
1921年,以色列農業研究中心Volcani(Agricultural Research Organization Volcani Center)誕生于Beit Shemen鎮。這家成立近百年的機構是以色列歷史最悠久、規模最大的尖端農業科技和創新的中心,深受以色列主要大學的認可,包括希伯來大學、特拉維夫大學、巴伊蘭大學、海法大學等。
如今,Volcani中心的總部園區位于特拉維夫附近的里雄萊錫安(Rishon LeZion),這所農業研發結構擁有六所研究院:土壤、水資源與環境科學,動物生命科學,植物保護,植物科學,農業工程,以及采后處理和食品加工科學。
除了總部園區,Volcani中心還運營著其它三個園區,分別是位于以色列南部沙漠地帶的Gilat園區、北部山地地區的Newe Ya'ar園區、以及最南端的紅海沿海地區IOLR園區。這些園區均用于農產品和設備研發在不同環境氣候條件下的實驗和檢測。目前Volcani中心及其下屬機構共有超過200位博士科學家、400名工程和技術助理,以及300多名研究生,占以色列農業研究隊伍的70%以上。
截止2019年底,從Volcani中心以及其孵化的初創公司研究出來的農作物品種和農業科技專利已超過5000個,不僅為以色列本土,也為世界農業科技的發展做出了卓越的貢獻。
“Volcani成功開發了具有實際應用價值的農業研究前沿創新和方法,以及在干旱、半干旱和沙漠環境中促進糧食安全、增進人類福祉的賦能項目。”
Volcani中心研究的橄欖新品種種植和采摘技術,讓橄欖的產出提高了5倍,且采摘設備可調節用于其他果實的采摘,大大節約了果農的設備成本。種植農藝和采摘農機的結合,某種意義上推動了以色列農業體系的改變。
Volcani中心培育的數千個果蔬品種中,除了中國消費者熟知的櫻桃番茄,還有許多甜度水分充足的高產品種。如和Meloni公司合作培育的高甜度無籽甜瓜,可使每公頃產出提高了50-70%。
顏色鮮紅的Omer芒果,不僅果實碩大肉質甜美,而且種植期短、產量高,保質期也比普通品種長。
其他優質品種還包括縮短了種植期、增加產量、顏色鮮紅的高甜度石榴,以及被認為是以色列品質最好的草莓品種Yasmin & Rocky等。
采后處理及保鮮
由于農業人口不足,以色列農業的自動化普及程度非常高。比如這套Volcani和Eshet Eilon公司合作開發的自動分選設備,可通過重量和視覺對果蔬進行自動分選分級,而且加入了近紅外(NIR)技術,可對果蔬進行多種有機成分的無損檢測。這套設備已廣泛應用于食品行業,可對蜜棗、蘋果、牛油果、芒果、菠蘿、大蒜等進行自動分選分級。
果蔬和食物的保鮮一直是農業技術難題。據統計,全球糧食的產出在運輸過程中的損耗高達30%-50%。Volcani中心在新鮮果蔬和食品包裝領域也擁有多項技術,如利用濃縮薄荷噴劑作為保鮮劑、利用密封的氣調包裝新鮮果蔬、可食用的新型保鮮包裝材料等。
病害、溫室管控
在蟲害管控方面,Volcani中心也有多項創新技術。如培育特殊品種的黃蜂治理蟲害、用于辣椒、西紅柿、茄子、黃瓜、西葫蘆草本植物、草莓、花類等作物的可食用油殺蟲劑。
農作物的防護和病害監測是數字農業很重要的一環。利用Lidar、紅外線、無人機等技術,農場主可以隨時監測病害蟲害的情況。
通過研究陽光透過不同顏色的網罩后照射對網室/溫室內的不同因素,如光照、溫度、濕度、空氣調節、對土壤的保護等,以及利用網罩針對蟲害、自然災害的進行防護,Volcani中心的網罩產品已經可以實現對植物在溫室中的生長調控,并商業化多年。
據統計,在北美和歐洲等國家,分別有1%和0.5%的兒童及成人對花生過敏。在美國每年有100-200個病人死于花生過敏。隨著花生食品的廣泛食用,花生過敏人群不斷增加。在亞洲一些國家和地區,花生制品也是引起兒童食物過敏的主要致敏原之一。中國醫學科學院變態反應研究人員對就診病人統計發現,約有4%的病人對花生過敏。
Volcani與Shiba醫學中心、NRS代理公司合作的這個用于治療和預防花生過敏的天然產品目前已經投入市場,尤其針對嬰幼兒市場。2015年,花生過敏市場規模約為43億美元。預計到2025年將達到113億美元。
紅葡萄酒中的白藜蘆醇已被證實確實擁有預防癌癥和糖尿病、以及促進心臟健康的功效。不過除紅葡萄酒外,現在從其他途徑也一樣能獲得白藜蘆醇。Volcani中心已經實現通過用高白藜蘆醇培育葡萄組織,不受葡萄種植、釀酒工藝等環節影響,在工廠里量產具有和紅酒一樣功效的功能食品。一顆糖果的白藜蘆醇就相當于一杯紅酒的含量!
畜牧管理新科技
Volcani中心對動物性食品的研發處于世界領先水平。養殖場可用Volcani中心最新研發的技術,通過掃描雞蛋,即可對未出生的小雞進行性別識別。
Volcani開發的高科技畜牧監控系統也同樣被用于以色列的肉牛農場。全天候的檢測系統包括了自動跛足檢測、自動身體狀況評分、自動早期發現產犢病、精準投喂養、提高飼料效率的動物RFID技術、農場設計模擬軟件等功能,在縮減農場的管理成本的同時,提高了肉牛和牛奶的產量。
身上帶有5個“運動手環”,針對脂肪、蛋白質、血糖、體重、飼料進食、活動狀況、躺臥時間、反芻時間等生命體征進行24小時實時監測的以色列“高科技”奶牛,平均年產奶量可達14000公斤,是全球平均產奶量的兩倍。
此外,有賴于人工智能和機器視覺等技術的加持,Volcani的精準農業解決方案也處于世界領先水平。從建立農業大數據平臺,到作物種植的規模化、集約化實時監控管理,對農業生產決策進行分析和調整,農產品溯源等,都有完整的解決方案。
通過輸入單果圖像數據,Volcani開發的AI進行深度學習后,已可以對無人機監控的監控圖像進行產出預測,比傳統技術預測的準確率高出4-16%。
人工智能可以對無人機監控種植園圖像進行分析,識別出棉花種植的生長異常和異常程度,精準定位到異常的棉花植株。
在Volcani的精準農業解決方案中,無人機的監控除了可見光監控,也應用了紅外線、激光雷達等常見于地理測繪的技術。應用這些技術,可以監控果園的灌溉(尤其是滴灌)情況,并隨時對某一片區進行調整。
為了應對農業勞動力短缺的情況,以色列從八十年代已開始研究農業自動化,提供農業人口的勞動效率。如今,Volcani研發的農業機器人和自動化設備在農業生產的枝葉修剪、果蔬采摘、噴淋、分選、甚至石榴籽的分離等環節,都已進入生產應用。
由于對工作環境比較高,目前全球范圍內農業機器人的應用主要在封閉環境進行。如在這個溫室垂直農場的西紅柿種植項目中,這個搭載了紅外攝像頭的機器人可在溫室排列中自主行走并自行識別果實,加上不同功能的機械臂后可進行不同的作業,如修剪、噴灑、采摘等。
Volcani的精準農業和農業自動化創新技術對每一株作物進行個性化栽培,提高了灌溉和施肥的效率,不僅產量得到提高,浪費和環境影響也減到最小。根據2014年的估計,全球農業機器人市場預計將從10億美元增長到2020年的180億美元。利用數字化手段改善農業經營管理,不僅僅是在市場和營銷領域的噱頭,而是從田間到餐桌全鏈條的創新。
合作
2019年12月,應中國以色列交流中心/中以集知的邀請,Volcani中心事業發展部部長Shemer Topper先生曾來訪廣州,參加中以農業科技國際合作廣州峰會以及第二屆中國校地合作創新大會,介紹了以色列的農業創新及未來發展情況。
Shemer Topper先生隨中國以色列交流中心/中以集知團隊拜訪廣州國家現代農業產業科技創新中心,就中以間的農業創新合作進行交流。