无人农场破解“谁来种地”难题

《中国经济周刊》 记者  伍素文丨广东报道

秋收时节,面对丰收的稻田,广州增城朱村丝苗米基地负责人韩建华却发起了愁。

今年夏天,广东降雨量比往年增加了不少,留给大伙儿收稻的时间非常短,村里也没有那么多人来收,连开收割机的人也少。无奈之下,韩建华找上华南农业大学工程学院罗锡文院士团队,带上无人驾驶收割机一起帮忙抢收。

农村劳动力缺乏在全国是普遍现象。随着城镇化深入,农村劳动力越来越少,有经验的农人逐渐老去,谁来种田、怎么种田是横亘于眼前的一道难题。近年来,渐次兴起的无人农场、智慧农业,或许可以解题。

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多地规划智慧农场建设

12月初,由中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文带领的无人农场项目团队在广州从化进行了一场演练:在北斗卫星导航系统的支撑下,多台自动驾驶农机完成了耕种管收等作业,从出库到作业,实现全程无人化操作。

无人农场是实现智慧农业的一种途径。华南农业大学工程学院青年教授、罗锡文院士团队成员胡炼向《中国经济周刊》记者介绍,无人农场需要具备5个功能,分别是耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控、智能决策精准作业全无人。

随着相关技术的进步与推广,北京、浙江、吉林、广东、黑龙江、湖北等地近年来出现了一批无人农场,多地的农村农业规划文件也明确要推进这一技术和平台建设。

譬如,《广东省推进农业农村现代化“十四五”规划》提出,建设农业人工智能装备研究中心,打造 10 个粤港澳大湾区无人农场;《江苏省“十四五”数字农业农村发展规划》提出,在大田种植、设施园艺、畜禽水产养殖以及农产品加工储运等农业生产场景,开展无人/少人农场技术集成创新;《江西省乡村建设行动推进方案》提到,加强智慧农场、智慧牧场、智慧渔场、智慧乡村旅游和智慧农业气象平台建设。

罗锡文院士在2020年曾提及,无人农场技术有望5~10年内在全国各地大面积推广。“现在看来,推进速度比我们想象的要快。”胡炼说。

无人农场的关键

今年中央经济工作会议提出,实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动。

如何端牢中国人的饭碗?罗锡文认为:“一靠种子、二靠耕地、三靠农机。”

农业机械自动导航作业技术是无人农场的关键技术,可提高劳动生产率、资源利用率和土地产出率。

从无人驾驶农机到无人农场集成技术,罗锡文团队的研究工作横跨近20年。从2003年开始,团队就开展农业机械导航及自动作业关键技术研究,解决了精准定位、导航控制和系统集成三大难题,打破国外技术垄断,并获得2020年国家科技进步奖二等奖。

近年来,无人农场的研究向前推进,考虑基于北斗的高精度定位进行农田地图构建和路径规划、让多台农机协同作业、农机自主作业等问题。

“种地的人和会种地的人越来越少,未来无人农业机械、农业机器人的作用将越来越大。这些智能农机需要解决的主要是两个问题:怎么让它按农业要求行驶好,如何让作业做得更精准?现在我们可以让农机实现精准导航控制、直线导航偏差控制在两厘米以内,还有农田精准平整机具等精准作业的农机具。”胡炼说。

天眼查数据显示,2021年,我国农作物耕种收综合机械化率超过72%,应用北斗终端的农机超过60万台套,智能灌溉、智能温室、精准施肥等智慧农业新模式得到广泛推广,大幅提高了农业生产效率。专利方面,2021年,农业机械相关专利申请4605项,同比增加27.6%;智慧农机相关专利申请146项,同比增加71.8%。

如今,智能农机装备的零部件都可以在国内供应,农机的导航定位全由北斗完成,自动驾驶基本实现了国产化。“十几年前,农机导航系统等都是国外的。现在无论规模还是适用机型,国内的农机导航产品基本上各方面都处于领先地位,成本也非常低了。”胡炼介绍说。

能否解题“谁来种地”?

2021年早稻开始,华南农业大学一批农村科技特派员入驻河源市东源县柳城镇,联合当地企业建立了百亩连片的水稻无人农场,截至2022年底,已连续开展多造水稻无人化生产作业示范,亩产超过500公斤。

2022年,特派员团队累计驻镇服务44天,开展各类现场演示及培训等活动9场,推广无人驾驶水直播、无人驾驶旱直播、无人驾驶机插秧、无人飞机点射式有序播种、无人飞机变量施肥等技术。据介绍,这些无人化作业技术节本增收效果显著:亩均氮肥的施用平均可减少15.35%,人工成本可减少30%。

在东源县下坝村的“水稻智慧农场技术创新研究中心”,有近4000亩连片水稻和无人化智慧农场。胡炼说:“原来种地的农户每家种的质量参差不齐,现在地种好了,村容村貌都得到了很大提升,村子成了旅游的好去处。”

无人农场技术能够适应劳动力减少的趋势,按需投入,减少成本损耗,作业质量能有保证。不过,由于农田地形和农业生产复杂繁琐、智能农机购置改造成本较高、缺乏指导规范的体系标准等,无人农场与智慧农业普遍推广落地仍有一段距离要走。对此,国家政策已有了相应布局。

“很多‘00后’学生也对农业机器人等智能农机装备感兴趣,愿意到地里结合农业生产做实践。”胡炼对无人农场的未来应用充满信心,“每当看到无人农机作业效果,我们就觉得很舒服,感觉给农村、给田野画了一幅很漂亮的画,无人农机插秧插得很直,长出来很均匀齐整,收的时候一片金灿灿的,让人看着心里很开心、很有成就感。”

这也是许多农业科研人员的心声,他们把先进的农业技术融入田野大地,更好地带动乡村振兴。

(本文刊发于《中国经济周刊》2022年第24期)


 

2022年第24期《中国经济周刊》封面

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