未來智能農(nóng)機(jī)走向何方

隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能化農(nóng)機(jī)成為機(jī)器換人的升級版。圍繞智能農(nóng)機(jī)裝備發(fā)展以及未來農(nóng)業(yè)的前沿問題，中國工程院院士康紹忠、羅錫文、趙春江、陳學(xué)庚發(fā)表了自己的觀點。

一、發(fā)展智慧高水效農(nóng)業(yè)裝備

中國是水資源短缺的國家。華北平原推廣節(jié)水灌溉技術(shù)已有30多年，但并沒有改變這個區(qū)域地下水資源短缺的現(xiàn)狀，主要原因在于高耗水作物的種植面積一直在增加。

康紹忠指出，智慧高水效農(nóng)業(yè)將是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向。它依托生物技術(shù)、信息技術(shù)和智能裝備，能夠完成對水和作物表型信息的智能感知、用水智能決策與智能控制，達(dá)到區(qū)域水土適配和水生產(chǎn)力時空格局優(yōu)化，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)用水和水效益最大化。

在他看來，實現(xiàn)智慧高水效農(nóng)業(yè)有四個關(guān)鍵要素：“天-空-地”一體化智能感知，即對水與作物表型信息智能感知；智能認(rèn)知模型系統(tǒng)，即對水與作物生產(chǎn)過程的智能認(rèn)知；智能決策系統(tǒng)，即對用水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動智能決策；智能控制設(shè)施與裝備，即對水聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的智能控制?！坝绕涫侵悄芸刂圃O(shè)施與裝備與我國農(nóng)機(jī)發(fā)展有著密切關(guān)系，未來可期?！笨到B忠說。

二、智能農(nóng)機(jī)具有4個功能

農(nóng)業(yè)4.0時代是以無人農(nóng)機(jī)為特征的智能農(nóng)業(yè)時代。羅錫文表示，農(nóng)業(yè)4.0要探索“從好到強(qiáng)”，其特點是自動化、智能化、農(nóng)機(jī)+互聯(lián)網(wǎng)。

在羅錫文看來，智能農(nóng)機(jī)之所以被稱為“智能”，在于其具有智能感知、自動導(dǎo)航、精準(zhǔn)作業(yè)和智能管理四個功能。羅錫文認(rèn)為，農(nóng)情信息采集技術(shù)主要是“星-機(jī)-地”模式，具體而言是衛(wèi)星、飛機(jī)或無人機(jī)獲取的影像傳輸給地面的儀器，進(jìn)而分析農(nóng)作物長勢和病蟲草害情況。

三、突破表型組學(xué)關(guān)鍵技術(shù)

農(nóng)業(yè)進(jìn)入4.0時代，育種也進(jìn)入4.0時代。育種4.0是綜合利用多組大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)、基因編輯、合成生物學(xué)、人工智能等技術(shù)，構(gòu)建面向理想性狀組合的智慧育種體系。

在這個過程中，表型組學(xué)研究正成為農(nóng)業(yè)科研新的制高點。表型組學(xué)研究涉及的高通量作物表型研究，可以幫助育種科學(xué)家根據(jù)育種材料的遺傳基因信息預(yù)測作物的表型?！氨硇徒M學(xué)、基因組學(xué)、環(huán)境組學(xué)‘三駕馬車’結(jié)合在一起，搞清它們對生命的影響和作用，就是作物科學(xué)未來研究的核心內(nèi)容之一。”趙春江說。

趙春江認(rèn)為，目前我國需要突破表型組學(xué)關(guān)鍵技術(shù)，解決設(shè)施軟硬件升級改造和服務(wù)、大型進(jìn)口表型設(shè)施運營與維護(hù)、表型數(shù)據(jù)安全等方面的問題。在他看來，我國在傳感器和算法上仍需要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究。

四、地膜回收機(jī)械是攻關(guān)重點

地膜覆蓋栽培為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但農(nóng)田殘留地膜治理工作不徹底，也為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展留下隱患。

陳學(xué)庚指出，目前我國棉田殘留地膜治理存在的核心問題有收凈率低、含雜率偏高、回收機(jī)械的使用可靠性差、回收殘留地膜的資源化利用困難、缺少成熟的降解地膜等。他認(rèn)為，高強(qiáng)度耐老化地膜全回收機(jī)械的研究開發(fā)是攻關(guān)重點。