北大荒集團友誼農(nóng)場第五管理區(qū)第二作業(yè)站正在收玉米。
吳麗紅攝
北大荒集團友誼農(nóng)場工作人員通過大型車輛智能噴藥，進行大田苗前處理作業(yè)。
谷金洲攝
北大荒集團友誼農(nóng)場高標準農(nóng)田，“飛手”正在進行無人機噴藥作業(yè)準備工作。
顏子晴攝
今年7月，83歲的種植戶李萬金拄著拐棍站在田間小路上，望著噴施藥劑的植保無人機迅速掠過稻田，想起60多年前這里還是一片荒蕪，恍如隔世。
李萬金的兒子李國強正操控著植保無人機在稻田中劃出兩道顯眼的白線，向遠處望去，“天下第一場”幾個大字格外醒目。“這種無人機一天能給2000多畝耕地噴施藥劑，效率大約是人工的20倍。”李國強說，他今年種了300畝水稻和90畝大豆，預(yù)計年收入達到18萬元。
位于黑龍江三江平原腹地的北大荒集團友誼農(nóng)場，面積1888平方公里，是中國面積最大的農(nóng)場，被譽為“天下第一場”。曾經(jīng)的這里，是中國最荒涼的地區(qū)之一，肅殺的沼澤地一眼望不到頭。如今的這里，推廣綠色節(jié)能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、節(jié)勞，在減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染的同時，實現(xiàn)糧食穩(wěn)產(chǎn)、農(nóng)民增收。
無人農(nóng)機：
種地越來越輕松
“糧倉已滿，請來接糧。”金秋十月，秋收現(xiàn)場，一臺無人駕駛收獲機通過5G信號，向它的“合作伙伴”無人駕駛運糧車發(fā)出信號。
“收到。”在田邊等候的運糧車，立即開到收獲機旁邊。收獲機隨之伸出卸糧筒，一陣“嘩嘩”的響聲后，一萬多斤糧食順利進入運糧車中，整個卸糧過程僅耗時120秒。
作業(yè)現(xiàn)場的另一邊，技術(shù)人員耿立海手持筆記本電腦，將預(yù)先設(shè)計好的另一組收割點位傳輸給無人駕駛收獲機，再根據(jù)現(xiàn)場情況微微調(diào)整作業(yè)面積、作業(yè)時間、作業(yè)線路等參數(shù)，最后輕點鼠標。無人駕駛收獲機立即駛?cè)朕r(nóng)田，前進、后退、收割等動作一氣呵成，干凈利索，甚至比駕駛員的操作還要嫻熟。
“加滿油、選好地，農(nóng)機就可以自己收糧食了！相較于傳統(tǒng)的機械化收割，無人駕駛收獲機最大的優(yōu)勢是精準化作業(yè)，還能夠?qū)崟r顯示收獲面積、水分、產(chǎn)量等測產(chǎn)信息。同時，24小時不間斷工作可以使收獲速度提升3—4倍。”友誼農(nóng)場農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部副總經(jīng)理程保欣站在望不到田壟盡頭的大片農(nóng)田前感慨道。
在友誼農(nóng)場，插秧補苗、施肥打藥、收獲割曬……水稻的“一生”基本上都被各種無人駕駛農(nóng)機“承包”了。不光水稻，這里的主要農(nóng)作物耕、種、收綜合機械化水平已經(jīng)達到了99%以上。
“秧好一半禾，苗壯產(chǎn)量高”。5月初，隨著無人駕駛插秧機的平穩(wěn)行進，一株株翠綠的秧苗被精準地插入泥土中，整齊劃一、行列分明，仿佛綠色的絲帶在田野間舞動。
“無人駕駛插秧機的秧苗栽植更加均勻、精準，直線控制誤差在2.5厘米以內(nèi)。”程保欣說，就在今年，友誼農(nóng)場新引進了10臺無人駕駛插秧機，作業(yè)面積也從去年的3000畝提升到3萬畝。
“插完秧后，病、蟲、草都會影響水稻的正常生長，所以就需要有人每天到地里觀察水稻的生長狀況及病蟲害發(fā)生情況。但是讓人圍著稻田走一圈、用肉眼觀察，是真的費體力，還容易中暑！”種植戶王麗說，現(xiàn)在只需要1個小時，無人機就能完成300畝整體田塊掃描，然后顯示哪塊地里缺苗、有病蟲害或雜草，以便種植戶精準地補苗、打蟲。
“種田15年，越來越輕松。”7月底的高溫天氣也擋不住種植戶鐘亮的干勁。一大早，鐘亮就跑到稻田里配藥、裝藥、安電池，用手機連接無人機信號。隨著“呼呼”的槳葉聲，一架植保無人機緩緩起飛，在稻田上空來回穿梭，所到之處形成了一道道霧簾，稻葉翻騰間施藥便已完成。
“這架植保無人機攜帶的藥箱能容納60升藥水，可以在6分鐘之內(nèi)給13畝土地噴灑農(nóng)藥，還能用于施肥。”程保欣說，它主要利用圖像處理技術(shù)、單片機技術(shù)和無人機遙感技術(shù)，通過變量噴藥系統(tǒng)，就可以有針對性地進行對應(yīng)等級的藥量噴灑，從而達到精準實施的效果。
農(nóng)場目前已經(jīng)引進37套智能噴霧控制系統(tǒng)，控制噴藥面積可達40萬畝。噴藥作業(yè)時不受機車速度影響、能夠精準控制藥劑噴量，大幅降低作業(yè)誤差，每畝可節(jié)約藥液7升、減藥10%。
智能灌溉：
秧苗“喝飽、喝好了”
每逢夏至，炎熱降臨，農(nóng)作物隨之進入最旺盛的生長階段。民間流傳著一句農(nóng)諺——最怕夏至一日晴，意思是如果夏至一整天都陽光明媚，那么往往預(yù)示著接下來的三伏天將會非常炎熱。
此時，灌溉對于農(nóng)田來說非常重要，但炎熱又讓種植戶們叫苦不迭。今天，在友誼農(nóng)場廣袤的田野間，精準智能節(jié)水灌溉正逐漸替代低效耗力的人力灌溉，種植戶們在家里動動手指就能讓田里的稻苗“喝飽”又“喝好”。
在友誼農(nóng)場的千畝智慧農(nóng)業(yè)展示區(qū)里，一個個裝有太陽能供電板的智能控制閘門宛如守護稻田的衛(wèi)士佇立在溝渠之間。這些閘門正是集云計算、可視化數(shù)據(jù)采樣、太陽能供電、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析等功能于一體的智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)。種植戶們可以通過手機APP連接應(yīng)用平臺，觀測土壤墑情和水位，遠程操控進水、排水等，既節(jié)約用水、用工，又實現(xiàn)了對灌溉用水有機含量指標等數(shù)據(jù)信息的收集。
智慧節(jié)水灌溉系統(tǒng)讓田間管理變得更加輕松便捷，也更加科學(xué)可靠。友誼農(nóng)場科技信息中心的朱喜洋坐在指揮室里，手指輕輕一點，一公里外的鐵制閘門便緩緩提升，涓涓河水流入稻田，讓秧苗“喝”了個飽。“去年這片地里的水稻無論產(chǎn)量還是品質(zhì)都非常好，就是它立了大功！”提起這套系統(tǒng)，朱喜洋豎起了大拇指。
“以前灌溉都是憑經(jīng)驗，只能‘大約摸’地放水、排水?，F(xiàn)在有了這些智能閘門，我們可以根據(jù)農(nóng)作物需求和水資源狀況精準控制水量，既節(jié)約了水資源，又提高了農(nóng)作物產(chǎn)量。”朱喜洋指著監(jiān)控里田間的智能控制閘門補充道，“這名衛(wèi)士”是如何判斷稻田是“喝好了”還是“喝撐了”呢？關(guān)鍵要靠“云間的指導(dǎo)”！
所謂“云間的指導(dǎo)”，就是黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院的科研人員利用多光譜衛(wèi)星和無人機遙感技術(shù)，對水稻的生長狀況進行實時監(jiān)測。“我們通過這些數(shù)據(jù)，可以準確判斷水稻的需水量，再將結(jié)果推送至一體化智能控制閘門，實現(xiàn)精準灌溉。”黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院電子技術(shù)開發(fā)研究所副所長任志鵬說。
像這樣的智能灌溉閘門，友誼農(nóng)場已經(jīng)安裝了124臺，覆蓋3000畝地，每畝每年能夠節(jié)約300—350立方米灌溉用水，節(jié)約人力成本將近3萬元。
“除了節(jié)水，這套智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)還很節(jié)能，已經(jīng)利用太陽能實現(xiàn)了無電化系統(tǒng)運作，全年運營不用外接一度電。接下來，我們還要繼續(xù)探索設(shè)備節(jié)水與栽培模式節(jié)水的契合點，完善水稻綜合節(jié)水灌溉技術(shù)和體系，為綠色節(jié)能發(fā)展開創(chuàng)新途徑。”友誼農(nóng)場農(nóng)業(yè)科技推廣中心主任張國軍說。
節(jié)肥節(jié)藥：
農(nóng)作物吃上“營養(yǎng)套餐”
莊稼一枝花，全靠肥當家?；屎娃r(nóng)藥都是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，科學(xué)施用這些農(nóng)業(yè)投入品，不僅能提升農(nóng)業(yè)效益，也能保護生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
“這塊地的稻苗長得比較慢，這次就要比別的地塊多追一點肥，只需要讓植保無人機飛得慢一些、增加駐留時間就行。”種植戶劉玉新說，在友誼農(nóng)場的稻田里，隨處可見植保無人機在空中通過自動飛行控制導(dǎo)航噴灑化肥，確保肥料精準施用，提高施肥質(zhì)量。植保無人機作業(yè)時不受耕作模式及區(qū)域、地形、農(nóng)作物的限制，適用于多種作業(yè)環(huán)境，還可以24小時連續(xù)作業(yè)，克服了以往人工撒肥，費工費時、撒肥不均等難題。
“以前施肥時，主要依靠兩條腿，背著幾十斤重的肥料進地，再一把把撒，很容易撒得不均勻，最后的產(chǎn)量都受影響?，F(xiàn)在別看這無人機小，可省大事了！”劉玉新今年種了160畝水田，如果用人工撒施返青肥的話，需要2名工人連續(xù)工作9個小時，花費1100元；而如果通過植保無人機的話，僅用時1個多小時，花費也只有480元。既節(jié)省了600多元，又提高了作業(yè)質(zhì)量。
走進科技信息中心，技術(shù)人員曲慧正在展示一張?zhí)厥獾?ldquo;處方圖”。在這張返青肥追施“處方圖”中，穴數(shù)、長勢、病蟲害、倒伏等數(shù)據(jù)信息一目了然。幾百畝的農(nóng)田呈現(xiàn)出深深淺淺不同的色塊和色斑，色斑的深淺則代表了不同的建議用肥量。每畝地的建議用肥量從0到6.99千克，也就是告訴使用者哪塊地“肥”、哪塊土“瘦”。
截至目前，友誼農(nóng)場的大數(shù)據(jù)庫已錄入耕地、林業(yè)、水利數(shù)據(jù)4.7萬余條，測土配方施肥數(shù)據(jù)3.6萬余條、氣象數(shù)據(jù)3650余條。涵蓋了全域范圍所有農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，為精確施肥、變量施肥提供了翔實的數(shù)據(jù)支撐。
灌裝藥劑、打開風幕、噴藥作業(yè)……今年夏天，在友誼農(nóng)場第三管理區(qū)的一處田地里，一臺裝載變量背負式噴藥機的大型機車一來一回，僅僅用了18分鐘，就對60畝耕地進行了大田封閉滅草作業(yè)。
傳統(tǒng)農(nóng)藥噴灑方式存在很多局限性，比如難以確定藥劑溶液的濃度、難以控制藥劑的噴灑量和范圍、易造成過量施藥和環(huán)境污染等。因此，根據(jù)農(nóng)田數(shù)據(jù)開展可變的噴施作業(yè)是最合理的植保噴藥形式之一。
在友誼農(nóng)場，噴灑農(nóng)藥的科技含量非常高，大致可以分為三步。首先，通過無人機遙感技術(shù)獲取田間病蟲害的分布情況，并將實時獲取的田間各種數(shù)據(jù)信息傳輸給中央處理器進行分析處理，形成最佳噴施方案。然后，植保機械根據(jù)處理器提供的方案，控制各個管路和噴頭位置的噴霧量，實現(xiàn)各個噴頭的獨立可變控制。最后，根據(jù)農(nóng)田不同位置的作物情況進行科學(xué)的變量噴施。
“為了用最少的藥量實現(xiàn)最佳的植保作業(yè)效果，目前我們的植保機械多采用低噴量的高霧化噴頭進行噴施，通過離心噴頭技術(shù)實現(xiàn)噴出霧滴的進一步細化，更小直徑的霧滴能有效提高藥霧與植株的接觸面積，提高附著率。”程保欣指著智能噴藥機28米長的噴桿說，“除了這位‘變形金剛’，我們還有靜電噴施、對靶噴施、噴霧防漂移等不同農(nóng)藥高效利用技術(shù)”。
