耕牛退休、鐵牛下田、農民進城、專家種地……

　　這是中國工程院院士、華南農業大學教授、農業機械化工程專家羅錫文描繪的未來農業新圖景。

　　智慧農業，是未來農業的發展方向，是現代農業的高級形式。

　　“智慧農業，源于上個世紀80年代末90年代初國外提出的‘精準農業’。我國從上個世紀90年代末也開展了‘精準農業’的研究。我國高度重視智慧農業的發展，2012年中央一號文件提出，要突出農業科技創新重點，在精準農業技術等方面取得重大突破。2017年中央一號文件提出，要實施智慧農業工程。這幾年，在中央一號文件中都提出，要大力發展智慧農業。”羅錫文認為，智慧農業是依托生物技術、智能農機和信息技術，能夠實現數字化感知、智能化決策、精準化作業和智慧化管理四大功能的現代化農業生產方式。

　　數字化感知

　　說到數字化感知，羅錫文用“星、機、地”三個字，進行了生動形象的表述 。

　　羅錫文表示，“農機作業之前，我們需要知道作業對象、作業環境、作業農機的有關情況，也就是平時我們講的農情信息。怎樣獲取這些信息?現在最常用的三種方法，就是‘星’‘機’‘地’。”

　　“星”，就是用衛星獲取所需要的信息，根據衛星影像來分析農作物的長勢和病蟲草害情況。

　　“機”，就是飛機。采用有人駕駛的或無人駕駛的飛機獲取所需要的信息，分析農作物的長勢和病蟲草害情況。

　　“地”，根據在地面上安裝的多光譜、高光譜以及各種儀器，直接獲取農作物的長勢和病蟲草害情況。

　　“星”“機”“地”這三種方法，分別適用于不同場合。羅錫文進一步解釋，“比方說，如果我們想知道廣東全省的水稻種植面積，就要用衛星影像圖片來分析。如果我們想知道某個農場中水稻的生長情況，就可以用有人機或無人機來獲取這些信息。如果想知道稻田中水稻病蟲草害情況，就可以用地面機器，用多光譜、高光譜來獲取這些信息。”

　　那么，需要獲取哪些信息呢?

　　“以植物生產為例，主要包括土壤信息、作物長勢信息。比如說哪地方長得好一點，哪地方長得差一點，是不是缺肥、缺水等。另外，就是需要獲取作物的病蟲草害信息。”羅錫文告訴記者，“以華北地區小麥條銹病發生的空間分布為例，如果我們用人工一點點去測，要多少人?花多少時間?可能還達不到我們要求的精度。而今天，采用‘星’‘機’‘地’技術，就可以精準地獲取我們所需要的各種農情信息，來指導我們的農業生產。”

　　智能化決策

　　“過去，耕整、種植和田間管理這些環節的決策這些都是靠人工、憑經驗。今天，我們可以用大數據來智能決策。”據羅錫文介紹，智能化決策，分為六個方面：

　　一是根據地形地貌、田塊大小和灌溉條件等，智能決策土地整治方案。羅錫文表示，“比如說每塊地整多大為好，什么地方布置機耕道，灌排渠道應該怎樣設計?”

　　二是根據土壤的質地和耕種習慣等，智能決策耕整方案，包括犁耕、耙耕、旋耕及激光平整等。

　　三是根據當地氣候和種植習慣等，智能決策種植方案，包括一熟制或多熟制(如稻—麥、稻—油、稻—稻)、種植品種等。

　　四是根據當地氣候和種植方案，智能決策播種方案，包括播種時間、行距、穴(株)距和播種量等。

　　五是根據作物長勢和病蟲草害信息，智能決策田間管理方案，包括灌排、施肥、打藥等。

　　六是根據作物長勢和當地氣象，智能決策收獲方案，包括收獲時間和收獲方式。

　　精準化作業

　　精準化作業，包括自動導航和精準作業。

　　“這是我們研究成功的一種主從導航水稻收獲系統，叫做跟車卸糧模式。”據羅錫文院士介紹，無人駕駛主從導航收獲系統，由無人駕駛收獲機和無人駕駛運糧車組成。無人駕駛收獲機接到指令后，進入田塊開始收獲水稻，糧倉快滿時立即向運糧車發出指令，在地頭等待的無人駕駛運糧車收到卸糧指令后自動行駛至指定的卸糧位置。收獲機和運糧車配合非常默契，橫向誤差不超過5厘米，縱向誤差不超過10厘米。

　　智慧化管理

　　智慧化管理，包括農作物生產管理、農機管理、農場管理等。

　　“農作物長得怎么樣，得了什么病，生了什么蟲，缺不缺水，缺不缺肥?這都屬于農作物生產管理范疇。農機管理，一是遠程監控農機作業位置、作業進度、作業質量，二是遠程監控農機作業狀況并進行故障預警和指導維修，三是農機遠程調度。還有農場的產前、產中、產后管理，包括化肥、農藥、種子等農業資料，還有經營管理，怎樣才能獲取最大的效益?這個都可以實現智慧化管理。”

　　智慧農業的實踐：無人農場

　　無人農場是智慧農業的一種生產方式，是實現智慧農業的一種途徑。無人農場應該有五個功能：

　　一是耕種管收生產環節全覆蓋。就是從耕種到種植到收獲，整個環節都要實現無人化。

　　二是機庫田間轉移作業全自動。就是農機要能夠從機庫里面自動開到田里去，作業完了以后要自動開回來。

　　三是自動避障異況停車保安全。因為機器上沒人，所以安全作業非常重要，包括在路上行駛、田間作業，要能夠自動避障，有異常情況能夠自動停車。

　　四是作物生產過程實時全監控。羅錫文進一步解釋，“因為是無人農場，我不在地里面，我怎么知道我的地里的水稻、小麥長得怎么樣，有沒有病，生沒生蟲，要不要施肥，要不要灌水?我需要對整個生產過程進行實時監控。”

　　五是智能決策精準作業全無人。

　　“我們華南農業大學從2020年啟動無人農場建設，現在已經在國內十多個省建了20多個無人農場。推廣無人農場應有較好的基礎條件，比如地塊較大，機耕道和灌排設施較好。此外，衛星信號和網絡信號要好。應該能接收到北斗信號，因為我們靠北斗信號定位。”羅錫文認為，無人農場依托三大技術支持，分別是生物技術、智能農機和信息技術。智能農機應有四個功能：智能感知、自動導航、精準作業、智能管理。他表示，希望通過無人農場技術的推廣，為解決“誰來種地”和“怎樣種地”提供切實可行的解決途徑。