浦东“大地种苗”探索打造农业４.0工厂
德国工业4.0、美国工业互联网、中国制造2025……在互联网时代，这些智能制造的概念词已越来越多地被提及，并受到高度关注。与此同时，作为一种创新理念，这些热词也渐渐被引用到现代农业发展之中，成为一些农业龙头企业跃跃欲试、提升综合竞争实力的一个关键词。浦东“大地种苗”就是探索打造农业4.0工厂的一个案例。
构建智能化产业体系
提升综合竞争实力
正所谓“时间就是金钱，效率就是生命”，作为一个全国知名企业的开发项目，大地智能化种苗产业园在探索智能化管理方面下了不小功夫，并取得实效。其具体做法是：通过对组培工厂生产系统进行现代化和自动化改造，优化培养架空间与灯具，由此将容积率提高25%，提升了植物组培工厂的生产效率；与飞利浦公司和夏普公司合作，对光源进行改造，采用LED进行植物光配方研究，从而确定了不同培养物的最佳光配方，降低了能耗和汞污染；通过开展空气净化和二氧化碳补气研究，提高植物光合作用能力，增强植物繁殖率及生根率；为解决组培苗规模化生产状态下人工识别产品流量小但物流运输劳动力成本高的矛盾，应用无线射频扫描技术和芯片技术，开发了组培工厂中ERP管理系统，并通过开发和制造接种机器人与自动化物流系统，创建了大规模工厂化克隆种苗的生产管理体系。
与此同时，为了解决种苗生产中工业化周年生产与季节性供应的矛盾，产业园通过专有的低温抑制生产技术及设施，创新完成了部分宿根花卉组培苗成品种苗最佳低温温度、持续保存时间、复苏温度、光照强度等研究，为集中供货提供了技术保证，从而实现淡旺季均衡持续生产、旺季大规模供应的新型种苗供应模式，打破全球范围内普遍存在的种苗产业结构性矛盾所产生的瓶颈，进而扩大种苗供给范围，增强了种苗供给能力，改变植物种业领域的种子单一保存模式，使种业覆盖范围得到延伸，实现周年化种苗生产供应。产业园又通过结合微环境控制、无糖培养技术、自动化生产技术以及自动化物流系统，自主开发微穴苗生产技术，解决了组培苗整齐度差、生根不齐、移栽成活慢、运输损耗大等组培生产中极易发生的诸多难题，从而使优质组培苗的百分率得到大幅提高。此外，产业园还与国内的科研院所联合开发自动化植物工厂生产体系，通过示范和输出高新育种技术，实现种苗标准化。
经过两年多的建设，在大地智能化种苗产业园，一个以18公顷玻璃温室为基础，配置涵盖种苗生产操作环节、栽培环节、低温贮存环节、种苗商品化处理环节、自动物流配送环节的全自动化生产装备系统的智能工厂现已初露端倪，并先后突破了雨季雨水倒灌、温室雨水流向及防漏设计、组培工厂地坪防潮及空气净化设计等技术难点。其中，一、二期开发项目建设现已收官并投入试运行，三、四期建设项目正在紧锣密鼓地积极推进与筹划之中。项目全部建成之后，商品种苗年生产能力将达到1.2亿株，并形成一个以自动化作业、信息化管理、精准化调控、高效化生产为目标的智能化种苗产业园区，实现种苗生产全过程集约化、工厂化及多学科边缘杂交学术的技术融合。
据介绍，大地智能化种苗产业园还有一大功能，那就是支扶农民，服务农民，带动周围农民增收。产业园可为当地直接提供300个从事生产与管理的就业机会，有力带动周边农户积极开展育苗种植生产和从事种苗繁育以及相关行业，提供高产值的种苗产品，拓宽当地农民的增收渠道。以多年生玉簪类花卉为例，平均亩产值大约为20万元，计划投产面积1000亩，总产值可达2亿元；可带动当地非洲菊和洋桔梗鲜切花生产面积5000-6000亩，亩产值10万元，总产值5亿-6亿元。产业园还将针对上海地区草莓商品苗紧缺问题，创建原原种、原种、商品苗一体化的生产体系，以解决当前苗差质劣的困扰。该项目完成之后，凭借脱毒组培苗规模化生产体系，可为全国各地定点定量生产合格的脱毒商品苗和原种苗，以弥补市场上约一亿株草莓种苗需求量的空白，由此而带来可观的经济效益。
各功能区域排序到位
先进要素齐齐亮相
根据功能区域规划，大地智能化种苗产业园将由种植车间、操作车间、潮汐灌溉设备车间、组培工厂、植物工厂五大功能板块所组成。其中，种植车间采用自动物流系统、铝合金苗床潮汐灌溉、定点打药等多种先进技术及设施。经国内外大量试验研究表明，采用潮汐灌溉方式的植物，其生长量将明显优于人工浇灌方式。据介绍，该操作系统起源于设施栽培发达的荷兰，能实现作物的定时给水与施肥，大大提高植物的成品率。
操作车间则主要是用来进行智能化作物种子播种以及植物的移栽、分级、补苗、包装和穴盘跳移、成品冷藏等作业。在地栽穴盘入床流水线操作过程中，穴盘会自动装入铝合金苗床。作业时，穴盘通过传送带输送到穴盘跳移机的作业位置，穴盘挑移机此时会将一排穴盘推入铝合金苗床上。同时，机器上的驱动轮会以相同的速度将铝合金苗床向前输送，直到铝合金苗床布满穴盘，然后被输送到物流线上。而自动补苗机器人会将需要补苗的穴盘运送到图像识别区，依据图像识别技术定位不良苗的位置，然后传送给操作系统，由操作系统给顶出机构发布命令将不良苗顶出，最后利用空气压缩机提供的空气压力将此穴位的坏苗基质团吹出，之后机器抓手便会将好的穴盘苗提起并移栽到剔出后的空穴位，使生产速度快、定位精准、自动化程度高等优势得到极致发挥。
对培养一段时间的组培纸钵苗进行分级，并按植株的大小分成大中小三个等级的苗，则是自动分级机器人的一大能耐。在自动播种流水线上，但见所有工序全都采用自动控制，能使种子自动播到穴盘中，其先进的设计和简单的调整装置使得更换播种滚筒只需要数秒即可完成，播种速度为600盘/小时，效率极高。在大地智能化种苗产业园，自动化物流系统可谓是又一大手笔。它能通过智能化管理软件，控制驱动铝合金苗床在各个区域间进行生产资料和产品的转移和运送系统，并依据作物的生长流程和便捷的操作方式，对温室及各相关配套设施进行合理布局，与相关的园艺设备相结合，形成一个完整的物流输送体系。
据悉，大地智能化种苗产业园接下来还将通过产业结构的不断完善，把世界一流的种苗工厂技术统统吸纳进来。通过延长产业链，与后期的成品生产紧密结合，形成一体化的综合生产体系，打造都市蔬菜植物工厂。通过加强新技术和新工艺开发，将重点放在LED光源对植物工厂的植物生长促进作用、无糖培养以及二氧化碳补气系统的开发之上，以进一步完善低温抑制生长技术，抢占新兴种苗市场。通过继续保持与国内外专业公司以及科研院所的密切联系，与其建立长期的战略合作关系，并以物联网、大数据、移动互联、云计算技术为支撑，积极打造现代都市蔬菜植物工厂，创建网络化、智能化、精细化的现代种源农业新模式，充分发挥浦东种源农业及相关配套技术的示范引领与辐射带动效应，带动和引领组培种苗产业的发展。
大地智能化种苗产业园的建设，为农业现代化建设，尤其是为现代农业4.0工厂建设提供富有借鉴意义的体验。在全国范围内更好发挥示范引领作用和技术输出优势，2014年以来，产业园已先后与天津大顺花卉产业园、河北恒都美业集团有限公司合作，在农业现代化建设方面给予对方许多有效的技术指导。
延伸阅读
农业1.0到4.0的演进
农业1.0：依靠个人体力劳动及畜力劳动的农业经营模式，人们主要依靠经验来判断农时，利用简单的工具和畜力来耕种，主要以小规模的一家一户为单元从事生产。农业1.0在我国延续的时间十分长久，传统的农业技术的精华在我国农业生产方面产生过积极的影响，但随着时代进步，这种小农体制逐渐制约了生产力的发展。
农业2.0：即机械化农业，是以机械化生产为主的生产经营模式，运用先进适用的农业机械代替人力、畜力生产工具，将落后低效的传统生产方式转变为先进高效的大规模生产方式，大幅度提高劳动生产率和农业生产力水平。
农业3.0：即信息化（自动化）农业，是以现代信息技术的应用和局部生产作业自动化、智能化为主要特征的农业。通过加强农村广播电视网、电信网和计算机网等信息基础设施建设，使现代信息技术和智能农业装备在农业生产、经营、管理、服务等各个方面实现普及应用。与机械化农业相比，自动化程度更高，资源利用率、土地产出率、劳动生产率更大。
农业4.0：是以物联网、大数据、移动互联、云计算技术为支撑和手段的一种现代农业形态，是继传统农业、机械化农业、信息化（自动化）农业之后进步到更高阶段的产物。现代农业4.0采用现代化工业生产方式和自动化控制系统，将世界最先进的种植技术、结合大数据分析，运用物联网传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，实现农产品全程追溯，使农业生产更具有“智慧”，从而生产出高效、安全、绿色的农产品。