大洋網(wǎng)訊 無人駕駛旋耕機(jī)平整土地，無人駕駛的水稻直播機(jī)播下種子，無人駕駛的噴霧機(jī)和直升機(jī)進(jìn)行施藥和施肥，無人駕駛收獲機(jī)完成作物收獲……這樣一幅智能的田間場景，已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實！

11月3日，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京舉行，2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎名單公布，中國工程院院士、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授羅錫文主持的成果“基于北斗的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”榮獲國家科技進(jìn)步獎二等獎。這也是廣東省唯一由高校主持并獲獎的項目。

“耕種管收”全過程實現(xiàn)無人化

過去，人們總用“面朝黃土背朝天”來描述農(nóng)民的辛勞，但今后，這一切有望改變。

一臺拖拉機(jī)沿著田間道路開了過來，最終開進(jìn)了一塊大田里，開始耕地，但它的駕駛室里卻空無一人。今年3月初，在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教研科學(xué)基地，羅錫文團(tuán)隊的無人旋耕機(jī)開始了新一年的耕作。

這只是無人農(nóng)場的一個場景。在羅錫文教授團(tuán)隊技術(shù)的“加持”下，除了耕地，水稻播種、田間管理、作物收獲，無人農(nóng)場的“耕種管收”全過程都能通過無人機(jī)械來完成。早在去年8月，華農(nóng)增城教研科學(xué)基地的無人農(nóng)場就收獲了首批水稻，畝產(chǎn)量約558.6公斤。

羅錫文說，人類農(nóng)業(yè)從古至今經(jīng)歷了從“1.0”到“4.0”的發(fā)展?！?.0”是以人力和畜力為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，是農(nóng)業(yè)社會的產(chǎn)物；“2.0”是工業(yè)社會的產(chǎn)物；“3.0”是自動化農(nóng)業(yè)時代，是信息社會的產(chǎn)物；“4.0”則是以無人化為特征的智能農(nóng)業(yè)時代?！盁o人農(nóng)場是智慧農(nóng)業(yè)的一種生產(chǎn)方式，是實現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的一種途徑。”

從2004年起，羅錫文團(tuán)隊在國內(nèi)率先開展了基于衛(wèi)星定位的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航作業(yè)技術(shù)的系統(tǒng)研究，突破了導(dǎo)航定位、路徑跟蹤、電液轉(zhuǎn)向、電機(jī)轉(zhuǎn)向、速度線控、機(jī)具操控、自動避障、主從導(dǎo)航、車載終端和系統(tǒng)集成等十大關(guān)鍵技術(shù)，取得了三大創(chuàng)新成果：突破了復(fù)雜農(nóng)田環(huán)境下農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航作業(yè)高精度定位和姿態(tài)檢測技術(shù)；創(chuàng)新提出全區(qū)域覆蓋作業(yè)路徑規(guī)劃方法、路徑跟蹤復(fù)合控制算法、自動避障和主從導(dǎo)航控制技術(shù)，提高了農(nóng)機(jī)導(dǎo)航精度、作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率；創(chuàng)制了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航作業(yè)線控裝置和農(nóng)機(jī)北斗自動導(dǎo)航產(chǎn)品。

這項成果究竟有多“犀利”？羅錫文介紹，他們的無人農(nóng)機(jī)，導(dǎo)航定位精度達(dá)到2cm，在旱地作業(yè)速度18Km/h范圍內(nèi)，路徑跟蹤控制精度穩(wěn)定在2.5cm，可以實現(xiàn)不重耕、不漏耕。更有意思的是，兩輛無人農(nóng)機(jī)還能“默契”配合，“主從”收獲農(nóng)機(jī)作業(yè)直線行走時的橫向跟蹤誤差小于5cm，縱向跟蹤誤差小于10cm。這樣，收割機(jī)邊走邊收割的同時，就能把糧食精準(zhǔn)轉(zhuǎn)移到運(yùn)糧車?yán)锩妗?/p>

打破了國外技術(shù)壟斷

無人農(nóng)機(jī)的“聰明”還體現(xiàn)在很多方面——無人農(nóng)機(jī)在機(jī)庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)實現(xiàn)了全自動，也就是說，農(nóng)機(jī)可以自動從機(jī)庫轉(zhuǎn)移到田間，完成田間作業(yè)后又會自動回到機(jī)庫。

“人不用下田，無人農(nóng)機(jī)可以實現(xiàn)作物生長過程實時全程監(jiān)控。作物缺不缺肥，有沒有長蟲，有沒有生病，需不需要灌水，只需把無人機(jī)派到田間，就可以了解作物的生長狀況。如果有需要，就把噴霧機(jī)、無人飛機(jī)派去?！绷_錫文說，無人農(nóng)機(jī)還擁有智能決策精準(zhǔn)作業(yè)的能力，它能根據(jù)作物的長勢和病蟲草害情況及時做出決策，并自動進(jìn)行精準(zhǔn)作業(yè)，包括精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥和精準(zhǔn)施藥等?！坝捎谑┓?、撒藥很均勻，還能減少肥料和農(nóng)藥，降低生產(chǎn)成本?！?/p>

速度也是無人農(nóng)機(jī)的優(yōu)勢。羅錫文說，之前有一塊14畝地的收獲過程，只花了幾十分鐘，速度比人工快多了。無人農(nóng)機(jī)還能提高作物產(chǎn)量，因為定位很精準(zhǔn)，播種路線走得很直，作物行與行之間的間距非常均勻，通風(fēng)透氣，采光好，作物的產(chǎn)量更高。不僅如此，無人農(nóng)機(jī)通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位，并不依賴光線，晚上也能作業(yè)，大大提高了效率。

有人可能會擔(dān)心，沒有人操作，無人農(nóng)機(jī)遇到突發(fā)情況時，會不會不懂隨機(jī)應(yīng)變，不安全？這點(diǎn)不需要擔(dān)心。羅錫文說，無人農(nóng)機(jī)設(shè)置了自動避障功能，遇到異常情況時，會停車保安全。

據(jù)了解，該項目成果總體達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其中，水田自動導(dǎo)航作業(yè)和主從導(dǎo)航作業(yè)居國際領(lǐng)先水平，滿足了旱地/水田耕整、種植、植保和收獲等環(huán)節(jié)精準(zhǔn)作業(yè)需要，打破了國外技術(shù)壟斷，保障了我國農(nóng)機(jī)導(dǎo)航裝備的自主安全可控，引領(lǐng)了我國農(nóng)機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智慧生產(chǎn)提供了重要支撐。

目前，這項技術(shù)成果已經(jīng)用于水稻、棉花、小麥、玉米等作物生產(chǎn)，并在新疆等十個省區(qū)應(yīng)用，累計推廣農(nóng)機(jī)自動導(dǎo)航作業(yè)產(chǎn)品2679套。光是2017年至2019年累計應(yīng)用面積就達(dá)871.5萬畝，節(jié)本增收10.79億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

集成天敵控制害蟲調(diào)控技術(shù)體系

此次，華農(nóng)的獲獎成績在全國農(nóng)業(yè)高校中僅次于中國農(nóng)大，排名第二。

另外一項獲獎項目為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)作為主要完成單位參與的成果——“優(yōu)勢天敵昆蟲控制蔬菜重大害蟲的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”，該成果亦獲國家科技進(jìn)步獎二等獎。

這項成果由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院教授邱寶利參與完成。該成果通過全面深入研究重要天敵昆蟲的關(guān)鍵利用技術(shù)并進(jìn)行了大范圍應(yīng)用，歷時近30年，取得了多項技術(shù)創(chuàng)新與突破，集成了充分發(fā)揮天敵控制害蟲功能的豆科、十字花科和茄科三大類蔬菜上的潛葉蠅、小菜蛾、煙粉虱等重大害蟲的調(diào)控技術(shù)體系。經(jīng)大面積應(yīng)用后，既有效控制了害蟲危害，又極大地降低了化學(xué)殺蟲劑的投入，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。

據(jù)介紹，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)從2017年起，連續(xù)4年共獲國家科學(xué)技術(shù)獎12項，實現(xiàn)國家自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎、科技進(jìn)步獎三大獎全覆蓋，涵蓋農(nóng)業(yè)工程、作物育種、獸醫(yī)藥理、畜禽養(yǎng)殖、土壤肥料等特色研究領(lǐng)域，充分彰顯了學(xué)校自主創(chuàng)新的強(qiáng)勁實力。

文/廣州日報·新花城記者 林霞虹 通訊員 鄭雪宜 方瑋

圖/廣州日報·新花城記者 高鶴濤 通訊員 鄭雪宜 方瑋