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广州科普大讲坛第175期:院士赤脚走入田间,带您深度了解无人农场现代化建设

来源:广州市科学技术协会 发布时间:2020-07-13 浏览量:8835

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7月6日下午,由广州市科学技术协会、广州日报主办,广州市科学技术普及中心、广东广播电视台珠江经济台等单位承办的广州科普大讲坛第175期——“智慧农业助力全面小康在华南农业大学增城教学科研基地的田间地头华丽开讲。中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文,华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室罗锡文团队成员曾山副研究员、周志艳教授、王在满副研究员、张智刚副教授和胡炼教授等,作为特邀嘉宾出席本次大讲坛,并围绕智慧农业”“无人农场”“农业机械化自动化等热门话题向广大市民进行了一场别开生面、活灵活现的科普讲解。院士和教授们以田野上工作着的各型各样农用无人机械作为教具,通过细致而生动的讲述,引导着大家对无人农场将会给生活带来的巨大变化和国家未来农业的发展前景展开丰富而美好的畅想。 

一、烈日当空下田间,院士解读无人农场是什么 

直播当天正是广州的小暑节气,气温达到了36度以上,热浪袭人,但这样的“烤”人天气根本考不倒罗院士和他的团队,今年75岁的中国工程院院士罗锡文,用他自己的话来说,他就是在田地里摸爬滚打出来的。罗院士在节目直播过程中脱下鞋子,挽起裤腿,赤着脚走进田中,来到水稻精量水穴直播机旁,耐心细致地讲解机器的特点。 

大多数人对于智慧农业的理解通常来自各种新闻媒体,对于它的科技支撑和运行,还是一知半解。实际上“无人农场”是“智慧农业”中尖端科技的集中体现,“无人农场”是在人不进入农场的情况下,采用物联网、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术,通过远程控制和自动化操作,完成全天候、全过程、全空间的无人化作业。 

无人农场主要依托三大核心技术的支持:生物技术、智能农机和信息技术,生物技术主要为无人农场生产提供适应机械化作业的品种和栽培模式;智能农机主要为无人农场生产提供智能感知、智能导航、智能作业(精准作业)和智能管理;信息技术主要为无人农场生产的信息获取、传输和处理,农机导航与自动作业,农机远程运维管理提供支持。

同时无人农场具备五大特点:一是耕种管收生产环节全覆盖,即覆盖农作物生产中的耕整、种植、田间管理(水、肥、药)和收获的各个环节;二是机库田间转移作业全自动,即农机自动从机库转移到田间,完成田间作业后自动回到机库;三是自动避障异况停车保安全,即在农机转移和作业过程中能实现自动避障,遇到异常情况能自动停车,以确保安全;四是作物生产过程实时全监控,即能对作物生产过程中的长势和病虫草害情况进行实时监控;五是智能决策精准作业全无人,即能根据作物的长势和病虫草害情况及时作出决策并自动进行精准作业,包括精准灌溉、精准施肥和精准施药等。 

二、无人农场无人耕,十八般“兵器”齐登场 

【施药、施肥小管家——无人驾驶高地隙喷雾机】 

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 “迎面走来的是我们无人驾驶高地隙喷雾机,它运用最新的北斗导航技术,按照规划的路线向我们走来了!”罗锡文院士,站在田边,向观众们介绍这一款来自华南农业大学的特别“神器”。 

无人驾驶高地隙喷雾机通过智能北斗导航系统设置行走路线,实现自动喷雾。机器下田后按照规划的路径自动行走和转弯调头,遇到下雨等天气时也不影响机器的作业,保持精准定位和导航控制,跟踪精度高,不会重喷、漏喷,保证全田均匀喷施。 

【播种能手——无人驾驶水稻旱直播机】 

针对水稻生产轻简高效栽培需求和目前人工撒播存在的问题,罗锡文院士团队创新提出了同步开沟起垄穴播、同步开沟起垄施肥穴播和同步开沟起垄喷药/膜穴播的“三同步”水稻机械化精量穴直播技术。曾山副研究员说:“三同步就是在田面开出播种沟和蓄水沟的同时,用穴播方式将稻种播在播种沟中,成行成穴有序生长,根系生长发达,并减少了倒伏。我们现场看到的这种与拖拉机配套的水稻精量旱直播机可一次同步完成开沟、施肥、平整、精量播种、覆土镇压等作业工序,适用于水稻旱直播;采用螺旋槽式高速排种器,播种量1.5-30kg/亩可调,作业速度可达10km/h以上,可满足不同地区的水稻高速作业和大播种量要求,每小时可播种15-20亩。采用旱直播方式可节水30%以上,同步施肥可节肥15%以上;在播种时还可同步喷施除草剂。与插秧相比省去了育秧、运秧和插秧等环节,节本增效显著。” 

【播种能手——无人驾驶水稻水直播机】 

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无人驾驶水稻水直播机主要由无人驾驶控制系统、行走动力和播种装置三大部分组成,包括水田轻型行走动力、开沟起垄装置、排种器、仿形机构和悬挂提升机构等。王在满副研究员说:“在田块比较规整的情况下,一台机器每天可以完成80-100亩播种面积,一般人工插秧一人一天只能插0.5-1亩,直播机的效率是人工插秧的近百倍。” 

【监测兵——农用无人飞机】 

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周志艳教授介绍:在无人农场作业中不仅有各种地面机械,还有农用无人机,能够在很大的范围内进行监控,包括各种农作物长势信息无损、非接触式快速获取,特别适用于地面机械难以下田的作业场景中。它的优势是大面积、快速、非接触式无损监测,能及时收集相关信息,并根据专家知识及决策支持系统生成作业处方图,结合北斗卫星导航系统定位,指引无人机等装备精准作业,可大幅度减少劳动力投入,且用量精准。 

【作业能手——无人驾驶拖拉机】 

张智刚副教授介绍:无人驾驶拖拉机采用北斗卫星导航定位系统进行实时精确定位,通过对农机转向轮进行控制,使拖拉机可以沿着预定作业路线自动跟踪行驶,还集成了发动机油门调节、动力换挡、电液提升、刹车、精准作业等功能。无人驾驶拖拉机可配套犁、旋耕机、播种机和撒肥机等机具完成不同作业。 

胡炼教授介绍了无人农场的普及及运用,他表示:无人农场首先需要绘制农场高精度地图,地图上有机库、道路、农田、障碍物等信息,定位达到厘米级,制定无人驾驶农机运移和作业路径规划,无人驾驶农机自动从机库行驶至目标田块作业,作业完成后回到机库;信息平台上负责无人农机作业远程管控,包括各类作业规划和紧急情况处理,以及无人农机作业信息显示。实现了农户不出家门,就可完成农业作业。 

三、科技助力乡村振兴,一切畅想皆可成真 

罗院士说:“农业是水土阳光,不管科技发展如何,吃饭很重要,我们的目标是要解决谁来种地,怎样种地的问题。用机器代替人力,用电脑代替人脑,将农民从繁重的劳作中解放出来,让种田更容易,吸引更多年轻人来种田。”未来的农业生产需要从劳动密集型转为技术密集型,农业生产者要适应业态的转变,其科学素养和科技水平也要随之提高;生产效率的提高同时也会释放一些劳动力,去从事其他辅助性工作,如农机具的维修和保养,让农民的就业选择更加多样化。 

可以预见,无人农场的普及不但能够实现农作物生产能高产高质高效,保证国家的粮食安全,同时通过农业机械化、智能化的方式最大限度解放了农村的生产力,真正实现为农民减负减压、让农民就业空间更加宽广的目标。如果无人农场能够得到普及,相信“智慧农业”会有全新的突破!相信未来中国的田野会出现新的光景!现代化农业农村建设的会更加美好! 

人物名片 

罗锡文  中国工程院院士,教授,博士生导师。曾任华南农业大学副校长。现任华南农业大学教授、南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室主任,农业部水田农业机械装备重点实验室主任,是华南农业大学农业机械化工程国家重点(培育)学科带头人、农业机械化及其自动化国家特色专业、农业机械学国家精品课程和农业机械学国家级教学团队负责人,兼任中国农业机械学会和中国农业工程学会名誉理事长、科技部中国农村技术开发中心总体专家组智能农机装备专项组长、全国农业航空产业技术创新战略联盟理事长、全国农机化科技创新专家组组长、农业部主要农作物生产全程机械化推进行动专家指导组组长、国家水稻机械化产业体系专家等。长期从事农业工程教学、科研和工程实践,研究方向包括水稻精量直播技术与机具、农田精准平整技术与机具、农业机械导航与自动作业技术与装备、农业航空关键技术和农情信息快速获取技术与装备。在农业机械技术创新、农业工程学科建设、创新型工程科技人才培养和科技发展战略研究等方面做出了重大贡献。曾获国家技术发明奖二等奖1项,省部级科技奖励16项;发表学术论文350余篇,主编专著教材等6部,授权发明专利80余件;获国家教学成果二等奖2项,广东省教学成果一等奖5项,二等奖2项。曾被评为国家级教学名师、全国教育系统劳动模范、农业部中青年有突出贡献专家、广东省优秀共产党员、南粤教书育人优秀教师和全国优秀农业科技工作者。 

  

【讲坛回顾链接】 

https://m.itouchtv.cn/liveOb/45715?shareId=wBU5vffA&from=singlemessage