無人農場走出“試驗田”還需幾步？

採寫：本報記者 馬愛平

策劃：劉 恕 李 坤

“農機下田，我不下田。”3月13日，站在田埂上，身着一襲黑色長裙、腳穿皮鞋的湖南宏碩生物科技有限公司負責人熊姣軍告訴科技日報記者，在專家團隊的指導下，他們現已開啓了“傻瓜式”種田模式。“就像用手機拍照一樣，並不需要了解光圈、感光度等知識，只需要按下快門鍵即可完成。”

熊姣軍腳下的這片土地是湖南省益陽市大通湖區再生稻無人智慧農場。該農場由中國工程院院士、華南農業大學羅錫文團隊打造，2024年畝產達1265.28公斤，實現了“人不下田也能種好地”。

正值春耕時節，放眼鄉村沃野，在智能技術的加持下，無人農場的版圖正不斷擴大。江蘇省已建成283個無人農場，項目總投入8.72億元；北大荒集團建三江分公司無人農場規模龐大，設備先進，實現了水旱田各環節的大面積無人化作業……全國多地已建成的多個無人農場示範項目。

今年中央一號文件提出，支持發展智慧農業，拓展人工智能、數據、低空等技術應用場景。《全國智慧農業行動計劃（2024—2028年）》明確提出，到2026年底，智慧農業公共服務能力初步形成，探索一批主要作物大面積單產提升智能化解決方案和智慧農（牧、漁）場技術模式，農業生產信息化率達到30%以上。為了實現這一目標，無人農場智能化技術創新面臨哪些挑戰？規模推廣存在哪些障礙？未來的發力點在哪裏？帶着這些問題，記者進行了深入採訪。

無人農場可大幅提高生產效率

在新疆巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣的廣袤土地上，極飛科技打造的“超級棉田”無人農場，佔地3000畝，是一個集空中機器人、地面機器人、農業物聯網和智慧農場管理系統於一體的現代農業科技示範項目。

走進超級棉田，幾乎看不到農民忙碌的身影，取而代之的是各種智能機器人在田間地頭穿梭作業。它們或噴灑農藥，或澆水施肥，或巡田監測，一切都在有條不紊地進行着。

據極飛超級棉田管理者艾海鵬介紹，自2021年運營以來，超級棉田無人化率達到了75%，去年棉花畝產達到529公斤。

“無人農場，採用物聯網、大數據、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術，通過對農場設施、裝備、機械等進行遠程控制，實現農業生產全過程的無人化作業。”國家大宗蔬菜產業技術體系智能化管理崗位科學家、北京市農林科學院信息技術研究中心研究員吳華瑞告訴記者，建設無人農場的重點在於解放人力，特別是在大規模種植中，通過機器替代人完成耕種、管理、採運等環節。

從2017年開始，國內科研機構和企業便開始探索無人農場相關技術研發。目前無人蔬菜農場的發展正逐步從理論驗證走向實際應用。吳華瑞介紹，他們的團隊在北京、河北、山西等地進行了大量的試驗和推廣工作，取得了顯著成效。例如，在山西太谷，團隊利用無人系統成功實現了胡蘿蔔的種植和採收，大幅提高了生產效率和經濟效益。

傳統的人工採收方式下，一塊200畝的胡蘿蔔地需要僱傭二三十人，一天僅能採收兩三畝地。而採用無人系統後，可以實現24小時不間斷作業，一台機器一天可採收20畝地左右，工作效率是人工的近十倍。

“無人農場不僅大幅降低了人工成本，提高了採收速度，還提升了胡蘿蔔的產量和質量。”吳華瑞説，由於無人系統可以實現精準作業，減少了對作物的損傷，因此胡蘿蔔的商品性更好，售價也更高。“據初步估算，採用無人系統後，每畝地的經濟效益可提高約20%至30%。”吳華瑞説。

華南農業大學工程學院副院長鬍煉是羅錫文團隊的一員。據他介紹，近年來，隨着北斗導航系統的廣泛應用，水稻無人農場的研發步伐顯著加快。特別是自2018年起，該團隊開始籌備水稻無人農場項目，並於2020年在廣州成功示範。此後，水稻無人農場技術迅速推廣，多個省份紛紛提出建設規劃。

胡煉指出，我國在無人水稻農場的研究和應用方面已經取得了顯著成果，不僅在耕種管收等作業環節實現了無人化，還在插秧、水直播、旱直播等多種種植方式上實現了無人作業。目前，無人農場的關鍵技術和裝備已經形成了完整的配套體系，並在全國近20個省份進行了示範應用。水稻無人農場建設進入快車道。

羅錫文強調，我國在水稻無人農場的技術和應用方面已經處於第一梯隊。未來，無人農場有望解決“誰來種地”和“怎麼種地”難題。

智能設備仍需人工兜底

隨着科技的飛速發展，無人農場逐漸成為農業現代化的重要方向。然而，關鍵核心技術缺乏仍是亟待解決的難題。

當前，無人農場的核心技術集中在“耕、種、管、收”四大環節，各個環節均存在技術瓶頸。吳華瑞舉例説，蔬菜無人農場的移栽和採收環節的機械化率不足10%。“國內研發的全自動移栽機漏苗率達10%—20%，還需人工補苗。”他説，與國外先進設備相比，國產農機具的自動化成熟度仍有差距。

此外，由於蔬菜種類繁多、生長環境各異，實現蔬菜的全自動化採收也存在較大難度。

“比如，現有國產採收機僅能處理單一品類，採收白蘿蔔與胡蘿蔔需不同機型。”吳華瑞説，“這不是簡單的機械可靠性問題，而是涉及品種宜機化選育、育苗標準化等系統性問題。”

艾海鵬坦言，儘管超級棉田在植保、智能灌溉和遙感巡田等方面取得了突破，但在耕種環節仍有25%的場景無法實現完全無人化。其中原因涉及農業機械的自動駕駛技術和播種機的全自動化、輕量化升級。

“比如，3000畝棉田播種期需2—3人跟機，核心障礙是播種機未實現‘自動上種+換膜’，僅通過農機自駕儀提升路徑精度，沒能解決人機協同的痛點。”艾海鵬説。

艾海鵬分析，這些技術的突破不僅需要高額的研發投入，還需要長時間的積累和沉澱。然而，由於農業設備的研發週期較長，且測試環境受季節限制，許多企業在研發方面的積極性不高。“更為關鍵的是，播種機的全自動化升級需要農機具廠商突破輕量化設計和智能供種技術，這不是一家企業能完成的。”他説。

目前，國內無人農場技術研發呈現“單點先進、系統薄弱”的特點。

艾海鵬舉例説，遙感無人機雖能識別雜草、苗情，但“處方圖”生成依賴經驗參數。如施肥量僅基於葉色指數，缺乏動態修正的AI模型，農户仍需“人工看苗+機械作業”。“未實現‘數據—決策—執行’閉環，導致智能設備仍需人工兜底。”

羅錫文團隊在廣東河源的千畝示範基地也發現類似問題，儘管農機能精準作業，但缺乏即時監測作物長勢的智能傳感器，導致“處方圖”的生成仍需人工干預。

胡煉認為，無人農場不僅要實現無人化生產，更要實現智慧化管理。

“未來需要進一步加強關鍵技術的突破和熟化，特別是在數字化感知、智能化決策、精準化作業、智慧化管理等方面。”胡煉説，在施肥環節，團隊已實現通過無人機搭載自研“感—存—算”一體化作物長勢傳感器獲取水稻長勢信息，快速生產施肥作業處方圖，從而實現變量的精準施肥。

規模化推廣還需降低成本、標準先行

極飛科技在新疆尉犁縣建設的超級棉田無人農場，經過4年的運營，產量逐年提升，成為棉花種植領域的佼佼者。然而，在推廣過程中，極飛科技也遇到了不少難題。

由於不同地區的土壤、氣候、作物種類等存在差異，對智能農機的適應性要求較高。極飛科技雖已研發出多款適應不同場景的智能農機，但在推廣過程中需根據不同地區的實際需求進行定製化調整，這無疑增加了推廣的難度和成本。

針對不同規模的農場，極飛科技已為用户推出模塊化的解決方案，提供個性化的產品和服務。然而，要實現超級棉田的規模化推廣，還需要探索更多新的推廣模式。“如與地方政府、合作社等聯手，共同推動其建設和發展。”艾海鵬説。

胡煉坦言，在實際應用中還需要考慮成本、規模化和經濟性等問題。

首先，在無人農機的投入方面，雖然可以節省大量的人工成本，但前期的設備投入會增加總體成本。像智能拖拉機、無人植保機、智能灌溉設備等，其價格明顯高於傳統農機。

其次，無人農機的運營成本也不容忽視。雖然無人農機可顯著提高作業效率和質量，但其日常維護、保養和升級需要更專業技術人員來完成，並支付一定的費用。此外，無人農機的作業效果還受到多種因素的影響，如天氣、土壤、作物生長狀況等，這也在一定程度上增加了運營成本和經濟收益的不確定性。

我國地域遼闊，農業生產條件複雜多樣，無人農場規模化推廣還需標準先行。為此，胡煉建議將無人農場標準納入高標準農田建設的規劃設計中。

今年政府工作報告提出，高質量推進高標準農田建設。胡煉認為，高標準農田的建設是實現水稻等大田作物無人農場規模化應用的基礎條件之一。

“通過統一規劃、統一標準，不僅能實現無人農場與標準化農田的無縫對接，提高農業生產效率和質量，還能促進無人農場技術的普及和應用。”胡煉建議，相關部門應加強對標準化農田建設的投入，推動無人農場標準的制定和實施。

“推進無人農場規模化，還需要加大研發創新，加快補齊短板。”北京市農林科學院智能裝備技術研究中心主任陳立平建議，相關部門應從智能農機裝備的創新發展體系構建出發，推出相關戰略舉措與行動計劃。

這包括加大對智能農機研發的資金投入，鼓勵科研機構和企業加強合作，共同攻克關鍵技術難題，提升智能農機的自主創新能力。同時，鼓勵企業根據市場需求進行定製化生產，提高智能農機的適用性和市場競爭力。“可借鑑新能源汽車等行業的發展經驗，制定優惠政策、提供購機補貼、整合相關產業鏈資源，以促進我國無人農場規模化發展。”陳立平説。

“在智能農機推廣過程中，我們還碰到一個問題，對於很多智能農機，技術人員會用、研究生會用，但是農民不會用。”羅錫文建議，加強對農民的培訓和指導，提高他們對無人農場技術的認識和接受度。

“不過，未來，我們要讓農民像玩手機、刷視頻一樣，用最簡單的方法操作和使用智能農機。”羅錫文對此充滿信心。