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近年來，數字化、自動化、智能化技術在農業領域應用步伐加快，機械化生產與信息化技術深度融合，初步形成了無人化農業概念，引發社會廣泛關注。無人化農業系統包括生產信息采集設施、生產作業裝備和生產管理平臺等三大組成部分，以全過程智能化管理、精準化作業為核心，通過大數據指導生產運行，能夠實現節本、高效、精準、綠色，形成類似于無人工廠的農業生產方式，是現代農業的一個重要發展方向?？傮w上看，發達國家無人化農業研發起步早，在一些領域和環節雖有推廣，但應用還不廣泛。我國在這方面起步較晚，發展速度較快。
一、無人化大田種植：大田種植作業工況條件復雜，實現無人化作業難度較大
北美、西歐具備基礎但需求不緊迫，日韓處于萌芽階段，我國正逐步興起。北美、西歐、澳洲等發達國家已經開始應用自動化裝備開展農業生產，具備了較為廣泛的技術和裝備基礎，但對發展無人化農業還沒有明顯需求。美國大中型農場都應用自動導航駕駛系統來實現拖拉機、聯合收割機等自動化作業，預計2019年美國農機自動導航駕駛系統普及率將達到90%。在產品創新方面，約翰迪爾、凱斯紐荷蘭在2016年分別推出了無人化概念拖拉機及配套農具，這種拖拉機配備全方位感應和探測裝置，能夠偵測并避開障礙物，具備遠程配置、監測及操作功能，在生產平臺的管理和調度下可實現全天候無人作業，不過目前并未商業化應用。日本、韓國等生產規模較小的國家和地區，農業生產受勞動力因素制約，無人化農機裝備尚處萌芽階段。2018年6月以來，日本久保田公司先后上市了帶有自動駕駛功能的水稻收獲機、拖拉機，以減輕機手長時間作業體力負擔、提高農機作業精度。井關、洋馬等企業也在計劃上市類似產品，擴大相關技術推廣應用規模。我國農機自動導航駕駛系統已經在大田種植中開始規?；茝V應用，裝配方式由購買后自行加裝向出廠前標配發展，受技術成熟度、決策模型精度、機具質量和使用成本等方面制約，我國自動化農機正處于單機自動化作業向多機協同智能化作業發展的階段，無人化農機應用逐漸興起。“東方紅”“歐豹”無人駕駛拖拉機、“谷神”無人駕駛聯合收割機已開展試驗和作業示范，還實現了收割機與運糧車的主從導航無人駕駛；“豐疆”高速無人駕駛插秧機實現了水田原地掉頭對行、秧盤自動提升等功能，已在多地投入水稻插秧生產實踐。黑龍江、新疆、江蘇、山東等多個糧棉主產省份相繼開展了全過程無人化農業生產試驗。以新疆生產建設兵團為例，其數字農業試點建設項目已經形成了棉花耕、種、管、收全程數字化生產管理模式，應用農機自動駕駛裝備和無人化農機取得了顯著效果，降低了農機作業駕駛難度和勞動強度，提升了作業效率，即使是新手駕駛員也能和老機手一樣作業又快又好。當地棉花種植全部使用衛星導航自動駕駛技術，在夜間或能見度較差的天氣作業也可做到準確對行，整個作業季每臺機具較手動駕駛平均多播種1000畝，原先人工駕駛播種10行的地塊采用自動駕駛可播種11行，土地利用率可提高0.5%～2.5%，棉花精準施肥能夠節肥15%、單產增加5%左右。我國植保無人飛機發展一枝獨秀，受到世界關注。我國植保無人飛機在裝備總量、作業面積上已經發展到全球第一，還在不斷發展，飛控技術世界領先，但在噴施藥裝備和專用藥劑的研究方面還需加強。目前全國植保無人飛機保有量超過4萬臺，2019年作業面積達1.3億畝，大疆、極飛等品牌的電動多旋翼機型能夠精準導航、主動避障、定量施藥，已經能夠相對穩定、安全開展規?；鳂I服務。
二、無人化設施栽培：主要應用于果菜、花卉育苗管理、水肥一體化、病蟲害防治、采收運輸、加工包裝等環節
歐美日處于世界領先水平，我國整體水平不高。歐美日等一些發達國家自動化、智能化生產技術研究與應用方面一直處于世界領先水平，已經實現了環境調控自動化、生產過程無人化、分級包裝智能化。在設施栽培中農業生產機器人也應用廣泛。日本在設施種植的育苗、嫁接、移栽、采摘、植保、施肥等環節有多種農業生產機器人。以色列、荷蘭、德國、英國、澳大利亞、瑞士、法國等國家均有針對本國特色農業生產的機器人研發，采摘機器人均有小規模使用。近年來，美國、歐盟、日本、韓國等制定國家戰略將工業機器人加快應用于農業領域，農業機器人研發速度明顯加快。我國設施農業機械化率僅30%左右。與發達國家相比，除環境調控系統外，設施栽培自動化、智能化裝備整體水平不高，還存在一定的差距。以嫁接機器人為例，國內研發的產品還需要人機協同作業。值得欣喜的是，我國以無土栽培、立體種植、自動化管理為特征的植物工廠研發和產品水平較為先進，已有具備自主知識產權的成套技術設備，并已打入國際市場。
三、無人化設施養殖：主要應用于環境控制、飼喂、擠奶、防疫、廢棄物處理等作業環節
發達國家生豬、奶牛、蛋雞養殖已有規模化應用，我國技術裝備研發能力嚴重滯后。歐美等發達國家設施養殖機械自動化程度不斷提高，信息化、智能化技術應用于畜牧養殖各個環節，已建成多種養殖環境自動監控系統平臺，形成了適合不同飼養規模和區域特點的生產模式，特別是生豬、奶牛、蛋雞養殖的少人化生產已有規?；瘧?。目前，我國無人化農業發展雖然具備了一定基礎，但大部分還處于探索階段，技術成熟度和經濟性仍有許多欠缺，距離實現完全的無人化農業還需要經歷一個長期演進過程。各地在貫徹《國務院關于加快推進農業機械化和農機裝備產業轉型升級的指導意見》（國發〔2018〕42號）過程中，要對無人化農業技術與裝備研發應用予以高度關注，在政策、科技、項目、標準等方面積極謀劃，深入推進機械化、信息化融合，促進農業機械化高質量發展，努力為農業現代化提供新動能。
作者:南農 單位:無
