準作業,不再單純依賴經驗,讓農田中的一切信息化,使更多不可控因素變得可控,就像擁有了一個會種田的大腦。
極飛科技也在實踐中探索技術的邊界。他們希望農業大數據能幫助農民決策,但困難重重。畢竟農業靠天吃飯且因地制宜,任何自然災害對農作物的打擊都是數據和設備難以抵擋的。
研發人員最初建設棉田時,進行了三次播種。剛完成第一塊棉田播種,當晚就遭遇大風,因棉田靠近戈壁灘,風中夾帶著大量沙子,吹散了 1700 多畝地的地膜和滴灌帶,棉花苗幾乎被毀。重新播種后,又一場 8 級大風吹毀了 100 畝地的棉花苗。后來,研發人員學到經驗,將小麥和棉花一起種植。小麥生長迅速,能很快冒出地面為棉花苗搭建擋風擋沙的屏障,這樣棉田終于抗住了第三場大風。
極飛研發團隊認為,智能化產品的普及、數據的閉環和作物模型的積累是一個長期過程。農民多年積累的經驗、直覺和洞察力,數據究竟能替代多少,需要不斷地被推翻和驗證。
棉農認為,機器和數據能幫助農民更高效地發揮經驗。經驗固然重要,但有了數據支持,農戶能更精準地管理農田。以前靠經驗判斷地里缺水,卻不清楚具體缺多少,現在的土壤傳感器能顯示土壤濕度百分比。當濕度低于 30% 就可以進行灌溉,當土壤濕度達到 80%就無需繼續灌溉了。這種數據化管理,讓種地變得更科學、更高效。
來源:經濟觀察報