大通湖區(qū)再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，集成智能農(nóng)機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田作業(yè)自動(dòng)化、智能化和精準(zhǔn)化——

人不下田喜獲豐收

　　【應(yīng)用簡(jiǎn)介】

　　益陽市大通湖區(qū)再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，位于千山紅鎮(zhèn)大西港村，由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅錫文院士團(tuán)隊(duì)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)彭少兵教授團(tuán)隊(duì)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)唐啟源教授團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合湖南宏碩生物科技有限公司于2023年建成。該無人智慧農(nóng)場(chǎng)，是全球首個(gè)再生稻無人（少人）智慧農(nóng)場(chǎng)。

　　通過“農(nóng)機(jī)+農(nóng)藝+智能”融合，再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)已實(shí)現(xiàn)水稻生產(chǎn)全程數(shù)據(jù)采集分析、農(nóng)事指令智能決策、農(nóng)機(jī)作業(yè)智能執(zhí)行，做到水稻耕、種、管、收、產(chǎn)、供、銷環(huán)節(jié)全程溯源全面覆蓋。

　　【應(yīng)用場(chǎng)景】

　　10月31日，大通湖區(qū)再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，一臺(tái)臺(tái)無人收獲機(jī)來回穿梭。收割的再生稻再生季（第二季）稻谷立即轉(zhuǎn)運(yùn)到指定位置，接受專家測(cè)產(chǎn)。

　　在羅錫文、陳福溫、李培武、柏連陽4位中國(guó)工程院院士及相關(guān)專家教授的見證下，大通湖區(qū)再生稻再生季實(shí)測(cè)畝產(chǎn)511.0公斤。加上8月7日頭季測(cè)產(chǎn)754.28公斤，再生稻全年畝產(chǎn)達(dá)1265.28公斤。全球首個(gè)再生稻無人（少人）智慧農(nóng)場(chǎng)喜獲豐收。

　　再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，如何實(shí)現(xiàn)“無人種田”？記者數(shù)次到現(xiàn)場(chǎng)探秘。

　　“老馬識(shí)途”，無人駕駛收獲機(jī)作業(yè)誤差在2.5厘米以內(nèi)

　　8月7日，再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)頭季開鐮測(cè)產(chǎn)。

　　記者走進(jìn)再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)云管控中心，映入眼簾的是農(nóng)機(jī)數(shù)量統(tǒng)計(jì)、當(dāng)日氣象、蟲情預(yù)測(cè)、智能灌溉等信息。這里是整個(gè)農(nóng)場(chǎng)的“大腦”。

　　工作人員將無人收獲機(jī)連接上云，鼠標(biāo)選取地塊，點(diǎn)擊“開始”。

　　無人收獲機(jī)應(yīng)聲啟動(dòng)，駛?cè)氲咎?，開始收割作業(yè)。內(nèi)置谷倉漸滿，無人收獲機(jī)自主“行走”到卸糧點(diǎn)，將稻谷卸至運(yùn)糧車。

　　再生稻，是利用收割后的稻樁繼續(xù)發(fā)苗長(zhǎng)穗的水稻?？梢云鸬健胺N一季，收兩季”的效果，在保證糧食產(chǎn)量的同時(shí)，大大減少人力資源、生產(chǎn)成本投入。

　　“無人”，是一個(gè)噱頭，還是再生稻種植的實(shí)際需求？

　　“無人化的過程，不是炒作概念，而是再生稻種植技術(shù)需要無人化。”站在地頭，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授彭少兵向記者介紹，再生稻分頭季和再生季，這兩季就像接力賽一樣，需要“打配合”才能提高產(chǎn)量。一個(gè)重要指標(biāo)，就是頭季收割時(shí)，需盡量減少對(duì)稻樁的碾壓。

　　通過對(duì)比有人作業(yè)和無人作業(yè)的農(nóng)田，記者注意到，傳統(tǒng)的人工駕駛收獲機(jī)，駕駛軌跡直線度差，容易在頭季收割時(shí)軋壞不少稻樁，影響再生季的產(chǎn)量。無人收獲機(jī)收割后，很少有稻樁被壓壞。這是如何做到的？

　　長(zhǎng)期從事水稻生產(chǎn)機(jī)械化和農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備機(jī)電一體化技術(shù)研究的華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅錫文院士向記者揭秘：“研究適應(yīng)再生稻的無人收獲機(jī)，減少對(duì)稻樁的碾壓，就是我和團(tuán)隊(duì)在做的事?！绷_錫文院士說，基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，無人收獲機(jī)的“大腦”有記憶功能。機(jī)插秧和機(jī)收都實(shí)現(xiàn)了無人農(nóng)機(jī)作業(yè)之后，后一次作業(yè)可以嚴(yán)格按照前一次保存下來的既有路徑進(jìn)行，這樣能走得更直，碾壓更少，就像“老馬識(shí)途”。

　　華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院副院長(zhǎng)胡煉，是羅錫文院士團(tuán)隊(duì)一員。他告訴記者，無人收獲機(jī)作業(yè)路徑是根據(jù)水稻種植作業(yè)軌跡規(guī)劃的，這叫“種收協(xié)同”或“種收同軌”。

　　當(dāng)天收割的是再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)的9號(hào)地塊。在對(duì)9號(hào)地塊插秧前，依托北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，科研人員設(shè)置好插秧和收獲作業(yè)路徑。這等于畫了一條“看不見的線”。在插秧和收割時(shí)，無人農(nóng)機(jī)均按規(guī)劃好的這條“看不見的線”作業(yè)。

　　高精度的北斗導(dǎo)航配合無人農(nóng)機(jī)，羅錫文院士團(tuán)隊(duì)已經(jīng)可以將誤差控制在正負(fù)2.5厘米以內(nèi)。

　　根據(jù)農(nóng)藝要求，再生稻種植株距一般為25厘米。普通谷物收獲機(jī)的履帶寬為50厘米?！拔覀兏鶕?jù)再生稻的特性，將收獲機(jī)的履帶寬從50厘米縮窄到35厘米，進(jìn)一步減少了碾壓?！焙鸁捳f。此外，普通收獲機(jī)的割臺(tái)寬2米，為了減少碾壓，再生稻無人收獲機(jī)的割臺(tái)加寬到2.8米。

　　經(jīng)過2年努力，羅錫文院士團(tuán)隊(duì)將農(nóng)機(jī)對(duì)稻樁的碾壓率由40%降至20%以下。

　　農(nóng)用無人機(jī)給田塊做“CT”，“減肥”28%

　　在再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，羅錫文院士團(tuán)隊(duì)突破了數(shù)字化感知、智能化決策、精準(zhǔn)化作業(yè)和智慧化管理四大關(guān)鍵技術(shù)。

　　國(guó)慶節(jié)前夕，記者在該農(nóng)場(chǎng)云管控中心看到，農(nóng)用無人機(jī)低飛，云管控中心的屏幕上實(shí)時(shí)顯示農(nóng)場(chǎng)每一塊農(nóng)田實(shí)景。

　　羅錫文介紹，通過在農(nóng)用無人機(jī)上搭載各種傳感器，可實(shí)時(shí)獲取農(nóng)作物生長(zhǎng)和病蟲害的高分辨圖像和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化感知。“通俗點(diǎn)講，就是農(nóng)用無人機(jī)給田塊做‘CT’?！?/p>

　　農(nóng)用無人機(jī)采集水稻光譜信息，通過再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)的“大腦”——云管控中心，可以分析得到再生稻的“長(zhǎng)勢(shì)圖”，進(jìn)行智能化決策。

　　“‘長(zhǎng)勢(shì)圖’包括再生稻顏色等信息。再生稻生長(zhǎng)過程中，如果采集到的信息顯示其顏色很綠，就意味著長(zhǎng)勢(shì)好。反之，如果圖像顏色不綠偏黃，那就要補(bǔ)充氮肥?！比A南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院副院長(zhǎng)胡煉告訴記者。

　　相應(yīng)地，農(nóng)用無人機(jī)在進(jìn)行施肥作業(yè)時(shí)，因地制宜，精準(zhǔn)化作業(yè)。農(nóng)用無人機(jī)對(duì)不綠的地方多撒點(diǎn)肥，綠的地方少撒點(diǎn)肥，比傳統(tǒng)氮肥施用量減少28%。

　　在云管控中心，胡煉向記者展示再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)的“遠(yuǎn)觀近看”巡田技術(shù)。在水稻的抽穗期，農(nóng)用無人機(jī)配合云管控中心，能做到“察言觀色”，擁有“異常識(shí)別與分析”的能力。

　　“我們給云管控中心植入‘深度學(xué)習(xí)分類算法’，它和種田的老把式一樣會(huì)種田。當(dāng)獲得水稻的高空間分辨率影像后，一旦再生稻的葉片出現(xiàn)顏色異常，我們就可以分析出再生稻得了什么病。”胡煉說。

　　在再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，還分布著自動(dòng)水位計(jì)、蟲情監(jiān)測(cè)站、田間氣象站等智能感知系統(tǒng)。

　　“通過手機(jī)，就能看到哪一塊田需要灌水以及灌水量，可通過手機(jī)開啟灌溉?！焙虾甏T生物科技有限公司負(fù)責(zé)人熊姣軍說，如果要曬田了，也可以通過手機(jī)遙控排水。

　　“傻瓜式”種田，打造農(nóng)業(yè)生產(chǎn)無人化、智能化、數(shù)字化樣板

　　“我們學(xué)習(xí)種田老把式的經(jīng)驗(yàn)，再經(jīng)過智能化、模型化，形成種田的各項(xiàng)指令，植入云管控中心?！焙鸁捊榻B，再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)就等于有了一個(gè)“管家”。什么時(shí)候插秧、什么時(shí)候施肥、什么時(shí)候打藥，“管家”會(huì)下指令，實(shí)現(xiàn)智慧化管理。

　　“人不下田也能種地，也能種好地?！绷_錫文說。

　　“農(nóng)機(jī)下田，我不下田?！闭驹谔锕∩系男苕姡泶┮灰u黑色裙子，腳穿皮鞋，跟記者介紹。在專家團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，熊姣軍開啟“傻瓜式”種田模式：“就像用手機(jī)拍照一樣，并不需要了解光圈、感光度等拍照知識(shí)，只需要按下快門鍵?！?/p>

　　熊姣軍小時(shí)候跟父母種過田，至今記得家里3.8畝田，4個(gè)人搞雙搶要用1個(gè)月。

　　作為“新農(nóng)人”，她說：“穿著皮鞋種田，照樣能賺錢?！?/p>

　　目前，再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)有350多畝地實(shí)現(xiàn)全程無人化作業(yè)，僅需3天便可完成350畝地的收割任務(wù)。

　　“農(nóng)機(jī)無人系統(tǒng)的安裝和維護(hù)成本，與請(qǐng)人工操作農(nóng)機(jī)的成本相差無幾，但前者較后者更省力增效，又生態(tài)環(huán)保?！毙苕娝懔艘还P賬，相比以前，再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)每一畝可節(jié)約增效300元左右。

　　華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授彭少兵介紹，再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)，是“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“長(zhǎng)江流域再生稻產(chǎn)能提升和優(yōu)質(zhì)高效技術(shù)研發(fā)與集成示范”項(xiàng)目——農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合課題的核心試驗(yàn)示范區(qū)。該項(xiàng)目旨在提升長(zhǎng)江流域再生稻產(chǎn)能，促進(jìn)再生稻產(chǎn)業(yè)化。

　　參與此項(xiàng)目的3所高校專家團(tuán)隊(duì)各有所長(zhǎng)，互相配合。目前，專家團(tuán)隊(duì)開展的是試驗(yàn)示范，最終目的是打造一個(gè)可復(fù)制、可推廣的湖區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)樣板。

　?。ㄎ?邢玲 雷鴻濤 楊玉菡 郭朵朵）

　　【智言慧語】

　　智能化數(shù)字化：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新方向

　　國(guó)家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)二級(jí)教授 唐啟源

　　再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)通過集成智能農(nóng)機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田作業(yè)的自動(dòng)化、智能化和精準(zhǔn)化，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。針對(duì)再生稻減少碾壓的實(shí)際生產(chǎn)需求，種植機(jī)械的北斗導(dǎo)航無人駕駛實(shí)現(xiàn)了直行直線種植，再生稻專用收獲機(jī)的無人駕駛以及種收同軌，使再生稻頭季收割在降低稻樁碾壓率和均衡留樁方面起到明顯效果。這說明，無人農(nóng)場(chǎng)技術(shù)特別適合再生稻的規(guī)?；a(chǎn)。

　　再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)代表了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新方向。一方面，無人農(nóng)場(chǎng)推動(dòng)農(nóng)業(yè)與科技的深度融合，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來革命性的變革；另一方面，無人農(nóng)場(chǎng)通過實(shí)現(xiàn)全程數(shù)據(jù)采集和分析，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供有力支撐，顯著提高生產(chǎn)效益和生態(tài)效益。同時(shí)，無人農(nóng)場(chǎng)可望解決一線勞動(dòng)力越來越短缺的問題。

　　農(nóng)業(yè)無人化、智能化、數(shù)字化，是大勢(shì)所趨。農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝和農(nóng)信分屬不同領(lǐng)域，難點(diǎn)就在于如何將三者打通、融合。進(jìn)一步推動(dòng)再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展，要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，提升智能決策與改善智能裝備的作業(yè)精度；加強(qiáng)人才培養(yǎng)和學(xué)科交叉，提高技術(shù)人員的綜合水平；針對(duì)生產(chǎn)實(shí)際需求簡(jiǎn)化和規(guī)范再生稻無人農(nóng)場(chǎng)技術(shù)，開展再生稻無人智慧農(nóng)場(chǎng)的示范與普及。