隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能化農(nóng)機成為機器換人的升級版。日前，2021年耒耜國際會議在江蘇大學(xué)舉行。圍繞智能農(nóng)機裝備發(fā)展以及未來農(nóng)業(yè)的前沿問題，中國工程院院士康紹忠、羅錫文、趙春江、陳學(xué)庚等共同展開研討。
發(fā)展智慧高水效農(nóng)業(yè)裝備
我國是水資源短缺的國家。華北平原灌溉節(jié)水技術(shù)已研究推廣30多年，但并沒有改變地下水資源繼續(xù)惡化的現(xiàn)狀。主要原因在于種植制度一直向高耗水結(jié)構(gòu)發(fā)展。康紹忠指出，智慧高水效農(nóng)業(yè)將是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。它依托生物技術(shù)、信息技術(shù)和智能裝備，完成不同尺度水和作物表型信息的智能感知、用水智能決策與智能控制，達到區(qū)域水土適配和水生產(chǎn)力時空格局優(yōu)化，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)用水和水效益最大化。在他看來，實現(xiàn)智慧高水效農(nóng)業(yè)有四個關(guān)鍵要素：天—空—地一體化智能感知，即水與作物表型高通量智能感知；智能認知模型系統(tǒng)，即水與作物生產(chǎn)過程智能認知；智能決策系統(tǒng)，即用水與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動智能決策；智能控制設(shè)施與裝備，即水聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能控制。“尤其是智能控制設(shè)施與裝備與我國未來農(nóng)機發(fā)展有著密切關(guān)系，未來可期。”康紹忠說。
無人農(nóng)場應(yīng)注重基礎(chǔ)條件
派出一輛無人駕駛的小車，在無人農(nóng)場中播種、噴藥、施肥等作業(yè)，過去只在電影里看到。而如今的農(nóng)業(yè)4.0時代是以無人農(nóng)機為特征的智能農(nóng)業(yè)時代。羅錫文表示，農(nóng)業(yè)4.0要探索“從好到強”，其特點是自動化、智能化、農(nóng)機+互聯(lián)網(wǎng)。他指出，無人農(nóng)場是智慧農(nóng)業(yè)的一種生產(chǎn)方式，具有耕種管收生產(chǎn)環(huán)境全覆蓋、機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動、自動避障異況停車保安全、作物生產(chǎn)過程實時全監(jiān)控、智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人五個特點。在他看來，智能農(nóng)機之所以被稱為“智能”，在于其具有智能感知、自動導(dǎo)航、精準(zhǔn)作業(yè)和智能管理四個功能。對于農(nóng)情信息采集技術(shù)，人們都習(xí)慣于“天—地—空”的叫法，但羅錫文認為，農(nóng)情信息采集技術(shù)主要是“星—機—地”，具體而言是根據(jù)衛(wèi)星影像、飛機或無人機獲取的影像，在地面用儀器直接獲取分析農(nóng)作物長勢和病蟲草害情況。“推廣無人農(nóng)場應(yīng)有較好的基礎(chǔ)條件，比如地塊較大，機耕道和灌排設(shè)施較好，衛(wèi)星信號和網(wǎng)絡(luò)信號好。”羅錫文如是說。
解決表型組學(xué)關(guān)鍵技術(shù)“黑盒子”
農(nóng)業(yè)進入4.0時代，育種也進入4.0時代，育種4.0綜合利用多組學(xué)大數(shù)據(jù)、基因編輯、合成生物學(xué)、人工智能等技術(shù)構(gòu)建面向理想性狀組合的智慧育種體系。在這個過程中，表型組學(xué)研究正成為農(nóng)業(yè)科研新的制高點。所涉及的高通量作物表型研究，可以幫助育種科學(xué)家根據(jù)育種材料的遺傳基因信息預(yù)測作物的表型。“表型組學(xué)、基因組學(xué)、環(huán)境組學(xué)三駕馬車結(jié)合在一起，搞清它們對生命影響的作用，就是作物科學(xué)未來研究的核心內(nèi)容之一。”趙春江說。然而，“目前我國表型技術(shù)和表型設(shè)施建設(shè)主要依賴進口，還存在關(guān)鍵技術(shù)‘黑盒子’、設(shè)施軟硬件升級改造和服務(wù)、大型進口表型設(shè)施運營與維護、表型數(shù)據(jù)安全、多組學(xué)大數(shù)據(jù)種業(yè)應(yīng)用與表型設(shè)備、自主研發(fā)的并行與融合等方面的問題。”趙春江說。在他看來，我國要有自己的技術(shù)，關(guān)鍵要在傳感器和算法上下功夫，我國在高端傳感器和算法上仍需要加強基礎(chǔ)研究。
地膜回收機械化是攻關(guān)重點
地膜覆蓋栽培為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展作出重大貢獻，帶來巨大經(jīng)濟效益，促進農(nóng)民的增產(chǎn)增收、脫貧致富，但農(nóng)田殘膜治理工作的不徹底，也為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展留下隱患。陳學(xué)庚指出，目前我國棉田殘膜治理存在的核心問題有收凈率低、含雜率偏高、回收機械的使用可靠性差、回收殘膜的資源化利用困難、缺少成熟的降解膜產(chǎn)品等。他通過對新型農(nóng)田殘膜回收機的研發(fā)介紹展示了農(nóng)田殘膜污染治理新進展，并表示高強度耐老化地膜全回收機械的研究開發(fā)是攻關(guān)重點。
來源：農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資訊
發(fā)展智慧高水效農(nóng)業(yè)裝備
我國是水資源短缺的國家。華北平原灌溉節(jié)水技術(shù)已研究推廣30多年，但并沒有改變地下水資源繼續(xù)惡化的現(xiàn)狀。主要原因在于種植制度一直向高耗水結(jié)構(gòu)發(fā)展。康紹忠指出，智慧高水效農(nóng)業(yè)將是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。它依托生物技術(shù)、信息技術(shù)和智能裝備，完成不同尺度水和作物表型信息的智能感知、用水智能決策與智能控制，達到區(qū)域水土適配和水生產(chǎn)力時空格局優(yōu)化，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)用水和水效益最大化。在他看來，實現(xiàn)智慧高水效農(nóng)業(yè)有四個關(guān)鍵要素：天—空—地一體化智能感知，即水與作物表型高通量智能感知；智能認知模型系統(tǒng)，即水與作物生產(chǎn)過程智能認知；智能決策系統(tǒng)，即用水與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動智能決策；智能控制設(shè)施與裝備，即水聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能控制。“尤其是智能控制設(shè)施與裝備與我國未來農(nóng)機發(fā)展有著密切關(guān)系，未來可期。”康紹忠說。
無人農(nóng)場應(yīng)注重基礎(chǔ)條件
派出一輛無人駕駛的小車，在無人農(nóng)場中播種、噴藥、施肥等作業(yè)，過去只在電影里看到。而如今的農(nóng)業(yè)4.0時代是以無人農(nóng)機為特征的智能農(nóng)業(yè)時代。羅錫文表示，農(nóng)業(yè)4.0要探索“從好到強”，其特點是自動化、智能化、農(nóng)機+互聯(lián)網(wǎng)。他指出，無人農(nóng)場是智慧農(nóng)業(yè)的一種生產(chǎn)方式，具有耕種管收生產(chǎn)環(huán)境全覆蓋、機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動、自動避障異況停車保安全、作物生產(chǎn)過程實時全監(jiān)控、智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人五個特點。在他看來，智能農(nóng)機之所以被稱為“智能”，在于其具有智能感知、自動導(dǎo)航、精準(zhǔn)作業(yè)和智能管理四個功能。對于農(nóng)情信息采集技術(shù)，人們都習(xí)慣于“天—地—空”的叫法，但羅錫文認為，農(nóng)情信息采集技術(shù)主要是“星—機—地”，具體而言是根據(jù)衛(wèi)星影像、飛機或無人機獲取的影像，在地面用儀器直接獲取分析農(nóng)作物長勢和病蟲草害情況。“推廣無人農(nóng)場應(yīng)有較好的基礎(chǔ)條件，比如地塊較大，機耕道和灌排設(shè)施較好，衛(wèi)星信號和網(wǎng)絡(luò)信號好。”羅錫文如是說。
解決表型組學(xué)關(guān)鍵技術(shù)“黑盒子”
農(nóng)業(yè)進入4.0時代，育種也進入4.0時代，育種4.0綜合利用多組學(xué)大數(shù)據(jù)、基因編輯、合成生物學(xué)、人工智能等技術(shù)構(gòu)建面向理想性狀組合的智慧育種體系。在這個過程中，表型組學(xué)研究正成為農(nóng)業(yè)科研新的制高點。所涉及的高通量作物表型研究，可以幫助育種科學(xué)家根據(jù)育種材料的遺傳基因信息預(yù)測作物的表型。“表型組學(xué)、基因組學(xué)、環(huán)境組學(xué)三駕馬車結(jié)合在一起，搞清它們對生命影響的作用，就是作物科學(xué)未來研究的核心內(nèi)容之一。”趙春江說。然而，“目前我國表型技術(shù)和表型設(shè)施建設(shè)主要依賴進口，還存在關(guān)鍵技術(shù)‘黑盒子’、設(shè)施軟硬件升級改造和服務(wù)、大型進口表型設(shè)施運營與維護、表型數(shù)據(jù)安全、多組學(xué)大數(shù)據(jù)種業(yè)應(yīng)用與表型設(shè)備、自主研發(fā)的并行與融合等方面的問題。”趙春江說。在他看來，我國要有自己的技術(shù)，關(guān)鍵要在傳感器和算法上下功夫，我國在高端傳感器和算法上仍需要加強基礎(chǔ)研究。
地膜回收機械化是攻關(guān)重點
地膜覆蓋栽培為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展作出重大貢獻，帶來巨大經(jīng)濟效益，促進農(nóng)民的增產(chǎn)增收、脫貧致富，但農(nóng)田殘膜治理工作的不徹底，也為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展留下隱患。陳學(xué)庚指出，目前我國棉田殘膜治理存在的核心問題有收凈率低、含雜率偏高、回收機械的使用可靠性差、回收殘膜的資源化利用困難、缺少成熟的降解膜產(chǎn)品等。他通過對新型農(nóng)田殘膜回收機的研發(fā)介紹展示了農(nóng)田殘膜污染治理新進展，并表示高強度耐老化地膜全回收機械的研究開發(fā)是攻關(guān)重點。
來源：農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)資訊
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