智慧农场,科技拓展想象(大数据观察)
创始人
2025-07-08 18:21:09
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江苏省农科院设施番茄智能化生产示范基地内,智慧农业创新团队在调试采摘机器人。 李 博摄

在山东省黄河三角洲农业高新区示范基地,智能农机开展翻地旋耕作业。 曾 威摄

数据来源:农业农村部

中国科学院智能农业团队指挥中心里,科研人员正远程采集农业信息。 何 宽摄

炎炎夏日,却不见“汗滴禾下土”。安徽省芜湖市繁昌区新林村伏羲农场内,晚稻栽植成片,农业机器人穿梭田间、巡检苗情,各类传感器遍布其间,探测墒情、气象、病虫害等信息,并实时传输到后方的指挥中心。

“这里就像人的‘大脑’。”95后农田管理员侯广宇坐在指挥中心,手持平板电脑,远程操控着农业机器人,“农场‘聪明’了,人在屋中坐,就能干农活。”

今年中央一号文件提出:“支持发展智慧农业,拓展人工智能、数据、低空等技术应用场景。”先进科技,怎样作用于智慧农业?近日,记者在多个智慧农场进行了探访。

依托数据

进行推演预判 选择更优方案

作为智慧农场,伏羲农场是中国科学院发展智慧农业的试点项目。2023年,项目团队在河北雄安新区建设了技术与数据总部。目前,伏羲农场已被推广到内蒙古、重庆、安徽、湖北等地,产业化和市场化程度持续走深。

“传统农业,面临许多不确定因素。运用大数据,能够在播种、灌溉、植保等各个环节进行推演预判,选择更优方案。”中国科学院计算技术研究所正高级工程师张玉成表示,伏羲农场围绕墒情、气象、病虫害等开发、训练了相关模型和算法,在决策层面为高产、稳产提供了可靠支撑。

田野上的新鲜数据,不断涌入算法“大脑”。我国智慧农业正加快迈入新的发展阶段。

农业农村部市场与信息化司有关负责人介绍,农、牧、渔等智慧农场利用现代信息技术装备,对农业进行全方位改造升级,实现了生产过程的智能感知、智能决策和智能控制,大幅提高了劳动生产率、资源利用率、土地产出率。

河南省内乡县大花岭村,牧原食品股份有限公司智慧牧场里,有一名特殊的“兽医”——智能巡检机器人。它集成了多种传感器,可自动探知牲畜的体征。“比如,它能通过红外热像仪和智能温度计,识别牲畜的体温变化,发出预警。”公司智能诊断负责人胡义勇介绍。

山东省莱州市三山岛街道,工业化循环水养殖车间内,智能投喂技术根据鱼类规模和习性,精确把控饵料分量。“这套模型,不光能记录鱼的行为,还能进行深度学习,构建模型和算法。”莱州明波水产有限公司副总经理李文升说。

目前,农业农村部已成立智慧农业专家咨询委员会,以加强战略研究和统筹协调;在标准体系方面,已累计立项行业标准122项、发布实施26项,有力促进了智慧农业规范健康发展。

去年10月,农业农村部印发的《全国智慧农业行动计划(2024—2028年)》提出:到2026年底,智慧农业公共服务能力初步形成,农业生产信息化率达到30%以上;到2028年底,智慧农业公共服务能力大幅提升,信息技术助力粮油作物和重要农产品节本增产增效的作用全面显现,农业生产信息化率达到32%以上。

创新科技

助力降本增效 开拓应用场景

智能温室大棚,一派生机盎然。在江苏省南京市汤山翠谷现代农业产业园,佛罗伦萨等番茄品种长势良好,智能水肥一体机上显示着各个种植区的施肥情况。午间,随着温度升高,天窗、风机自动开启,调节室内环境。

“番茄的日常管理,由100%国产化的数字大脑控制。”园区副总经理王铁军介绍,多年前,园区曾从国外进口智能设备和系统,但其算法却出现“水土不服”,且成本高、响应慢。后来,园区配套了江苏省农业科学院自主研发的数据感知、智能环控等一系列设备和系统。“设施番茄产业的数字化转型,效果显著,节水、节肥超过30%,产量还增加了1/3。”王铁军说。

“有旱情立刻浇水,有虫害迅速预警,要及时、有效地触发这些响应,背后的技术并不简单。”农业农村部长三角智慧农业技术重点实验室主任、江苏省农科院农业信息研究所所长任妮表示,支撑智慧农场运行的核心要素,是可信数据、算法模型和智能装备。

例如,在数据感知方面,需要依托边缘智能计算、作物表型诊断、穿戴式设备等一系列传感技术装备;在决策控制方面,重点则是针对环境、水肥药、能耗、饲喂等要素,构建起核心算法,进行精准管控。任妮介绍,目前正在研发的“机械臂+模组”多末端协同采摘机器人,将于今年年底完成产品定型,单次采摘有望从10秒提速到4秒。

智慧农业产品,创新脚步不止。去年11月,大疆农业发布了新款农业无人机。“新机型搭载一颗全新激光雷达和两颗有源相控阵雷达,捕捉的空间点云密度可达每秒30万个,并且能精准识别田间斜拉线、电线等细小障碍物。”大疆农业高级工程师李兴龙说,除了大田植保,无人机也在进一步开拓低空吊运、农资运输等智慧农业应用场景。

近年来,我国在智慧农业领域的创新能力持续增强:共建设国家智慧农业创新中心和分中心34个、农业信息技术重点实验室35个,基本覆盖智慧农业关键技术领域;通过组织科研单位、企业开展联合攻关,在作物表型高通量解析、土壤现场快速测量装备、大型农业通用型机器人化作业平台等一批关键技术上,接连取得重大突破。

面向未来

探索整体思路 培养人才队伍

智慧农业所瞄准的未来产业,是一片广阔蓝海

“即便是先进国家,其数字农业、智慧农业的标准体系建设,也还处于从碎片化走向系统化的探索阶段。”任妮说,要让智慧农业技术大规模落地应用,各国都面临着诸多挑战。以我国为例,由于幅员辽阔,地形与气候复杂,农林牧渔各种作(动)物种类繁多,数据算法模型、作业装备等关键技术创新的难度也相应较大。

对于当前热门的人工智能和机器学习技术,张玉成认为仍需提高其准确性和可靠性,才能在智慧农业领域发挥更大作用。

在实际推广中,成本、环境等因素也形成了一定制约,有待创新和突破。在中联智慧农业股份有限公司,大田作物全过程数字化种植技术已在湖南、安徽等地示范推广316万亩。“我们努力挖掘空间,压缩成本。”公司数字农业研究院技术研发室主任宋扬介绍,目前市面上的智能灌溉闸门造价仍然偏高,而一些智能技术对于土壤平整度、肥力等也有相应要求。公司正加强与政府部门、农业企业等合作,促成数字化种植技术的进一步推广。

数智化技术走在前沿,又面临复杂的农业生产环境,难免会存在高投入、高不确定性。因此,不能仅依靠点上的创新突破,还需要打造高度集成的应用场景。”任妮建议,应探索形成整体解决思路,再进行规模化推广应用,降低智慧农业落地的风险和成本。

“打造智慧农场,需要培养一支交叉型人才队伍。”张玉成介绍,其团队与中国职教学会及江苏、浙江等地的农业职业技术院校开展合作,开发智慧农业相关课程,并打造实训基地。

广阔天地,大有可为。据了解,目前全球发达国家已实现人均机械化管理超5000亩。我国的智慧农场建设正瞄准国际先进水平,向着“人均管理万亩以上”的目标努力迈进。

本期统筹:卢 涛

版式设计:蔡华伟

人民日报》( 2025年07月08日 07 版)

本报记者 郁静娴

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