基于物联网的生态农场现状研究
——以艾维农场为例
苏 锴
(中国农业大学,北京 100083)
摘 要： 随着经济的发展和社会的进步，人们对于纯天然有机农产品的需求和绿色健康生活方式的向往与日俱增，生态农场应运而生。同时，现代农业的革新与升级，将物联网技术融入农场，实现精准管理的数字化农业，也逐渐成为农业发展的新方向。艾维农场作为实现物联网与生态农场有机结合的领先代表，为我国新型农场经营提供了成功范例。据此，选取它为研究对象探究我国现阶段基于物联网的生态农场的发展状况，为我国农业发展与经营提供新思路。
关键词： 生态农场；物联网；SWOT模型
1 背景分析
我国是世界农业大国，农业是我国的传统和基础产业，农业的发展现状及未来趋势一直都是我们持续关注的热点问题。然而，近年来，农产品安全问题层出不穷，人们对于纯天然有机农产品的需求空前的高涨。再加之城市喧嚣，生活节奏的加快给人们带来了前所未有的压力，绿色健康的生活方式开始成了越来越多人的新取向。与此同时，传统农业中农民“凭经验”、“靠感觉”灌溉、施肥、打药的弊端逐渐显现，不仅造成了作业效率低下、水肥资源的流失浪费，更加剧了农药、激素等的有害残留。据统计数据显示，我国农业用水利用率仅为51%，相当于发达国家的三分之二；而亩均施肥是美国的2.6倍，农药利用率仅为发达国家的五分之三。农业物联网，是通过各种仪器仪表实时显示或作为自动控制的参变量参与到自动控制中的物联网，是实现“按需施用”、精准管理的数字化农业的有效手段，可以达到增加产量、调节生长周期、提高经济效益等目的。因此，物联网技术与农场的结合尤为必要，也势必会成为现代农业的发展新趋势。
艾维农场位于山东省烟台市牟平区玉林店镇尺坎村，地处昆嵛山西麓南端、沁水河上游，占地面积约20亩。它是我国最早的商业化鱼菜共生农场之一，秉持“生态、有机、高效”的核心理念，以“养鱼不换水、种菜不施肥”的鱼菜共生物联网系统和“蔬菜种在空气中”的气雾栽培新型无土栽培种植模式而著称，在国内外均有着领先的知名度。艾维(AONE)包含四重意思：鱼菜共生(AQUAPONICS)、有机(ORGANIC)、自然(NATURAL)、生态(ECOLOGICAL)。农场经过探索发展，已经形成了自己独特的经营模式，是物联网与生态农场有机结合的成功范本。
2 艾维农场现状
2.1 两个技术——别具一格的AA 模式
区别于普通生态农场，艾维农场绝不是以生产农产品盈利的传统意义的农场，而是专注于“搞研发”、技术输出的农场形式的农业商业综合体。其别具一格的AA模式——“鱼菜共生”物联网系统(AQUAPONICS)和气雾栽培(AEROPONICS)是整个农场创收的“热点”和“爆点”。二者相辅相成，鱼菜共生为气雾栽培提供了实现有机种植和近乎零成本提供肥料和营养的可能；气雾栽培为鱼菜共生提供了通过立体栽培来增加群体数量进而倍增产量的可能。
2.1.1 “鱼菜共生”物联网系统
在经济下行时期，高技术产业的创新驱动已成为我国经济转型的关键力量，是强力拉动国民经济增长、促进就业的重要引擎 （张钟文，叶银丹，2017）［1］，这也客观上要求经济发展须从依赖劳动力驱动转变为依托人力资本驱动。作为创新产业链条上重要创新要素之一，管理层不仅是企业创新决策的制定者和执行者，更是将研发资本和专利成果加以商业化的组合变成具有竞争力产品的把关人。生产实践中，管理者自身能力的高低及其所处行业内外部治理机制很可能会对企业创新决策的制定意愿产生差异影响。
2.1.2 气雾栽培
“鱼菜共生”物联网系统打造的是全生命周期可控的永续生产系统，是真正实现物联网+农业的现代化农业模式。与全球99%选择“工厂化”的鱼菜共生系统不同，艾维农场采用更具观赏价值的“园景化”鱼菜共生物联网系统。该系统的应用使得农场节约用水95%～97%，消耗削减50%，为干旱缺水地区的农业生产提供了新思路；同时，能降低成本，生产高效，更易管理，生态可持续，全程无污染，一年四季不间断高密度种养，产量稳定，可复制推广能力强。在投入仅为同行业的1/8，运营成本仅为1/4的情况下，可达到5倍产出的高收益，年收入50余万。
农场在推广运营方面较为不足，广告投放少，影响力和宣传度不高，国内认知不够；加之营销渠道狭窄，线上创收较弱。前期资金来源不足，研发成本较高，不能与相关专业机构建立合作，只能通过团队自身以及员工来寻求旅游式乡村的合作，运营初期公司及员工压力大，回报率较低。
2.2 生态理念
生态理念是农场立足的“制高点”。格调定位区别，艾维农场以“共生共荣，相辅相成，顺其自然，自然而然”为生态理念，敬畏上帝，崇尚自然，尊重人。农场在不断科研创新的同时，提倡人们热爱自然、回归自然，倡导绿色健康的生活方式，是市场中少有的有灵魂有格调的农场，也备受体验者的青睐。
2.3 运营模式
我国作为一个传统农业大国，农业现代化发展迫在眉睫。良好的机遇是农场升级改造的外部机遇。《国务院关于积极推进“互联网+” 行动的指导意见》提出，利用互联网、大数据、云平台等技术提升农业生产、经营、管理和服务水平，改变传统的农业经济发展模式。政府部门也高度重视农业物联网的建设发展，先后出台了《关于推进物联网有序健康发展的指导意见》《物联网发展专项行动计划》等相关政策。应用物联网到农业，建设生态农场，是现代智慧农业的一种必然发展趋势。
3 艾维农场SWOT 分析
3.1 内部优势(STRENGTH )
艾维农场在“鱼菜共生”物联网系统及“气雾栽培”领域均处于国际领先水准，技术发展成熟，在核心问题的解决上经验丰富，较其他生态农场具有更强的市场竞争力。同时，技术优势带动成本变革，农场能耗下降，资源节省，投资减少，产量翻倍，具有良好的盈利能力。地理位置优越，位于城市与农村之间的交叉地带，既有着相对便利的交通条件，“离城市不远，距自然很近”，自然生态环境也得天独厚，空气清新、水质甘洌，为农场种养方面提供了优质的先天条件。除此之外，农场定位准确，输出技术而非产品，提供综合的产业模式，倡导新颖的生活方式，发展前景广阔。
病例4 男性， 31岁。因“上腹胀痛7 d”，外院诊断重症AP，治疗后腹痛未改善，出现便血后转入我院。入院后检查发现患者符合AP诊断中的3项，但追问病史发现其发病前有明确不洁饮食史，自患病以来有腹泻症状，近期解暗红色稀水便。行胃镜检查发现胃黏膜广泛充血肿胀和较多脓性分泌物，并伴有地图状大小不一的较深溃疡，以胃体上段大弯侧明显，考虑局部穿透可能。行胃溃疡周围组织活检，组织质脆，咬检时有脓性分泌物溢出(图4)，内镜下诊断急性化脓性胃炎。给予调整抗生素、加强抑酸和肠内营养等治疗后好转出院。
3.2 内部劣势(WEAKNESS )
气雾栽培是无土栽培产量最高的一种形式。但由于其易堵塞喷头、超过1小时未发现就会使整个系统陷入瘫痪的缺点，使得该技术遭遇难以推广的瓶颈。而拥有9项国家专利的艾维农场“立体转筒气雾栽培”成功解决了该项难题。经实地调研了解，该项技术的使用不仅可以大量节约土地使用面积，减少租金成本，还可以保障四季产出，甚至取得比普通种植高出近10倍的产量；除此之外，大棚全面电脑控制，极大程度的降低了人力费用以及管理成本。
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3.3 外部机遇(OPPORTUNITIES )
艾维农场在管理方面也体现了人文生态的特点。农场实行独特的“半农半X”式志工制度，采用“劳动换食宿，专长换补贴”的方式，找寻志趣相投的合伙人，以兴趣为导向，充分发挥人的主观能动性，实现人的最大价值。劳动力方面与当地种植经验丰富的农民合作，利润按月分发给农民，形成闭循环。这种全新的团队合作模式打破了人们的传统认知，让员工享受工作的同时取得了较高年营业额的良好效果。
3.4 外部威胁(THREATS )
农场前期研发与运营需要投入近千万资金，收益周期较长，很可能会出现资金周转困难的情况。
矿井监测系统的应用有效降低了煤矿安全事故的发生率，对井下安全生产有着重要的促进意义。煤矿机电自动化程度与井下监测系统有着密切的联系。在煤矿开采过程中进行全方位的动态检测，借助电网监控、井下人员跟踪定位和井下移动通讯等技术，可实现对井下生产的动态反映。若在生产过程中出现一些不安全因素，如上覆地层裂隙突然增多、增大，可借助监测探头将捕获的信息反馈至地面控制中心，进而综合判别并根据判别等级触发井下警报装置，及时通知井下工作人员安全撤离。
4 艾维农场创新发展的方向及建议
4.1 多元化经营
农场除技术输出、提供综合的产业模式外还可以考虑更加多元化的经营拓展。如依托农场建设高标准的食材自供的生态餐厅；设立“田间幼儿园”，普及儿童自然教育；开设乡村俱乐部，使服务更加多样化，变身居民钟爱的小资休闲场所，从而成为农场的现金流窗口等等。通过多元化经营将农场打造为一个集种养、旅游、观光、休闲、养老、教育等于一体的新型乡村俱乐部和全新概念的农业综合体，将会成为现代农业发展的一个新方向。
4.2 科研协同创新
艾维农场应该保持其在技术方面的领先优势，继续投入研发，在科研创新的道路上稳步向前，争取早日创立集鱼菜共生、气雾栽培于一体，兼有光伏发电、雨水回收、废弃物回收发酵和太阳能集热等多项新技术的更完善的高科技温室大棚集群。同时与全国甚至全球顶尖科研人员保持密切交流与联系，并寻求政府相关部门的资金支持，及时互通有无，建立开放、有效的沟通平台，实现数据融合、设备共享，避免重复建设和资源浪费，加快农业科技创新和成果转化。
参考文献
[1] 张丹,王建华,吴玉华.物联网技术在农业温室大棚中的应用研究[J].安徽农业科学,2013.
[2] 张瑞宇.物联网技术及其实际应用分析[J].民营科技,2016.
[3] 徐箴言.艾维农园的故事[J].园林,2016:16-21.
[4] 陈晓华. 农业信息化概论[M].北京:中国农业出版社,2012.
[5] 黄媛,杨英茹,李海杰,等.基于SWOT分析的河北省赵县现代农业园区物联网创新发展研究[J].安徽农业科学,2018,46(29)：187-188.
[6] 李灯华,李哲敏,许世卫.我国农业物联网产业化现状与对策[J]. 广东农业科学,2015,42(20):149-157.
中图分类号： F27
文献标识码： A
doi: 10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.32.026
基金项目： 中国农业大学urp课题。
作者简介： 苏锴(1998-)，女，汉族，山东泰安人，中国农业大学本科在读。