近年来,随着科技发展,各行各业正在掀起一股无人化风潮。从无人工厂、无人超市到无人银行、无人餐厅……无人化的生产和经营方式越来越普遍。曾几何时,出现在科幻电影中的机器人代替人工作的场景,打破次元壁,出现在了大众的现实生活中。而在农业领域,集成了诸多智慧农机与其他高科技的无人农场,也正在实践应用中。
过去,我们常常将农业劳作视为一种非常艰苦的工作,“足蒸暑土气,背灼炎天光”,农民看天吃饭,一年到头忙忙碌碌。哪怕随着农业机械化的进程,农民可以驾驶农耕机进行耕作,但是仍然无法从繁重的农活中彻底解脱出来。城镇化潮流之下,农村劳动力流失,农田撂荒,农业生产率低等问题也愈演愈烈。
乡村要振兴,就必须解决好“三农”问题。以高新科技做支撑,以机械替换人的无人农场,正是解决“三农”问题的重要途径之一。
2017年,英国建成了世界上首个无人农场。同年,日本的无人蔬菜农场和挪威的无人渔场相继建成。2019年,我国山东、福建、北京等地也开展了对无人大田、无人猪场的研究探索。2020年以来,广东建成了世界上首个水稻无人农场和花生无人农场。而两大无人农场建立背后,是罗锡文院士率领团队技术攻关十几年的结果。
2021年11月,2020年度国家科学技术奖名单公布,年届76岁的罗锡文院士主持的成果“基于北斗的农业机械自动导航作业关键技术及应用”荣获国家科技进步奖二等奖。罗锡文院士从事了一辈子的农机研究。2004年,他为了攻克智能农机的关键核心技术——农业机械自动导航作业技术,带领团队在国内率先开展了基于卫星定位的农业机械自动导航作业技术的系统研究。
17年后,罗锡文院士率领团队突破了复杂农田环境下农机自动导航作业高精度定位和姿态检测技术;创新提出全区域覆盖作业路径规划方法、路径跟踪复合控制算法、自动避障和主从导航控制技术;研制了具有自主知识产权的农机自动导航作业线控装置和农机北斗自动导航产品3项关键技术。
无人驾驶直播机作业中
罗锡文院士将无人农场概括为五句话:“一是耕、作、管、收生产环节全覆盖;二是机库田间转移作业全自动;三是自动避障异况停车保安全;四是作业生产过程实施全(程)监控;五是智能决策全无人。”智能农机三项关键技术的研发为无人农场的“变现之路”做好了铺垫。
2020年,罗锡文院士团队在华农增城教研科学基地建设的水稻无人农场喜获丰收,单产达到8379千克每公顷,远远高于这一年广东晚稻的平均量。从旋耕、播种到施肥、浇水,农业种植最基础、最重要的这四大环节,增城水稻无人农场全部由无人驾驶设备完成。作业人员无需亲自下田,终于得以从繁重的驾驶操作中解放出来,大大提高了智能化水平和作业效率。
如今,无人农场已经在国内26个省市推广,创造了一批高产纪录,水稻精量直播技术的推广面积逾67万公顷,在新疆3年亩产超过1000公斤,在浙江连续4年亩产超800公斤,8个省亩产超800公斤,11个省亩产超700公斤,17个省亩产超600公斤。然而,对于罗锡文院士来说,一切才刚刚开始。
2021年对佛山高明区吉田村党总支书记钟志强来说,是激动人心的一年。作为一名基层村官,他在坚守农业建设的基础上积极创新,带领乡亲们建立了我国首个商用无人水稻农场,让吉田村从经济薄弱村走向了智慧农业。吉田村的发展凝聚着钟志强振兴家乡的心血,也汇集了中科智慧农业创新研究院、广东高明产业创新研究院的智慧。
无人机在稻田间巡逻
2018年吉田村的村集体收入仅为19.6万元,在2019年被广东省定为经济薄弱村。为了加快发展,钟志强瞄准政策红利,在吉田村率先实施拆旧复垦改革。2020年,村集体经济收入达到3200万元。有了地,有了钱,下一步该往哪里走?钟志强开始思考发展现代农业的新出路。
跟全国许多农村一样,吉田村也面临着人口流失、土地撂荒的窘境。于是,钟志强下定决心要发展高科技农业,解决低效农耕和劳动力不足的难题。他前往四川和浙江学习考察,参照两地经验和方法,打算通过“村集体+公司+农户”的方式来发展吉田村的产业。恰逢此时,中科智慧农业创新研究院开始在佛山打造智慧农业产业链,开展智慧农业相关技术研发、应用和示范,这与钟志强的想法不谋而合。
2020年12月,中科智慧农业创新研究院携手广东高明产业创新研究院、高明区供销合作社、高明区更合镇吉田村民委员会,共建“高明吉田智慧农业园区”。园区规划有“无人水稻农场”、智慧化建设园区、趣味采摘区等项目。2021年3月,无人水稻农场正式启动建设,无人智慧农机设备被引入吉田村,顺利完成了农田旋耕、激光平地,以及2万平方米早稻的播种作业,播种速度达到每小时1.7万平方米。
不仅如此,无人水稻农场采用5G和卫星导航技术,可实现水稻耕、种、管、收全流程无人化操作,8分钟就能割完一亩水稻。同时,园区内的中控系统可以实时监测无人化设备的使用情况和土壤各种指标,实现“智慧种田”。看着这些无人操作就可以自动作业的旋耕机、施肥机、收割机、运粮车,还有水果采摘机器,钟志强兴奋不已,他说:“人力成本大大减少!产量相比之前每亩提高了200到300斤!”
2021年9月,吉田智慧农业园区入选广东省第七批农业科技园区建设名单,两个月后,该项目工程顺利通过验收。智慧农机大显身手,引得江西那边也打来电话要租农机收割稻谷。见到无人设备火起来,吉田村委商量打算成立一个“农机滴滴”服务队,让村民在网上预约。
如今,吉田村的日子越过越红火,不光有无人农场,2022年1月还引入了禅农文化旅游项目,重点发展生态农业、花海民宿、文旅产业古村景观旅游,计划投资2200万元,将于2022年建设完工。村里的年轻人也开始回流,积极学习无人机操控技术,投身文旅产业。吉田村再也不是“空心村”“经济薄弱村”了。
当前,我国正在用不到世界10%的耕地,生产着世界25%的粮食,供养着世界20%的人口。这一成就的实现离不开科技的支撑。未来,以数字化感知、智能化决策、精准化作业、智慧化管理为主要特征,能够实现农业可视化诊断、远程控制和灾害预警的智慧农业,将是我国农业生产的发展趋势。而集合了5G、物联网、人工智能等新兴技术的无人农场,正是智慧农业的重要实现途径之一。无人农场遍地开花,为乡村振兴跑出了加速度。