智慧农业 未来已来

智能化、无人化破解“谁来种菜”难题

2024年05月29日

无人拖拉机耕地、无人化平台播种、植保机器人喷药、采收机器人收获、运输机器人装运……昨天在莱阳召开的出口蔬菜无人智慧农场观摩与研讨会上,全程无人化操作让人眼花缭乱,仿佛走进了未来世界。

我国是蔬菜生产大国,但蔬菜机械化率并不高。专家认为,智能化、无人化将破解人口老龄化带来的“谁来种菜”难题。同时,还将推动蔬菜机械装备向高端、智能、绿色方向发展。

未来农业走入现实

未来农业是什么样子?在莱阳市伊豪农业种植专业合作社,一台台“身怀绝技”的智能装备让人大开眼界,也为大家预演了未来农业的作业场景。

首先映入眼帘的是一台带有驾驶舱、挂接了旋耕机的蓝色拖拉机。这台传统拖拉机加装了雷达及双目视觉系统、北斗定位系统。当工作人员设定好路线后,拖拉机就可以自主行走和作业。如果前方遇到障碍物,还可以凭借“眼睛”和“大脑”智能避障。

随着一声轰鸣,一辆橙色“铁牛”睁开“双眼”,缓缓驶出车库。这个蔬菜全程无人化平台内置了多种传感器,可以自动转弯、进入地块并自主作业。它牵引了一台气吸式播种机,连起垄带播种,效率远超人工作业。另外,平台通过GPS和北斗系统双模定位,遇到障碍或信号丢失时,也能通过惯性导航高效作业。

接着,一辆蓝色的巡检机器人缓缓启动,进行了模拟巡检。在它的“大肚子”里,装备了多种传感器,在行进过程中,可以进行大数据的采集和分析,实现对萝卜长势的监控和决策。

蔬菜的田间管理,以前全靠人工,存在过量投入、经验式管理等问题。如今,一台植保机器人就能满足需求。它臂展10米、载药量达到400L,每小时可作业30-50亩。植保机器人搭载了精准对靶施药、反对靶施药等控制技术,每个喷头都可以独立控制,并根据病虫害的危害情况进行变量施药。

现场最亮眼的,是全球首款白萝卜无人采收机器人。只见采收机器人缓缓前进,前端的采收臂也开始作业,扶缨器将萝卜缨捋直后,夹拔带紧紧夹住萝卜缨并将萝卜拔出,接着,后端的刀片将萝卜缨斩断,萝卜顺势落到传送带上并被传送至伴行的机器人运输车上。

“如果作业面积很大,需要抢工时,我们还可以对多台机器进行编组,或者在不同环节同时作业,还可以多台机器在同一环节同时作业,提高效率。”国家农业信息化工程研究中心副研究员崔友林说。

蔬菜生产机械化率为40%

我国是蔬菜生产大国,蔬菜种植面积达到3.42亿亩,产量达到8.2亿吨。在“菜篮子”稳产保供要求和大中城市时鲜蔬菜刚性需求的拉动下,我国蔬菜种植面积和产量保持稳步增长态势。

但不得不承认的是,我国蔬菜生产机械化率仍然不高。

目前,我国主粮作物几乎全部实现了机械化。小麦机械化率接近100%,玉米机械化率在90%左右,水稻机械化率在85%左右,但蔬菜的机械化率仅在40%左右。这也意味着,我国蔬菜生产综合机械化率远低于粮食作物,蔬菜产业亟待转型升级和跨越式高质量发展。

农业农村部农业机械化总站经作机械处处长吴传云认为,我国蔬菜品种多样、栽培方式各异、规模化标准化种植程度不高,实现机械化难度较大。

如果细致分析,我国设施蔬菜综合机械化率为49.8%,露地蔬菜综合机械化率为42%。

国家大宗蔬菜产业体系机械化研究室主任、沈阳农业大学教授孙周平认为,设施与农机、农艺之间长期脱节,缺乏有效融合,是我国设施蔬菜生产机械化水平低的主要原因。

据了解,我国现有的设施结构和参数复杂多样,以中小型或老旧的蔬菜设施规模为主,宜机化条件较差,难以适应农机作业。加上目前我国农机装备力量总体比较薄弱,使得无机可用、有机难用、机不好用、无好机用等现象时常发生。

随着我国人口老龄化,适龄劳动力锐减,以后谁来种菜已经成为蔬菜产业发展面临的最大问题。

“我们调研时发现,很多蔬菜生产基地的劳动者,都是六七十岁的老人。在这批人之后,未来,谁来种菜?”国家大宗蔬菜产业技术体系烟台综合试验站站长、烟台市农科院蔬菜花卉所所长李涛忧虑道。

智能化推进弯道超车

既然蔬菜产业机械化还没有完成,为什么就要提出智能化和无人化?

“在蔬菜高效生产的阶段,我们对智能化、无人化,不是需不需要的问题,而是很迫切的需要。”农业农村部农业机械化总站经作机械处处长吴传云解释说。

他认为,蔬菜生产面临着用工难、成本高、熟练机手稀缺、作业环境艰苦、作业精准性差等问题。而无人化、少人化作业,可以降低机手的工作强度、难度,提高作业的精准度和生产效率。而无人化、智能化可以推动蔬菜机械装备向高端、智能、绿色方向发展,实现我国蔬菜等经济作物生产机械化弯道超车。

那么,蔬菜生产实现智能化需要具备哪些条件呢?

吴传云说,首先要构建应用场景。按照区域品种单一化、种植面积规模化、栽培管理适机化的理念,推进农机农艺、设施农田和良种良法协同发展,培育打造一批区域特色产业化示范基地和应用场景。

其次是耕种管收一体。要按照“以收定种、机艺融合、全程机械化”的思路,推进蔬菜生产耕种精细化、水肥药一体化和机械作业全程化,逐步实现蔬菜全程机械化、智能化。

农业农村部南京农业机械化研究所助理研究员许斌星给出了从供给侧和应用侧协同发力的建议。

在供给侧,要补齐装备短板,重点攻克种植和收获环节,关注设施蔬菜和丘陵山地装备。强化多部门协同,注重多学科间的交叉融合,农机农艺产学研推用部门协作。加大机具购置补贴力度,实现优机优补、作业补贴、金融保险等政策支持。

在应用侧,他认为,宜机化标准化条件建设至关重要。要开展“四分”(分区域、分作物、分品种、分环节)研究,有序推进。同时,强化科技成果转化落地,加强人才队伍建设。

YMG全媒体记者 苗春雷 摄影报道