2024 年以来,新疆尉犁县众多农户用上了一款智能水阀。该水阀安装在田间,与灌溉系统通过管道相连,农户可通过手机操作水阀,控制开关、水压和流速,无需再下地开阀门,也不用靠脚踩水袋来感知水压。
当地棉农表示,这一改变一年帮其省下 20 万元。
这款智能水阀由广州极飞科技股份有限公司于 2023 年 12 月推出。该公司 2007 年成立,从无人机业务起步,现已转型为农业科技公司。极飞科技历经 4 年,在新疆尉犁县的棉花试验田研发、验证,打造出一套农业无人化设备,智能水阀便是该系列首款产品。
当地一位棉农在新疆地区代理了这款产品,2024 年销售了 2000 多套。他推算,这款产品在新疆棉田市场的销售潜力达 360 万套,若推向内蒙古、云南、甘肃等更多旱地作物耕种区,至少能卖出 1000 万套。智能水阀下棉田
这位棉农在尉犁县长大,家里承包了 5000 亩棉花地。水阀在耕、种、管、收各个环节都不可或缺。灌溉季时,工人需去地里逐个打开阀门,启动水泵,让水流入田地。一块地浇几小时后关掉阀门,再去下一块地重复操作。
每年春播,管理这些棉田至少需要 25 名工人,工作包括开阀门浇水,以及耕种、施肥、除草等。
这位棉农是尉犁县首个使用智能水阀的人,这使工人省去下地开阀门这一繁重工作。在工资不变的情况下,人均管理面积从 200 亩提升到 300 亩,亩成本从 180 元降至 140 元。他预计,17 名工人便能完成过去 25 人的工作。
在他看来,灌溉均匀对作物生长极为关键,这决定了作物能否获得均衡的水肥供给,进而影响最终的品质和产量。以往灌溉时,工人凭借经验控制阀门开口大小,并用脚踩水袋感知压力,这种方式并不精准。智能水阀配备水压传感器,能通过检测水压判断管道压力是否足够,并通过比例调节控制水压,确保高处不旱、低处不涝。
2025 年初,极飞科技又推出施肥机,其原理与智能水阀相似,从依靠人工经验控制施肥量转变为由机器精准控制,既能帮农户节省肥料,又能使施肥更均匀。
使用智能水阀和施肥机,就如同操作小米智能家居一般。在田地里铺设电缆、拉上网线,将农田里的多种设备和功能集成在一个手机 App 中,农田里的摄像头、土壤传感器、气象仪等都能通过手机操作,数据也能实时回传。地区现状与农业技术升级
棉农所在的尉犁县,地处库尔勒市南 50 公里处,在巴音郭楞蒙古自治州的消费水平、物价水平处于中上。
据相关统计公报,尉犁县有 5.5 万乡村人口,棉花种植面积 98.5 万亩。
棉农介绍,不少年轻人选择去城镇从事出租、外卖、工厂等工作,留在乡村的大多是 45 至 55 岁的壮年,以及小部分六七十岁的老年人。“谁来种地、怎么种地” 成为当地必须面对的现实问题,传统生产和作业方式亟待改变。
实际上,棉农家的 5000 亩棉田历经多轮农业技术升级。过去采棉全靠人工,后来有了采棉机,缓解了人工压力。近几年,家里用上无人机喷洒药物,起初需要几位飞手操作,随着无人机智能化程度提高,如今棉农的父亲自己就能操作。
在棉农看来,农业受自然因素影响大,人力成本相对可控,通常人工费占总成本的 7% 至 10%。给产品做减法
智能水阀除了能节约人力、实现均匀灌溉外,价格便宜也是吸引农民的重要因素,其售价仅 499 元。棉农曾计划采购一批单价 2700 元的本地水阀,若每 10 亩地装一块水阀,5000 亩地需投入 135 万元,每亩成本高达 270 元,而极飞科技的水阀每亩仅增加 60 元成本。因此,棉农最终选择了极飞科技的产品。
极飞科技创始人曾表示,极飞科技背靠大湾区,这里电子元器件和制造业资源丰富,例如能轻易造出 60 寸的碳纤维螺旋桨,其背后的材料、注塑工艺和开模设计能力,是很多国家所不具备的。大湾区还有完备的新能源供应链,无论是飞机还是阀门的电池,极飞科技只需提供方案,就能找到多家供应商比价。
但是,要追求极致性价比,必须在产品设计中做减法,这是极飞科技研发团队的理念。
传统电动阀都带有太阳能电池板。然而,棉花种植中每 5 至 7 天才需操作一次开关,大部分时间电动阀处于空闲状态,没必要实时在线,所以极飞科技用 1 节 21700 锂电池替代了太阳能电池板,满足灌溉所需电量的同时,还降低了研发和维护成本。
不过,产品研发并非一帆风顺。
极飞科技 “超级棉田” 农场的主理人回忆,2021 年启动水阀研发项目后,常被手机震动惊醒,当屏幕显示出水肥灌溉系统警报,甚至听到流水声时,就会紧张。
他们原本希望省去水肥灌溉的人工操作,可前期工作比传统人工管理更繁重,机器多次失灵险些淹没农田,还有一次几乎冲垮田埂。
另一个问题是信号遮挡,农田里架设的服务器和中继器为水阀提供本地信号网络,当棉花长到七八十厘米,就有可能遮挡阀门的天线,导致阀门无法自动打开。后来团队加长了天线,解决了信号遮挡问题。智慧农业的近景与远景
极飞科技创始人认为,劳动力缺口增大、人力成本升高,而智能化设备愈发先进且价格降低,两者交汇便产生了应用场景和商业价值。
研发人员在试验田研发设备时,吸引了很多农户围观,不少人担心断网、无人车压苗、飞机漏农药等问题会导致生产中断,影响亩产量。
棉农说,很多农户宁愿每年支付不断上涨的人工费,也不相信机器,直到耕种亏损才决定尝试新设备。
极飞科技创始人称,智能水阀和施肥机正在农户间推广并初步实现商业闭环,但这只是打开智慧农业市场的一个切口。目前,极飞科技的产品线还有遥感无人机、农业无人车、农机自驾仪。
极飞科技团队梳理出一份完整的种植周期全景图,涵盖小麦、水稻、玉米、棉花等作物,针对这些作物的生产流程,详细分析各环节所需人力、机械,以及效率、成本和现存问题,进而寻找可实现智能化管理的环节。
极飞科技创始人的思路是,先找到能帮助传统农业从手动变为自动的场景,让农户体验到智能设备解决问题带来的实际益处,引导其进一步认可数据,认可农业智慧化、数字化应用带来的更多可能。
实际上,智慧农业概念已流行多年。无人智能设备在农田里耕作,需要软件、大数据、人工智能、物联网等进行管理。据相关产业研究院数据,中国智慧农业市场规模在 2024 年增长 12%,预计 2025 年将突破 1100 亿元。
智慧农业如同构建一种农业数字基础设施,核心是靠数据驱动农业生产的每一步,在耕、种、管、收全程都能通过摄像头和传感器收集田间数据、感知田间情况。农民利用这些数据进行分析和决策,精准作业,不再单纯依赖经验,让农田中的一切信息化,使更多不可控因素变得可控,就像拥有了一个会种田的大脑。
极飞科技也在实践中探索技术的边界。他们希望农业大数据能帮助农民决策,但困难重重。毕竟农业靠天吃饭且因地制宜,任何自然灾害对农作物的打击都是数据和设备难以抵挡的。
研发人员最初建设棉田时,进行了三次播种。刚完成第一块棉田播种,当晚就遭遇大风,因棉田靠近戈壁滩,风中夹带着大量沙子,吹散了 1700 多亩地的地膜和滴灌带,棉花苗几乎被毁。重新播种后,又一场 8 级大风吹毁了 100 亩地的棉花苗。后来,研发人员学到经验,将小麦和棉花一起种植。小麦生长迅速,能很快冒出地面为棉花苗搭建挡风挡沙的屏障,这样棉田终于抗住了第三场大风。
极飞研发团队认为,智能化产品的普及、数据的闭环和作物模型的积累是一个长期过程。农民多年积累的经验、直觉和洞察力,数据究竟能替代多少,需要不断地被推翻和验证。
棉农认为,机器和数据能帮助农民更高效地发挥经验。经验固然重要,但有了数据支持,农户能更精准地管理农田。以前靠经验判断地里缺水,却不清楚具体缺多少,现在的土壤传感器能显示土壤湿度百分比。当湿度低于 30% 就可以进行灌溉,当土壤湿度达到 80%就无需继续灌溉了。这种数据化管理,让种地变得更科学、更高效。
来源:经济观察报