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智慧農場,科技拓展想象(大數據觀察)

2025-07-08 06:05:00

來源:人民日報

  江蘇省農科院設施番茄智能化生產示范基地內,智慧農業(yè)創(chuàng)新團隊在調試采摘機器人。

  李 博攝

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  江蘇省農科院設施番茄智能化生產示范基地內,智慧農業(yè)創(chuàng)新團隊在調試采摘機器人。
  李 博攝

  在山東省黃河三角洲農業(yè)高新區(qū)示范基地,智能農機開展翻地旋耕作業(yè)。

  曾 威攝

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  在山東省黃河三角洲農業(yè)高新區(qū)示范基地,智能農機開展翻地旋耕作業(yè)。
  曾 威攝

  數據來源:農業(yè)農村部

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  數據來源:農業(yè)農村部

  中國科學院智能農業(yè)團隊指揮中心里,科研人員正遠程采集農業(yè)信息。

  何 寬攝

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  中國科學院智能農業(yè)團隊指揮中心里,科研人員正遠程采集農業(yè)信息。
  何 寬攝

  炎炎夏日,卻不見“汗滴禾下土”。安徽省蕪湖市繁昌區(qū)新林村伏羲農場內,晚稻栽植成片,農業(yè)機器人穿梭田間、巡檢苗情,各類傳感器遍布其間,探測墑情、氣象、病蟲害等信息,并實時傳輸到后方的指揮中心。

  “這里就像人的‘大腦’?!?5后農田管理員侯廣宇坐在指揮中心,手持平板電腦,遠程操控著農業(yè)機器人,“農場‘聰明’了,人在屋中坐,就能干農活?!?/p>

  今年中央一號文件提出:“支持發(fā)展智慧農業(yè),拓展人工智能、數據、低空等技術應用場景。”先進科技,怎樣作用于智慧農業(yè)?近日,記者在多個智慧農場進行了探訪。

  

  依托數據

  進行推演預判  選擇更優(yōu)方案

  作為智慧農場,伏羲農場是中國科學院發(fā)展智慧農業(yè)的試點項目。2023年,項目團隊在河北雄安新區(qū)建設了技術與數據總部。目前,伏羲農場已被推廣到內蒙古、重慶、安徽、湖北等地,產業(yè)化和市場化程度持續(xù)走深。

  “傳統農業(yè),面臨許多不確定因素。運用大數據,能夠在播種、灌溉、植保等各個環(huán)節(jié)進行推演預判,選擇更優(yōu)方案?!敝袊茖W院計算技術研究所正高級工程師張玉成表示,伏羲農場圍繞墑情、氣象、病蟲害等開發(fā)、訓練了相關模型和算法,在決策層面為高產、穩(wěn)產提供了可靠支撐。

  田野上的新鮮數據,不斷涌入算法“大腦”。我國智慧農業(yè)正加快邁入新的發(fā)展階段。

  農業(yè)農村部市場與信息化司有關負責人介紹,農、牧、漁等智慧農場利用現代信息技術裝備,對農業(yè)進行全方位改造升級,實現了生產過程的智能感知、智能決策和智能控制,大幅提高了勞動生產率、資源利用率、土地產出率。

  河南省內鄉(xiāng)縣大花嶺村,牧原食品股份有限公司智慧牧場里,有一名特殊的“獸醫(yī)”——智能巡檢機器人。它集成了多種傳感器,可自動探知牲畜的體征。“比如,它能通過紅外熱像儀和智能溫度計,識別牲畜的體溫變化,發(fā)出預警?!惫局悄茉\斷負責人胡義勇介紹。

  山東省萊州市三山島街道,工業(yè)化循環(huán)水養(yǎng)殖車間內,智能投喂技術根據魚類規(guī)模和習性,精確把控餌料分量。“這套模型,不光能記錄魚的行為,還能進行深度學習,構建模型和算法?!比R州明波水產有限公司副總經理李文升說。

  目前,農業(yè)農村部已成立智慧農業(yè)專家咨詢委員會,以加強戰(zhàn)略研究和統籌協調;在標準體系方面,已累計立項行業(yè)標準122項、發(fā)布實施26項,有力促進了智慧農業(yè)規(guī)范健康發(fā)展。

  去年10月,農業(yè)農村部印發(fā)的《全國智慧農業(yè)行動計劃(2024—2028年)》提出:到2026年底,智慧農業(yè)公共服務能力初步形成,農業(yè)生產信息化率達到30%以上;到2028年底,智慧農業(yè)公共服務能力大幅提升,信息技術助力糧油作物和重要農產品節(jié)本增產增效的作用全面顯現,農業(yè)生產信息化率達到32%以上。

  創(chuàng)新科技

  助力降本增效  開拓應用場景

  智能溫室大棚,一派生機盎然。在江蘇省南京市湯山翠谷現代農業(yè)產業(yè)園,佛羅倫薩等番茄品種長勢良好,智能水肥一體機上顯示著各個種植區(qū)的施肥情況。午間,隨著溫度升高,天窗、風機自動開啟,調節(jié)室內環(huán)境。

  “番茄的日常管理,由100%國產化的數字大腦控制?!眻@區(qū)副總經理王鐵軍介紹,多年前,園區(qū)曾從國外進口智能設備和系統,但其算法卻出現“水土不服”,且成本高、響應慢。后來,園區(qū)配套了江蘇省農業(yè)科學院自主研發(fā)的數據感知、智能環(huán)控等一系列設備和系統。“設施番茄產業(yè)的數字化轉型,效果顯著,節(jié)水、節(jié)肥超過30%,產量還增加了1/3。”王鐵軍說。

  “有旱情立刻澆水,有蟲害迅速預警,要及時、有效地觸發(fā)這些響應,背后的技術并不簡單。”農業(yè)農村部長三角智慧農業(yè)技術重點實驗室主任、江蘇省農科院農業(yè)信息研究所所長任妮表示,支撐智慧農場運行的核心要素,是可信數據、算法模型和智能裝備。

  例如,在數據感知方面,需要依托邊緣智能計算、作物表型診斷、穿戴式設備等一系列傳感技術裝備;在決策控制方面,重點則是針對環(huán)境、水肥藥、能耗、飼喂等要素,構建起核心算法,進行精準管控。任妮介紹,目前正在研發(fā)的“機械臂+模組”多末端協同采摘機器人,將于今年年底完成產品定型,單次采摘有望從10秒提速到4秒。

  智慧農業(yè)產品,創(chuàng)新腳步不止。去年11月,大疆農業(yè)發(fā)布了新款農業(yè)無人機?!靶聶C型搭載一顆全新激光雷達和兩顆有源相控陣雷達,捕捉的空間點云密度可達每秒30萬個,并且能精準識別田間斜拉線、電線等細小障礙物。”大疆農業(yè)高級工程師李興龍說,除了大田植保,無人機也在進一步開拓低空吊運、農資運輸等智慧農業(yè)應用場景。

  近年來,我國在智慧農業(yè)領域的創(chuàng)新能力持續(xù)增強:共建設國家智慧農業(yè)創(chuàng)新中心和分中心34個、農業(yè)信息技術重點實驗室35個,基本覆蓋智慧農業(yè)關鍵技術領域;通過組織科研單位、企業(yè)開展聯合攻關,在作物表型高通量解析、土壤現場快速測量裝備、大型農業(yè)通用型機器人化作業(yè)平臺等一批關鍵技術上,接連取得重大突破。

  面向未來

  探索整體思路  培養(yǎng)人才隊伍

  智慧農業(yè)所瞄準的未來產業(yè),是一片廣闊藍海。

  “即便是先進國家,其數字農業(yè)、智慧農業(yè)的標準體系建設,也還處于從碎片化走向系統化的探索階段。”任妮說,要讓智慧農業(yè)技術大規(guī)模落地應用,各國都面臨著諸多挑戰(zhàn)。以我國為例,由于幅員遼闊,地形與氣候復雜,農林牧漁各種作(動)物種類繁多,數據算法模型、作業(yè)裝備等關鍵技術創(chuàng)新的難度也相應較大。

  對于當前熱門的人工智能和機器學習技術,張玉成認為仍需提高其準確性和可靠性,才能在智慧農業(yè)領域發(fā)揮更大作用。

  在實際推廣中,成本、環(huán)境等因素也形成了一定制約,有待創(chuàng)新和突破。在中聯智慧農業(yè)股份有限公司,大田作物全過程數字化種植技術已在湖南、安徽等地示范推廣316萬畝。“我們努力挖掘空間,壓縮成本。”公司數字農業(yè)研究院技術研發(fā)室主任宋揚介紹,目前市面上的智能灌溉閘門造價仍然偏高,而一些智能技術對于土壤平整度、肥力等也有相應要求。公司正加強與政府部門、農業(yè)企業(yè)等合作,促成數字化種植技術的進一步推廣。

  “數智化技術走在前沿,又面臨復雜的農業(yè)生產環(huán)境,難免會存在高投入、高不確定性。因此,不能僅依靠點上的創(chuàng)新突破,還需要打造高度集成的應用場景?!比文萁ㄗh,應探索形成整體解決思路,再進行規(guī)?;茝V應用,降低智慧農業(yè)落地的風險和成本。

  “打造智慧農場,需要培養(yǎng)一支交叉型人才隊伍。”張玉成介紹,其團隊與中國職教學會及江蘇、浙江等地的農業(yè)職業(yè)技術院校開展合作,開發(fā)智慧農業(yè)相關課程,并打造實訓基地。

  廣闊天地,大有可為。據了解,目前全球發(fā)達國家已實現人均機械化管理超5000畝。我國的智慧農場建設正瞄準國際先進水平,向著“人均管理萬畝以上”的目標努力邁進。

  

  本期統籌:盧  濤

  版式設計:蔡華偉

  《 人民日報 》( 2025年07月08日 07 版)

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