2021年，中國科學院啟動“黑土糧倉”先導專項，為黑土地保護與利用提供系統解決方案，為保障國家糧食安全和生態安全提供科技支撐。

　　截至目前，中科院聯合黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古三省一區已共同打造了7個萬畝級示范區。在黑土地保護示范區，中科院和當地一道探索未來農業的方向。

　　在探索沿江村的模式中，出現了農業機械配套制約農業發展問題。

　　中國工程院院士、土壤學家張佳寶直言，中國的大型農機主要依賴進口。“大家現在都是在做一些小玩意兒，東北一定要有大型機械。大型機械、智能機械，是以后農業發展的方向。”

　　據中科院科技促進發展局副局長許航介紹，中國安全可靠的農機供給不足，被視為是農業關鍵“卡脖子”問題。一方面，免耕播種是保護黑土地的有效方式，但是免耕播種機并未廣泛推廣。此外，黑土區域機械化程度高，但高端農機市場長期被國外占領，價格高，且存在信息安全隱患。

　　為了用好養好黑土地，大河灣示范區由中國科學院計算技術研究所牽頭，依托我國大型國有農墾企業集團——呼倫貝爾農墾集團規模化、機械化種植的產業基礎，打造一種智能化的黑土地保護與利用模式。

　　在大河灣示范區，“T300(400馬力)智能電動農機”及小巧靈活的巡檢測土機器人相繼出現。

　　它們的共同點在于：雖然沒有駕駛艙，但卻有人工智能的“大腦”。只需一個平板或者一個代碼指令，就能在遼闊的農田中“各司其職”：巡檢測土機器人能代替人工實現巡田，并現場采集土壤、圖像、視頻等數據，分析作物的出苗率、長勢等；電動智能拖拉機只要配備適當農具可進行耕、耙、播，自主路徑規劃、路徑跟蹤、自主作業；定制化的多功能免耕播種機可以實現開溝、分層施肥，種肥同播、覆土、鎮壓一次完成。

　　“我們最大的優點在于真正地實現了無人耕作，同時利用的是清潔能源。”中科院計算技術研究所正高級工程師張玉成說。從外形看，沒有駕駛艙的農機頗具科技感。“不少人說這些農機看起來不像拖拉機，但誰規定拖拉機就必須是原來的樣子呢？”既然“跨界”，那么大膽一點也無妨。

　　“其實我們做的并不是大家傳統印象中農業里育種施肥的工作，更多偏向于算法、自動化技術等等。”中科院地理資源所博士生湯安琪說。在實際應用中，無人機會從農機的機艙中飛出，用來勘探土壤中的氮素、病蟲害情況，還能測產和評估災情，然后將數據傳回，幫助智能農機做出決策。

　　“我們是一幫搞計算機的去做拖拉機。”張玉成笑稱。他曾經做過一個詳細的測算：同樣200馬力的農機，用傳統農機需要兩個駕駛員“兩班倒”，一天有效時間也就10個小時左右，這種工作強度下，人很容易產生疲勞。

　　但如果把智能農機當成一個電腦就可以編程，對它下達指令，中間除了充換電時間，剩下的時間都可以持續作業。“舉例來說，我們設定好程序，為農機規劃好路徑之后，智能農機可以在半夜三點作業，不需要人跟，效率就有了一個飛躍。”張玉成說。

　　“目前東北地區小馬力的農機作業幅寬窄、土壤反復被碾壓，導致黑土地變硬。”張玉成說，該所研制的“鴻鵠”T300智能農機是面向黑土地定制開發的大馬力電動智能農機。其突破大馬力電驅技術，主驅電機功率達到300千瓦(407.88馬力)，通過大馬力帶動更寬幅機具，減少對土壤的壓實作用。

　　同時，智能農機采用智能技術，能夠在耕作過程中完成土壤、作物、農藝的數據采集，從而讓人更了解黑土地變薄、變瘦、變硬的情況。

　　張玉成介紹稱，智能農機集成了50余種傳感信息，能夠針對黑土地開展土壤、作物等作業環境和本體狀態的數據采集，使之成為黑土地上的數據“爬蟲”，為黑土地保護提供準確的數據。東北地區無霜期短、作業時間緊，通過智能化提升，減少或替代人力進行無人作業，可以延長作業時長、提高日作業效率。

　　“智能農機把駕駛艙里的人給‘請’了出去，它就不再是一個簡單的動力系統，而是計算機、手機和拖拉機結合的綜合體，我認為這才是未來農機的整個發展方向。”張玉成說。

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