先正達:用數字化把農業做「厚」 | 數字化的秘密

.. 文 | 徐文璞

編輯 | 石亞瓊 

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長久以來,國內農業投資集中在下游農產流通、營銷環節,資本對上游種子研發和種植技術的關注有限,這種情況到近2、3年才有所改觀。

這主要是因為面向上游的投資需要遵循作物自然生長規律,投資周期長、回報見效慢。另一面,農業投入品具備ToB屬性,而國內農田集約化程度低,農產品品牌化的勢能弱,作為「個體戶」的農民付費意願低,付費能力有限。

因此,現階段國資背景的投資機構和行業龍頭企業相對更能承擔農業投資背後的代價。

先正達集團中國(Syngenta Group China,以下簡稱先正達)就是一家立足國內市場的農業科技巨頭,其主營業務植保、種子和作物營養在2020年國內市場營收分別排名第一、第二和第一,2021年公司實現74億美元營收。

先正達具備雄厚的資金基礎和技術能力,在發展過程中,其基因更是決定了其關注的重點在於農業上游種子研發和種植服務。

面對行業普遍存在的難題,先正達利用數智化技術加速種子研發,並在作物種植環節推行精細化管理、標準化生產。2022前9個月,先正達MAP與數字農業業務單元營業收入增長80%,達26億美元,成為先正達一大增長引擎��

通過加大對農業生產上游環節的科技投入,聚焦多個作物品類打通上下游全鏈路,先正達致力於創造品牌化農產品,提升農產品的品牌溢價。 

本次,「數字時氪」對話先正達集團中國首席數字官竺鴻江,探討先正達如何利用數字化工具,基於綜合考慮G(種質資源)、 E(環境)、 M(種植管理)因素的科學理念,在種子研發、作物種植、農產品品牌化及新農民培養等方面進行有效探索。 

01 邁向育種4.0

從東北平原到雲貴高原、從吐魯番盆地到西南山區,一把把種子播撒下去,在時節的輪換中生根發芽開花結果。親自參與種植的農戶們知道,從選種開始他們就要參考所在地域的氣候、土壤等綜合情況,選擇最適宜的優質品種。 

而可供選擇的種源大多是種子研發企業里,生物育種科學家平均通過8-9年的研發周期推向市場的。

現階段,發達國家種業已進入育種4.0階段,即「生物技術+人工智能+大數據信息技術」育種,而國內還處於2.0雜交育種向3.0分子標記輔助育種的過渡。

浙江大學農業生命環境學部主任萬建民院士指出,中國要進入育種4.0,首先要解決種質資源保護、精準鑒定的問題。在此基礎上,科研人員需要對���子基因進行挖掘,獲得「真正有用的基因」,並通過種質資源利用-基因挖掘-品種研發-產品開發-產業化應用的全鏈條組織體系實現技術創新。

對於先正達而言,育種4.0主要是指基於種質資源庫、環境、種植管理、以及種植性狀組合,培育出適應不同地理環境和種植管理的、具有不同產量和成熟期的新型品種。 

其中,種質資源(G)是指攜帶作物遺傳信息的載體,包括種子、植株、枝條、根莖等。通過遺傳信息表達出來的性狀則包括作物的形態結構、生理特徵、環境適應性等,先正達通過持續的品種試驗和觀測統計積累大量種質資源數據。

環境(E)是指種植地塊的氣候、土壤歷史數據和預報數據,先正達通過數據資產採購,物聯網設備,以及預報接口不斷地積累環境數據。

種植管理(M)是指作物種植管理過程中所採取的植保措施、水肥措施、耕作措施、休整措施等,先正達通過大量的田間試驗,獲得不同管理措施對作物生長管理的影響數據。

這意味着要實現育種4.0,就需要對大量生物基因測序、種植環境、種植管理以及育種數據進行採集、治理和建模。 

基因數據是高維的,環境數據往往是大量的IoT設備採集的流式數據,結合種植管理以���種植結果數據,最終會是一個高維複雜的建模過程。

而對於育種學家而言,在紛繁的數據中,通過已有數據建模找到最佳的基因組合併且創建相關的材料是育種4.0的核心,比如PB級的基因數據需要與TB級的環境與種植管理數據進行耦聯建模分析,這部分屬於典型的高維機器學習過程,需要大量的存儲和算力及算法支持。

先正達集團中國首席數字官竺鴻江告訴數字時氪,其團隊在組配環節為育種家提供高通量計算的能力,以在實驗室仿真模擬生物育種基因型的匹配環節,提高組配成功的概率,幫助育種家減少不必要的田間試驗次數。

傳統上,田間數據調查主要通過人力完成,在數據採集密度、以及數據的歸一化與標準化處理上有很大的問題,不利於大數據建模過程。未來,通過物聯網設備和智能作業設備,進行視覺高通量數據和田間表型數據採集,可以提升數據採集的效率和質量。

而組配之後推向市場過程中,育種家就必須考慮到種子種植過程中具體的溫光熱水土等條件,這樣才能「因地制宜」地為不同市場提供適合的品種,即產品定位工作。

因此,先正達數字化團隊通過部署 「產品分析師」(Product Analyzer)將育種研發及商業化驗證階段的田間試種數據進行打通,整合併關聯天氣、土壤信息,為各部門提供統一的視圖化數據分析,為種子產品定位、市場商務決策做支撐;判定種子適合在什麼區域進行種植和推廣;應該對種植做什麼樣的管理等。

2021年,先正達已有31個玉米新品種獲國內審定通過,水稻則有80多個新品種獲審定通過。

02 種植:從靠天吃飯到知天而作

不論是「面朝黃土背朝天」還是「靠天吃飯」,這依然是國內大部分小農戶面臨的真實現狀。

但在先正達落地MAP(Modern Agriculture Platform)技術服務平台的地方,情況已發生明顯改變。

MAP主要服務於有一定規模的專業種植主體,一個線下MAP技術服務中心以周圍50公里半徑的規模種植戶為服務對象,通過「智農」「慧農」應用、農場綜合信息化系統,基於大數據的地塊遙感檢測監測、農業氣象預報、病蟲害識別與診斷處方、農事決策建議、農產上行撮合等方面,提供綜合解決方案與服務。 

根據特定地塊的條件,先正達提供優質種源選種服務。幫助種植戶選擇最合適的種子、提升種植戶選種決策水平,先正達建立了「選種農藝師」模型與應用。以天氣x土壤x種質田間試種表現x管理大數據為輸入,通過作物模型算法進行計算,模擬作物的生長,並預測最佳播期、熟期和產量,從而幫助種植者篩選出最適宜當地氣候環境和管理條件的種質品種。

在環境監測上,先正達與本地的農業院校和科研機構合作,基於遙感、地理信息系統、物聯網等技術,優化農業生產的分析決策模型。

比如對病蟲害預測,先正達集團研發了面向主要作物的病蟲害預測模型,先正達通過與本地科研院校合作,對預測模型進行了引入和優化,可以預測當地主要病蟲害的發生概率,提前預防治理、減輕病蟲害對種植造成的損失。

2021年開始,先正達有計劃有規模地採集國內各地區的土壤數據建檔,以形成長期的土壤檔案,從化學、物理、生物三方面建立土壤指標體系,為育種、選種、作物種植相關分析決策及建模,提供所需的土壤環境數據。

農事管理上,今年以來先正達還與多家農機巨頭達成農機合作項目——通過自動化農機測產,來推演地塊級的種植規劃。更進一步,先正達還希望在農機測產同時實現目標地塊的精細診斷與葯肥處方,以及結合處方圖讓農機具設備具備變量作業能力,實現種植的降本增效。

基於MAP線上智慧農業系統,農戶可以免費獲得遙感巡田、農田精準氣象、病蟲害識別和預警、線上農技培訓等服務。這讓農作物種植從「靠天吃飯」變為「知天而作」。通過精準種植,農業種植可以實現「減水、減肥、減葯、增產、增收、增質」的目標。

正是因為有了MAP農業大數據,先正達可以與銀行合作,向農戶提供地租支付、農資採購、農機購買、農產購銷多種助農貸款,截至2022年10月末,通過MAP大數據賦能,已累計發放貸款21億元。

作為技術提供方,先正達還與保險公司定製化開發農業險種,推出了國內首創的「大數據產量保險」。基於作物全生命周期的線上線下服務、管理大數據和無人測產等手段,先正達希望提高農業保險覆蓋面。相較傳統農業保險產品,先正達合作保險產品畝均保額提升300元以上,並大幅降低農戶保險成本。

截至2022年9月,MAP已在全國建成運營超過560個技術服務中心,線上線下服務面積超過2億畝,累計實現糧食增產21億斤,平均助農增收超過8%-15%。

03 新農民,新農具

針對中國農業生產與服務組織分散的特點,MAP的解決方案是做整合。

以先正達打造的安徽阜南縣示範中心為例,當地通過「公司+合作社+基地+農戶」模式成立糧食產業化聯合體,各主體分工協作,通過統一土地組織、統一技術方案、統一機械作業、統一烘乾收儲、統一品牌打造服務,建設全程閉環運作的穩定糧源基地。

在這個過程中,MAP覆蓋到的農戶會在技術服務中心工作人員的指導下,開始使用智慧農業系統,培養使用智能設備和數據分析的習慣。

竺鴻江告訴數字時氪:「這些面向農戶免費開放的數字農業工具也被稱為『新農具』,它的目標是幫助農民提升種植效益,降低種植過程中的投入成本,並收穫更高品質的農產品。」

使用先正達提供的新農具的農民規模正在不斷擴大。截至2022年10月底,MAP數字農業的用戶數量超過200萬人。

而面向MAP仍未覆蓋到的廣大土地上的中小農戶,竺鴻江表示, 需要警惕數字技術發展中的「數字鴻溝「問題。在數字化賦能農業生產提升的過程中,應該避免因為認知水平、使用能力、支付能力與意願的差異,導致小農與專業種植者兩級分化。如何讓數字化技術真正普惠小農,可能是在推動農業數字化的過程中也會面臨的一個挑戰。

針對小農,完整的基於數字化技術的精準農業方案門檻太高。先正達的應對之策是一方面將整套能力解構成很多對小農友好的、模塊化的產品;另外一方面是賦能先正達渠道合作夥伴的數字化轉型,讓他們通過數字農業工具從單純的賣農資產品給小農,轉向通過向他們提供一部分的種植服務來帶動產品銷售。

其次,先正達提供數字化平台接入多種創新的專業服務組織,比如目前比較普遍的飛防服務等,通過平台化的運營,廣泛鏈接分散的供需,形成網絡化的規模和集約效應。在平台上也能形成地塊上作物完整、連貫的種植與環境數據,讓相關農業服務更有科學依據,並能進一步支持農機智能化、無人化的發展。

再者,先正達將借鑒消費互聯網成熟的用戶體驗,通過互聯網,面向農民提供農業生產經營方面專業的內容、培訓、數字化工具、農技與農機服務、農產市場信息等,協助渠道合作夥伴與廣大農戶建立緊密鏈接,提供專業的服務。

先正達正在逐步建設落地上述面向廣大農戶及產業鏈企業的農業生態產業互聯平台服務,預計明年初上線相關產品。 

04 做品牌化農產品

國內的高品質農產品,目前主要以地域為特色劃分。除了部分具有國民知名度的區域農產品,還有很多農產品難以形成市場化品牌並因此獲得溢價。竺鴻江解釋,這是因為國內農業生產主要以小農戶為單位,土地集約程度低,科技投入少,未形成標準化的生產經營與品質標準。

與許多農業企業一樣,先正達正在力圖扭轉這個現實。

如果你在淘寶搜索「養慕」,你會看到檢索出來了「養慕雞尾酒番茄」,其介紹欄寫着「富含花青素、有獨特的酸甜鮮味」,選購欄則清晰地標明「16枚一盒,單枚20克,嘗鮮價39塊9」,還有迪士尼聯名包裝款可供選擇。

下滑頁面,你則可以看到與之形成鮮明對比的普通農家小番茄,碩大的字樣顯示着「現摘5斤19塊8」。

養慕雞尾酒番茄正是在國內由MAP授權種植貫通產業鏈上下游打造的品牌農產品。

另一個就農產品品牌化能形成共識的新興農業品牌褚橙,同樣具備規模化生產、精細化管理的特徵。褚橙在雲南哀牢山有6800畝種植面積,在與MAP合作前,就進行着標準化農業生產。MAP作為合作夥伴加入后,讓褚橙在規模化、標準化的基礎上進一步實現精細化生產。

褚橙好吃的秘訣之一在於嚴格的葉果比,250片葉子配一枚果是最適當的比例——葉多會佔用果子需要吸收的營養,而葉少會使得果子過度暴露在陽光下。

MAP在介入褚橙生產後,在水肥管理方面,做了大量的土壤及葉片檢測,基於這些數據制定了科學水肥管理方案,引入了水肥一體化的滴灌系統及相關的監測小工具,進行少量多次,精準化的水肥管理。此外,MAP還結合植保監測數據制定病蟲害管理方案,並根據屬地條件變化,動態調整。這讓褚橙生產相比之前更加節省肥料、農藥和水份,並穩定了產品產量及質量。

而先正達自己打造的養慕雞尾酒番茄與褚橙的差異在於,養慕的種子由先正達集團在荷蘭開發,再引入國內種植。 

現在,在前端通過種子研發和規模化、精細化種養來打造標準化農產品的方式在先正達已日漸成熟。而為了接通後端的加工、物流和銷售,先正達 MAP團隊還開發了MAP beSide全流程品控溯源工具,向消費者公開農產品全生命周期的信息。這意味着先正達具備打通多物種品類全鏈路的能力。

而除了躬身入局開發品牌農產品、幫助合作夥伴打造品牌農產品,先正達MAP團隊在2018年還推出了《熊貓指南》,參考米其林指南制定了一套農產品標準,期望將健康、好吃等多個評價品牌農產品的維度量化,並以此打造排行榜。 

通過《熊貓指南》,一種口味獨特,但生長僅局限於博斯騰湖畔戈壁的油蟠桃被介紹進市場而熱銷,在此之前,它一直因為貨太少甚至沒有進入城市渠道售賣。

因為國內複雜的氣候和地理環境,類似博斯騰油蟠桃的案例還不少。「只有打通供需斷口,才能避免劣幣追逐良幣的現象。在此���礎上,農產品供給者應該在選種和種植環節去做更多正確的事情。」竺鴻江說。

尾聲

中國80%以上的土地在2.6億小農戶手裡,其中小規模土地經營者所佔比重高達93%。耕地分散、塊狀分明,農業機械化、規模化進程受阻。加之農業從業者老齡化加劇,2019年我國農業從業人員的平均年齡提高到65歲。這是我國農業發展的現實基礎。

與此同時,可以看到不少善於使用新農具的年輕人開始主動投身農業。中國農業發展的相關主體也在豐富化。正如養蜂人隨着季節變遷追趕花期般,中國出現了植保飛防團隊,追趕作物生長的時節在全國遷徙。

這些習慣了使用智能設備和先進技術的新農戶(專業種植者)勢必在農業數字化時代大展身手。

作為農業科技巨頭,先正達明顯感知到國內農業發展大環境的變化。「土地流轉速度在加劇,專業種植者在增加。但個體小農戶基數大,會和專業種植者、農業企業長期共存。」竺鴻江判斷,這個現實基礎決定了我國農業發展路徑本質上區別於其他農業發達國家,沒有作業可以抄。

對此,先正達的MAP模式以及打造品牌農產品的嘗試,都是適配我國農業基礎的有益探索。而通過數字農業改造中國農業、農民落後面貌的進程,應該才剛剛開始。

參考文章:

1.種業翻身仗:先正達不能輸的戰爭

https://finance.sina.com.cn/chanjing/gsnews/2022-03-03/doc-imcwipih6416560.shtml

2.如何實現我國種業向4.0時代跨越?——中國農科院副院長萬建民談打贏種業翻身仗

http://www.gov.cn/xinwen/2021-01/29/content_5583612.htm

3.先正達集團中國的農業標準化試驗

https://m.yicai.com/news/101272482.html


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