推进广东无人农场建设模式探讨

广东省农业技术推广中心

□ 郭明亮 姚俊豪

智慧农业是农业发展的新业态，是进一步解放生产力、激发农业转型的内生动力。当前，我国农业生产进入了以机械化为主导的新阶段，智慧农业建设已经成为推动乡村振兴战略的重要内容。在建设智慧农业进程中，无人农场作为其主要表现形式和重要手段，成为建设智慧农业的重要途径。

一、无人化农场涉及的关键技术

所谓无人农场，即人不进入农场，采用物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术对农场设施、农业机械和装备等进行远程控制，或通过智能装备及机器人自主决策、自主作业，完成农场生产、决策和管理等任务，是一种全过程、全天候、全空间的无人化生产作业模式。以水稻生产为例，在耕整地、种植、田间管理、收获等全部环节，采用全程无人化、智能化、机械化作业，可大大提高工作效率，减少劳动力投入。无人化农场关键技术包括：自动驾驶、空间数字化及图像处理、智能喷洒、智能播撒、智慧农业系统等技术。

1.自动驾驶技术。基于智能感知系统、智能决策系统、智能控制系统与作业效果闭环系统等模块协同工作，通过智能感知系统，可获取应用场景的信息化数据，为农业设备提供场景认知能力；通过全自主、强实时、多维度的智能决策系统，协助设备在作业过程中进行最优作业决策；辅以响应速度快、鲁棒性强、自适应能力高的智能控制系统，保障设备作业的精度和效果，实现农业作业效果全闭环，保障设备安全高效地完成农田作业任务。

2.空间数字化及图像处理技术。基于光学、图像处理等相关技术，形成全时域多维度数据获取技术、全场景数字化技术以及强信息自动获取技术，实现对作业环境进行数字化处理，使得终端设备能够实时提供作业所需要的高精度地图、三维地形信息和处方图信息；通过将空间数字化及图像处理技术集成于具备边缘端空间数字化获取与处理能力的终端设备上，提高设备作业效率，保障设备作业安全。

3.智能喷洒、播撒技术。利用收集的作业数据与生成的处方图数据，同时利用空气动力学仿真、流体仿真等技术，实现精准动态雾化，使作业设备能有效利用风场分布，实现作业过程中精准流量控制，提高作业效率。智能播撒技术关键在实现快速、高效的动态播撒和精确的下料量控制，同时运用颗粒分布仿真、离心播撒、螺旋传输等技术，提升设备播撒作业过程中颗粒分布的均匀性。

4.智慧农业系统技术。具备监控作物全生命周期功能，基于AI 管理技术，系统可通过自我迭代和评估修正，形成农业知识图谱，构建作物异常诊断模型，实现作物异常情况的量化诊断与自动预警，辅助用户进行农事决策；同时通过数字农业基础设施等，匹配作物生长的关键指标，自主分析农作物全生长周期的生长需求，精准管理农事生产规划与执行，实现农场生产力与盈利能力的提升。

二、广东无人农场发展模式

2012 年以来，中央一号文先后提出，要加快发展精准农业和智慧农业。广东省先行先试，提出在“十四五”期间要打造10 个智慧农场/无人农场。近年来，广东在智慧农业和无人农场建设中取得了突出成效，广州、佛山、茂名、清远和肇庆等地相继开展了无人农场建设，探索出了一条可复制推广、适用于广东优质稻适度规模生产的“无人农场”建设模式。

1.华南农业大学“无人农场”模式。2020 年，华南农业大学研究团队基于自主研发的智能农机及北斗农机导航作业系统，集成无人农场关键技术和无人驾驶拖拉机、直播机、喷药机和收获机等智能农机，建设了水稻“无人农场”，实现了耕种管收生产环节全覆盖、机库田间转移作业全自动、自动避障异况停车保安全、作物生产过程实时全监控、智能决策精准作业。在广东增城和河源市东源县分别建成了“水稻旱直播模式”和“水直播模式”全程无人化生产，数据显示，2021 年前者早稻种植的优质丝苗米19 香产量达到662.29kg/亩，2022 年后者种植的青香优19 香产量达到561.61kg/亩。

2.岭南地区优质稻适度规模生产“无人农场”模式。广东省农业技术推广中心与广州极飞科技股份有限公在黄埔区开展了“无人农场全程智能农机技术示范推广”项目建设，该无人农场以优质稻为载体，集成智能农机、数字化管理以及高产高效种植等农机农艺技术，通过研究机械作业、农艺模式及相对应的生产成本分析，实现了耕种管收各生产环节数据自动获取、智能决策、精准执行等。通过农业无人飞机、遥感无人飞机、物联网设备、智慧农业系统等技术叠加，在水田布置水位计、相机，实时掌握田间气象数据和土壤温湿度等信息；将遥感无人飞机实拍的高精度地图数据和水田数据相结合，可随时在手机上感知、掌握农场数据，其300 亩水稻实现了耕、种、管、收等全生命周期的“无人化”生产。数据显示，2022 年该农场全年平均产量提高了20%（500kg/亩），降低全年直接生产成本25% （320 元/亩），通过提升产品质量和轻简标准化田间管理，提高了水稻生产效益，在建设适用于广东地区无人农场模式上先行一步。

三、工作建议

1.推动智能农机“产学研推用”融合发展。通过不断试验示范，引领推动一批智能农机如农业无人机、遥感无人机、无人车、自驾仪等产品实现关键部件国产化，信息化系统如智慧农业管理系统完成CPU、操作系统和数据库等国产软硬件平台的兼容适配，构建智慧农业生态闭环，促进水稻种植管理模式转变，满足农业发展新要求，促进农机装备转型升级。

2.加大扶持力度。顶层设计先行推进“无人化农场”建设。支持大中型农机加装自动驾驶和北斗导航，将智能农机纳入农机购置补贴范围；开展“无人农场”建设试点奖补，多渠道注入资金，吸纳社会化资金注入 “无人化农场”建设；完善智能农机管理，如相关牌证、年审和保险等，保障智能农机安全使用。

3.完善基础设施建设。进一步推动高标准农田建设，加快农田“宜机化”改造，提高耕地集成连片化水平；加快推进乡村5G 基站建设，加强信号传输的稳定性，为推动“无人农场”规模化建设提供良好基础；打通各智能化农机企业终端通信协议和数据接口等，促进各种智能农机互联互通，推动智能农机行业健康有序发展。

4.强化人才队伍建设。联合产业链上下游多方力量培养人才，尤其是提升农机化管理、农机推广系统人才队伍素质，加强农机合作社带头人、农机手、维修保养技术人员等终端人才的培训工作；开展农业无人机、智能插秧机、无人驾驶收割机等大比武、大竞赛活动，以赛促学、以赛促训，为农业现代化发展提供更多更好的农机化人才支撑。