智能機器人 田間好幫手
——山西因地制宜發展農業新質生產力觀察
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收藏晨光破曉,陽光漸暖。太原市小店區北格鎮梁家庄村的智慧農業大棚內,智能設備精准感知田間環境變化,保溫卷帘隨氣溫變化平穩升降,全程無需人工操作。
這座由山西優班圖科技股份有限公司聯合山西農業大學(省農科院)共建的實驗基地,是我省設施農業智能化升級的生動縮影,見証著傳統農業向智慧農業轉變的迭代蛻變。
“大棚卷帘並非一次性全開,而是根據溫度變化幅度循序漸進調節。”基地負責人李鵬飛介紹。大棚內各類傳感器全天候實時採集溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度等核心環境數據,通過智能系統自動聯動卷帘、通風、灌溉等設備,實現種植環境動態精准調控,徹底顛覆了傳統“看天種地”的粗放模式,全面邁入“數據管棚”的智慧農業新階段。
農業新質生產力,核心是數字技術與農業生產的深度融合。2026年中央一號文件明確提出,要因地制宜發展農業新質生產力,促進人工智能與農業發展相結合,拓展無人機、物聯網、機器人等應用場景。對標國家部署,《山西省智慧農業行動計劃(2026—2030年)》細化落地舉措,加快數字技術與農業深度融合,提升農業智能化水平,提高農業生產效率、資源利用率和農民收入,推動山西現代農業高質量發展。
依托政策牽引、科研攻關、產業賦能,三晉大地各類智能農機、數字裝備加速落地,貫穿農業生產全鏈條,為特色種養提質增效、群眾穩定增收注入數字動能。
立足實際
研發適配型智能農機
我省丘陵山地廣、零散坡耕地多。第三次國土調查數據顯示,全省坡耕地達1686.66萬畝,佔耕地總面積29.06%﹔梯田耕地達1421.68萬畝,佔耕地總面積24.49%。地塊零散、坡度不均、田間道路狹窄,適配小塊坡耕地的專用農機短缺,是丘陵山區農業提質增效的主要瓶頸。
靶向破解本土生產難題,我省聚焦農業生產薄弱環節,聯動科研機構、涉農企業、專業合作社精准攻關,量身研發適配丘陵山區作業的智能農機裝備,補齊山區農業機械化、智能化短板。
8月20日,婁煩縣天池店鄉南岔村馬鈴薯新優品標准化種植示范基地內,一壟壟馬鈴薯長勢喜人,智能化種植設備的賦能成效盡顯。
“馬鈴薯長勢旺盛,丘陵山區自走式馬鈴薯種植機發揮了重要作用。”婁煩潤和美種植專業合作社負責人尤同義說。這款機具由山西省薯類產業技術體系專家趙旭志、賀孝兵團隊研發,可一次性完成開溝、播種、起壟、鎮壓等一體化作業,通過起壟鎮壓保墒技術有效提升出苗率,精准解決了丘陵山區小地塊大中型農機難進地、小型農機功能單一的行業痛點。
不隻馬鈴薯種植裝備,多款適配山區地形的智能農機相繼落地推廣。針對農業生產各類細分痛點,山西農機科創持續發力、多點突破。
由山西農業大學(省農科院)高粱研究所研究員白文斌團隊研發的“大地智牛”全自主覆膜播種機器人,已在陽高、壽陽、襄垣、武鄉、永和等多個山區縣2000余畝耕地驗証使用。該設備集成施肥、覆膜、鋪設滴灌帶、播種、覆土五道工序,可在6°及以下坡度耕地穩定作業,填補了國內丘陵山區覆膜播種智能農機的空白。設備作業時速穩定,可根據不規則曲線地塊自主規劃作業路徑、動態調整速度,兼顧作業精度與生產效率。
山西沃勃農業發展有限公司與山西農業大學(省農科院)園藝學院等科研部門,聚焦溫室果蔬採摘用工緊缺、成本偏高、果實損傷率高的難題,融合多模態視覺與三維定位技術,成功研發履帶式自主導航採摘機器人,實現果實精准識別定位、機械臂柔性低損採摘。一台機器人可替代2—3名採摘工,單棚年節約人力成本1.6萬元以上。
圍繞玉米全生育期綠色除草需求,五台縣城園豐農機制造有限公司聯合清華大學天津高端裝備研究所等單位,集成全地形移動平台、多模態感知組件、智能決策控制器、高精度導航系統、仿生物理除草與鬆土機構、復合能源系統及物聯網作業平台,成功制造覆膜玉米智能除草機器人。該款機器人可自主建立地塊與作物行地圖,精准識別玉米苗株、雜草、地膜和障礙物,在實現清除田間雜草的同時完成土壤淺鬆。
太原科技大學和山西農谷現代農業裝備科技有限公司等單位,成功研制黃花菜智能採摘機器人。此款採摘機器人依托國際領先的並聯機器人技術,可保障高速高精度作業﹔視覺系統利用高感光相機與多光譜融合增強方法,能快速識別花蕾進行軌跡規劃﹔末端執行器採用了力位混合控制技術,可精准定位採摘點實現無損採摘﹔控制系統融合激光雷達等多傳感器,可實現復雜田塊自主導航與動態避障。
一系列本土化、適配型智能農機的研發與落地,精准破解了我省丘陵山地農業生產的諸多短板,為推動山地農業從傳統人工勞作向智能高效作業轉型提供了全新選擇。
全鏈賦能
貫穿耕管收儲全環節
8月23日,運城市鹽湖區龍居鎮南花村百忍堂冷庫分選車間內,智能分揀設備全速運轉,一顆顆紅香酥梨經由傳送軌道有序輸送,通過多維度智能掃描,系統綜合比對果體大小、重量、色澤、表皮瑕疵、內部品質等多項參數,依托智能算法自動分級、精准歸類,實現標准化分選。
“人工分揀沒有統一標准,果品品相、大小參差不齊,很多優質梨果因分揀不規范,賣不上高端市場價。”冷庫負責人張蓓坦言。智能分揀設備的投入使用,徹底補齊人工分揀的短板,讓優質果品匹配高端價值,有效助力農戶增收、產業提質。如今,智能化、數字化技術已全面滲透農業種植、田間管護、採收加工、倉儲保鮮全鏈條,從單一設備示范應用,轉向全流程、系統化智慧升級。
田間管護更精細。春季小麥管護關鍵期,曲沃縣曲村鎮下塢村麥田裡,搭載北斗定位的自由式噴灌機器人靈活作業,180米直徑噴射范圍實現360°無死角精准供水。相較於傳統灌溉模式,設備節水55%左右,作業效率提升85%以上,既省水省力,又保障麥苗均勻受水、長勢均衡。小麥灌漿期,臨猗縣統籌8支專業飛防隊伍、119架植保無人機,對全縣26.97萬畝小麥開展“一噴三防”全覆蓋作業,無人機按精准航線低空作業,均勻噴施藥劑與葉面肥,筑牢糧食豐產防線。
育苗耕種更高效。山西六新科技有限公司等單位聯合研發的數智育苗機器人,搭載雙模式自由切換、地塊仿形自適應兩大核心技術。設備可快速切換條播、撒播作業模式,自動根據苗圃凹凸地表調整播種高度,保証落種均勻﹔內置定量分料結構,適配大小不同農作物、蔬菜、林木、藥材種子,可同步完成播種、覆土、輕度鎮壓一體化作業,整機機動靈活,適合露天苗圃大范圍連續作業。
田間作業更智能。山西恆赫百旺智能科技有限公司研發的丘陵山地無人設備,集成智能感知、精准決策、自主執行功能,可智能生成與坡地、梯田契合的自主飛行航線,實現定高、定速全自主飛行與定量施藥作業。
倉儲保鮮更安全。太原先元科技有限公司等聯合打造的糧食干燥倉儲全流程管理系統,以中央集控調度機器人為核心,可智能識別糧食水分,動態調節作業溫度、風量,精准完成糧食干燥處理﹔倉儲階段可24小時自動監測糧情、智能翻糧,全方位保障糧食存儲安全。
為持續拓寬智慧農業應用場景,今年7月,省工信廳、省農業農村廳聯合發文,聚焦種植、養殖、農產品初加工三大重點領域,啟動農業領域機器人典型應用場景遴選工作,以標杆場景引領農機裝備創新迭代,推動全省農業機械化、智能化高質量發展。
在北斗導航、智能感知、精准算法等技術支持下,智慧農機已成為三晉大地耕、種、管、收的生力軍。
左權縣探索建立“縣級統籌、農機到戶、技術護航、補貼直達”四位一體工作模式,投放300余台配備北斗導航、無人駕駛功能的智能農機,實現耕、種、管、收全鏈條作業。據該縣農業農村局工作人員介紹,智能農機依托導航系統規劃作業路徑,行距誤差控制在2厘米以內,作業深度偏差不超1厘米,可有效杜絕漏耕、重耕問題,種子利用率提升15%以上,農業生產精細化、標准化水平顯著提升。
懷仁市依托智慧農機載體,以數據互聯互通為支撐,搭建起涵蓋耕、種、管、收各環節的智慧農事服務體系,助力當地農業由傳統“會種地”向現代“慧種地”迭代升級,大力推行可感知、可控制、可決策的智慧農業發展模式。該市農業機械化發展中心主任郭亮介紹,自2023年起,當地逐步推廣農機無人駕駛輔助系統,現有設備保有量約200套,有效降低人工與農資投入成本。
破解堵點
構建長效發展體系
智能農機、數字裝備的廣泛應用,為我省農業轉型升級、提質增效提供了有力支撐,但高端智能設備造價偏高、小農戶購置能力不足等問題,仍然制約著全省智慧農業的規模化普及、全覆蓋推廣。
“公司研發的履帶式智能植保無人機可自主規劃路線、24小時不間斷作業,性能穩定高效,但價格偏高,目前主要推廣於廣西、海南等規模化果園種植區,省內僅萬榮、臨猗等林果大縣落地應用。”山西添翼創新科技有限公司總經理閆太平道出行業共性難題。
山西優班圖科技股份有限公司等聯合研發的智能水肥藥一體機同樣面臨推廣困境,設備可根據作物長勢精准施肥噴藥、節本增效,卻因購置成本較高,讓眾多小農戶望而卻步。
針對單家獨戶購置成本高、設備利用率低的痛點,各地立足小農戶多、地塊碎片化的農業實情,創新探索“智能農機共享+農業生產托管”模式,將高端智能裝備轉化為社會化服務的“公共農具”,讓小農戶便捷享受數字農業紅利。
社會化服務提質增效,助力普惠共享。臨汾市翼城縣益農區域農機社會化服務中心,依托全套智能農機裝備開展規模化農業托管服務,全程托管土地2萬余畝,單環節托管超10萬畝,輻射帶動周邊大量小農戶。通過統一智能化作業,實現畝均節本50元以上、增產15%,相關實踐成功入選全國農機社會化服務典型案例,為全省智慧農機普惠化推廣提供可借鑒的經驗。
政策精准托舉,打通落地壁壘。相關部門積極落實農機購置與應用補貼政策,將農用無人機、田間智能監測設備、智能耕作機械等新型裝備納入補貼范圍,推行優機優補、精准補貼,大幅降低經營主體購置成本。
今年8月,省農機發展中心在清徐縣舉辦農機購置與應用補貼產品現場演示評價活動。本次活動旨在嚴格規范補貼產品准入標准,夯實農機購置補貼政策實施基礎,推動先進適用農機裝備的推廣應用。參評產品涵蓋農用(植保)無人駕駛航空器、農用北斗輔助駕駛系統、北斗農機作業監測終端、田園管理機及微耕機五大品類148個型號。
“我們研發智能農機的最終目標是讓農民成為‘白領’,坐在辦公室就能種地。”閆太平說,智能農機的廣泛落地、高效應用,離不開高素質專業人才的支撐。
今年7月,省農業農村廳印發了《2026年全省高素質農民培育工作實施方案》。根據方案,培育工作專門面向參與智慧農業項目的新型農業經營主體骨干、青年農民骨干、返鄉入鄉創業群體等重點人群,緊扣我省智慧農業發展核心需求,重點圍繞智慧農業發展理念、物聯網、大數據、人工智能等信息技術應用、智能農業裝備應用、智慧農(牧、漁)場發展等開展培訓,破解智能農機“無人會用、無人善用”的人才短板。
同時,全省各地也在積極探索適應智能農機操作的高素質農民培養新途徑。朔州市舉辦的農機手技能提升培訓班專門增設北斗導航輔助駕駛、作業質量監測等智能終端操作課程,幫助農機手適應現代農業發展需求。
交口縣組織技術人員將無人機駕駛技術培訓直接送到田間地頭,圍繞農業無人機的核心應用場景,從設備構造、飛行原理、安全規范到植保作業參數設置,進行從理論到實操的全流程教學。鄉寧縣培育30名持証飛手,組建本土專業技術隊伍,可熟練操控植保無人機開展梯田智能化作業。
從單點設備示范突破,到全鏈條技術賦能,我省逐步探索出一條“科研攻關+政策托舉+服務賦能”的智慧農業發展路徑。曾經依賴人力、看天吃飯的傳統農業,正被數據驅動、智能管控的現代化農業重塑。智能農機不再是大型示范基地的專屬配置,而是持續下沉千家萬戶田塊的普惠工具,持續釋放農業新質生產力效能,為黃土高原旱作農業現代化、三晉鄉村全面振興注入源源不斷的數字動能。(記者崔如意)
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