【中國網(wǎng)】數(shù)據(jù)驅(qū)動+智能化 探索黑土地保護“大河灣模式”
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 (記者王振紅)9月29日，中國科學院在北京召開新聞發(fā)布會，發(fā)布“黑土糧倉”科技會戰(zhàn)階段性成果。中科院計算技術研究所正高級工程師張玉成在會上介紹了以智能技術驅(qū)動的黑土地保護利用“大河灣模式”?！啊蠛訛衬Ｊ健剿鳂嫿ā當?shù)字化決策+智能化執(zhí)行+針對性保護性耕作’的智能化黑土地保護，擬將大河灣示范區(qū)打造成黑土地保護與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)典范與標桿?！?/p>
張玉成介紹說，大河灣模式的核心是“數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化保護模式”：以“秸稈還田”“免耕播種”等常用改良措施為基礎，以“數(shù)據(jù)+智能裝備”為支撐，打通黑土地保護數(shù)據(jù)流，開發(fā)黑土地保護智能系統(tǒng)，實現(xiàn)高技術引領的智能化黑土地保護系統(tǒng)解決方案。大河灣模式的核心可總結為“一個理論，兩項支撐，四類技術，一套標準。
一個理論，就是黑土地保護的博伊德環(huán)理論，數(shù)據(jù)的價值在于流動中產(chǎn)生。將黑土地作為整個數(shù)據(jù)流的核心，實現(xiàn)從“觀察、判斷、決策、執(zhí)行”的數(shù)據(jù)閉環(huán)。通過數(shù)據(jù)的不斷迭代和自學習，實現(xiàn)“智慧”的黑土地保護。
兩項支撐，一是實現(xiàn)對黑土地的對象劃分，大河灣模式將黑土地按照“團、連、排、班”四級進行劃分，劃分的依據(jù)滿足“管理、地形、種植、作業(yè)”四類要求，實現(xiàn)黑土地“宏觀保護”到“微觀保護”的打通。二是將黑土地保護農(nóng)藝措施的信息化，黑土地保護的處方是農(nóng)學科學家長期積累的寶貴經(jīng)驗，將“秸稈還田”“免耕播種”“條帶播種”“有機肥深混”等技術建模，成為計算機可以模擬和仿真的系統(tǒng)，為四個層次的黑土地保護提供治理方案。
四類技術，一是數(shù)據(jù)采集技術，建立了“天-空-地-人-機”的綜合數(shù)據(jù)采集體系，遙感與無人機側重“宏觀”網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，地面監(jiān)測、人工探測、農(nóng)機監(jiān)測等近地表的監(jiān)測提供微觀10米*10米的數(shù)據(jù)采集，針對大河灣16.1萬畝耕地493個地塊即將建立110萬個10m*10m的精細化網(wǎng)格，每個網(wǎng)格包括氮磷鉀、有機質(zhì)等數(shù)據(jù)，為示范區(qū)黑土地提供準確的本底數(shù)據(jù)并建立了數(shù)據(jù)檔案。二是大數(shù)據(jù)分析技術，建立了各類黑土地保護農(nóng)藝、數(shù)據(jù)反演、作物生長等模型40余套，基于大數(shù)據(jù)挖掘算法分析黑土地“變薄、變瘦、變硬”的成因，在諸多因子中挖掘黑土地退化的主要因素。三是人工智能模擬預測技術，通過人工智能算法，基于小樣本數(shù)據(jù)針對不同的保護措施開展模擬與學習，預測不同保護措施在實施若干年之后的效果，智能篩選黑土地保護效果最佳的解決方案。四是智能化執(zhí)行技術，依靠智能農(nóng)機裝備在“耕種管收”過程中的精準執(zhí)行，減少人為干預。目前示范區(qū)正基于定制化的農(nóng)藝模式及計算所、金屬所、沈自所等單位的成果開發(fā)一整套可全程無人化作業(yè)的“耕種管收”智能裝備，未來可大大減少人工，提高作業(yè)效率。
一套標準，“用好養(yǎng)好黑土地”的核心是“產(chǎn)量不減少，土地多休息”，大河灣模式在農(nóng)業(yè)智能技術的助力下，通過提高畝均單產(chǎn)實現(xiàn)總產(chǎn)量不減少，增加休養(yǎng)生息的土地數(shù)量。大河灣模式初期實驗的目標是：在大河灣農(nóng)牧場現(xiàn)有耕作標準下，在不增加投入品的條件下，依靠90%的土地維持不減產(chǎn)的目標，每年就可以拿出10%的土地休養(yǎng)生息，10年實現(xiàn)全部土地休息一次，形成良性循環(huán)。按照該目標制定信息技術標準和耕作農(nóng)藝規(guī)程，形成支撐大河灣模式的“標準”。
張玉成介紹說，經(jīng)過一年多的探索和實踐，“大河灣模式”針對示范區(qū)提出了一套兼顧產(chǎn)業(yè)效益與黑土地保護的“耕作體系”;打造了一套可全程無人化作業(yè)的“耕種管收”智能裝備;形成了從“數(shù)據(jù)采集-分析-決策-執(zhí)行”的管控與評價大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，預期將形成10%以上節(jié)本增效效果，實現(xiàn)“用好養(yǎng)好”黑土地的目標。
張玉成指出，“大河灣模式”將農(nóng)業(yè)智能技術與黑土地保護利用深度融合，實現(xiàn)了耕地、作物、農(nóng)藝數(shù)據(jù)“采集、分析、決策、執(zhí)行”的閉環(huán)管理。利用智能農(nóng)機，“大河灣模式”提出了以高新技術引領黑土地可持續(xù)利用的解決方案，為我國東北黑土地保護與利用探索了一種“機械化”基礎上實現(xiàn)“智能化”的新模式。
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