最近，中國(guó)工程院羅錫文院士做了一場(chǎng)關(guān)于數(shù)字農(nóng)場(chǎng)的相關(guān)報(bào)告，以下是相關(guān)內(nèi)容的分享：

國(guó)外提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是在上世紀(jì)八十年代末九十年代初，我們國(guó)家從上世紀(jì)九十年代末和本世紀(jì)也開展了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究。國(guó)家高度重視智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，2012年中央一號(hào)文就提出了要開展農(nóng)業(yè)科技研究，這幾年在中央一號(hào)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(lái)看。數(shù)字化感知、智能化決策、精準(zhǔn)化作業(yè)，智慧化管理。今天我們就圍繞我們對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的理解以及已經(jīng)落實(shí)的實(shí)踐工作進(jìn)行闡述。

精準(zhǔn)作業(yè)之前，我們需要知道作業(yè)對(duì)象、作業(yè)環(huán)境以及其他作業(yè)相關(guān)的影響因素，也就是平時(shí)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(jī)、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(lái)分析農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)和病蟲草害的信息；“機(jī)”就是飛機(jī)，根據(jù)有人駕駛飛機(jī)和無(wú)人駕駛飛機(jī)獲取的信息，來(lái)分析作物的長(zhǎng)勢(shì)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(lái)獲取農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)和病蟲草害信息。

“星、機(jī)、地”這三種方法分別適用于不同作業(yè)場(chǎng)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(lái)分析；若想知道農(nóng)場(chǎng)內(nèi)水稻真實(shí)生長(zhǎng)情況，我們就需用無(wú)人機(jī)來(lái)獲取這些信息；若想知道田里水稻長(zhǎng)勢(shì)和病蟲草害情況，就需要用地面機(jī)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(zhǎng)勢(shì)信息，比如哪個(gè)地方長(zhǎng)得好一點(diǎn)，哪個(gè)地方長(zhǎng)得差一點(diǎn)，是不是缺肥缺水等等，另外還包括作物病蟲草害的精準(zhǔn)和專業(yè)信息等。

我一直有個(gè)夢(mèng)想，想是否可以在我們的土壤機(jī)后面掛一個(gè)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(cè)出來(lái)，但三十年過(guò)去了，目前依然還是一個(gè)夢(mèng)，為什么?因?yàn)橥寥乐械牡租浀仍貙?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)定相當(dāng)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(lái)，這是十多年以來(lái)我們一直持續(xù)做的一項(xiàng)工作。

具體來(lái)說(shuō)是衛(wèi)星天線、系統(tǒng)、取土器相結(jié)合，我們把這個(gè)取土器從地里面取下來(lái)，記下經(jīng)緯度位置，然后再實(shí)驗(yàn)室分析就可以得到氮磷鉀PH值有機(jī)值的分布圖，從而可以根據(jù)這個(gè)具體數(shù)據(jù)模型來(lái)進(jìn)行測(cè)土配方施肥。

目前我們國(guó)內(nèi)一些團(tuán)隊(duì)做的比較成功的一個(gè)例子，無(wú)人駕駛飛機(jī)在田面上飛一趟，獲得水稻長(zhǎng)勢(shì)，做出長(zhǎng)勢(shì)分布圖，然后根據(jù)長(zhǎng)勢(shì)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(gè)數(shù)據(jù)是相當(dāng)不錯(cuò)的。這就是現(xiàn)在我們用“星、機(jī)、地”技術(shù)就可以獲取所需要的各種農(nóng)田信息指導(dǎo)我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這就是智慧農(nóng)業(yè)的第一個(gè)功能——數(shù)據(jù)化感知。

第二個(gè)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(dǎo)地塊大小、機(jī)耕道和灌排渠道等；根據(jù)土壤質(zhì)地和耕整習(xí)慣包括型耕、耙耕、旋耕等智能決策耕整方案；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3制(如稻一麥 、稻一油 、稻一稻) ，種植品種等；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(shí)間、播種間距及播種量等；根據(jù)作物長(zhǎng)勢(shì)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(zhǎng)勢(shì)和當(dāng)?shù)貧庀螅悄軟Q策收獲方案，包括收獲時(shí)間、收獲方式等。

第三個(gè)環(huán)節(jié)是精準(zhǔn)化管理，包括精準(zhǔn)導(dǎo)航和自動(dòng)作業(yè)。精準(zhǔn)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(guò)去十多年中研究成功的激光平地技術(shù)和衛(wèi)星平地技術(shù)，在水田里面能夠達(dá)到存水不過(guò)田的要求，就是田面高差不超過(guò)3.3公分，上面使用衛(wèi)星信號(hào)、下面使用激光信號(hào)來(lái)平地；播種，通常由無(wú)人駕駛水稻直播機(jī)，采用直播的方式將水稻的種子精準(zhǔn)播種，兩粒兩粒或者兩粒三粒等等，實(shí)現(xiàn)了開溝、起壟、精良細(xì)播；田間管理，目前中國(guó)農(nóng)機(jī)院研發(fā)了大型智能化變量噴霧機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)雜草自動(dòng)識(shí)別，噴霧量可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)反饋控制，飛機(jī)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(wú)人駕駛收割機(jī)與無(wú)人駕駛卸糧車相結(jié)合，兩臺(tái)車并排走，中間橫向位置不超過(guò)5公分、縱向位置不超過(guò)10公分，就可以保證把這個(gè)收割機(jī)的糧準(zhǔn)確的卸到運(yùn)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(xué)里有教授團(tuán)隊(duì)、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(shí)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(gè)環(huán)節(jié)是智慧化管理，包括農(nóng)作物生長(zhǎng)管理、農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)場(chǎng)管理。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)機(jī)作業(yè)位置、作業(yè)進(jìn)度、作業(yè)質(zhì)量，并進(jìn)行故障預(yù)警和指導(dǎo)維修等方面的覆蓋，來(lái)實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)智慧化管理。

下面介紹一下無(wú)人農(nóng)場(chǎng)，無(wú)人農(nóng)場(chǎng)是智慧農(nóng)業(yè)的一種生產(chǎn)方式，是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的種途徑。無(wú)人農(nóng)場(chǎng)具有耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋、機(jī)庫(kù)田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動(dòng)、自動(dòng)避障異況停車保安全、作物生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)全監(jiān)控、智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無(wú)人等五大特征。

目前，無(wú)人農(nóng)場(chǎng)主要需要三大關(guān)鍵技術(shù)支持: 生物技術(shù)、智能農(nóng)機(jī)和信息技術(shù)生物技術(shù)。生物技術(shù)主要為無(wú)人農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)提供適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)的品種和栽培模式；智能農(nóng)機(jī)主要為無(wú)人農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)提供智能感知、智能導(dǎo)航、智能作業(yè)(精準(zhǔn)作業(yè)) 和智能管理；信息技術(shù)主要為無(wú)人農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)的信息獲取、傳輸和處理，農(nóng)機(jī)導(dǎo)航與自動(dòng)作業(yè)，農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程運(yùn)維管理提供支持。

目前我們團(tuán)隊(duì)從2020年啟動(dòng)到現(xiàn)在在全國(guó)多省建了20多個(gè)無(wú)人農(nóng)場(chǎng)，各地農(nóng)場(chǎng)主都會(huì)反饋非常支配合建設(shè)無(wú)人農(nóng)場(chǎng)，但是也會(huì)受到幾個(gè)基本條件的相對(duì)限制：第一，田塊要相對(duì)大一點(diǎn)，連片的規(guī)模大一點(diǎn)；第二，田地位置應(yīng)該有接收到北斗信號(hào)，因?yàn)槲覀兛勘倍沸盘?hào)定位；第三，4G/5G要求有通信信號(hào)，因?yàn)檗r(nóng)機(jī)的啟動(dòng)作業(yè)都是靠網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)也會(huì)針對(duì)以上限制做更多維度的攻克和提升。