高标准的基本农田建设

若要进行水稻的智慧化生产，首先要进行高标准的基本农田建设。这种建设主要是通过土地整治建设形成集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，并与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。建设高标准农田的目的是实现机械化、规模化和智慧化，从而提高农业生产的效率和质量。

机械化生产需要方便大型智能农机进出作业，因而要确保耕地平整，并修建入田道路，以便农机运输和操作。规模化生产则需要土地规模适当，能够连成一片，以便于统一管理和规模化经营。智慧化生产则需要高速网络的支持，以便及时应用新技术到农业生产中，提高生产效率和产品质量。

高标准的基本农田建设还需要完善的农田基础设施，包括道路、沟渠、灌排等，农田需以条带状分布为主，田块之间互联互通、衔接顺畅，以便于大型智能农机进出作业、调头转移等。这些基础设施的完善将为智慧化生产提供有力的支持和保障。

智能农机，水稻智能化种植的好帮手

水稻的智能化种植是借助物联网技术，来推动农业生产的自动化和管理的智能化。智能化的灌溉调节和精准施肥，可以有效提升产量、优化品质、减少人力投入、降低成本，从而提高经济效益。其核心目标是提升水稻全产业链的“产业安全和战略保障”能力。

水稻的智能化种植涉及的智能农机装备包括：耕（如：深松、深翻）、种（如：播种、插秧）、管（如：植保、施肥）、收（如：收获）、秸秆综合利用（如：打捆、还田）等各个环节的机械化作业。

智能旋耕机能够进行土壤细碎，使土肥掺和均匀，地面平整，以达到水田栽插的要求，有利于争取农时，提高工效。

智能插秧机能够实现水稻智能化栽插，并形成栽种的智能化监管。通过这种智能化的农机装备，可以实现水稻种植的智能化监管和高效作业。

植保无人机具备智能播撒和精准喷洒功能，可以灵活搭载不同容量的作业箱。通过手机或智能遥控器，操作人员可以在各种地形条件下轻松高效地进行施肥、施药等作业，为农业生产者提供智能、精准、高效、灵活的生产解决方案。

智能收割机的主要功能是一次性完成收割和脱粒，将籽粒收集到粮箱，然后通过传送装备将粮食输送到运输车上。这种设备可以实现智能化收割作业，并具备智能化测产、统计作业面积、评估单产等功能。

智能化运输主要实现了农场的智能化运秧、运粮、运农资，通过物联网实时数据监测，可以准确判断作物的收割情况，并实时控制运输车，从而实现精准、高效、节省时间成本的运输，减少人力劳动。水稻的智能化种植涵盖了从机械化育苗到种植、管理、施肥、收获的全过程，实现了水稻种植的全链机械化、智能化和无人化。这不仅提高了水稻的生产效率，降低了劳动成本，还解放了农村的劳动力。随着物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术与农业生产的深度融合，未来的水稻种植大户将逐渐转型为“新农人”，借助科技力量赋能水稻种植生产。他们将通过智能化和机械化的手段提高生产力，进一步促进水稻增产增收。

水稻智慧生产的四大技术储备

水稻智慧生产的实现需要农业科技人员、农民、政府和企业等各方的共同努力，通过科技创新、管理创新和制度创新来实现水稻生产的可持续发展，为农民增收、为国家粮食安全作出贡献。目前，水稻智慧生产已经在不同程度上得到了广泛应用和推广。

水稻智慧生产是新一代信息技术、装备技术和种植农艺的深度融合产物。它通过在线化和数据化农业生产资源、环境、栽种装备等各要素，实现对水稻种植的精准化管理、生产过程的智能化决策和无人化作业。在这个过程中，物联网技术、大数据技术、人工智能技术、智能装备技术四大技术起到了关键性作用。它们通过深度融合，形成了智慧农业的基石，推动了水稻生产的现代化进程。

（1）物联网技术

物联网主要为水稻智慧生产提供了全面感知环境的传感器技术，以机器视觉和遥感为核心的水稻生长表型技术和视觉导航技术，能够动态感知水稻的生长状态，并为生长调控提供关键参数。物联网技术提供的各种装备的位置和状态感知技术，能够为获取装备导航、作业技术的参数提供可靠保证。

（2）大数据技术

水稻的智慧生产中，所有的作业任务都是通过智能装备完成的。智能装备依靠对各种实时数据的深入分析，能实现精准作业。这一过程产生了大量高维度、异构、多源的数据，而如何有效地获取、处理、存储和应用这些数据成为了一个亟待解决的问题。此时，大数据技术为处理水稻智慧生产中的多源异构数据提供了解决方案，这种技术实现了对数据的去粗取精、去伪存真、分类等处理。大数据技术还能在大量数据中挖掘和分析有价值的信息，从而形成具有规律性的知识库，并将其历史数据化，以备智慧管控、机器学习与调用。大数据与云计算技术和边缘计算技术相结合，形成了高效的计算能力，确保了智能装备迅速响应作业需求。

（3）人工智能技术

水稻的智慧生产中，机器成功地替代了人工，这一现状要求机器必须具备生产者的判断力、决策力和操作技能。人工智能技术的支持为农机装备装上了“智能大脑”，使农机装备具备了“思考能力”。人工智能技术赋予了农机装备识别、学习、推理和作业的能力。此外，人工智能技术还为农机装备云管控平台提供了基于大数据的搜索、学习、挖掘、推理与决策技术。复杂的计算与推理都交由云平台解决，这使得农机装备拥有了智能的大脑，实现了数据换脑。总体来看，人工智能技术主要包括智能识别、智能学习、智能推理和智能决策四大关键技术。

（4）智能装备技术

水稻智慧生产的核心理念，在于通过智能装备来用机器替代人工。智能装备作为人工智能技术与装备技术的深度结合，除了运用上述提到的人工智能技术，还需要借助机器视觉、导航、定位等技术，以此来实现对水稻生产过程中各环节作业运动空间、时间、能耗、作业强度的精准控制。

出品：科普中国智惠农民

科学顾问：唐忠 江苏大学农业工程学院教授，博士生导师

统筹：廖丹凤 郑锋茂 王长海 张瑞杰

策划：武玥彤

编辑：卢敬雯（实习）