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河北:以“保耕3.0”引領精準農業創新發展

中國機械工業聯合會機經網  發布時間:2019-06-19 13:19:02  來源:《中國農機化導報》


隨著我國保護性耕作技術的應用推廣,其生態效益及經濟效益逐步顯現,并進入全新快速增長階段,在落實鄉村振興戰略、提升新農村生態效益方面發揮重要作用。按照“信息化和精準作業引領全程機械化”的思路,河北省農機部門依托國家農業智能裝備工程技術研究中心趙春江院士團隊提供的全程機械化解決方案,聯合河北省農科院糧油作物所專家團隊,經過3年的不懈努力探索,具有河北特色的“全程智能化保耕技術3.0”模式基本形成。

  隨著我國保護性耕作技術的應用推廣,其生態效益及經濟效益逐步顯現,并進入全新快速增長階段,在落實鄉村振興戰略、提升新農村生態效益方面發揮重要作用。按照“信息化和精準作業引領全程機械化”的思路,河北省農機部門依托國家農業智能裝備工程技術研究中心趙春江院士團隊提供的全程機械化解決方案,聯合河北省農科院糧油作物所專家團隊,經過3年的不懈努力探索,具有河北特色的“全程智能化保耕技術3.0”模式基本形成。

  無人駕駛添彩“三夏”

  “嘿!真的成功了!這只‘大家伙’不僅自己會走直線,還會調頭呢,真是太神奇了!”6月12日,在河北石家莊市趙縣姚家莊村光輝農機合作社實驗基地,一幫合作社理事長一邊看著正在田里作業的“大塊頭”,一邊興奮地說。

  只見技術員將智能拖拉機和玉米精量播種機組駛入作業地塊,并利用車載電腦快速設定作業地塊邊界以及玉米播種機作業幅寬。在系統自動完成行駛路徑規劃后,只見技術人員離開了駕駛室,這輛頭頂兩根導航天線的智能拖拉機配帶精量播種機便自動精確地按照預設線路,完成了播種機入土直行作業、地頭播種機抬起和拖拉機組拐彎換向作業連續動作。

  “過去的智能作業只能高精度地自動直線行駛,拐彎時還得人工操作。對此,我們研發了更加智能化的作業系統。”國家農業智能裝備工程技術研究中心研究員孟志軍在演示過程中介紹道,啟動系統的無人駕駛功能后,系統利用制高精度北斗衛星定位、先進導航和轉向控算法,能夠按照既定規劃路線實現無人高精度播種作業,直線行駛播得直;行駛到地頭之后能夠自動轉彎換向,同時三點懸掛升降自動控制系統按照指令將玉米播種機抬升,完成轉彎之后,再將玉米播種機下放到工作位置,系統牽引玉米播種機根據規劃的行駛路徑實現往復無人高精度播種作業。

  面對一些合作社理事長對無人駕駛和精準定位的疑問,孟志軍解釋道:“我們采用全國首創的雙天線測姿測向方式,使農機能夠按照既定線路進行高精度的自動直線行駛,相比同類產品能夠做到停車起步不打彎、倒車準、高速穩、復雜地況效果好,手動自動靈活切換,確保作業安全。同時,系統能最大限度減少農機作業壟間的重疊和遺漏,顯著提高作業質量,增加有效耕地面積,有效提高作物生長過程中的光、熱和水分的利用率,減少弱勢植株的比例,降低收獲損失率。此外,利用該系統自動操控功能,能夠大幅度降低農機駕駛人員的人為操控,減輕駕駛人員勞動強度,即使是新手也能完成高質量的作業,實現真正意義上的無人作業,滿足了農業現代化的未來需求。我們算是用全自動無人駕駛技術為河北今年的‘三夏’添了一把‘火’。”

  三年磨一劍,形成“保耕3.0”模式

  2017年,河北省與國家農業智能裝備研究中心趙春江院士團隊合作,在趙縣開始了全程機械化解決方案的試驗和示范,引進了北斗全球衛星自動導航和輔助駕駛技術以及大田作物水、肥、種、藥精準作業技術,形成“智能化作業1.0”;2018年,以“物聯網+精準作業”為代表的2.0版本在趙縣先行先試,繼而推向30個全程機械化示范縣和69個農機合作社“智慧農場”;2019年,在北斗衛星定位導航和激光測距雷達等無人自動駕駛系統管理下,全自動無人駕駛作業在趙縣光輝農機合作社試驗田里順利完成第一試。

  三年磨一劍,全自動無人駕駛作業與物聯網管控的精準作業2.0版本的完美對接,標志著河北全程智能化保耕技術3.0模式基本成型。

  “幾年來,由國家農業智能裝備工程技術研究中心研究員王秀自主開發的,基于物聯網技術的聯合收割機計產收獲系統,使河北全程機械化示范效果初見成效。今年,我們在32個縣的62個農機合作社發揮‘智慧農場’作用,用全程智能化作業打通收、還、播、肥、藥、水全部環節,實現了保護性耕作創新發展。像光輝農機合作社這樣的‘三夏’農機化生產模式,就是智能化的保護性耕作配套技術作業模式。”河北省農業機械化管理局調研員郭恒介紹,“物聯網+精準農業”的全程機械化架構已經建立。如今,應用物聯網監測平臺,農機合作社“智慧農場”實現了“四化”,也就是農機管理信息化、田間作業智能化、生產過程數字化、經營服務網絡化,通過集成使用傳感器技術、北斗衛星定位導航技術、遙測遙感技術、無線互聯技術,物聯網實現了對小麥聯合收割計產、高速精量播種、精準變量施肥、精準變量施藥、高效節水全程作業環節進行智能化物聯網管理和監測。

  王秀研究員對“智慧農場”使用全程機械化解決方案轉變生產方式和管理方式非常滿意。“這些監測信息包括畝作業量、畝施藥量、施肥量、灌水量、農機位置、作業圖像等,還可查詢歷史作業信息,對農機裝備作業報表統計分析等。這些信息可通過駕駛室監視屏、電腦終端、手機APP掌控,方便駕駛員、農機合作社管理者、農機管理部門使用和管理農機作業。”王秀向現場觀摩人員解釋道。

  “經過幾年的摸索,河北省逐漸形成了多套智能化保護性耕作配套技術——小麥秸稈覆蓋和玉米高速精播保護性耕作配套技術、玉米高速精播與對行淋灌高效節水配套技術以及土壤遙測配方精準變量施肥配套技術。這三項配套技術都實現了農機、農藝和信息化的深度融合,順利實現了‘保耕3.0’的創新發展。”郭恒總結說。

  讓“高大上”的精準農業更接地氣

  由于農機作業季節性強、機手少等原因,河北熟練的農機手成了香餑餑。“這兩年人工成本上漲得非常快,一到農忙時節我就發愁,就算一天開出500元的高價,能找到熟練的‘老把式’不是個容易的事。年輕人都去城里打工,很少有人對開這些拖拉機感興趣。如今,真的到了‘青黃不接’的瓶頸期。”趙縣光輝農機服務專業合作社理事長姚風娟顯得十分無奈,面對合作社流轉4000畝、托管8000畝的土地,“機多人少”的市場現狀總是她心頭的“一片烏云”。

  新一代全自動無人駕駛作業的首試成功,不僅意味著河北省農業全程機械化取得新突破,更是給像姚鳳娟這樣的合作社理事長們的一針“強心劑”。“之前只在新聞里看到無人駕駛技術還在研究階段,并沒有投入到實際生產當中,而這次首試過后,我們會留出一片地使用無人駕駛進行玉米精播作業。如果將來新一代智能作業能大面積推廣使用,將大大降低我們的作業成本,就再也不用擔心機手短缺的問題了。”對于高質高效的無人駕駛作業效果,姚鳳娟滿懷期待。

  “趙縣作為河北全程機械化示范縣,這4年來,發揮了標桿縣、典型示范縣的表率作用,省農機局安排的1.0到2.0版本的全程機械化所有的新技術試驗都是在趙縣先行先試,取得實效后,才推向其他項目縣進行示范和推廣。這兩年,全省有近四分之一的縣來趙縣學習觀摩,還接待了山東、江蘇等省的考察團。”趙縣農業農村局副局長張輝平興奮地說,此次新一代智能作業為代表的3.0版本初試成功,可以更加精確地提高作業質量,增加有效耕地面積,讓“高大上”的精準農業技術更接地氣。

  “近年來,我省農業全程機械化逐步形成了有河北特色的解決方案。”郭恒表示,河北省的農業生產大部分地區一年有兩個茬口,在夏季小麥機收和夏玉米種植上,我們實施了保護性耕作這樣一整套全程化的和智能化的技術體系,來不斷地提升勞動生產率、土地產出率和對資源的利用率。下一步,河北進一步改進完善精準作業的智能化,如在精準變量施肥、病蟲害監測、全自動無人駕駛智慧識別等環節繼續發力,在“智慧農場”應用土壤處方圖、產量圖、播種圖復合管理和決策上深入開發,不斷提升保護性耕作技術模式創新發展水平。(陳斯)

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責任編輯:機經網編輯部 tongdx
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