伴随着现代物联网技术、大数据、移动通信等现代信息技术在农业领域的广泛应用，我国传统农业生产方式正在发生深刻变化，尤其智能化农业生产更是呈现出强劲发展势头。北大荒集团下属的七星农场作为中国农业领域“国家队”的一支先锋队伍，近两年对规模化种植的大田农业作物开展了智能化技术的研究和实践，提高了现代农业管控能力和粮食生产水平。

位于三江平原的七星农场现有耕地122万亩，其中水田105万亩，年生产粮食15亿多斤。2011年农场被科技部确定为国家农业科技园区，2019年被农业农村部、财政部列为国家现代农业产业园建设单位。近年来，农场加大科技投入，农机化率达到98％以上，科技贡献率达到70％以上，水稻生产实现了全程机械化。2017年农场又完成了全国最大的大田种植业物联网平台项目建设，通过物联网设备自动采集与人工智能输入方式，拉开了农场122万亩耕地智慧农业建设的帷幕。

2018年9月，习近平总书记来到七星农场考察，提出“农业要振兴，就要插上科技翅膀”的新要求。在习近平总书记指示精神的激励下，农场从当前农机装备、农艺技术和信息化建设等方面评估分析，认为农场具备了进入农业智能化发展的新阶段，在黑龙江省率先提出了实现水稻生产全程智能化的建设目标。农场与哈工大科研团队合作编制完成了水稻生产全程智能化规划和实施方案，正式开启了智慧农业建设的新征程。

准确界定水稻生产全程智能化的内涵

水稻生产全程智能化，就是通过田间智能化物联网设备实现信息采集，构建起农业大数据，在融合农学理论和农艺技术的基础上，综合利用5G技术、无人驾驶技术、地理信息等现代技术，实现农业生产种、管、收、运等全流程的数字化和无人化。具体包含四方面内容：一是水稻生产全程智能化是农业大数据参与管控下从种子到收获、加工、销售有效衔接的系统智能化管理过程。二是水稻生产全程智能化是现代信息技术、智能装备技术与农艺技术等全方面集成组装。三是水稻生产全程智能化是通过大数据构建的优质、高产、高效模型通过智能装备充分体现出来。四是水稻生产全程智能化是降低水稻生产成本的主要措施，“无人化农场”是主要表现形式。

认真破解水稻生产全程智能化的瓶颈问题

开发水稻叶龄智能诊断系统。叶龄诊断技术是寒地水稻种植的核心农业理论，而农学与信息科学之间的学科壁垒是长久以来制约信息技术在农业生产上有效应用的主要因素。为了使信息技术真正在水稻生产领域扎根，农场通过部署在田间的专用采集设备获取相关的信息，经由后台云服务系统实现高效智能叶龄诊断，取得技术突破。经过两年的研发和实验，农户现在可以用手机APP获取田间水稻龄期信息，并根据龄期相适应的栽培、植保等指导信息及时执行相应的农艺措施，提高肥药施用精确性和及时性，水稻生产迈向智能化时代。

建立农业大数据应用水稻生产智能管控平台。水稻生产全程智能化是农业大数据在水稻生产上的具体应用，运用大数据高效指挥农业生产是实现水稻生产全程智能化的核心任务。这个指挥平台由评估决策体系和大数据分析工具等组成“农业大脑”，其工作模式一是采集和管理大数据信息。通过数据采集系统及时感知各种农作物长势、作业标准等信息，形成大数据后通过地理信息系统将农业大数据分类分区域管理，实现点对点匹配。二是建立大数据应用模式。农业大脑依据大数据总结的各要素对作物生产影响的规律，以优质高产为目标，结合各种信息及成本控制等进行深度分析和决策。三是对各生产环节智能设备发出指令。农业大脑将决策通知调度系统，由调度系统生成作业任务传导分派给不同的智能装备单元。四是执行任务。每个智能装备单元接收到任务之后，把任务分解变成具体装备的动作细节，安排装备按照指定的时间完成作业并返回。五是执行反馈。信息采集系统监测智能装备作业质量、进度等信息，再反馈给农业大脑评估作业质量以及后续工作，形成闭环控制。

加强大田物联网和5G专网建设。农场借助国家大田农业物联网应用示范项目，通过在田间布置240余套水稻生产数据监测采集设备、20处气象站、20处水位监测点、70余处病虫害监视点、100套农机作业监测设备，实时采集各类信息并形成大数据，为“农业大脑”提供支持。同时农场还与中国移动合作在水稻智能化示范区开通了垦区首个5G基站，开展了5G应用场景下的无人农机作业实验。今年农场继续加强5G专网建设，年底可实现场区内5G信号全覆盖。

开发应用智能化农业装备。农场从实现全程智能化目标出发，明确了育苗、插秧、管理、收获和整地作业等生产过程的具体研发任务。侧重研发智能装备技术的实用性，以水稻生产的现状为应用场景，重点开展智能叶龄诊断、导航无人驾驶、生产信息自动获取等技术和装备的研发和应用。侧重研发以育秧工厂和无人农场为目标，重点开展“农业大脑”管控、工厂化育秧、农业机器人、智能遥感诊断等技术和装备的研发应用。

不断完善水稻生产全程智能化载体建设

为推进水稻生产全程智能化，农场确定了以建设“两园三区一平台”的技术支撑与推广载体。“两园”即农业、农机科技园，作为科技创新平台重点开展农业技术、智能农机装备的试验示范和叶龄诊断技术的数字化研究。“三区”即农业标准种植示范区、节水灌溉示范区和无人农场示范区，重点开展智能化技术田间验证和技术集成组装。“一平台”即大数据平台，重点进行大数据的采集、处理、分析，开发应用程序，努力提高北大荒智能化农业生产新水平。