智农先锋团队深耕土质检测赋能无人农机 创新方案领航农业碳中和新赛道

在乡村振兴与"双碳"战略双重驱动下,一支名为"智农先锋"的科研团队近日在天津农田开展土质检测示范,标志着我国农业智能化迈入"数字地图+新能源动力"深度融合的新阶段。团队将高精度土壤数据与无人驾驶农机结合,推出覆盖"耕、种、管、收"全流程的无人化作业方案,为解决农村劳动力短缺、保障粮食安全提供了创新路径。

数字底盘构建智慧农业新生态

依托北斗导航与多光谱传感技术以及激光雷达,通过发射激光束并接收反射光,快速获取周围环境的三维点云数据。具有高精度、高分辨率的特点,能够精确测量距离,有效识别障碍物的位置、形状和大小。构建了高精度的数字化农田地图系统可实时采集土壤墒情、肥力等18项指标,精度达到±2.5厘米。这些数据通过云端算法生成定制化耕作方案,直接传输至新能源无人农机控制系统。"我们相当于给每块农田建立数字档案,农机作业不再是'一刀切',而是像老农人般懂得因地制宜。"项目负责人介绍。该技术已在山东寿光无人农场验证,使冬枣种植水肥利用率提升37%。

新能源动力破解丘陵作业难题

数字底盘构建智慧农业新生态

针对传统农机在丘陵、大棚等场景的适应性局限,团队研发出模块化动力系统,支持纯电动、沼气、氢能等多能源切换。智农先锋团队研发出了模块化动力系统以及智能底盘和行走系统。该系统支持纯电动、沼气、氢能等多种能源切换,极大地提升了农机的适应性和灵活性。同时其底盘采用了可调节悬挂结构,针对不同地形有不同的行走方式。在松软的沙地或泥泞的湿地机械可切换至宽履带模式,增大与地面的接触面积,降低压强,防止机械陷入;在山地爬坡时,切换为高扭矩驱动轮模式,提供强大的驱动力,确保机械能够顺利攀爬陡坡。同时在湖南省农科院测试显示,其纯电智能拖拉机语音操控响应速度0.3秒,在45°坡地仍保持稳定耕作。相较于柴油动力,新能源农机每亩作业成本降低62%,碳排放减少85%。目前该设备已在云南普洱茶园、浙江草莓大棚等经济作物区推广,狭窄空间转向精度达毫米级。

农艺智能融合保障粮食安全

面对我国农作物种源"卡脖子"困境,团队将育种数据纳入智能决策系统。在天津示范基地,通过土壤-气候-品种多维度匹配,水稻亩产提升至825公斤,较传统方式增长22%。这种"数字农艺师"模式,使东北黑土地保护性耕作覆盖率提升至65%,有效遏制土壤退化。国家农机装备创新中心专家评价:"这不仅是技术创新,更是农业生产关系的重构。"

智农先锋更是使用了高分辨率摄像头,具备高像素成像能力,能够清晰捕捉农作物叶片、茎秆等部位的细微特征,分辨率可达数亿像素,确保病虫害初期的微小症状,如针尖大小的病斑、细微的虫蛀痕迹等都能被精准记录。镜头通常具有广视角和良好的光学性能,可在不同光照条件下获取清晰图像,且具备一定的防抖功能,以适应无人农业机械在移动作业时的拍摄需求。

未来展望

智农先锋团队在天津农田进行土质检测

团队计划三年内建成覆盖主要农业区的无人化作业网络,目前已与中科原动力等企业达成战略合作,共同推进氢能农机的量产。随着农业农村部《"十四五"信息化规划》的深入实施,这种"数据驱动+绿色动力"的创新模式,正在重塑中国农业的底层逻辑,为端牢"中国饭碗"注入科技动能。正如团队愿景所言:"让每一粒种子都生长在最优解里,让每一亩耕地都释放碳中和潜力。