廣東省無(wú)人農(nóng)場(chǎng)建設(shè)情況調(diào)查

○廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 郭明亮 姚俊豪

作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，中國(guó)人口眾多、人均耕地面積少等問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低成本，無(wú)人農(nóng)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)明顯。無(wú)人農(nóng)場(chǎng)是指在人不進(jìn)入農(nóng)場(chǎng)的情況下，采用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息科技技術(shù)對(duì)農(nóng)場(chǎng)設(shè)施、農(nóng)機(jī)裝備等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，或通過(guò)智能裝備及機(jī)器人自主決策、自主作業(yè)，完成農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)、決策和管理等任務(wù)，是一種全過(guò)程、全天候、全空間的無(wú)人化生產(chǎn)作業(yè)模式。以水稻生產(chǎn)為例，包含耕整地、種植、田間管理、收獲等環(huán)節(jié)，采用全程無(wú)人化、智能化、機(jī)械化作業(yè)可以大大提高工作效率，減少勞動(dòng)力的投入。

一、廣東無(wú)人農(nóng)場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

自2012 年以來(lái)，中央一號(hào)文件先后提出要加快發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)，廣東省先行先試，提出在“十四五”期間要打造10 個(gè)智慧農(nóng)場(chǎng)（無(wú)人農(nóng)場(chǎng)）。近年來(lái)，廣東在智慧農(nóng)業(yè)和無(wú)人農(nóng)場(chǎng)建設(shè)中取得了比較突出的成效，廣州、佛山、茂名、清遠(yuǎn)和肇慶等地都相繼開展了無(wú)人農(nóng)場(chǎng)建設(shè)，探索出了一條可復(fù)制推廣的適用于廣東優(yōu)質(zhì)稻適度規(guī)模生產(chǎn)的“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”建設(shè)模式。

1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”模式。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅錫文院士團(tuán)隊(duì)在2020 年基于自主研發(fā)的智能農(nóng)機(jī)及基于北斗的農(nóng)機(jī)導(dǎo)航作業(yè)系統(tǒng)，集成無(wú)人農(nóng)場(chǎng)關(guān)鍵技術(shù)和無(wú)人駕駛拖拉機(jī)、直播機(jī)、噴藥機(jī)和收獲機(jī)等智能農(nóng)機(jī)，建設(shè)了全國(guó)第一個(gè)水稻“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”，實(shí)現(xiàn)了耕種管收生產(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)。在廣東增城和河源市東源縣分別建成了水稻旱直播模式和水直播模式全程無(wú)人化農(nóng)場(chǎng)，2021 年水稻旱直播模式無(wú)人農(nóng)場(chǎng)種植的絲苗米19 香水稻產(chǎn)量達(dá)到662.29kg/畝，2022 年水稻水直播模式無(wú)人農(nóng)場(chǎng)種植的青香優(yōu)19 香水稻產(chǎn)量達(dá)到561.61kg/畝。

2.嶺南地區(qū)優(yōu)質(zhì)稻適度規(guī)模生產(chǎn)的“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”模式。廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心與廣州極飛科技股份有限公在黃埔區(qū)開展了“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)全程智能農(nóng)機(jī)技術(shù)示范推廣”項(xiàng)目建設(shè)，該無(wú)人農(nóng)場(chǎng)以優(yōu)質(zhì)稻為載體，集成智能農(nóng)機(jī)、數(shù)字化管理以及高產(chǎn)高效種植農(nóng)機(jī)農(nóng)藝技術(shù)等，通過(guò)研究機(jī)械作業(yè)、農(nóng)藝模式及相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)成本分析，實(shí)現(xiàn)耕種管收各生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)自動(dòng)獲取、智能決策、精準(zhǔn)執(zhí)行等。通過(guò)農(nóng)業(yè)無(wú)人飛機(jī)、遙感無(wú)人飛機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)等技術(shù)疊加，在水田布置水位計(jì)、相機(jī)，實(shí)時(shí)掌握田間氣象數(shù)據(jù)和土壤溫濕度等信息；將遙感無(wú)人飛機(jī)實(shí)拍的高精度地圖數(shù)據(jù)和水田數(shù)據(jù)相結(jié)合，可隨時(shí)在手機(jī)上感知、掌握農(nóng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，該農(nóng)場(chǎng)的300 畝水稻實(shí)現(xiàn)了耕、種、管、收等全生命周期的“無(wú)人化”生產(chǎn)。2022 年，該農(nóng)場(chǎng)全年平均產(chǎn)量提高20%（500kg/畝），全年直接生產(chǎn)成本降低25% （320 元/畝），通過(guò)提升產(chǎn)品質(zhì)量和輕簡(jiǎn)標(biāo)準(zhǔn)化田間管理，提高了水稻生產(chǎn)效益，形成了適用于廣東地區(qū)的無(wú)人農(nóng)場(chǎng)建設(shè)模式。

二、無(wú)人化農(nóng)場(chǎng)關(guān)鍵技術(shù)

無(wú)人化農(nóng)場(chǎng)關(guān)鍵技術(shù)包含自動(dòng)駕駛、空間數(shù)字化及圖像處理、智能噴灑、智能播撒、智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)等技術(shù)。

1.自動(dòng)駕駛技術(shù)?；谥悄芨兄到y(tǒng)、智能決策系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)與作業(yè)效果閉環(huán)系統(tǒng)等部分的協(xié)同工作，通過(guò)智能感知系統(tǒng)可獲取應(yīng)用場(chǎng)景的信息化數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)設(shè)備提供場(chǎng)景認(rèn)知能力；通過(guò)全自主、強(qiáng)實(shí)時(shí)、多維度的智能決策系統(tǒng)協(xié)助設(shè)備在作業(yè)過(guò)程中進(jìn)行最優(yōu)作業(yè)決策；輔以響應(yīng)速度快、自適應(yīng)能力高的智能控制系統(tǒng)，保障設(shè)備作業(yè)的精度和效果，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)作業(yè)效果全閉環(huán)，保障設(shè)備安全高效地完成農(nóng)田作業(yè)任務(wù)。

2.空間數(shù)字化及圖像處理技術(shù)?；诠鈱W(xué)、圖像處理等相關(guān)技術(shù)，形成全時(shí)域多維度數(shù)據(jù)獲取技術(shù)、全場(chǎng)景數(shù)字化技術(shù)以及強(qiáng)信息自動(dòng)獲取技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化處理，使得終端設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)提供作業(yè)所需要的高精度地圖、三維地形信息和處方圖信息；并通過(guò)將空間數(shù)字化及圖像處理技術(shù)集成于具備邊緣端空間數(shù)字化獲取與處理能力的終端設(shè)備上，提高設(shè)備的作業(yè)效率，保障設(shè)備作業(yè)安全。

3.智能噴灑、播撒技術(shù)。智能噴灑技術(shù)是利用收集的作業(yè)數(shù)據(jù)與生成的處方圖數(shù)據(jù)，同時(shí)利用空氣動(dòng)力學(xué)仿真、流體仿真等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)地動(dòng)態(tài)霧化，使作業(yè)設(shè)備能有效利用風(fēng)場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程中的精準(zhǔn)流量控制，提高作業(yè)效率。智能播撒技術(shù)關(guān)鍵在實(shí)現(xiàn)快速、高效的動(dòng)態(tài)播撒和精確的下料量控制，同時(shí)運(yùn)用顆粒分布仿真、離心播撒、螺旋傳輸?shù)燃夹g(shù)，提升設(shè)備播撒作業(yè)過(guò)程中顆粒分布的均勻性。

4.智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)。具備監(jiān)控作物全生命周期的功能，基于AI 管理技術(shù)，系統(tǒng)可通過(guò)自我迭代和評(píng)估修正，形成農(nóng)業(yè)知識(shí)圖譜，構(gòu)建作物異常診斷模型，實(shí)現(xiàn)作物異常情況的量化診斷與自動(dòng)預(yù)警，輔助用戶進(jìn)行農(nóng)事決策；同時(shí)通過(guò)數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施等，匹配作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵指標(biāo)，自主分析農(nóng)作物全生長(zhǎng)周期的生長(zhǎng)需求，精準(zhǔn)管理農(nóng)事生產(chǎn)規(guī)劃與執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)力與盈利能力的提升。

三、建議

1.推動(dòng)智能農(nóng)機(jī)“產(chǎn)學(xué)研推用”融合發(fā)展。通過(guò)不斷地試驗(yàn)和示范，引領(lǐng)推動(dòng)一批智能農(nóng)機(jī)如農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)、遙感無(wú)人機(jī)、無(wú)人車、自駕儀等產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件國(guó)產(chǎn)化，智慧農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)完成CPU、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)等國(guó)產(chǎn)軟硬件平臺(tái)的兼容適配，構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)閉環(huán)，促進(jìn)水稻種植管理模式轉(zhuǎn)變，滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展新的要求和不斷涌現(xiàn)的新需求，促進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2.加大扶持力度。頂層設(shè)計(jì)謀劃推進(jìn)“無(wú)人化農(nóng)場(chǎng)”建設(shè)，支持大中型農(nóng)機(jī)加裝自動(dòng)駕駛和北斗導(dǎo)航，將智能農(nóng)機(jī)納入農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼范圍；開展“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”建設(shè)試點(diǎn)獎(jiǎng)補(bǔ)，多渠道注入資金，吸納社會(huì)化資金注入建設(shè)“無(wú)人化農(nóng)場(chǎng)”；完善智能農(nóng)機(jī)管理，如相關(guān)牌證、年審和保險(xiǎn)等，保障智能農(nóng)機(jī)安全使用。

3.完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。推動(dòng)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，加快開展農(nóng)田“宜機(jī)化”改造，提高耕地集成連片化水平；加快推進(jìn)鄉(xiāng)村5G 基站建設(shè)，加強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，為推動(dòng)“無(wú)人農(nóng)場(chǎng)”規(guī)模化建設(shè)提供良好基礎(chǔ)。打通各智能化生產(chǎn)農(nóng)機(jī)企業(yè)終端通信協(xié)議和數(shù)據(jù)接口等，促進(jìn)各種智能農(nóng)機(jī)互聯(lián)互通，推動(dòng)智能農(nóng)機(jī)行業(yè)健康有序發(fā)展。

4.強(qiáng)化人才隊(duì)伍建設(shè)。聯(lián)合多方力量培養(yǎng)智能農(nóng)機(jī)技能人才，開展農(nóng)機(jī)管理、推廣系統(tǒng)人才隊(duì)伍智能農(nóng)機(jī)知識(shí)和素質(zhì)提升工作，加強(qiáng)農(nóng)機(jī)合作社帶頭人、農(nóng)機(jī)手、維修保養(yǎng)技術(shù)人員等智能農(nóng)機(jī)使用人才的培訓(xùn)工作，開展農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)、智能插秧機(jī)、無(wú)人駕駛收割機(jī)等大比武、大競(jìng)賽活動(dòng)，以賽促學(xué)、以賽促訓(xùn)，建設(shè)一批智能農(nóng)機(jī)裝備與技術(shù)人才，為智能農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供更多更好的農(nóng)機(jī)人才支撐。