【智慧农业】无人农场：给智慧农业一个崭新的未来

农业装备的智能化是实现农业现代化的必由之路，为助力乡村产业振兴，进一步提升农业智能装备产业链创新链发展水平，总结探讨智慧农业与智能装备的发展现状与未来机遇。即日起，由杨凌工业园区建设投资有限公司主办、杨凌农业智能装备产业创新中心协办，联合推出《智慧农机新视野》专栏，精彩呈现国内有关院士、专家、学者真知灼见，甄选农业智能装备优质企业，从不同视角对智能装备助力农业高质量发展进行分享和交流，为智能农业装备开启新的“打开方式”。今日刊登《无人农场：给智慧农业一个崭新的未来——访中国工程院院士、华南农业大学教授、农业机械化工程专家罗锡文》

耕牛退休、铁牛下田、农民进城、专家种地……

这是中国工程院院士、华南农业大学教授、农业机械化工程专家罗锡文描绘的未来农业新图景。

智慧农业，是未来农业的发展方向，是现代农业的高级形式。

“智慧农业，源于上个世纪80年代末90年代初国外提出的‘精准农业’。我国从上个世纪90年代末也开展了‘精准农业’的研究。我国高度重视智慧农业的发展，2012年中央一号文件提出，要突出农业科技创新重点，在精准农业技术等方面取得重大突破。2017年中央一号文件提出，要实施智慧农业工程。这几年，在中央一号文件中都提出，要大力发展智慧农业。”罗锡文认为，智慧农业是依托生物技术、智能农机和信息技术，能够实现数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理四大功能的现代化农业生产方式。

▲罗锡文院士

数字化感知

说到数字化感知，罗锡文用“星、机、地”三个字，进行了生动形象的表述。

罗锡文表示，“农机作业之前，我们需要知道作业对象、作业环境、作业农机的有关情况，也就是平时我们讲的农情信息。怎样获取这些信息？现在最常用的三种方法，就是‘星’‘机’‘地’。”

“星”，就是用卫星获取所需要的信息，根据卫星影像来分析农作物的长势和病虫草害情况。

“机”，就是飞机。采用有人驾驶的或无人驾驶的飞机获取所需要的信息，分析农作物的长势和病虫草害情况。

“地”，根据在地面上安装的多光谱、高光谱以及各种仪器，直接获取农作物的长势和病虫草害情况。

“星”“机”“地”这三种方法，分别适用于不同场合。罗锡文进一步解释，“比方说，如果我们想知道广东全省的水稻种植面积，就要用卫星影像图片来分析。如果我们想知道某个农场中水稻的生长情况，就可以用有人机或无人机来获取这些信息。如果想知道稻田中水稻病虫草害情况，就可以用地面机器，用多光谱、高光谱来获取这些信息。”

那么，需要获取哪些信息呢？

“以植物生产为例，主要包括土壤信息、作物长势信息。比如说哪地方长得好一点，哪地方长得差一点，是不是缺肥、缺水等。另外，就是需要获取作物的病虫草害信息。”罗锡文告诉记者，“以华北地区小麦条锈病发生的空间分布为例，如果我们用人工一点点去测，要多少人？花多少时间？可能还达不到我们要求的精度。而今天，采用‘星’‘机’‘地’技术，就可以精准地获取我们所需要的各种农情信息，来指导我们的农业生产。”

智能化决策

“过去，耕整、种植和田间管理这些环节的决策这些都是靠人工、凭经验。今天，我们可以用大数据来智能决策。”据罗锡文介绍，智能化决策，分为六个方面：

一是根据地形地貌、田块大小和灌溉条件等，智能决策土地整治方案。罗锡文表示，“比如说每块地整多大为好，什么地方布置机耕道，灌排渠道应该怎样设计？”

二是根据土壤的质地和耕种习惯等，智能决策耕整方案，包括犁耕、耙耕、旋耕及激光平整等。

三是根据当地气候和种植习惯等，智能决策种植方案，包括一熟制或多熟制（如稻—麦、稻—油、稻—稻）、种植品种等。

四是根据当地气候和种植方案，智能决策播种方案，包括播种时间、行距、穴（株）距和播种量等。

五是根据作物长势和病虫草害信息，智能决策田间管理方案，包括灌排、施肥、打药等。

六是根据作物长势和当地气象，智能决策收获方案，包括收获时间和收获方式。

精准化作业

精准化作业，包括自动导航和精准作业。

“这是我们研究成功的一种主从导航水稻收获系统，叫做跟车卸粮模式。”据罗锡文院士介绍，无人驾驶主从导航收获系统，由无人驾驶收获机和无人驾驶运粮车组成。无人驾驶收获机接到指令后，进入田块开始收获水稻，粮仓快满时立即向运粮车发出指令，在地头等待的无人驾驶运粮车收到卸粮指令后自动行驶至指定的卸粮位置。收获机和运粮车配合非常默契，横向误差不超过5厘米，纵向误差不超过10厘米。

智慧化管理

智慧化管理，包括农作物生产管理、农机管理、农场管理等。

“农作物长得怎么样，得了什么病，生了什么虫，缺不缺水，缺不缺肥？这都属于农作物生产管理范畴。农机管理，一是远程监控农机作业位置、作业进度、作业质量，二是远程监控农机作业状况并进行故障预警和指导维修，三是农机远程调度。还有农场的产前、产中、产后管理，包括化肥、农药、种子等农业资料，还有经营管理，怎样才能获取最大的效益？这个都可以实现智慧化管理。”

智慧农业的实践：无人农场

无人农场是智慧农业的一种生产方式，是实现智慧农业的一种途径。无人农场应该有五个功能：

一是耕种管收生产环节全覆盖。就是从耕种到种植到收获，整个环节都要实现无人化。

二是机库田间转移作业全自动。就是农机要能够从机库里面自动开到田里去，作业完了以后要自动开回来。

三是自动避障异况停车保安全。因为机器上没人，所以安全作业非常重要，包括在路上行驶、田间作业，要能够自动避障，有异常情况能够自动停车。

四是作物生产过程实时全监控。罗锡文进一步解释，“因为是无人农场，我不在地里面，我怎么知道我的地里的水稻、小麦长得怎么样，有没有病，生没生虫，要不要施肥，要不要灌水？我需要对整个生产过程进行实时监控。”

五是智能决策精准作业全无人。

“我们华南农业大学从2020年启动无人农场建设，现在已经在国内十多个省建了20多个无人农场。推广无人农场应有较好的基础条件，比如地块较大，机耕道和灌排设施较好。此外，卫星信号和网络信号要好。应该能接收到北斗信号，因为我们靠北斗信号定位。”罗锡文认为，无人农场依托三大技术支持，分别是生物技术、智能农机和信息技术。智能农机应有四个功能：智能感知、自动导航、精准作业、智能管理。他表示，希望通过无人农场的技术的推广，为解决“谁来种地”和“怎样种地”提供切实可行的解决途径。