最近，中國工程院羅錫文院士做了一場關于數(shù)字農(nóng)場的相關報告，以下是相關內(nèi)容的分享：

國外提出精準農(nóng)業(yè)是在上世紀八十年代末九十年代初，我們國家從上世紀九十年代末和本世紀也開展了精準農(nóng)業(yè)研究。國家高度重視智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，2012年中央一號文就提出了要開展農(nóng)業(yè)科技研究，這幾年在中央一號文中也都提出要大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)。

什么是智慧農(nóng)業(yè)?我們可以用數(shù)據(jù)化來看。數(shù)字化感知、智能化決策、精準化作業(yè)，智慧化管理。今天我們就圍繞我們對智慧農(nóng)業(yè)的理解以及已經(jīng)落實的實踐工作進行闡述。

精準作業(yè)之前，我們需要知道作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境以及其他作業(yè)相關的影響因素，也就是平時我們經(jīng)常講的農(nóng)田信息，怎樣獲取這些信息?我們現(xiàn)在最常用三種方法：星、機、地。“星”就是根據(jù)衛(wèi)星獲取我們所需要的信息，根據(jù)衛(wèi)星影像來分析農(nóng)作物的長勢和病蟲草害的信息；“機”就是飛機，根據(jù)有人駕駛飛機和無人駕駛飛機獲取的信息，來分析作物的長勢和病蟲草害情況；“地”就是地面，根據(jù)地面上安裝的多光譜高光譜以及各種儀器，來獲取農(nóng)作物的長勢和病蟲草害信息。

“星、機、地”這三種方法分別適用于不同作業(yè)場景，比如：若想知道廣東全省的水稻種植面積，我們就用衛(wèi)星影象圖片來分析；若想知道農(nóng)場內(nèi)水稻真實生長情況，我們就需用無人機來獲取這些信息；若想知道田里水稻長勢和病蟲草害情況，就需要用地面機器，多光譜、高光譜獲取這些信息。

那么，具體又需要獲取哪些信息呢?主要包括土壤信息、作物長勢信息，比如哪個地方長得好一點，哪個地方長得差一點，是不是缺肥缺水等等，另外還包括作物病蟲草害的精準和專業(yè)信息等。

我一直有個夢想，想是否可以在我們的土壤機后面掛一個像鐮刀一樣的傳感器，在田里跑一圈，就可以把土壤的氮磷鉀都測出來，但三十年過去了，目前依然還是一個夢，為什么?因為土壤中的氮磷鉀等元素實現(xiàn)實時測定相當困難，大部分都是以離子狀態(tài)出現(xiàn)，所以我們還得把土壤取回來，這是十多年以來我們一直持續(xù)做的一項工作。

具體來說是衛(wèi)星天線、系統(tǒng)、取土器相結(jié)合，我們把這個取土器從地里面取下來，記下經(jīng)緯度位置，然后再實驗室分析就可以得到氮磷鉀PH值有機值的分布圖，從而可以根據(jù)這個具體數(shù)據(jù)模型來進行測土配方施肥。

目前我們國內(nèi)一些團隊做的比較成功的一個例子，無人駕駛飛機在田面上飛一趟，獲得水稻長勢，做出長勢分布圖，然后根據(jù)長勢分布圖做出處方圖。2019年在羅定市早稻示范結(jié)果證明，150畝連片示范平均減少氮肥28%，在水稻村氮肥能夠減少20%以上這個數(shù)據(jù)是相當不錯的。這就是現(xiàn)在我們用“星、機、地”技術就可以獲取所需要的各種農(nóng)田信息指導我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這就是智慧農(nóng)業(yè)的第一個功能——數(shù)據(jù)化感知。

第二個環(huán)節(jié)叫做智能化決策。根據(jù)地形地貌、田塊大小和灌溉條件等包括各類智能數(shù)據(jù)決策土地整治方案，智能指導地塊大小、機耕道和灌排渠道等；根據(jù)土壤質(zhì)地和耕整習慣包括型耕、耙耕、旋耕等智能決策耕整方案；根據(jù)當?shù)貧夂蚝头N植習慣等，智能決策種植方案，包括一熟制或多熟3制(如稻一麥 、稻一油 、稻一稻) ，種植品種等；根據(jù)當?shù)貧夂蚝头N植方案，智能決策播種方案，包括播種時間、播種間距及播種量等；根據(jù)作物長勢和病蟲草害信息，智能決策田間管理方案，包括灌排，施肥，打藥等；根據(jù)作物長勢和當?shù)貧庀螅悄軟Q策收獲方案，包括收獲時間、收獲方式等。

第三個環(huán)節(jié)是精準化管理，包括精準導航和自動作業(yè)。精準作業(yè)主要包括耕種、種植、田間管理、收獲和干燥。首先是激光平地，過去十多年中研究成功的激光平地技術和衛(wèi)星平地技術，在水田里面能夠達到存水不過田的要求，就是田面高差不超過3.3公分，上面使用衛(wèi)星信號、下面使用激光信號來平地；播種，通常由無人駕駛水稻直播機，采用直播的方式將水稻的種子精準播種，兩粒兩粒或者兩粒三粒等等，實現(xiàn)了開溝、起壟、精良細播；田間管理，目前中國農(nóng)機院研發(fā)了大型智能化變量噴霧機，可以實現(xiàn)雜草自動識別，噴霧量可以實現(xiàn)精準反饋控制，飛機打藥已經(jīng)成為一種主要噴霧方式；收獲，我們研究成功一種跟車協(xié)調(diào)模式，無人駕駛收割機與無人駕駛卸糧車相結(jié)合，兩臺車并排走，中間橫向位置不超過5公分、縱向位置不超過10公分，就可以保證把這個收割機的糧準確的卸到運糧車上；干燥，干燥也是很重要的環(huán)節(jié)，我們?nèi)A南農(nóng)業(yè)大學里有教授團隊、稻谷干燥系統(tǒng)，采用這種系統(tǒng)把稻谷含水率由28%降到13.6%，每小時處理量14噸，每噸成本才15塊錢，比人工曬稻谷子還要便宜。

第四個環(huán)節(jié)是智慧化管理，包括農(nóng)作物生長管理、農(nóng)機管理、農(nóng)場管理。通過遠程監(jiān)控農(nóng)機作業(yè)位置、作業(yè)進度、作業(yè)質(zhì)量，并進行故障預警和指導維修等方面的覆蓋，來實現(xiàn)農(nóng)場智慧化管理。

下面介紹一下無人農(nóng)場，無人農(nóng)場是智慧農(nóng)業(yè)的一種生產(chǎn)方式，是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的種途徑。無人農(nóng)場具有耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋、機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動、自動避障異況停車保安全、作物生產(chǎn)過程實時全監(jiān)控、智能決策精準作業(yè)全無人等五大特征。

目前，無人農(nóng)場主要需要三大關鍵技術支持: 生物技術、智能農(nóng)機和信息技術生物技術。生物技術主要為無人農(nóng)場生產(chǎn)提供適應機械化作業(yè)的品種和栽培模式；智能農(nóng)機主要為無人農(nóng)場生產(chǎn)提供智能感知、智能導航、智能作業(yè)(精準作業(yè)) 和智能管理；信息技術主要為無人農(nóng)場生產(chǎn)的信息獲取、傳輸和處理，農(nóng)機導航與自動作業(yè)，農(nóng)機遠程運維管理提供支持。

目前我們團隊從2020年啟動到現(xiàn)在在全國多省建了20多個無人農(nóng)場，各地農(nóng)場主都會反饋非常支配合建設無人農(nóng)場，但是也會受到幾個基本條件的相對限制：第一，田塊要相對大一點，連片的規(guī)模大一點；第二，田地位置應該有接收到北斗信號，因為我們靠北斗信號定位；第三，4G/5G要求有通信信號，因為農(nóng)機的啟動作業(yè)都是靠網(wǎng)絡。未來也會針對以上限制做更多維度的攻克和提升。