農(nóng)業(yè)裝備的智能化是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路，為助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興，進一步提升農(nóng)業(yè)智能裝備產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈發(fā)展水平，總結(jié)探討智慧農(nóng)業(yè)與智能裝備的發(fā)展現(xiàn)狀與未來機遇。即日起，由楊凌工業(yè)園區(qū)建設(shè)投資有限公司主辦、楊凌農(nóng)業(yè)智能裝備產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心協(xié)辦，聯(lián)合推出《智慧農(nóng)機新視野》專欄，精彩呈現(xiàn)國內(nèi)有關(guān)院士、專家、學(xué)者真知灼見，甄選農(nóng)業(yè)智能裝備優(yōu)質(zhì)企業(yè)，從不同視角對智能裝備助力農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展進行分享和交流，為智能農(nóng)業(yè)裝備開啟新的“打開方式”。今日刊登《無人農(nóng)場：給智慧農(nóng)業(yè)一個嶄新的未來——訪中國工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、農(nóng)業(yè)機械化工程專家羅錫文》

耕牛退休、鐵牛下田、農(nóng)民進城、專家種地……

這是中國工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、農(nóng)業(yè)機械化工程專家羅錫文描繪的未來農(nóng)業(yè)新圖景。

智慧農(nóng)業(yè)，是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高級形式。

“智慧農(nóng)業(yè)，源于上個世紀(jì)80年代末90年代初國外提出的‘精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)’。我國從上個世紀(jì)90年代末也開展了‘精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)’的研究。我國高度重視智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，2012年中央一號文件提出，要突出農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新重點，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)等方面取得重大突破。2017年中央一號文件提出，要實施智慧農(nóng)業(yè)工程。這幾年，在中央一號文件中都提出，要大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)。”羅錫文認(rèn)為，智慧農(nóng)業(yè)是依托生物技術(shù)、智能農(nóng)機和信息技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化感知、智能化決策、精準(zhǔn)化作業(yè)和智慧化管理四大功能的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

▲羅錫文院士

數(shù)字化感知

說到數(shù)字化感知，羅錫文用“星、機、地”三個字，進行了生動形象的表述。

羅錫文表示，“農(nóng)機作業(yè)之前，我們需要知道作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境、作業(yè)農(nóng)機的有關(guān)情況，也就是平時我們講的農(nóng)情信息。怎樣獲取這些信息？現(xiàn)在最常用的三種方法，就是‘星’‘機’‘地’。”

“星”，就是用衛(wèi)星獲取所需要的信息，根據(jù)衛(wèi)星影像來分析農(nóng)作物的長勢和病蟲草害情況。

“機”，就是飛機。采用有人駕駛的或無人駕駛的飛機獲取所需要的信息，分析農(nóng)作物的長勢和病蟲草害情況。

“地”，根據(jù)在地面上安裝的多光譜、高光譜以及各種儀器，直接獲取農(nóng)作物的長勢和病蟲草害情況。

“星”“機”“地”這三種方法，分別適用于不同場合。羅錫文進一步解釋，“比方說，如果我們想知道廣東全省的水稻種植面積，就要用衛(wèi)星影像圖片來分析。如果我們想知道某個農(nóng)場中水稻的生長情況，就可以用有人機或無人機來獲取這些信息。如果想知道稻田中水稻病蟲草害情況，就可以用地面機器，用多光譜、高光譜來獲取這些信息。”

那么，需要獲取哪些信息呢？

“以植物生產(chǎn)為例，主要包括土壤信息、作物長勢信息。比如說哪地方長得好一點，哪地方長得差一點，是不是缺肥、缺水等。另外，就是需要獲取作物的病蟲草害信息。”羅錫文告訴記者，“以華北地區(qū)小麥條銹病發(fā)生的空間分布為例，如果我們用人工一點點去測，要多少人？花多少時間？可能還達不到我們要求的精度。而今天，采用‘星’‘機’‘地’技術(shù)，就可以精準(zhǔn)地獲取我們所需要的各種農(nóng)情信息，來指導(dǎo)我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。”

智能化決策

“過去，耕整、種植和田間管理這些環(huán)節(jié)的決策這些都是靠人工、憑經(jīng)驗。今天，我們可以用大數(shù)據(jù)來智能決策。”據(jù)羅錫文介紹，智能化決策，分為六個方面：

一是根據(jù)地形地貌、田塊大小和灌溉條件等，智能決策土地整治方案。羅錫文表示，“比如說每塊地整多大為好，什么地方布置機耕道，灌排渠道應(yīng)該怎樣設(shè)計？”

二是根據(jù)土壤的質(zhì)地和耕種習(xí)慣等，智能決策耕整方案，包括犁耕、耙耕、旋耕及激光平整等。

三是根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝头N植習(xí)慣等，智能決策種植方案，包括一熟制或多熟制（如稻—麥、稻—油、稻—稻）、種植品種等。

四是根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝头N植方案，智能決策播種方案，包括播種時間、行距、穴（株）距和播種量等。

五是根據(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。

六是根據(jù)作物長勢和當(dāng)?shù)貧庀螅悄軟Q策收獲方案，包括收獲時間和收獲方式。

精準(zhǔn)化作業(yè)

精準(zhǔn)化作業(yè)，包括自動導(dǎo)航和精準(zhǔn)作業(yè)。

“這是我們研究成功的一種主從導(dǎo)航水稻收獲系統(tǒng)，叫做跟車卸糧模式。”據(jù)羅錫文院士介紹，無人駕駛主從導(dǎo)航收獲系統(tǒng)，由無人駕駛收獲機和無人駕駛運糧車組成。無人駕駛收獲機接到指令后，進入田塊開始收獲水稻，糧倉快滿時立即向運糧車發(fā)出指令，在地頭等待的無人駕駛運糧車收到卸糧指令后自動行駛至指定的卸糧位置。收獲機和運糧車配合非常默契，橫向誤差不超過5厘米，縱向誤差不超過10厘米。

智慧化管理

智慧化管理，包括農(nóng)作物生產(chǎn)管理、農(nóng)機管理、農(nóng)場管理等。

“農(nóng)作物長得怎么樣，得了什么病，生了什么蟲，缺不缺水，缺不缺肥？這都屬于農(nóng)作物生產(chǎn)管理范疇。農(nóng)機管理，一是遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)機作業(yè)位置、作業(yè)進度、作業(yè)質(zhì)量，二是遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)機作業(yè)狀況并進行故障預(yù)警和指導(dǎo)維修，三是農(nóng)機遠(yuǎn)程調(diào)度。還有農(nóng)場的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后管理，包括化肥、農(nóng)藥、種子等農(nóng)業(yè)資料，還有經(jīng)營管理，怎樣才能獲取最大的效益？這個都可以實現(xiàn)智慧化管理。”

農(nóng)業(yè)的實踐：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)的一種途徑。無人農(nóng)場應(yīng)該有五個功能：

一是耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋。就是從耕種到種植到收獲，整個環(huán)節(jié)都要實現(xiàn)無人化。

二是機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動。就是農(nóng)機要能夠從機庫里面自動開到田里去，作業(yè)完了以后要自動開回來。

三是自動避障異況停車保安全。因為機器上沒人，所以安全作業(yè)非常重要，包括在路上行駛、田間作業(yè)，要能夠自動避障，有異常情況能夠自動停車。

四是作物生產(chǎn)過程實時全監(jiān)控。羅錫文進一步解釋，“因為是無人農(nóng)場，我不在地里面，我怎么知道我的地里的水稻、小麥長得怎么樣，有沒有病，生沒生蟲，要不要施肥，要不要灌水？我需要對整個生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控。”

五是智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人。

“我們?nèi)A南農(nóng)業(yè)大學(xué)從2020年啟動無人農(nóng)場建設(shè)，現(xiàn)在已經(jīng)在國內(nèi)十多個省建了20多個無人農(nóng)場。推廣無人農(nóng)場應(yīng)有較好的基礎(chǔ)條件，比如地塊較大，機耕道和灌排設(shè)施較好。此外，衛(wèi)星信號和網(wǎng)絡(luò)信號要好。應(yīng)該能接收到北斗信號，因為我們靠北斗信號定位。”羅錫文認(rèn)為，無人農(nóng)場依托三大技術(shù)支持，分別是生物技術(shù)、智能農(nóng)機和信息技術(shù)。智能農(nóng)機應(yīng)有四個功能：智能感知、自動導(dǎo)航、精準(zhǔn)作業(yè)、智能管理。他表示，希望通過無人農(nóng)場的技術(shù)的推廣，為解決“誰來種地”和“怎樣種地”提供切實可行的解決途徑。