智慧农业越来越成为农业发展的重要趋势之一，也成为当前农业科技领域中研究的热点。而无人农场，即是未来智慧农业实现的途径之一。
“一个年轻人坐在地边吃冰淇淋，所有的农机在田里自动作业。如果看的更仔细一点儿，会发现所有的农机都没有驾驶室，都是无人驾驶的，这就是明天的农业”，在12月16日举行的“智慧农业创新院士论坛”上，中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文表示，智慧农业的发展，将大幅提高农业生产力，资源利用率等。而无人农场，即是未来智慧农业实现的途径之一。
智慧农业会大幅提高生产力
随着农业科技的发展，数字技术的应用，智慧农业越来越成为农业发展的重要趋势之一，也成为当前农业科技领域中研究的热点。
智慧农业为何成为热点？罗锡文介绍，智慧农业首先可以提高劳动生产力，在过去依靠人力畜力的时代，一个人一头牛，一天犁两亩地，而现在，一台无人驾驶旋耕机，一个小时能耕20亩地。人工插秧，一个人一天插一亩地，而一台无人驾驶插秧机，一个小时能插5亩地。人工撒播水稻，一个人一天最多只能播6亩水田，而无人驾驶的水直播机，一个小时就能播5亩地或者更多。人工喷雾，一个人一天最多只能喷3亩地，而无人机喷雾一个小时就能喷200亩地。人工收获，1人1天最多只能收半亩地，而一台无人驾驶收获机，一个小时能收5-6亩地。同时，智慧农业还可以提高土地产出率，罗锡文说，“采用基于北斗的精准导航技术，农机直线行驶中，横向误差小于2.5cm，这可以提高土地利用率0.5-1.0%。”
同时，智慧农业还可以提高资源利用率，罗锡文算了一笔账，“以农田精准平整技术为例，采用农田精准平整技术后，能节水20-30%，能节肥5-10%，能增产5-10%，比传统平地方法提高效率30%。”
无人农场的五大功能
智慧农业如何落地，罗锡文认为，无人农场是智慧农业的生产方式，也是实现智慧农业的途径之一。
“无人农场有五个功能，第一，耕种管收生产环节全覆盖，第二，机库田间转移作业全自动，第三，自动避障异况停车保安，第四，作物生产过程实时全监控，第五，智能决策精准作业全无人。”罗锡文说，“无人农场的关键技术包括数字化感知、智能化决策、精准化作业和智慧化管理。”
数字化感知是获取信息的重要途径，罗锡文介绍，“以植物生产为例，数字化感知的内容包括土壤信息与耕作阻力、养分、水分，作物的长势信息和作物病虫草害的信息。”
而获取信息的方式，则通过卫星、无人机、地面监测设备实现，三者协同，既可以获取不同类型的信息，也可以获取同一类型不同侧重的信息。
罗锡文介绍，“根据不同的场景，我们采用不同的技术。比如想知道广东省全省的水稻种植面积，那么建议通过卫星图片来判断。如果我们想知道某一个农场的水稻长势信息，我们就可以用无人机拍摄的图像来分析。如果我们想知道某一块地里面的水稻病虫害的情况，我们就要用地面仪器来测定。”
丰富而全面的信息，精度和广度都远超过去人工测量的效果，这些信息可以为未来的农田决策、作业提供更好的支撑。
无人农场中能做到哪些事
在无人农场中，我们可以实现哪些“未来场景”？罗锡文表示，从决策开始，到精准作业、定点作业、智慧管理，无人农场可以实现生产全链条的数字化、无人化、智慧化。
在决策阶段，根据地形地貌、田块大小和灌溉条件等，可以智能决策土地的整治方案。在土地整治阶段，根据土壤质地和耕整习惯等，智能决策耕整方案。在种植选择阶段，根据当地的气候和种植习惯等，智能决策种植方案。在播种阶段，根据当地的种植气候和种植方案，智能决策播种方案，包括播种时间、行距、穴距和播种量。在管理阶段，根据作物的长势和病虫草害情况，智能决策田间的管理方案，包括灌排、施肥、打药等等。在收获阶段，根据作物的长势和当地的气象，智能决策收获方案，包括什么时候收，以什么样的方式来收。
这些场景，其实已经可以实现。罗锡文介绍，“比如一种无人驾驶的水稻精良播种机，它将稻种精准地播放，2粒、2粒或者3粒、3粒，而且可以同步开沟起垄。再如中国农机院研究成功的一种大型智能化变量喷药机，它能够自动识别杂草，实现精准配药。”
类似的案例还有很多，一套主从导航水稻收割机系统，主要由一台红色的收割机和一台蓝色的运粮车组成，两台车中间的横向位置误差不超过5厘米，纵向位置误差不超过10厘米，使得收割机中的谷子，可以准确地卸在运粮车上。
丰富多样的自动化机械进行精准作业，而管理者则可以实现智慧化管理，“不用下地，在办公室就可以监控工作效率、作业情况。因为每一台农机上面都装着传感器，装着卫星天线，可以远程监控和调度。”
无人农场的实践故事
2020年，华南农业大学创建了首个水稻无人农场，罗锡文介绍，从最开始的整地，到最后的收获，已经实现了全程智慧化、无人化。
无人驾驶的旋耕机，完成了最初的整地工作，监测的数据显示，14亩地，38分钟完成整地作业，误差不超过2.5厘米。罗锡文说，“和人工相比，又快又好。而且，在最后一行的时候，它知道今天的任务完成了，自动沿着我们给它设定的路线，开回到机库里。”
播种环节，无人播种机实现了水稻直播，罗锡文介绍，“一般水稻直播，采用的是旱直播方式，将稻种播在干土上，然后再浇水。无人播种机到第一个点，开始播种，一个小时可以播种20亩，播完之后自动回到机库。”
相比整地和播种，田间管理更加复杂，也需要更多的机械，“田间管理包括水肥药的管理，有两种作业方式，天上和地下。天上是采用无人机。无人机作业有一个特点，如果一个地方长得不好，它可以多施点肥，实现精准喷施。在地面上采用水田喷雾机，它也是自动从机库里面开出来，喷雾机幅宽12米，作业效率非常高，它的雾化效果特别好。对于根部和下部发生的问题防治效果特别好。”罗锡文说。
在最后的收获环节，两台机械同时作业，罗锡文介绍，“收割机在田中收的时候，运粮车在旁边等着，等收割机的粮仓快满了，发一个信号过来，运粮车自动走过去开始卸粮。然后它开到田边，把粮食卸到卡车上，再由卡车运到粮仓去。这种模式我们称为等待卸粮模式。”
无人农场效率如何？罗锡文介绍，2021年，华南农业大学在广东的实践中，早稻亩产达到662.29公斤，而当地平均亩产为500公斤左右。
（新京报 记者 周怀宗 编辑 唐峥）