★建党100周年·党员科技工作者风采

中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文:

让铁牛下田,给农业现代化插上科技的翅膀

本报记者 刘肖勇 通讯员 方玮 陈芃辰

在华南农业大学增城教学科研基地,试验田已开始使用“无人农场”作业。从耕整、种植到田间管理、收获,均由无人设备完成。这个智能化无人农场的牵头人正是中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文。“耕牛退休,铁牛下田;农民进城,专家种田。”日前,罗锡文在接受本报记者采访时,畅谈自己心爱的农机事业。“把农民从繁重的劳作中解放出来,让农业生产的所有环节实现机械化”,这是中共党员罗锡文的初心。“大力推进农业机械化、智能化,给农业现代化插上科技的翅膀”,这是罗锡文的使命,更是广大农机人的使命。

不忘初心,矢志农机永不悔

为什么要研发农机?罗锡文讲起了自己儿时的故事,无论是早起跟随母亲下田插秧的劳累,还是自己拉着耕牛耙田时遇到的危险,亦或在收水稻时被镰刀割下一小节指尖的疼痛,都在他的心里埋下了长大后发明“不需要人下地干活的机器”的种子。

提及与农机结缘,罗锡文特别感激三位好老师“农村、工厂和学校”。在农村,他用牛耙田、拔秧、车水、割禾、打禾、晒谷,深刻体会了农民面朝黄土背朝天的辛劳和靠天吃饭的农业风险性;在工厂,在挑铁块上冲天炉、抬铁水的体力工作中他偶然寻得与农机接触的契机;在学校,受“中国喷雾机之父”高良润指导走向农机科学研究之路、拜“中国第一个将拖拉机开进水田”的著名农机专家邵耀坚教授为师。从此,罗锡文与农机事业结下不解之缘。

罗锡文有个习惯,每到一个地方进行水稻直播推广试验,都要赤脚到田里感受当地泥土的特性。他说机器是否适应土壤特性、作业性能怎样,仅靠计算机模拟或者站在田间地头观察是无法得知的。“什么是脚踏实地?就是要两只脚踩在泥土里去感受农机具作业的状况。另外还要多到农民中走一走,多听听农民的意见,才能有所启发,研发出农民需要的机器。” 罗锡文的微信名字叫“开直播机的老头”,头像正是他自己在田间地头挽起裤脚站在直播机旁的一张照片。这张照片里的直播机是我国第一台水稻直播机,对我国农业影响非常大。

数十载,罗锡文坚持在农机领域耕耘。罗锡文带领其团队研制成功的“同步开沟起垄精量穴播”、“同步开沟起垄施肥精量穴播”和“同步开沟起垄喷药/膜精量穴播”的 “三同步”水稻精量穴直播技术和水田激光平地技术居国际领先水平;研究成功的农业机械导航与自动作业系统突破了十大关键技术,取得了三项创新成果;他率先提出“我国必须加快发展农业航空”的思路,牵头成立了全国农业航空产业技术创新战略联盟……

无人农场,实现智慧农业的重要途径

罗锡文探索农机发展的步伐从未停歇。在农业演进过程中,智慧农业是现代农业的高级形式,无人农场是智慧农业的一种生产方式,是实现智慧农业的重要途径。

在采访现场,罗锡文给大家展示了在水稻无人农场中耕、种、管、收环节的视频。视频中无人驾驶的旋耕机自动从机库走到田中按照设置规划路线完成整个地块的作业,之后播种机把水稻种子精准地、成行成线地播在地里面,随后喷雾机自己开到地里面将喷杆转开进行喷雾。而当粮食丰收时收获机上场进行收割当粮仓满了以后,收获机马上通知运粮车过来卸粮,卸粮车再把稻谷接到卡车上去,最后还能够自动开机库。整个过程一气呵成。

什么是无人农场?罗锡文强调说,无人驾驶不等于无人农场,这是两个不同概念。无人农场是在人不进入农场的情况下采用物联网、大数据、人工智能5G、机器人等新一代信息技术,通过对农场设施、装备、机械等远程控制或智能装备。与机器人的自主决策、自主作业完成所有农场生产、管理任务的一种全天候、全过程、全空间的无人化生产作业模式。

罗锡文介绍说,无人农场有五个特点,一是耕种管收生产环节全覆盖,即覆盖农作物生产中的耕整、种植、田间管理(水、肥、药)和收获的各个环节;二是机库田间转移作业全自动,即农机自动从机库转移到田间,完成田间作业后自动回到机库;三是自动避障异况停车保安全,即在农机转移和作业过程中能实现自动避障,遇到异常情况能自动停车,以确保安全;四是作物生产过程实时全监控,即能对作物生产过程中的长势和病虫草害情况进行实时监控;五是智能决策精准作业全无人,即能根据作物的长势和病虫草害情况及时作出决策并自动进行精准作业,包括精准灌溉、精准施肥和精准施药等。

无人农场主要依托三大技术的支持:生物技术、智能农机和信息技术,生物技术主要为无人农场生产提供适应机械化作业的品种和栽培模式;智能农机主要为无人农场生产提供智能感知、智能导航、智能作业(精准作业)和智能管理;信息技术主要为无人农场生产的信息获取、传输和处理,农机导航与自动作业,农机远程运维管理提供支持。

“无人农场”是否可以在全国范围内普及推广?对此,罗锡文认为,无人农场大范围推广要具备一定的条件,如地块较大、机耕道和灌排设施较好、卫星信号和网络信号好等。关键还要适合当地的农业生产需求,不能脱离实际、一哄而上。现阶段还是以试验示范为主,之后再逐步推广。

“3-2-3”战略推动农业机械化发展

虽然我国的农业机械化取得了长足进步,但是,与发达国家相比,在农业机械化水平、农机装备制造水平、产品可靠性和农机作业效率等方面我国还有很大差距。罗锡文通过例子、数据“找差距”。

为进一步缩小我国农业机械化与发达国家之间的差距,提升我国农机科技创新能力,促进我国农业机械化又好又快地发展,罗锡文率先提出了凝结他多年研究心血的中国农业机械化发展的“3-2-3”战略构想,即明确“三步走”战略目标,坚持“两项”发展原则,落实“三项”重点任务。

“三步走”战略目标:一是到2025年,基本实现农业机械化,农机科技创新能力显著增强,重点突破农机化发展的薄弱环节和关键核心技术,实现我国农业机械化“从无到有”和“从有到全”。二是到2035年,全面实现农业机械化,农机科技创新能力基本达到发达国家水平,重点以信息技术提升农机化水平,实现我国农业机械化“从全到好”。三是到2050年,农业机械化达到更高水平,实现自动化和智能化,农机科技创新能力与发达国家“并跑”,部分领域“领跑”,重点以智能技术引领农机发展,实现我国农业机械化“从好到强”。

“两项”发展原则:一是全程全面机械化同步推进。从植物和动物的生产环节考虑,全程机械化包括产前、产中和产后各个环节的生产机械化;全面机械化指机械化在农业生产领域横向的拓展,包括“作物”全面化、“产业”全面化和“区域”全面化。二是农机1.0至农机4.0并行发展。农机1.0指“从无到有”,特点是以机器代替人力和畜力;农机2.0指“从有到全”,特点是全程全面机械化;农机3.0指“从全到好”,特点是用信息技术提升农业机械化水平;农机4.0指“从好到强”,特点是实现农机自动化和智能化。

“三项”重点任务:一是薄弱环节农业机械化科技创新(“补短板”),包括应用基础研究,粮食作物生产薄弱环节关键技术研究,经济作物和饲草料薄弱环节关键技术研发,健康设施养殖工程关键技术研发,区域机械化技术集成与示范,水果蔬菜、饲草料与畜禽水产养殖加工机械化技术集成与示范,以及农村生活废弃物(固、液)处理与综合利用7个方面。二是现代农机装备关键核心技术科技创新(“攻核心”),包括共性关键技术、重大装备、基础零部件,以及材料和制造工艺四个方面。三是农机装备智能化科技创新(“强智能”),以智能农机为载体,以大田规模化种植、设施农业、果园和畜禽水产养殖等领域为重点,开展智能农机装备传感器、农机导航、精准作业和运维管理四方面的研究。

罗锡文院士:让铁牛下田,给农业现代化插上科技的翅膀

图文简介

在华南农业大学增城教学科研基地,试验田已开始使用“无人农场”作业。从耕整、种植到田间管理、收获,均由无人设备完成。这个智能化无人农场的牵头人正是中国工程院院士、华南农业大学教授罗锡文。