力推“四新”清单丨智慧农场(水稻)无人化作业模式
智慧农场(水稻)无人化作业模式是以集中连片规模化水稻种植基地为应用场景,聚焦水稻全生育期“育秧—耕整—种植—田管—收获”核心生产环节,深度融合智能农机装备、人工智能决策算法、人机协同作业机制,构建无人化、精准化、智能化生产作业体系。
育秧环节采用自动化码垛机器人,实现育秧盘智能堆叠与标准化作业;耕、种、收环节依托无人化改造智能拖拉机、插秧机、联合收割机,完成自动驾驶与自主作业。
田管环节利用无人机巡田人工精准补苗、无人植保机定向除草,基于遥感影像生成变量施肥、施药处方图,指导植保无人机变量作业。
后期通过无人机AI数穗技术完成产量预估。
全流程生产数据实时接入智慧农场管控平台,形成“感知—决策—执行—反馈”闭环,全面实现水稻生产提质增效,绿色发展。
育秧环节自动化
在标准化育秧工厂内,集成育秧码垛机器人与工厂化育秧流水线,实现育秧盘自动抓取、有序堆叠、规范码放全流程自动化作业,提升育秧作业效率与秧盘标准化、整齐度水平,保障秧苗品质一致性。
耕、种、收环节无人化作业
对大中型拖拉机、高速插秧机、联合收割机进行无人化智能化升级改造,搭载自动驾驶、自动点火、无级调速、动力输出(PTO)智能控制、悬挂系统自动升降、全局路径规划、主动避障等核心模块,实现耕整、插秧、收获的无人驾驶与自动作业。
AI巡田与人机协同精准管理
采用多光谱无人机开展常态化田间巡查,基于AI苗期缺苗识别模型,精准定位缺苗区域并生成量化补种方案,指导人工定点补苗;通过AI杂草智能识别模型,实时监测杂草分布与危害程度,自动调度无人植保机实施定向、精准除草作业。
处方图驱动的变量作业
基于多光谱遥感影像反演水稻长势信息,融合区域土壤肥力、病虫害发生规律、本地农艺专家知识库等数据,智能生成变量施肥处方图、变量施药处方图,并实时传输至作业无人机、智能农机终端,实现化肥、农药按需定量、精准投放。
数穗估产与全程数据闭环
在水稻抽穗期通过无人机航拍成像,运用AI穗数识别模型自动统计有效穗数,结合穗粒数、千粒重等农艺参数,构建产量估算模型,实现地块级精准估产(误差≤±5%)。全环节感知数据、决策数据、作业数据统一接入智慧农场管控平台,构建全生命周期数据闭环,为生产管理提供数字化支撑。
本模式适用于我省及长江中下游水稻主产区,核心适配集中连片种植面积200亩以上、具备高标准农田基础、面临农业劳动力短缺、具备数字化转型需求的农业产业化企业、农民专业合作社、规模家庭农场等经营主体。目前已在浠水县完成规模化示范验证。
经济效益方面,综合水稻种植效益提升10%以上。育秧环节自动化码垛机器人替代70%人工用工;无人化耕、种装备可实现昼夜连续作业,耕整、插秧作业效率提升30%以上;基于处方图的变量施肥施药,每亩节约化肥、农药投入100元;无人机AI数穗估产为收获调度、仓储管理、市场销售提供精准数据支撑,有效降低产后损耗。
社会效益方面,通过举办示范推广活动,辐射带动周边双季稻种植500亩以上,吸引新型职业农民参与农业生产,推动农业生产方式现代化转型。
生态效益方面,通过变量精准施肥施药,实现肥料减量10%-15%、农药减量15%-20%,有效降低农业面源污染,推动农业绿色可持续发展。
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