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Farming for Biodiversity

陕西农津信息技术服务有限公司

Xian Shi, Chine
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An Overview Of Our Solution

在中国,由于传统的农业耕作史与人口的压力,历史上一直存在种植过密的情况,这导致中国大部分可耕作土地的贫瘠现状。近几十年来,城市化进程以及种植区基层技术服务体系的流失使得种植者愈发依赖农药与化肥,农药与化肥的过量使用又不断加剧土壤的污染程度,影响可持续耕作。在中国,农业承载着30%-40%的就业人口,要改变这一现实问题,必须提升种植者本身的意识与生产管理技术。 在种植区基层,种植者缺乏有效的技术获取手段,大部依赖自身经验以及农资网点。农产品粗放的统一定价的收购方式也不利于种植者积极改进生产技术,同时消费端却对农产品的质量提出了愈高的要求。本解决方案通过研发一种基于互联网的智能化种植技术与管理支撑系统,能够有效服务与跟踪种植者的生产及管理,直接改善种植者技术状态,科学使用农药,化肥,减低对环境污染;同时将优质产品在市场端进行品牌化,价格差异化售卖,籍此互相促进,最终改善业态,保护自然。这一方案已在陕西省泾阳县安吴镇取得良好效果。
Who is this solution impacting?
Community Type
Urban
Urban
Additional Information
  • Population Impacted:
  • Continent: Asia
General Information

Organization type

Société
Ecosystem (select all that apply)
Urban Built Environment
Urban/Built Environment

Population impacted

2000
Challenge

Size of agricultural area

12公顷

Production quantity

900000公斤

People employed

300
Solution

Describe your solution

造成以上问题的原因复杂,既有历史原因也有现实原因。但在现阶段,无论从消费市场对农产品日益提高的质量要求来看,还是从环境保护,可持续生产的角度来看,都需要种植者改进生产方式。近些年来,除主粮正在迈进规模化,集约化生产以外,蔬菜,果品等副食的生产尚看不到规模化的优势,反而个体经济效益较好,这与自我雇佣的个体经营模式有关。考虑中国农业的特色以及人口规模,可以说,在未来很长一段时间,个体经济依然会是农业生产的主力军,尤其在蔬菜,果品的生产上。 作为中小种植者,一般都是受教育程度较差的人群,不具备系统的学习能力,所以普通的书籍或网络资料对其不具备应用价值;小型种植者也不可能雇佣专业的农业技术人员。 本解决方案借助了软件技术与互联网技术研发了一种软件系统,该系统在服务器端建设基于不同品种,茬期,栽培方式的作物栽培模型与方法;通过对作物的生长阶段进行定义来跟踪作物的生长,在每个不同的生长阶段分别从环境管理,水肥管理,日常管理以及病虫管理等不同维度生成相关种植工艺;同时结合传感器数据以及天气数据对种植工艺进行优化。在客户端(APP)建设易于操作的软件,种植者只需输入品种,栽培时间,栽培方式的简单信息即可获取该作物在该阶段的细致工艺信息。该系统还会跟踪种植者的肥料,农药使用状况,并对其提出合理化建议;遇到疑难杂症,种植者也可请教线上专家;同时可将求购及出售信息在系统中进行发布。该系统的最大亮点首先是能够动态,结合实际情况不断推送给种植者合理的生产建议及指导,提供全程,全周期的技术服务,其次是跟踪种植者的用肥,用药情况,促使种植者减低用肥,用药,节约成本,帮助种植者通过改进农事工艺操作来减低病虫害的发生几率,促进产品质量,增进收益。由于该系统能够跟踪到用户的生产状况,因此系统能够评价该种植户的生产水平,我们会将相关数据提供给伙伴农产品公司,对其进行溢价收购。这也从产品销售上促进种植者改进生产,主动采取更科学的种植方式以提升产品质量。 我们的解决方案可简单概括如下:a.通过建设并推广一种信息系统让种植者能够简单准确的提升种植技术。b.通过种植者对系统的使用来跟踪,评价种植者的生产水平。c.对生产水平合规的种植者所生产产品进行差异化销售。d.在市场端为消费者提供品牌化的优质农产品。e.通过这种正向与反向的驱动不断促使种植者提升技术水平,减低化肥,农药用量,增收增产,保护土地,达到可持续生产的目的。 针对中国个体农业经济的实际特点,在生产上为中小型种植者提供了低成本的技术服务与指导,促进他们改进生产水平,提质增效。在市场端通过跟踪产品生产,为消费者提供优质产品,同时也解决了小型种植者无法进行差异化销售的问题。此外,通过促进种植者提升和改进生产水平,可以从根本上抑制农药,化肥的过量使用,保护土壤,保护生物多样性,达到可持续生产的目标。
Implementation

Describe your implementation

陕西农津信息技术服务有限公司最早涉足农业领域始于2013年,在最初两年的实践中,我们致力于发展一种用于设施生产(日光温室,大棚)的物联网系统。其原理是在设施内部属环境传感器,所测参数上传至服务器,进而种植者可以在手机端准确掌握设施内环境变化,以优化生产措施,增加植物的受日照时间以及防止冻害的发生,并希望籍此发展出自动化系统,以节省人力。在两年的实践中,我们逐渐意识到很多现实问题,设施生产是以个体经营为主,由于人力在生产成本中占相当大比重,在未来也看不到规模经营的优势。种植者技术掌握能力差,过于依赖化肥,农药,烂施滥用比较普遍,生产追求产量,不顾质量,更谈不上估计环境与可持续生产。硬件基础薄弱,不具备部署自动化系统条件,种植者对此也并不热心。基于此,在研究产业矛盾的基础上,我们于2016年研发了上文所述系统《农事录》。其目标是能够全程准确支持生产,帮助种植者改进生产工艺,减低农药,化肥的用量。进而通过跟踪作物的生产状况,差异化销售种植质量高的产品。所做的这些,均是为了直接改进种植者的生产技术与工艺,促进食品安全,促进可持续生产。2016年我们在陕西省泾阳县东山庄村做了实验推广,取得良好效果,目前所指导栽培的樱桃番茄已上市销售。在此基础上,所涵盖产品也从日光温室蔬菜扩充到普通温室蔬菜以及苹果等经济果木。 为了提升种植者的参与度,首先,我们的系统在试用期是免费的,使用也非常简单,种植者可以分辨其提供信息的价值。其次,我们会联系当地的合作社组织或镇,村级政府对种植户进行相关的知识讲解,培训,也会不定期的组织线上活动以提高用户的参与热情。再次,我们会声明选取生产质量较高的产品进行溢价收购,以提升种植者参与的积极性。最后,我们的系统会对用户的使用情况进行跟踪,以评价其种植是否恰当。 我们的产品适用于集中连片的蔬菜种植区或果木种植区。 初步取得成功的因素有先进的产品理念,与中国实际情况结合的产品,以及热爱农业的团队。 中国的农业非常复杂,遇到的困难很多,但最大的障碍有三个:首先,作为一款软件系统,它具有高固定成本,低边际成本的特点,所以初期的启动资金非常重要。这部分资金我们是通过融资来完成的。其次,通常种植者均非常倔强且注重现实利益,如何说服他们采用我们的方案有事会很困难,这需要我们耐心细致的工作及制定对他们有利的可行方案。最后,由于本系统是一款结合信息技术与农业技术的交叉领域产品,所以需要的人才也偏向复合型,通常的软件人才是不愿意从事农业的,农业从业者也不愿意相信软件可以解决复杂的农业问题。所幸的是我们的核心人员具备这样的背景及能力,我们也在不断培养建设自己的团队。

External connections

本解决方案的开发与实施截止目前分为两个阶段:第一阶段时间为2016年1月至2016年11月,这一阶段主要以一代产品研发与在陕西泾阳开发试点为主。在解决方案开发的层面,遇到的主要困难是如何结合种植者实际生产情况编写,梳理出种植者所需要,喜闻乐见的种植工艺资料并生成相关数据模型。这里主要的困难是农大等学术机构掌握的种植知识与农户实际操作差异较大。最终我们与咸阳职院富有实际田间经验的专家达成合作,聘其为外协专家并对团队中的农业技术人员进行授课培训,加上实际的走访最终解决,期间得到西北农林科技大学程智慧老师的帮助。其次与泾阳东山庄康泰蔬菜专业合作社达成了合作推广意向,包括指导种植与优质产品收购。第二阶段为2016年11月份至今,主要以基于苹果的系统交付,产品推广与二代产品研发为主。在此期间,与延安市气象局,延安市农业局达成了合作关系,对方以购买服务的方式在延安市范围内进行苹果版本的推广。同时,产品推进至陕西气象局,初步形成了合作发展基于全省苹果的技术服务产品。与西安市农委也进行了初步磋商,共同推进建设西安市面向基层的技术服务体系。同时,根据前期用户的反馈,部署了二代产品的研发,计划于2017年3月上市。与泾阳东山庄合作的圣女果也已进入实际产品销售环节。本解决方案的直接使用者为种植户,种植户也是产品的直接使用者。但在初期,通过对种植者收取技术服务费或使用费是不太切合实际的,本解决方案可以解决基层农技服务体系缺失的问题,与地方政府需求相吻合。同时本解决方案也可用于农资企业拓展与用户联系,减低销售成本。这些,均不违背本产品的所倡导与坚持的减低污染与可持续生产的核心理念,也会为产品的发展提供资金来源。
Results

What is the environmental or ecological challenge you are targeting with your solution?

1980年,中国的化肥产量为4万吨;2015年,中国化肥产量374万吨。以14亿人口计算,平均每人每年消耗2.67公斤农药。2014年,中国的化肥产量为6933.7万吨,平均每人每年消耗化肥50公斤。从1978到2011的30年里,中国的粮食产量增加了87.4%,同期化肥使用量增加了6.82倍。当下中国的农业耕作已陷入如下循环:化肥越施越多,农药越用越多,同时粮食产量进入瓶颈,不增反降。从上个世纪80年代开始,承载了中国五千年的传统农耕文明的土地正在遭到破坏,长期的化肥超量使用,使得中国的耕地肥力出现明显下降,全国土壤有机质平均含量不到1%。在中国,农药企业有4000多家,工信部批准的上规企业1506家,研制农药种类有1000多种,而常见的害虫却只有20余种。中国农药的平均使用量是世界平均水平的3倍以上,据云南农业大学测算,每年大量使用的农药仅有0.1%左右可以作用于目标病虫,99.9%的农药则进入生态系统,造成大量土壤重金属、激素的污染。现在,土壤中的蚯蚓,土鳖及各种有益菌等大量消失,农作物害虫的天敌青蛙数量大减,自然生态面临危机。农业部全国农技推广中心高级农艺师陈志群认为,由于农药、化肥和工业导致的土壤污染,我国粮食每年因此减产100亿公斤。环保部门测算,全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。中国农业资源遭受着外源性污染与内源性污染的双重压力,中国农业已经超过工业成为最大的面源污染产业,形式不容乐观。

Describe the context in which you are operating

中国是一个有着悠久农业文明史的国家,有着几千年的农业栽培史。以笔者所处的陕西关中地区为例,有接近3000年的农业开发史,在秦朝(公元前221-公元前207)即为驰名全国的粮仓。长期的开发与种植过密导致土壤本身较为贫瘠。随着经济的发展与人口的增加,人均耕地面积持续下降,1992年为0.0913公顷,1995年为0.0859公顷。生产组织方式基本为以家庭为单位的个体生产,每户平均耕作面积为0.25公顷。种植主粮的收益约为1.5万元人民币每公顷,种植果木(以猕猴桃为例)约为22.5万元人民币每公顷,日光温室蔬菜(以西红柿为例)约为60万元人民币每公顷,普通大棚蔬菜约为37.5万元每公顷。可以看到,不同作物品种的经济效益相差巨大。
80年代以来,基层的农业技术互助组织逐渐消亡,目前基层拥有的农技人员密度约为1000公顷每人,实际起不到指导作用。这导致大量中小种植者只能依赖经验及农资渠道获取技术,不能主动更换栽培品种及科学种植。以日光温室蔬菜为例,在陕西泾阳富有经验的成熟菜区,每公顷土地的化肥年投入约为6.75万元人民币,农药投入约为2.0万元人民币,属于严重超标状态,很多菜农依然使用传统漫灌,导致土壤板结,病虫高发。由于种植的不科学,菜农平均每5年需要更换受污染的温室土壤,种植风险逐年叠加,病虫高发,效益减低。从消费市场来看,几乎很难获得农残合规的商品西红柿。菜农的种植以获取高产为目标,并不懂得优质商品超额回报的道理,也没有产品销售通路,缺乏改进技术的动力。
实际上,近三十年来,由于农药,化肥的持续投入,基层农业技术体系的缺失,以及小农经济的特点,使得基层的管理与种植技术处于一种退化或进化过慢的状态,严重影响着食品安全与可持续发展。

How did you impact natural resource use and greenhouse gas emissions?

中国长期以来的种植过密造成了土壤相对贫瘠,近30年来的城市化进程导致农业人口锐减,基层的农业技术服务体系流失严重。现在种植者无有效的农业技术获取渠道,同时由于市场的原因缺乏主动改进技术的动力。单纯追求产量的同时导致化肥,农药的滥用,水资源的浪费。这些构成了中国农业内生性污染的主要因素,逐步演化成土地污染以及食品安全等诸多问题。 要解决这些问题,核心是要改进种植者的技术水平。种植,尤其是蔬菜果木等经济作物的种植,是农业生产中比较复杂,对技术要求较高的,较难掌握。本系统运用软件及互联网技术,根据品种将作物进行分类,帮助种植户制定生产计划,在作物生长的全周期跟踪,准确指导生产,帮助种植者减低化肥,农药用量,提高质量。再根据跟踪结果对质量较好产品进行差异价收购,从反向推动种植户提升技术,改进管理。当种植者可以掌握科学技术,减低化肥,农药用量,避免水的浪费的时候,自然达到土地保护,可持续生产的目标。这套方案的优点在于随着覆盖范围的增大,单个种植户的成本极低。等于说为小成本种植者提供了随身的种植专家。具备很强的推广价值,解决了目前基层种植技术服务体系匮乏的问题,能够达到保护土地,可持续生产的目的。

Language(s)

Mandarin dialects: Zhongyuan Mandarin, Southwestern Mandarin, Jin

Social/Community

2016年在陕西省泾阳县东山庄村的推广,总计220种植户,12公顷面积。目前来看,使其中40%农户的产品收购价提高0.5元/公斤。平均减少化肥使用量20kg/亩,减少农药使用频次平均3次/户。有效改进了当地的种植技术。

Water

在当地提倡高垄栽培以及滴灌技术,有效节约了水资源。

Food Security/Nutrition

由于改进灌溉,减低了化肥用量,保护了土壤。改进了种植技术,减低了病虫害的发生几率,减少了农药用量。较大程度上改善了产品的安全性。

Economic/Sustainable Development

按照新的栽培方式,有效保护了耕地,节约了水资源,助力可持续发展。

Climate

点击这里输入文本。

Sustainability

这一方案的最终收入来源计划是收取种植者的技术服务费用或使用费,随着产品的进一步成熟与覆盖面积的扩大是可达成的。目前的经济来源主要是销售解决方案给地方政府,农资企业以及农产品销售环节的利润。

Return on investment

以设施农业为例,截止2010年,中国栽培设施面积420万公顷,大多数是偏远农村的日光温室与普通塑料大棚。以亩均年服务费20元人民币计算,市场空间很大。就一地来说,以100户的村庄来说,推广费大约1000元人民币,可影响种植面积3-600亩,服务费收取约2000-5000元人民币/年。

Entrant Image

Replication and Scale

How could we successfully replicate this solution elsewhere?

经过2016年在泾阳东山庄的试点实施。从2016年12月起,与陕西省延安市气象局,农业局达成合作,在延安市推广基于苹果种植的农业技术服务系统,延安市是陕西省最大的苹果产区,种植规模达到300万亩,面积占陕西苹果总面积的50%,延安地区苹果生产技术人员密度大约20000公顷每人,群众对技术服务需求旺盛。在2017年预计推广面积10万亩,所需资金约20万元人民币,已由延安市农业局配套解决,主要用于推广培训。自2017年1月开始,成立辽宁分公司,2017年启动在辽宁推广设施蔬菜技术服务系统,辽宁省设施种植面积1000万亩,计划2017年推广面积2万亩,该项目与沈阳市农业科学院合作,所需经费10万元已由沈阳市农科院配套解决。
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