發(fā)展農(nóng)業(yè)智能裝備，推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

一、基本情況

國(guó)家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心在國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，圍繞農(nóng)業(yè)智能裝備通訊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品、系統(tǒng)集成三個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行學(xué)科交叉研究和技術(shù)創(chuàng)新，在農(nóng)業(yè)智能裝備理論方法研究、重要產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和技術(shù)平臺(tái)構(gòu)建上實(shí)現(xiàn)了重要突破，形成了農(nóng)田信息采集、農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制、智能農(nóng)機(jī)具、田間作業(yè)導(dǎo)航五大類(lèi)、50多個(gè)產(chǎn)品，填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域的多項(xiàng)空白，縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。打造了面向大田作物、設(shè)施農(nóng)業(yè)、節(jié)水灌溉的綠水技術(shù)產(chǎn)品品牌。針對(duì)我國(guó)各地不同生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)規(guī)模條件，進(jìn)行配套組合應(yīng)用，形成了“套餐”式技術(shù)應(yīng)用模式，使中心的技術(shù)成果在全國(guó)20多個(gè)省市得到應(yīng)用，研發(fā)的設(shè)施環(huán)境控制器、灌溉控制器產(chǎn)品還出口到俄羅斯、以色列等國(guó)。

中心實(shí)驗(yàn)室面積1萬(wàn)多平米，在北京小湯山建立有2500畝的國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地，是農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站和國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)科普教育基地。基地裝備有大型智能化農(nóng)機(jī)具、GPS基準(zhǔn)站，土壤墑情監(jiān)測(cè)站，智能化監(jiān)控溫室，精準(zhǔn)施肥、施藥試驗(yàn)平臺(tái)，可開(kāi)展大型科學(xué)試驗(yàn)和產(chǎn)品技術(shù)中試工作，已成為我國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)定量遙感星-機(jī)-地聯(lián)合科學(xué)試驗(yàn)研究的重要基地，為我國(guó)同行提供了一個(gè)穩(wěn)定開(kāi)放的研究試驗(yàn)平臺(tái)，成為國(guó)際合作和學(xué)術(shù)交流的重要窗口。

二、主要做法

案例1 “互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)機(jī)深松作業(yè)監(jiān)管與服務(wù)系統(tǒng)

農(nóng)機(jī)深松作業(yè)監(jiān)管與服務(wù)系統(tǒng)由國(guó)家農(nóng)業(yè)智能裝備工程技術(shù)研究中心研發(fā)，該系統(tǒng)集成智能傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)耕整地作業(yè)狀態(tài)識(shí)別、面積測(cè)量、深度監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，通過(guò)作業(yè)管理服務(wù)器系統(tǒng)和耕整地作業(yè)管理服務(wù)客戶(hù)端軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)耕整地作業(yè)監(jiān)測(cè)終端回傳信息的解析、作業(yè)量計(jì)算、作業(yè)質(zhì)量分析、作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分發(fā)等功能，通過(guò)客戶(hù)端軟件能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)機(jī)作業(yè)實(shí)時(shí)定位跟蹤、作業(yè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)、作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)、視頻監(jiān)控、歷史軌跡回放、權(quán)限管理、用戶(hù)管理、地圖操作等功能。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)機(jī)深松作業(yè)時(shí)的位置信息、農(nóng)機(jī)作業(yè)狀態(tài)、深松作業(yè)量和深松作業(yè)質(zhì)量等作業(yè)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)深松作業(yè)面積測(cè)量、深松作業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)、農(nóng)機(jī)具管理以及深松作業(yè)補(bǔ)貼監(jiān)管的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和高效化管理，大大改善了當(dāng)前由農(nóng)機(jī)管理機(jī)構(gòu)組織人員以抽查為主的檢查方式，大大降低了工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了檢測(cè)效率、提高了檢查的覆蓋面、避免了偷領(lǐng)騙領(lǐng)深松作業(yè)補(bǔ)貼的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)機(jī)深松作業(yè)補(bǔ)貼的有效監(jiān)管，為深松作業(yè)補(bǔ)貼核算提供量化依據(jù)，提升了農(nóng)機(jī)作業(yè)管理信息化水平。

截至目前，中心研發(fā)的農(nóng)機(jī)深松作業(yè)信息化監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)品在山東、安徽、河南、新疆、內(nèi)蒙、陜西等18個(gè)省份累計(jì)裝機(jī)8000余套，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)深松作業(yè)面積達(dá)800多萬(wàn)畝，回傳數(shù)據(jù)總量：3800G。提升補(bǔ)貼監(jiān)測(cè)管理的準(zhǔn)確性，減少管理部分的人力物力付出，減輕監(jiān)管壓力，提升了農(nóng)機(jī)作業(yè)管理信息化水平。促進(jìn)新一代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，加快科研成果向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和核心競(jìng)爭(zhēng)力的提高。為北京市乃至全國(guó)衛(wèi)星定位、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支撐，推進(jìn)北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新性城市的建設(shè)進(jìn)程，通過(guò)成果轉(zhuǎn)化和技術(shù)服務(wù)，提高研發(fā)單位的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力。

案例2 “互聯(lián)網(wǎng)+”水肥一體化

中心重點(diǎn)開(kāi)展了作物水肥控制策略研究、水肥一體化裝備研發(fā)及水肥集群控制系統(tǒng)構(gòu)建等工作。研發(fā)適應(yīng)于不同栽培作物、栽培模式的水肥一體化裝備類(lèi)型8-10種，建立的基于環(huán)境參數(shù)、作物生長(zhǎng)信息、作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律耦合的優(yōu)化水肥管理策略可實(shí)現(xiàn)對(duì)作物水肥的按需精量管理；建立的有機(jī)水肥一體化裝備系統(tǒng)，兼有機(jī)液肥發(fā)酵、水肥一體化裝備及水肥決策等關(guān)鍵技術(shù)于一體，根據(jù)管理作物的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及環(huán)境變化，實(shí)現(xiàn)有機(jī)水肥一體的精準(zhǔn)化與自動(dòng)化管理；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了農(nóng)田水肥綜合管理系統(tǒng)，適用于大型園區(qū)或基地的小麥、玉米及葡萄和蘋(píng)果等10余種作物的水肥一體綜合管理。

基于上述的研究工作，已申請(qǐng)專(zhuān)利22項(xiàng)，現(xiàn)授權(quán)10項(xiàng)。技術(shù)推廣模式采用北京郊區(qū)小范圍應(yīng)用、繼而走向全國(guó)的策略，不僅在北京的10個(gè)郊區(qū)縣，而且在新疆、重慶、青海、吉林、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西等省市均有應(yīng)用，適用對(duì)象已由設(shè)施蔬菜擴(kuò)展到大田作物、果樹(shù)及農(nóng)渠水利智能管理系統(tǒng)等。應(yīng)用效果表明，與農(nóng)民經(jīng)驗(yàn)管理（滴灌施肥）相比較，基于優(yōu)化水肥控制策略的水肥一體化裝備在化肥施用量減少25%左右、節(jié)水20%的前提下，可增產(chǎn)15%以上，減少用工近20個(gè)/畝，節(jié)約人工成本1600元/畝（80元/人.天），實(shí)現(xiàn)了灌水利用效率提高40%以上，化肥利用效率提高55%以上，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

案例3 “互聯(lián)網(wǎng)+”土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

全國(guó)土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)展農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測(cè)工作，掌握農(nóng)田土壤墑情變化規(guī)律，發(fā)布農(nóng)田土壤墑情信息，能夠有效地為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、防旱抗旱、科學(xué)灌溉、開(kāi)展節(jié)水農(nóng)業(yè)社會(huì)化服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)化墑情監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建立，可以為各級(jí)政府和領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解土壤墑情狀況及趨勢(shì)，采取有效的防旱抗旱措施，科學(xué)地指揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有力的技術(shù)支撐；同時(shí)可積累大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為水資源的合理調(diào)配，科學(xué)灌溉、節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面提供寶貴的基礎(chǔ)資料，具有重要指導(dǎo)意義。系統(tǒng)研究成果與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比具有同等性能和精度，成本下降了30-50%；在系統(tǒng)集成性、產(chǎn)品多樣性、軟硬件配套和采集精度等智能化水平上優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品。

截至目前，已在全國(guó)25個(gè)省市建立1200多個(gè)固定遠(yuǎn)程墑情監(jiān)測(cè)站和2000套區(qū)域移動(dòng)墑情監(jiān)測(cè)站，推廣使用各種感知傳感器30000多套，推廣應(yīng)用面積11338萬(wàn)畝，新增產(chǎn)量十多億公斤，年節(jié)約用水約20億方，取得了40多億元的經(jīng)濟(jì)效益。項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，對(duì)基層農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者及農(nóng)技推廣員進(jìn)行土壤墑情監(jiān)測(cè)技術(shù)及產(chǎn)品使用方法等相關(guān)培訓(xùn)22480人次，為提高我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理人員的整體水平起到了顯著的作用。

案例4 “互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)村機(jī)井灌溉用水計(jì)量管理及信息發(fā)布平臺(tái)

農(nóng)村機(jī)井灌溉用水計(jì)量管理及信息發(fā)布平臺(tái)根據(jù)目前農(nóng)用灌溉用水現(xiàn)狀，總結(jié)現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)存在的問(wèn)題，以最新用水管理政策為導(dǎo)向，針對(duì)農(nóng)村機(jī)井灌溉用水的精確計(jì)量和定額管理，采用射頻識(shí)別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域灌溉用水的總體規(guī)劃、定額管理、用水信息統(tǒng)計(jì)、分析和管理決策功能，為農(nóng)村灌溉用水計(jì)劃的宏觀決策和水量限額管理提供技術(shù)支撐。

當(dāng)前平臺(tái)已覆蓋京津冀地區(qū)共1800眼機(jī)井，機(jī)井用水信息可實(shí)時(shí)上傳至信息發(fā)布平臺(tái)，通過(guò)平臺(tái)可為下設(shè)區(qū)縣分配年度用水定額，并根據(jù)各地校準(zhǔn)井參數(shù)為不同區(qū)域設(shè)定不同的水電折算系數(shù)。同時(shí)可以對(duì)不同地區(qū)、不同時(shí)段的用水情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，快速掌握用水情況和獲取預(yù)警信息。系統(tǒng)的建設(shè)大大提高了京津冀地區(qū)水資源監(jiān)測(cè)能力，為水資源科學(xué)管理、配置提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)，有利于將水資源監(jiān)測(cè)能力和水資源管理水平提升到新的水平。同時(shí)對(duì)于建設(shè)節(jié)水型社會(huì)、緩解水資源供需矛盾、促進(jìn)水資源有效利用、實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置具有重要的意義。

中心切實(shí)發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)+”在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素配置中的優(yōu)化和集成作用，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新成果與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域深度融合。充分體現(xiàn)了藏糧于技，全面提升土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率。