对话中国工程院院士罗锡文:中国为什么要发展智慧农业

作者:经济观察报 2023/11/6 14:26:44
经济观察报 记者 张锐 广州报道 “我们的农民辛苦,但是粮食安全要保障。”经济观察报记者第一次见罗锡文时,他就多次说到类似的话。他告诉记者,中国人的粮食,还是偏紧张,他是担忧的。今年79岁的罗锡文是一名农业工程专家,2009年当选中国工程院院士。同时,他也是华南农业大学位于广州增城的“水稻无人农场”的开创者。中国工程院官网信息显示,罗锡文1945年12月出生于湖南省株洲市,1982年毕业

經濟觀察報 記者 張銳 廣州報道 “我們的農民辛苦,但是糧食安全要保障。”

經濟觀察報記者第一次見羅錫文時,他就多次說到類似的話。他告訴記者,中國人的糧食,還是偏緊張,他是擔憂的。

今年79歲的羅錫文是一名農業工程專家,2009年當選中國工程院院士。同時,他也是華南農業大學位于廣州增城的“水稻無人農場”的開創者。

中國工程院官網信息顯示,羅錫文1945年12月出生于湖南省株洲市,1982年畢業于華南農學院(現華南農業大學),主要從事水稻生產機械化和農業機械與裝備機電一體化技術研究。

2023年6月-10月9日,經濟觀察報記者數次前往華南農業大學的“水稻無人農場”,現場觀看其研究的無人駕駛拖拉機、收割機等在田間作業,并就智慧農業、農業機械等話題專訪羅錫文。以下對話為這期間的采訪內容綜合整理。

經濟觀察報:什么是智慧農業,智慧農業在中國的發展如何?

羅錫文:智慧農業源于上個世紀80年代末,由國外提出的“精準農業”發展而來,我國從上個世紀90年代末起也開展了“精準農業”的研究。

回溯過去十年“中央一號文件”關于智慧農業的指示,我們可以看到,2012年提出“加快推進精準農業技術”,2016年提出“推進現代農業,應用物聯網、大數據等現代信息技術”以及“大力發展智慧氣象”,2018年提出實施 “智慧農業林業水利工程”,直至2021年明確“發展智慧農業”。

很多人都說在搞智慧農業,也沒有人真的講明白到底什么是智慧農業,包括我也講不清楚,但過去這些年,我們也摸索出了一些對智慧農業的理解,并且在國內外得到了大家的認可。

那么,什么是智慧農業呢?可以從四個方面概括:數字化感知、智能化決策、精準化作業、智慧化管理。其中,無人農場是智慧農業的一種實踐。

經濟觀察報:能否以一種農作物為例,說明智慧農業在日常農事活動中如何實現?

羅錫文:我小時候在農村,大約60年代,記得村里有一個管水員,他每天扛著鋤頭在村里走,把生產隊的田全部看一遍,就知道哪些田的水少了要加一點水,哪些田水多了要放一點水,他非常有經驗,管的田也比比人多,我當時覺得他特別厲害、特別牛。

現在我比他還牛了。十年前,我和我們華南農業大學的團隊研發了一款“稻田水層高度及土壤含水量無線傳感器網絡”的傳感器,把它放在田里,就能隨時知道土壤里的含水量是多少。現在,不管我在廣州的辦公室,還是在北京或者國外,它都能隨時告訴我田里有多少水,需不需要灌水,可以實現稻田水灌的自動測定和自動灌溉。

這就是我們前面說的智慧農業當中的數字化感知技術,它幫助我們獲取的是一種土壤信息。

除此之外,數字化感知還包括什么呢?我們以植物生產為例,在精準作業前,需要知道作業的對象、環境等等有關情況,也就是經常講的農業信息,它主要包括采用衛星、飛機或無人機獲取影像,以及地面儀器直接獲取信息,來分析、判斷農作物長勢和病蟲草害的情況。

這三種方式適用不同的場合,比如,我想知道廣東全省的水稻種植面積通常采用衛星影像分析,我想知道一個農田水稻的生長情況則采用無人機獲取信息,我想知道一個農田里水稻的病蟲草害情況則使用地面儀器。

2019年,我和我的團隊在廣東羅定市,通過采用“微小型無人機水稻氮素遙感信息獲取與施肥管理技術”獲取早稻長勢信息做過一次試驗,用無人機在一塊水稻的田上面飛,得到一個水稻長勢圖,根據這個圖再得出一個施肥處方圖。透過這些圖,我們能知道,這個地方長得好就不施肥,或者少施肥,那個地方長得差就多施肥,施肥也是由無人機來完成。最終,我們得到的數據表明,150畝連片示范平均減少氮肥28%,這是非常了不起的成果,也是我們做得比較成功的一個案例。

再比如,在精準化作業環節,我們又分為耕整、種植、田間管理、收獲、干燥。其中,以田間管理為例,世界上采用“飛機打藥”的主要是以美國為主的有人駕駛飛機,和以中國和日本為主的無人機。我們可以看到很直觀的差距是,人工噴霧1人1天最多只能噴3畝地,無人機噴霧1小時能噴200畝地。

在智慧化管理環節,可以遠程監控農機作業位置、作業進度、作業質量,包括支持農機作業歷史數據記錄與軌跡回放等,以及遠程監控農機作業狀況并進行故障預警和指導維修。

經濟觀察報:中國為什么要發展智慧農業,為什么要建設和推廣無人農場

羅錫文:智慧農業能做什么?我認為有三點概括非常經典,也即提高勞動生產率、提高土地產岀率、提高資源利用率,這也是2017年“中央一號文件”里提出來的。

發展智慧農業、推廣無人農場,但農民最關心的是產量行不行,效益行不行?

我們的農民辛辛苦苦種一年地,也賺不到什么錢。現在稻谷從普通農民手上收購價格大約是2元/公斤,我國人均耕地面積大約1.3畝,一塊地種得好,一年能產500公斤/畝,也就是收入大約1000元左右。可是,要賺這1000元需要投入多少呢?種子、化肥、農藥、人工、機器等,就比如請拖拉機師傅來說,一天就是500元,這么輕輕算一下都不賺錢了。

30年前,我曾經提出過一個觀點,要大幅度提高農產品的價格。但是,這又遇到另一個問題,如果把大米的銷售價格提高,那么城市里普通或者中低收入的老百姓,是不是買不起了。這怎么辦呢,我們國家采取的政策是不提高農產品的價格,而給種地的農民按每畝200元、500元進行補貼,之前廣東省出臺過1000元/畝的補貼政策。

然而,我們去村里看農民種地的情況發現,很多人都不在乎地里收多少稻谷,只在乎地里有苗可以拿政府補助就可以了,你告訴他說那塊地種得不好,他也不愿意聽,所以“補來補去”地還是種不好,種地人也越來越少。

另一方面,我們國家的糧食還是偏緊張的,中國的人均耕地面積還達不到世界平均水平,差遠了。我在全國走訪也做過很多調查,在我老家湖南看到很多“土地丟荒”的情況。2021年8月,第三次全國國土調查主要數據公報顯示,2019年末全國耕地19.18億畝,人均耕地面積只有1.36畝,不足世界平均水平的40%,從“二調”到“三調”以來的10年間,全國耕地地類減少了1.13億畝。(記者注:《2022年中國自然資源統計公報》顯示,以2022年12月31日為標準時點,全國耕地面積為19.14億畝,較上年末增加約130萬畝。)

最近幾年,我們進口的糧食在增加,別人的種植成本也比我們低很多。不過,我也認同,在國際上還能買到的時候,可以多買一點,讓我們自己的土地休耕、養著它,也不要年年種,這樣對土壤好,就像人也不是24小時工作。我在廣州增城建設的“水稻無人農場”農田,都是一些小塊田拼成的,以前都是 “生田”(通常指未開墾的荒地),從2015年起,我們用了七年多的時間才慢慢改造得像個“水田”(通常指用于種植水稻等水生作物的土地)。

我們在農場做的研究,其實業內叫做農業機械導航。2020年的時候,當時有媒體來報道,問我可不可以叫無人農場。我覺得這樣說也太大了,而且英國也有研究者在做無人農場,但據我所知,在我之前并沒有人做“水稻無人農場”,所以最后定下來這個名字。我們的農場它有五個功能,包括耕、種、管、收生產環節全覆蓋;機庫田間轉移作業全自動;自動避障異況停車保安全;作物生產過程實時全監控;智能決策精準作業全無人。目前,農業機械導航領域里,中國在世界上是處在并跑的階段。

我們常說,耕牛退休、鐵牛下田、農民進城、專家種地,這是未來的農業趨勢。我認為,智慧農業是現代農業的發展方向,現代農業也是一個很漫長的過程,要延續至2030年、2035年、2050年,甚至它是一個我們可能要永遠追求的目標。

濟觀察報那么,目前中國發展智慧農業面臨哪些困難

羅錫文:以建設無人農場為例,我們其實需要有比較好的基礎條件,比如地塊較大,機耕道和灌排設施要好,衛星信號和網絡信號也好。

但是,我們在推廣無人農場的時候,遇到的第一個大問題就是農戶的經營規模小。前面講過,我國人均耕地面積大約1.3畝,戶均規模也就4畝左右,這么小的地塊農民不會愿意買機器。我們看美國的農民,他們一個農戶上千畝地,他自然而然就會想著買機器,因為人工劃不來。這也是我們經常講的,中國是“大國小農”。

第二個問題是地塊小,我們一戶4畝地通常還分好幾個地方,很零散。從廣東的統計情況來看,一塊地的面積,小于3畝、1-3畝、大于3畝都分別占總面積的1/3,而且地塊還不規則,不利于機械化作業。針對地塊小的問題,國家有土地流轉的政策,現在也在大力推廣高標準農田的建設,把小地塊變大地塊,把機耕道、灌排設施修好等等。

第三個問題是農民還沒有組織起來。2014年以來,中央一號文件提出,要培養新型經營主體,就是把5戶、8戶、10戶的農民組織起來搞成一個合作社,這樣可以更方便把田的規模變大,提高作業效率,但是現在還沒有完全培育好。比如,一個村里有個帶頭人,把大家的地組合起來承包,他負責種地,然后在分錢給大家,這也是將來發展的必然方向。

第四個問題是農機合作社這樣的社會化服務組織還不完善。中國始終還是小地塊多,就算是成立合作社種地,也不可能家家戶戶都買拖拉機、買收割機,那么可以有一個農機合作社,它不僅可以種自己的地,還可以幫別人種地。這是我們目前比較成功的經驗,但是發展情況還不完善,比如一個普通農民哪有很多錢買幾萬、幾十萬的農機呢,政府是否能幫助他貸款,以及如何解決這個貸款風險呢?

這些年,我們在農業機械推廣方面其實已經取得了很大的成績,但是中國太大,而且農業基礎薄弱,再加上我們農業機械產品研發本身的問題,要走的路還很長。


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