初夏五月，正是“輕風(fēng)搖細(xì)麥，淺水出新秧”的好時(shí)節(jié)，長(zhǎng)城內(nèi)外、大江南北，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)呈現(xiàn)出一派繁忙景象。強(qiáng)國(guó)必先強(qiáng)農(nóng)，強(qiáng)農(nóng)方能強(qiáng)國(guó)。農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)是社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的根基，建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，離不開科技這個(gè)重要支撐。5月5日召開的二十屆中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第一次會(huì)議強(qiáng)調(diào)：“要更加重視藏糧于技，突破耕地等自然條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制?！弊钚聰?shù)據(jù)顯示，近年來，我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果不斷取得突破。農(nóng)業(yè)科技整體水平已從世界第二方陣跨入第一方陣，各主要糧食作物耕種收綜合機(jī)械化率均超過80%。
數(shù)字農(nóng)業(yè)改變傳統(tǒng)農(nóng)耕模式而且更加高效低碳
立夏后的江南，風(fēng)暖晝長(zhǎng)。在地處“浙北糧倉(cāng)”浙江省嘉善縣的西塘鎮(zhèn)祥符蕩畔，由浙農(nóng)集團(tuán)和阿里云聯(lián)合打造的長(zhǎng)三角地區(qū)首個(gè)低碳智慧示范田，400畝的小麥正值灌漿期。
5月9日一上班，阿里云計(jì)算有限公司項(xiàng)目經(jīng)理殷錚便打開“祥符蕩稻田數(shù)字孿生平臺(tái)”，點(diǎn)擊查看5公里之外的小麥蟲害情況。屏幕上顯示著氣象實(shí)況、農(nóng)事統(tǒng)計(jì)、告警預(yù)警、生長(zhǎng)記錄等具體信息。
祥符蕩稻田數(shù)字孿生平臺(tái)，以稻田地理信息系統(tǒng)三維場(chǎng)景為基礎(chǔ)，通過軟硬一體和人工智能服務(wù)，將農(nóng)場(chǎng)、作物、環(huán)境、種植等信息進(jìn)行全面的感知互聯(lián)和數(shù)字孿生，沉淀生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)，同時(shí)通過數(shù)字化模型精準(zhǔn)管控監(jiān)控、灌排系統(tǒng)等智能化硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)稻田遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。
“進(jìn)入平臺(tái)界面后，在各個(gè)設(shè)備的標(biāo)識(shí)中，選擇設(shè)置在田塊四周的田埂上的農(nóng)業(yè)害蟲智能測(cè)報(bào)燈，點(diǎn)擊即可查看根據(jù)前沿圖像識(shí)別處理技術(shù)分析捕捉到的蟲害情況。通過知識(shí)圖譜技術(shù)，平臺(tái)對(duì)蟲害的特征進(jìn)行確認(rèn)提取，并對(duì)蟲害進(jìn)行測(cè)報(bào)和智慧診斷。我們隨即根據(jù)診斷結(jié)果，比照蟲害的類型，對(duì)癥下藥，在保證小麥產(chǎn)量的前提下從源頭減少施入田地的農(nóng)藥總量。”殷錚介紹說。
智慧不止于此。為減少小麥、水稻等糧食作物種植中的能源消耗及化肥、農(nóng)藥用量，這塊農(nóng)田“裝備”了包括氣體排放在線監(jiān)測(cè)站、土壤墑情站、多參數(shù)專業(yè)氣象站、排水閘、進(jìn)水閥、水位儀等在內(nèi)的約150套設(shè)備，每套設(shè)備都與平臺(tái)相連，只要在手機(jī)或者電腦上動(dòng)動(dòng)手指，就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)場(chǎng)景的智能控制。
農(nóng)場(chǎng)的無人機(jī)通過光譜識(shí)別采集的低碳作業(yè)數(shù)據(jù)，在每塊田塊上都會(huì)有詳細(xì)的各類分析數(shù)據(jù)，通過光譜分析可以實(shí)現(xiàn)糧食生長(zhǎng)差異化數(shù)據(jù)采集，依托變量施肥數(shù)字模型，指導(dǎo)進(jìn)行最小6平方米區(qū)塊精準(zhǔn)施肥。同時(shí)根據(jù)大數(shù)據(jù)作業(yè)指令，無人機(jī)可以通過北斗導(dǎo)航和數(shù)字模型，進(jìn)行自動(dòng)巡航、精準(zhǔn)施肥。
“我們的設(shè)備可以實(shí)時(shí)觀測(cè)農(nóng)田小氣候，提供溫濕度、降水、水質(zhì)、溫室氣體排放等數(shù)據(jù)的觀測(cè)，這些數(shù)據(jù)都會(huì)匯集到平臺(tái)里。”阿里云工程師史同鑫介紹，平臺(tái)還集成了水、氣、土三個(gè)在線自動(dòng)檢測(cè)體系，由“云·數(shù)字化”系統(tǒng)來指導(dǎo)小麥、水稻等糧食種植工作。
按照農(nóng)時(shí)節(jié)點(diǎn)，再過一個(gè)多月，這片農(nóng)田將種上水稻，水稻的灌溉怎么利用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)呢？“我們通過構(gòu)建水稻生育和灌溉同步的模型，研發(fā)了基于水稻長(zhǎng)勢(shì)和土壤液位的雙向傳感器，還構(gòu)建了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水稻生長(zhǎng)模型?！敝袊?guó)水稻研究所稻作研究與發(fā)展中心副主任王丹英說，稻田數(shù)字孿生平臺(tái)可以精準(zhǔn)“調(diào)動(dòng)”每一塊水稻田，查看它的水位線狀況并進(jìn)行精準(zhǔn)灌排。
以前，400畝稻田的灌溉至少需要四名男工人工巡田、手動(dòng)操作防水，現(xiàn)在只需要根據(jù)水稻生長(zhǎng)階段設(shè)置好相應(yīng)的水位線標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)就可以發(fā)出指令，自動(dòng)調(diào)整每塊田的進(jìn)出水。目前，智慧示范田的畝均用水量已從原先的400方左右降至230~240方。
“我們以糧食生長(zhǎng)、精準(zhǔn)灌排等模型為大腦，探水探氣探土等設(shè)備為千里眼，依靠北斗導(dǎo)航技術(shù)的厘米級(jí)高精準(zhǔn)定位為順風(fēng)耳，電動(dòng)閥、自動(dòng)閘、無人農(nóng)機(jī)等作業(yè)系統(tǒng)為機(jī)械手，真正做到‘?dāng)?shù)字種田’?！币箦P自豪地說道。
數(shù)字化技術(shù)不僅改變了傳統(tǒng)種植模式，也帶來了實(shí)實(shí)在在的收益。示范田項(xiàng)目實(shí)施后，已建設(shè)核心農(nóng)田400畝，輻射農(nóng)田4000余畝，平均每畝可增收130元左右，全年增收40余萬元。
有了“金種子”農(nóng)民不僅少花錢還能多打糧
5月9日，河南省?？h金種子經(jīng)銷門市部?jī)?nèi)站滿了來咨詢購(gòu)買種子的種植戶。善堂鎮(zhèn)陳村村民孫國(guó)全經(jīng)過認(rèn)真了解，選購(gòu)了一種名為“豫花37號(hào)”的高油酸花生?！叭ツ晡野鸭依锏牡爻邪o別人種高油酸花生，說是不僅出苗快、抗病性強(qiáng)、產(chǎn)量高，而且收購(gòu)價(jià)也比市場(chǎng)高，算下來，每畝能增收600多元，效益不錯(cuò)。今年我干脆把地收回來，打算自己種這個(gè)品種。”
河南是花生種植第一大省，?？h善堂鎮(zhèn)地處豫北黃河故道，有著悠久的花生種植歷史。2023年中央一號(hào)文件提出，要深入推進(jìn)大豆和油料產(chǎn)能提升工程。為了提高花生的質(zhì)量和產(chǎn)量，善堂鎮(zhèn)結(jié)合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)特點(diǎn)，利用分子標(biāo)記技術(shù)培育出一種名為“豫花37號(hào)”的高油酸花生新品種，這種花生油酸含量高達(dá)79.2%~79.5%，符合出口要求。短短幾年，以“豫花37號(hào)”為代表的高油酸花生就在?？h實(shí)現(xiàn)了大面積推廣，一個(gè)個(gè)高油酸花生綠色高質(zhì)高效示范基地建了起來，并配套全苗培育、合理密植、平衡施肥等技術(shù)，推動(dòng)花生生產(chǎn)走向高質(zhì)高效。
都說種子是農(nóng)業(yè)的芯片，好種產(chǎn)好糧，優(yōu)良的種子是農(nóng)作物高產(chǎn)的關(guān)鍵。不僅僅是花生，鶴壁市作為河南省的產(chǎn)糧大市，近年來以良種選育為重點(diǎn)，培育了一批主要糧食作物和油料作物良種。5月4日，河南省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳在全省公開推介主導(dǎo)玉米品種11個(gè)，其中就有鶴壁市農(nóng)科院選育出的2個(gè)玉米品種“永優(yōu)1573”和“浚單1618”。
鶴壁市農(nóng)科院副院長(zhǎng)、副研究員王小星告訴記者，“浚單1618”是由市農(nóng)科院綠色高效玉米研究組歷時(shí)七年培育出的優(yōu)良品種，技術(shù)人員在田間和實(shí)驗(yàn)室里埋頭苦干，先后攻克了黃淮海玉米脫水速率慢、成熟期晚等一系列難題，未來市場(chǎng)前景看好。
農(nóng)作物育種就是一門精細(xì)活，別看鶴壁市農(nóng)科院近十年來培育成功的良種有數(shù)十種之多，但實(shí)際上，每一次成功背后，都有著上百次、上千次的失敗。“選育種子最考驗(yàn)人的耐性，因?yàn)橐粋€(gè)優(yōu)良品種的培育過程中，有99%的情況都是失敗的。”王小星說，“但失敗也是有價(jià)值的，我們通過失敗過程中反饋的信息來鑒定出哪個(gè)品種的親本和性狀比較好，再把這些好的性狀都聚合在一起，優(yōu)中選優(yōu)，進(jìn)行下一輪的改進(jìn)調(diào)整。”
據(jù)介紹，為了增加成功概率，鶴壁市農(nóng)科院努力通過技術(shù)手段對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行提升改良，通過信息化、數(shù)字化的技術(shù)手段提升各項(xiàng)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)度?！氨热纾m然種子從外觀上看差別不大，但不同種類、不同組合的基因信息卻不一樣，所以我們?cè)谶x育過程中，需要對(duì)每一種育種材料和組合加貼標(biāo)簽。過去，這些標(biāo)簽都靠工作人員手動(dòng)更新，很容易出錯(cuò)?，F(xiàn)在我們都改為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出具二維碼，這相當(dāng)于給每一袋種子加蓋了一個(gè)身份證，只要掃一下二維碼，這個(gè)種子從田間收獲到在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)都一清二楚。”王小星表示，近年來，國(guó)家對(duì)選種育種工作十分重視，越來越多的“金種子”出現(xiàn)，讓種田農(nóng)民能花錢少還能多打糧。“現(xiàn)在良種技術(shù)的發(fā)展，讓種子對(duì)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)越來越大了。就拿河南省主要糧食作物玉米來說，十年前，畝產(chǎn)達(dá)到800公斤就屬于很高的產(chǎn)量了，超過1000公斤的紀(jì)錄極其少見。但現(xiàn)在一畝地產(chǎn)七八百公斤玉米很常見，1000公斤的產(chǎn)量也明顯增多，而且產(chǎn)量有逐年提高的趨勢(shì)。”
智能農(nóng)機(jī)設(shè)備打造無人“稻田工廠”
農(nóng)忙時(shí)節(jié)，湖南省長(zhǎng)沙市望城區(qū)高塘峪街道新陽村無人農(nóng)場(chǎng)的水稻田內(nèi)卻看不到農(nóng)民的身影，取而代之的是一臺(tái)臺(tái)現(xiàn)代化的農(nóng)機(jī)在田間忙碌。農(nóng)場(chǎng)負(fù)責(zé)人肖定自豪地介紹：“這里是我們于2021年創(chuàng)建的全國(guó)首個(gè)全程無人操作的機(jī)械化雙季稻無人農(nóng)場(chǎng)示范園。靠著現(xiàn)代化的農(nóng)機(jī)設(shè)備和背后的北斗定位以及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，農(nóng)場(chǎng)耕、種、管、收環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，作物生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)全監(jiān)控和智能決策精準(zhǔn)作業(yè)?！?/span>
無人駕駛旋耕機(jī)、無人駕駛拖拉機(jī)、無人駕駛收獲機(jī)、無人駕駛噴霧機(jī)……在無人農(nóng)場(chǎng)示范園內(nèi)，各式各樣的高科技裝備分工明確，盡顯科技范兒：北斗旋耕機(jī)負(fù)責(zé)翻耕，可以按照設(shè)計(jì)路線自己前行，走得精準(zhǔn)筆直；插秧機(jī)、拋秧機(jī)、撒播飛機(jī)負(fù)責(zé)種的環(huán)節(jié)，作業(yè)既精準(zhǔn)又高效；無人駕駛噴霧機(jī)和直升機(jī)負(fù)責(zé)施藥和施肥，視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備有著“火眼金睛”，苗情、蟲情、地情等全都盡在掌握之中；到了收獲的季節(jié)，無人駕駛收割機(jī)與無人駕駛運(yùn)糧車攜手合作，自動(dòng)裝卸，一天下來能收割60多畝稻田。
作為新一代農(nóng)人，80后的肖定有著一個(gè)“稻田工廠”的夢(mèng)想，在“稻田工廠”里，農(nóng)民只要坐在家里就可以種地、管地，田里不僅有各種機(jī)械化設(shè)備，還要有智能化系統(tǒng)。如今，隨著無人農(nóng)場(chǎng)示范園的一步步建設(shè)，肖定的“稻田工廠”夢(mèng)也在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。據(jù)肖定介紹，無人農(nóng)場(chǎng)包括高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田、智能農(nóng)機(jī)、智能灌溉、農(nóng)情精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等四大塊建設(shè)內(nèi)容，稻田內(nèi)采用的是袁隆平院士團(tuán)隊(duì)的水稻良種，選用了知名農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備。通過綜合運(yùn)用各項(xiàng)技術(shù)，農(nóng)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了節(jié)約灌溉用水20%以上，節(jié)約肥料投入30%，減少農(nóng)藥投入30%，減少田間用工70%以上，核心示范區(qū)增產(chǎn)10%以上，整體效益提高20%以上。
“過去一個(gè)人牽著一頭牛一天最多能犁二畝地，耕種200畝的水稻田，至少需要20個(gè)人，現(xiàn)在只要2到3個(gè)人就夠了。”肖定說，無人農(nóng)場(chǎng)追求的不僅僅是數(shù)量上的更多，更重要的還有種植方式的更加綠色化。以往，南方水稻種植在施肥環(huán)節(jié)大多為人工拋撒施肥，化肥只能停留在地表，不僅利用率低而且容易流失，進(jìn)而污染環(huán)境。這種污染是農(nóng)業(yè)面源污染的主要誘因之一。而如今，在無人農(nóng)場(chǎng)，無人機(jī)等設(shè)備可以進(jìn)行精準(zhǔn)施肥，減少了不少化肥的浪費(fèi)和污染。此外，無人農(nóng)場(chǎng)還建設(shè)了智能灌溉系統(tǒng)，實(shí)行排灌分離和智能管控。系統(tǒng)能夠基于氣象等條件，結(jié)合作物的生長(zhǎng)期規(guī)律進(jìn)行精細(xì)化灌溉，減少輸水損失，進(jìn)一步提高了水資源的利用率。
2020年，肖定作為種糧大戶代表參加了習(xí)近平總書記在長(zhǎng)沙主持召開的基層代表座談會(huì)。幾年過去了，帶著習(xí)近平總書記的囑托，肖定繼續(xù)在綠色的稻田里為自己的夢(mèng)想奮斗。
如今，無人農(nóng)場(chǎng)的稻苗長(zhǎng)勢(shì)良好，株高比去年同期明顯增高，綠油油的禾苗預(yù)示著新一輪的豐收。
責(zé)任編輯：王振華
