洲的日本、以色列以及欧洲的荷兰等国家由于国土面积较小,人口密度高,因此土地资源短缺,农家每户平均耕地面积较小,所以这些国家的设施农业非常发达。设施农业物联网的特点是:“工厂化生产+自动化、智能化技术发达+农民文化程度高”的集约化模式。
2.1 大规模建立现代化温室,农作物种植工业化
近年荷兰、日本、以色列等国开始建设连栋式现代大型温室,如荷兰大型温室就有1.1万hm2,日本温室发展方向是单栋面积超过5000m2,温室高于4.5m,室内可进行立体栽培。设施农业工业化体现在以下几个方面:①改善种植环境,生产连续化。设施内每一个温室均成为一个生态单元,采用相关物联网技术模拟自然生态系统,克服外界环境和季节变化的影响,达到生产时间连续化。②设施种苗业发达。如荷兰的130个专营温室育苗的科技公司,依靠其育种资源优势,为各种温室供应专用的耐寒、耐热、高湿、寡照等多种抗性及高产的优质良种。③设施内单产水平高。温室番茄年产量在荷兰已达到40-50kg/m2。日本、以色列等国单位面积优质蔬菜产出率也相当高。④采用无土栽培方式。荷兰、日本、法国、以色列大部分设施内均进行无土栽培。⑤植物工厂。奥地利、丹麦、日本等国建立了世界最先进的“植物工厂”,采用营养液栽培和自动化综合环境调控,完全摆脱了自然条件的束缚。植物工厂内的蔬菜年产量是普通温室栽培的10倍以上,更是露地栽培的数十倍。荷兰采用工厂化生产蘑菇,每周期只需20天,年栽培6.5个周期,每平方米产蘑菇25kg。
2.2 设施农业的高智能化、高自动化
以日本为例。日本非常重视农业物联网的推广应用。①2004年农业物联网列入日本政府计划。该计划提出到2020年日本农业信息技术化规模将达到600亿日元(100日元约合5.18元人民币,2015),农业云技术运用率将达75%。目前日本半数以上农户选择使用农业物联网技术。②物联网助推日本农业实现智能化。近年来,日本农户运用NEC、富士通、日立等公司的IT部门研发的物联网技术,在温室中设立感应器并连接管理中心,农户在家中的电脑或手机上即可实时观测温室内温度、湿度、土壤墒情、溶液浓度、CO2浓度以及作物生长状况等参数,并能实现温室内温、光、水、肥、气等诸因素远程控制。该系统不但节水、节肥、节药、提高作物抗病性,还可节能15%-50%。③管理机械化、自动化程度高。日本研发许多小型化、易用、轻便、多功效的设施耕作设备、灌溉施肥设备、育苗播种设施、自动嫁接装置以及自动调温调湿设备等。目前政府正在普及农用机器人,预计2020年市场规模将达到50亿日元。农用机器人将WS(无线传感器)、CV(计算机视觉)、智能化控制、现代通信等高科技技术引入设施农业,使其向自动化、智能化和网络化方向发展。目前开发了育苗移栽机器人,可行走的耕耘、施肥机器人,柑橘、葡萄收获机器人等。