2025-03-21 16:33:50
春回大地，農事正忙?？萍紕?chuàng)新，正在助力各地農業(yè)生產解鎖“新密碼”，不僅為農民帶來了實實在在的收益，也為鄉(xiāng)村振興注入了新活力。
今年的中央一號文件強調，以科技創(chuàng)新引領先進生產要素集聚，因地制宜發(fā)展農業(yè)新質生產力。農業(yè)新質生產力能給春耕帶來什么新變化？請聽聽這幾位農業(yè)科技工作者的分享。
植物表型采集平臺：給農作物拍“CT”
講述人：中國農業(yè)科學院國家南繁研究院作物表型組學研究團隊首席專家 金秀良
眼下，正值南繁季。在我們研究院的一塊試驗田里，一臺5.7米高、21米寬的“龍門吊”正在田中作業(yè)，按照科研人員輸入的指令，有序掃描田間的作物。
Δ四川達州市二東村的“數字育苗工廠”內，農技員利用智能灌溉系統(tǒng)進行辣椒苗噴淋作業(yè)。
為什么要給作物照“CT”？對于農業(yè)育種來說，觀察、了解作物生長情況是最基礎的工作。植物那些可以被觀察或鑒定的特征，例如高矮、莖稈粗細、節(jié)間長短、產量高低等，也就是我們所說的表型，對于育種至關重要。為了滿足現(xiàn)代育種需求，表型采集必須高效、精準。換句話說，我們掌握的表型越豐富可靠，就越能夠通過篩選找出所需的育種材料。
我們試驗田里這個像龍門吊一樣的“大塊頭”，學名叫軌道式高通量植物表型采集平臺，其核心是一臺表型采集設備。這一設備集成了多光譜等6種高精度的圖像采集傳感器，掃描時就像6雙“眼睛”，實時采集植物的表型數據。
以前，傳統(tǒng)育種主要靠人工，從株苗開始，在田間觀察、記錄成千上萬個植株的每一個特征，這一過程效率低，也難以持續(xù)觀測動態(tài)數據?，F(xiàn)在，沿著布設的軌道，這個“大塊頭”可以到達田間任何一個點位，約30秒就可以完成一個種質材料的采集。采集到的數據，在數據分析中心，經由科研人員查閱、分析和處理，基于表型數據開發(fā)算法和模型，來指導育種工作。
不光這樣，我們試驗田還有一架盤旋著的無人機，它不時變換位置，拍攝作物影像。無人機靈活、覆蓋范圍廣，“龍門吊”采集信息精細、針對性強，再加上衛(wèi)星遙感觀測數據，我們能夠全周期、全天候監(jiān)測作物的生長情況。借助高通量、智能化設備，我們的表型采集效率是人工方法的4至5倍，不僅有效降低了選育成本，還大幅縮短了育種周期，提高了育種的精確性。
光高效精準采集作物的表型還不夠，我們還和其他團隊合作，探索精準預測作物后代表型的方法。例如，在玉米育種上，我們先通過操作“龍門吊”等智能裝備持續(xù)監(jiān)測玉米的生長過程，獲取大量表型數據，再集合人工智能和大數據等技術，希望找到估算玉米未來生長的動態(tài)表型性狀和產量的辦法。一旦這種方法探索成熟，尋找理想玉米遺傳材料的工作量將大幅減少，育種效率自然能進一步提升。
一顆顆看似平凡的種子，卻富含著不尋常的科技力量。我們會在智慧育種“新賽道”上全力以赴，只為捧出更多好種子，讓中國飯碗里裝滿中國糧。
Δ在山東郯城縣一處蔬菜種植基地，農民查看滴灌設備精準“補水”情況。
“稻臉識別”：尋找稻田的“數字密碼”
講述人：武漢大學水利水電學院教授 史良勝
草木蔓發(fā)，江漢平原的稻田里，農戶們正穿梭其間，翻耕土地、檢修農具。待到4月，農戶們播下早稻的同時，只需輕松舉起手機，對準稻田按下快門，屏幕上便會即刻彈出精準的農事建議——播種記錄、施肥種類、灌溉時機等關鍵信息一目了然。
這片稻田的“數字密碼”，藏在每一株水稻的“面容”中。通過手機拍攝的“稻臉”照片，系統(tǒng)可自動分析出生育期、冠層結構、氮素含量等11項關鍵指標，而這些數據過去需要依賴專業(yè)設備才能獲取。這就是我們團隊研發(fā)的農業(yè)人工智能系統(tǒng)——“水稻智腦”，簡單說，就是“稻臉識別”。
我出生在農村，父親是棉農。他雖不識字，卻總能讓家里的棉花產量在村里名列前茅。小時候，我就在心里琢磨，父親的秘訣是什么。2016年在廣西崇左進行糖料蔗實驗時，目睹學生與農民的雙重辛勞，我們決心用科技破解農業(yè)困局。如今，“水稻智腦”已惠及數萬農戶。
“水稻智腦”的背后有三位“老師”：老農代代相傳的種植經驗、農業(yè)科學家的知識模型、各地農田的實時數據。田間矗立的“稻田守望者”地基觀測站與衛(wèi)星協(xié)同運作，持續(xù)采集環(huán)境參數與作物長勢，構建起覆蓋水稻全生命周期的視覺模型與生長模型。系統(tǒng)據此生成水肥藥精準管理方案，讓傳統(tǒng)“看天吃飯”的種植方式邁入標準化、科學化和智能化的新階段。
站在稻田里，似海浪翻滾般的稻浪聲此起彼伏。以前只有經驗豐富的老農才能聽懂大地的喃喃低語?，F(xiàn)在，科技能讓大地“開口說話”——手機、基站和衛(wèi)星監(jiān)測稻田長勢變化，人工智能模型預判災害、估計產量。在湖北省農業(yè)農村廳支持下，165個地基觀測站即將在江漢平原組成一張網絡，它們像忠誠的衛(wèi)士，守護著每一株稻穗的生長。
我們正將成果逐步拓展——從“稻田守望者”到水旱災害大模型，從手機軟件到增強現(xiàn)實眼鏡……當稻浪與數據共舞，我們期待著，用智慧澆灌的稻田迎來的下一個豐收。
Δ在河南夏邑縣楊呂廟村優(yōu)質小麥種植基地，無人機在執(zhí)行植保作業(yè)。
免耕播種機：種地實現(xiàn)“一遍過”
講述人：吉林省農機產業(yè)聯(lián)盟理事長 楊鐵成
天氣轉暖，東北平原的春耕即將開始。我們團隊正鉚足勁，不僅忙著新型農機裝備的研發(fā)，更在為指導農民科學種田作準備。
多年來，我和團隊一直致力于免耕播種機的研發(fā)，推動保護性耕作在黑土地上大面積推廣應用。別的不圖，只為通過科技賦能，推動農業(yè)生產的現(xiàn)代化，既保護耕地，又促進農業(yè)增產、農民增收。
黑土地是“耕地中的大熊貓”。由于傳統(tǒng)的耕作方式需要多次翻耕土地，黑土地變薄、變瘦、變硬，土壤肥力逐漸下降，影響農業(yè)的穩(wěn)產增產。為破解這個難題，我們開始了免耕播種機的國產化探索與研制。
與傳統(tǒng)耕作方式相比，免耕播種機只需一次作業(yè)即可完成播種和施肥，避免翻地、起壟等環(huán)節(jié)對土壤結構的破壞，保持土壤的密實度，不僅可以有效保護黑土地，還大大減少了農民的勞動強度和種植成本。根據我們的測算，使用免耕播種機種植玉米，每公頃土地可以為農民節(jié)省1000元左右的成本。
在研發(fā)過程中，我們不斷引入先進的智能化技術。通過計算機模擬和智能控制系統(tǒng)，免耕播種機能夠根據土壤的實際情況，自動調整播種參數，確保種子在最適宜的環(huán)境中生根發(fā)芽。免耕播種機還配備了智能控制系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測土壤狀況并提供種植建議。根據土壤墑情，免耕播種機自動提示最佳的播種深度和壓力，相當于為農民配備了“種植助手”，幫助他們科學種田。
免耕播種機實現(xiàn)了種地的“一遍過”，可一開始農民朋友并不看好這種“懶漢種田式”的方法。如何讓農民打心眼里接受免耕播種機？我們在各地選擇示范點，邀請農民現(xiàn)場觀摩。到了收獲的季節(jié)，讓糧食產量比試比試，“現(xiàn)身說法”。認識到其獨特優(yōu)勢后，使用免耕播種的農民朋友越來越多。為了方便農民使用，我們不僅在耕種前進行集中培訓，還在種植過程中提供全程指導。
近年來，隨著土地規(guī)?；洜I程度越來越高，農民對大型農機的需求逐年增加。我們不斷對免耕播種機進行迭代，陸續(xù)研發(fā)出12行以上的大型播種機。此外，還研發(fā)出多款可以根據不同地形和土壤條件進行耕種的單項產品，滿足玉米、大豆、高粱、葵花等不同作物的耕作需求。我們還與高校和科研院所合作，共同攻關農機裝備的關鍵技術。近期，我們正在與吉林大學共同探索工程塑料耐磨性和穩(wěn)定性的問題，不斷提升農機的現(xiàn)代化水平。
目前，我們正在研發(fā)8款新產品，計劃在3年內陸續(xù)推向市場。未來，我們將繼續(xù)加大研發(fā)投入，推動國產農機裝備的創(chuàng)新發(fā)展，讓農民朋友挑上致富“金扁擔”。
Δ浙江德清縣東衡村先豐農業(yè)智能育秧工廠內，工人在觀察早稻秧苗長勢。
植保無人機：田間管理有了“全能選手”
講述人：浙江省紹興市上虞區(qū)農業(yè)機械化技術推廣中心負責人 馮科達
“嗡——”，旋翼飛速轉動，一架滿載肥料的植保無人機在稻田騰空而起，沿著預設航線穿梭于稻田上空，將肥料均勻噴灑……這幾年，植保無人機成為許多農戶田間管理的“新農具”。
眼下正值春耕備耕時節(jié)，各類“農業(yè)航線”十分忙碌。這些集病蟲害防治、施肥、播種、授粉、巡田巡園于一體的“全能選手”在田間大展身手，不僅提高了病蟲害防治、施肥等的噴灑效率，還可以實現(xiàn)“人藥分離”——作業(yè)人員只需在作業(yè)前添加一次藥水，噴灑期間無需再接觸農藥，避免中毒風險。這樣的“表現(xiàn)”引得鄉(xiāng)親們拍手稱贊，都夸作業(yè)質量高，不漏噴、不重噴。
為啥農用無人機越來越受咱農民朋友青睞？我給大家算一筆賬：農用無人機在連片田塊的作業(yè)效率可達100畝/小時，即使在普通分散地塊也有40至50畝/小時的作業(yè)量。較之前傳統(tǒng)植保10余畝/天或者擔架式噴霧機40至50畝/天而言，作業(yè)效率大大提高，人工成本大大降低。
近年來，在相關政策加持下，無人機在廣袤農田“開疆拓土”，日益繁忙。例如，2018年國家農機購置補貼政策將農用無人機列入購機補貼目錄，農用無人機憑借其高效率、低成本等優(yōu)點，在農業(yè)領域應用程度越來越高。目前，我們上虞區(qū)農用無人機主要應用于水稻、小麥的病蟲害防治和施肥領域，作業(yè)覆蓋率達50%以上。再如，自2019年起實施農用無人機飛防植保服務獎勵政策，上虞區(qū)農用無人機近兩年增量在40臺以上，飛防補貼面積更是顯著提升，2024年較2019年執(zhí)行時增長17倍以上。
現(xiàn)在，既玩得轉飛行器又懂農業(yè)的復合型飛手成了香餑餑。接下來，我們會做好低空技術的推廣工作，加強對農用無人機飛手的培訓，讓農用無人機在廣闊田間自由翱翔。
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