智耕兴农

海淀上庄的稻田里，无人驾驶农机正在收割稻谷 本报记者 王海欣摄

本报记者 王可心

金秋时节，又迎来一年一度的农民丰收节。密云河南寨的大田内，无人机飞掠而过，将“玉米卫士”赤眼蜂均匀投放；海淀上庄的稻田里，无人驾驶的农机精准地收割金黄的稻谷；昌平的农场里，机器人将成熟的各种蔬菜收获运出……

超大城市的农业，如何以弱势体量创造出显著的比较优势？北京市正在用自身探索求解路径。近年来，北京市积极发挥首都科技资源聚集优势，紧跟农业科技创新趋势，在农业智慧化管理、智慧设施农业、AI植保等方面持续发力，加快发展农业新质生产力，抢占新一轮科技革命形成的农业产业高地。从靠人到少人再到“无人”，智能化、数字化的智慧农业新场景出现在京郊农业生产中。

北京市翠湖智慧农业创新工场里，凭借智能设备，1名工人可管理3亩以上的土地本报特约摄影 张保旗

前沿科技打造“无人农场”

在昌平区阳坊镇的金太阳农场内，机器轰鸣，一派忙碌景象。走近细看，在田间劳作的只有一台台各式各样的农业机器人，整地、植保、巡检……它们有序而熟练地完成各个环节任务。有了这些无人农机帮忙，上百亩田地的管理只需2到3人。

田间，机器人缓缓行驶到田垄的一头，随着履带转动前行，一垄垄萝卜破土而出，在机器上切掉萝卜缨后，再通过传输带送到运输机器人里，随后又被统一运送到另一旁的地头。“这是我们最新研发的白萝卜无人采收机器人，是我国首款应用于白萝卜的双行无人收获机器人，大大提升了作业效率和适配程度。同时我们还研发了采运一体的解决方案，减少在田间运输中人力成本的投入。”北京市农林科学院信息技术研究中心研究员、国家大宗蔬菜产业技术体系岗位科学家吴华瑞介绍，这台机器能够实现自动规划作业、精准控制对行、自动掉头、自动采收等功能。

让这些“大铁牛”有序地忙碌，全凭田埂边几名年轻人操控手中的遥控器。不需要人们一脚土一脚泥地弯腰劳作，只需在屏幕上轻点几下，无人农机便自动调整方向、速度等参数，高效完成田间作业。“拔萝卜是个体力活，要是人来干，拔不了几个就没劲了。”来农场参观学习的种菜“老把式”赵俊说，比如自家种植的加工型白萝卜，一个萝卜就得10多斤，长度可达到50厘米，再加上萝卜向下扎在地里，拔出来着实费劲。“每年到了收获的时候，至少得雇三四十个人来人工采收。”赵俊高兴地说，有了机器人，再不用为用工难犯愁了。

不仅是收获环节，在这里，平整地、起垄、移栽、水肥、植保等蔬菜种植的重要阶段，都有机器人来帮忙。从春耕春种到夏管秋收，农作物生长的全流程都能实现远程控制、全程监测。金太阳农场是北京市首个生产型蔬菜“无人农场”，由北京市农林科学院、昌平区科委、昌平区阳坊镇三方共建，农场总面积40余亩，实现了蔬菜种植全流程无人化作业，85%以上都实现了数字化自主管理，极大节约了人工成本。

无人农机操控看似简单，背后实则需要大量的科技支持。吴华瑞介绍，农场无人农机搭载了北斗高精度定位等多项新技术。此外，要想实现“无人农场”智慧种田，预先要在田间乡道上空完成高精度空间数据采集，建立数字化的底层模型，从而为农机自动驾驶、无人机喷洒作业提供自动地图导航支持，规划路线精准行驶和飞行。

北京市农林科学院智能装备研究中心尹彦鑫说，“无人农场”不仅应用了物联网、云计算、人工智能等前沿科技，还融合了路径规划、智能感知、跟踪控制、远程通信等现代农业信息及装备技术，对传统农机具进行“智造升级”。这种升级使得耕、种、管、收等农业生产环节实现了少人化或无人化作业，大幅度减少了劳动力投入、降低了劳动强度，提高了农业生产效率和资源利用率，在北京市乃至全国起到了引领带动作用，推动物联网、智能农机装备等无人作业技术的规模化应用。如今，来自北京的蔬菜生产“无人农场”技术已经走向全国，在山西太谷、山东莱阳、内蒙古乌兰察布，以及河北张北、沽源、沧州、赵县等地均有广泛应用。

北京银黄绿色农业生态园里，工作人员在大棚内维护收集各项数据的传感器本报记者 武亦彬摄

“数字大脑”掌控智慧温室

数字化感知，是无人农场开始的第一步，是智慧生产操作的基础。在农民传统的耕作习惯中，靠的是经年累月的经验。土地是否缺水、是否需要补肥、是否出现了病虫害、是否需要用药……一系列问题，需要农民每日到田间地头，用眼睛去看，用手去触摸，用皮肤去感知，再用经验去判断。而无人农场中，智能监测设备可以全天候、全方位、多维度地监测与农业生产相关的各类环境情况，从而为农作物创造更加适合的生长环境。

走进位于海淀区的北京市翠湖智慧农业创新工场，占地10万平方米的连栋温室，一串串饱满、鲜红的小番茄自茂盛的藤蔓垂下，个头均匀，果实密集。在这里，番茄的单位面积产出率是普通设施大棚的3倍以上，1名工人可管理3亩以上的土地，产出率大大提高。

高效率的背后，靠的是智能化管理。温室内有五大数字化管理系统，对水肥、环境、作物生长等关键信息进行实时监测和分析，提供适宜的温湿度、二氧化碳浓度、光照等环境条件，确保每一株番茄都会被精准施肥和灌溉，实现水肥高效利用。“所有的生产数据参数都是在大数据基础上不断学习增进的，数值不断调整，持续趋近于精准管控。”翠湖工场负责人李新旭介绍道。

翠湖智慧农业创新工场的农业新场景，是北京市大力推进智慧农业的缩影。近年来，“发展智慧农业”“推进数字乡村”等语句频频出现在中央文件中，物联网、大数据、人工智能等技术在农业领域深入应用，为推进农业现代化建设注入了活力。在北京，科技化、智能化的设施农业如雨后春笋般兴起，带动了一批无人农场发展。

位于北京朝阳区来广营乡的朝来农艺园，温室里的大批蔬菜与水果生机盎然，一年四季均有产品上市。这个紧邻北五环的占地数百亩的园区，平时只有17位“农民”，工作不用“面朝黄土背朝天”，常见的“农活儿”是操作各种智能设备。

“其实园区内的‘农民’已经不再是传统观念里的模样。在这里，他们更像是产业工人或者工程师。”朝来农艺园负责人介绍，植物生长过程中需要不同的“光温水气肥”条件，而农场内的“数字大脑”，可以自动调节并满足植物需求，“农民”们只需要对运行情况进行监控以及开展日常巡查即可。

“就在温室的耳房里，有一个悬挂触摸式控制器，可以轻松查看温室中的环境数据，还可以智能调控温室中的各类设备。”北京市数字农业农村促进中心正高级农艺师芦天罡介绍，这就是整个温室的“数字大脑”，通过数字系统，可以智能控制温室内的水肥一体化设备，涵盖卷膜、卷被、高压微雾、增温、补光、二氧化碳发生等，大大降低了人力成本。

芦天罡介绍，北京市设立了“数字农业创新团队”，北京市数字农业农村促进中心承担了创新团队中“设施智能环境调控岗位”相关工作，朝来农艺园是重要示范点之一。

密云河南寨平头村，农药喷洒无人机正在农田上空往返飞行作业 本报记者 和冠欣摄

AI植保专家一眼辨虫

在农业生产中，除了农事劳作以及对自然环境的调控之外，农作物的病虫害问题是另一个极其复杂且容易错辨的领域。在数字化浪潮中，AI技术为智慧植保插上翅膀，守护着人们的“舌尖安全”，也推动“无人农场”向着更深层次发展。

北京银黄绿色农业生态园里，苑华正忙个不停。“在农业种植过程中，最烦恼的就是病虫害。”苑华是一位蔬菜种植的老把式，但面对病虫害问题，还是难以全部准确地辨别施策。从诊断患病原因到正确选择药物，施用农药后隔多久采收才安全，作物会不会产生抗药性，怎样才能少打药又能控制住病虫害……这些琐碎又很专业的问题，基层农业技术人员有时都很难答全。

如今，苑华的手机上，有了一位24小时在线的“超级专家”——北京蔬菜智慧植保系统，一拍照一查询，答案就有了。这样的变化，不仅仅是技术的飞跃，更是农业服务模式的巨大转变。“这位‘超级专家’颠覆了传统服务模式，能为全市蔬菜种植户提供更精准、高效、科学、全面的技术服务。”北京市植物保护站站长张加勇介绍，过去专家在田间往往只能一个农户一个农户地答疑解惑，现在，智慧植保系统可以同时为成千上万农户提供服务；以前面对各类作物的病虫害，防控指导意见很难做到精准细致，现在，智慧植保系统能够根据农户具体需求，为他们提供精准指导；以前需要人工整理、发送防控指导意见，现在智慧植保系统能够根据天气、季节等因素，自动为农户推送相关防控建议，不仅提高了技术服务的时效性，更确保了农户能够及时得到最新、最准确的指导。

目前，北京蔬菜智慧植保系统的服务内容共包含25大项（类），涵盖作物种类38种、病虫害396种，能为全市所有菜田、数十万蔬菜种植户提供一站式服务。从手机拍照智能识别病虫害，到作物易发病虫害自动提醒、异常天气防控指导、北京周边区域发生病虫害，再到农药抗药性查询、器械查询、病虫害发生动态、当前防控建议、惠农政策等，它都能精准高效提供帮助。截至目前，系统服务用户已覆盖北京160余个园区（种植户），以及河北、黑龙江等24个省、自治区和直辖市。

随着数据、技术、经验的不断积累，北京蔬菜智慧植保系统的业务能力还将持续提升，为农业生产提供更精准、高效的服务。张加勇介绍，目前专家团队正积极开展小型害虫识别诊断装置、轨道式和自走式病虫害识别诊断装置、智能孢子捕捉仪等设备的研发与优化完善工作，为未来的无人化监测预警与防控作业提供重要的技术与设备支持。

“无人农场”的飞速发展，是数字技术、农业科技、生物技术等多领域技术水平的综合体现。数据显示，自2012年至2022年，农业科技进步贡献率从69%上升到75%，高于全国14个百分点；主要农作物耕种收机械化率从70.5%提高到93.0%。目前，北京小规模、大群体的生产格局正在被标准化、规范化的新业态所替代，预计到2025年，设施农业机械化率将达到55%以上，高效设施农业技术、装备、品种自主创新率明显提升。着眼未来，北京还将创建一批国家级现代农业产业园、国家农业科技园区、农业科技示范基地，引领智慧农业不断向前。

他山之石

国外无人化农业正在快速发展

近年来，数字化、自动化、智能化技术在农业领域应用步伐加快，机械化生产与信息化技术深度融合，无人化农业的发展引发国际社会广泛关注。发达国家的无人化农业研发起步早，对比我国已具备一定领先优势，尤其在无人化设施栽培方面优势明显。

在大田种植方面，北美、西欧、大洋洲等地发达国家已经开始应用自动化装备进行农业生产，具备了较为广泛的技术和装备基础，但对发展无人化农业还没有明显需求。日本、韩国等生产规模较小的国家和地区，农业生产受劳动力因素制约，无人化大田农场已开始萌芽，自动化农机产品正在快速推广中。

在无人化设施栽培方面，欧美日等发达国家处于世界领先水平，已经实现了环境调控自动化、生产过程无人化、分级包装智能化。在设施栽培中农业生产机器人也应用广泛。以色列、荷兰、德国、英国、澳大利亚、瑞士、法国等国家均有针对本国特色农业生产的机器人研发，采摘机器人均有小规模使用。近年来美国、欧盟、日本、韩国等制定国家战略将工业机器人加快应用于农业领域，农业机器人研发速度明显加快。（王可心）