陈斯
赵县，已经连续三年扛起了河北省“全程机械化示范县”的大旗，在精准作业试验示范中打响了持续的“攻坚战”。今年，河北省又重点在磁县、宁晋等8个县（市）的18个农机合作社打造“智慧农场”2.0版，试验示范精准施肥、精准施药、精量播种和高效节水等一批智能化和信息化为引领的全程机械化重大集成技术和装备。
今年“三夏”，河北省又让人“眼前一亮”。
6月13日，在赵县赵州镇姚家庄光辉农业机械服务专业合作社的田地里，数台“互联网+”智慧农机装备向人们展示了什么是“现代农业”的生产方式：合作社使用“河北省全程机械化精准变量作业物联网监测平台”，对“三夏”机收、精准高速播种、精准变量施肥、精准变量施药、高效节水灌溉等作业环节进行智能化物联网监测，形成一系列高效配套作业技术。河北省围绕发展现代农业，努力提升农机化与信息化融合，实现农机装备转型升级。
“智慧农机”在“三夏”期间持续发力。
先试先行 打造“河北特色”全程机械化按照信息化和精准作业引领全程机械化的建设思路，河北省农机部门依托国家农业智能装备工程技术研究中心赵春江院士团队提供的全程机械化解决方案，联合河北省农科院粮油作物所专家团队，经过3年的不懈努力探索，具有河北特色的全程机械化解决方案基本形成。
“通过开展农机合作社‘智慧农场’主题示范活动，近两年合作社年年实现‘双丰收’，在经营方式和生产方式上都发生了深刻变革。”光辉农业机械服务专业合作社理事长姚凤娟激动地说。
在农口资金比较紧张的情况下，河北省资金规模不降反增。3年来，省财政累计投入5200万元，创建了24个全程机械化示范县，打造了54个农机合作社“智慧农场”。
河北省农业机械化管理局局长戎美瑞告诉记者，近年来，按照农业农村部全程机械化示范县创建要求，河北省农机局积极争取财政对农机化的投入，引导农机化发展资金在全程机械化示范项目上不断增加。赵县等8个县，扎实开展创建工作，荣获了“全国农机化示范县”的称号。
“三夏”期间，这些农机合作社“智慧农场”，在农机作业调度、机务管理、财务管理等方面，由过去人工记账、电话指挥，转变为依托移动互联网，使用电脑、手机APP等装备，在“智慧农场”精准作业系统平台、“农机直通车·全国农机化生产信息服务平台”上实现现代化管理，有效提升管理水平。
“我们分批次在省内设了多个应用示范县、示范合作社和示范田，使合作社在肥料投入、农药投入、灌溉、播种量等关键的措施上得到了合理优化，达到提质增效、稳步增产效果。通过推进全程机械化精准作业，现在1亩田可节约成本20元左右，若同时加上合理的肥水运筹，既提高了作业效率，又提高了作物产量，每亩就可增加收入20—30元。这样里外一算，1亩地合作社就可增加效益30—40元，这是多么可观的一组数据！”河北省农业机械化管理局副局长郭恒对记者算了一笔“激动人心”的帐。
“光辉农机专业合作社愿意在省农机局和县农机部门的指导下，与国家农业智能装备工程技术研究中心和河北省农科院专家团队开展密切合作，继续做河北推行全程机械化和精准农业的先锋！”姚凤娟指着一块“‘十三五’国家重点研究计划项目智能化精准施肥及肥料深施技术及其装备示范应用基地”的牌子坚定地说。
心中有责方为艺。一批以信息化和精准作业为引领的全程机械化重大集成技术和装备投入农业生产，使河北省在全程机械化“补短板”方面取得了突破性进展。
精准发力 让耕种收更省钱省力高效精准播种、精准施肥、精准施药、高效节水是今年河北全程机械化示范县创建中的8大试验示范技术中的重点。
在演示现场，一台指夹式四行玉米清垄免耕施肥播种机使原本还铺着秸秆的麦茬地瞬间变成了一条规则整齐的苗床带，让记者连连称奇！走近观察发现，原来这款机器安装了前置粉碎机先对麦茬进行粉碎，然后把粉碎的秸秆抛洒到玉米播种带两侧，形成大概15cm宽度的播种带，可一次性完成了秸秆粉碎抛洒、免耕精量播种、除草剂对行喷洒、播后镇压等多个环节。
“我们之前用的玉米播种机很简单，而且作业过程中机器性能很不稳定，开快了更容易出问题，播种不规则，经常漏播，亩株数少了，产量下来了。有了这台机子后就大不一样了，作业效率和播种质量大大提升。”姚凤娟感叹道。
“指夹式播种机是一种依靠取种指夹来实现柔性夹持排种的机械式播种机，可以提高播种精度，解决伤种严重和缺苗断垄等问题。关键是这种机具播种高速均匀、破损率低、对种子的大小外形要求不是很严格。每小时可行走8公里，1天可以播种200—300亩，比常规播种提高50%。”河北省农林科学院粮油作物研究所研究员籍俊杰向记者介绍道。随后，籍俊杰指着播好的苗带对记者说：“由于播种后形成了这条宽15cm的无秸秆苗带，可以有效减少玉米二点委夜蛾的虫害发生。同时，因为另外3/4的土地仍然被小麦秸秆覆盖，与秸秆还田相比，还能有效防止水分蒸发，更利于玉米的抗旱保苗。”
精准变量施肥是国家农业智能装备工程技术研究中心王秀研究员一项研究成果。王秀研究员告诉记者，河北省农机局给我们提出要把精准施肥纳入到全程机械化解决方案中，以此打通全程机械化的全作业链。去年我们着手在赵县光辉农机合作社开展试验。我们在系统中采用了PID控制技术，通过综合运用GPS测速技术、电机控制技术、传感器监测技术和PGS技术，根据不同时期对施肥量的需求，实现精准变量施肥。施肥作业中，用户肥量设定后，该装置会根据拖拉机速度变化进行施肥量调节，保证施肥均匀性。同时，可以实现整个作业过程中施肥量的实时监测和远程传输。
高效节水也是现代农业的重要标志之一，大水漫灌不是现代农业的特征。郭恒副局长表示，河北坚定信心，探索适应一年两熟类型区和规模化种植条件下的节水农业推广模式，通过精准高速机播+高效淋灌配套技术，再配以信息化技术，充分提升农作物对水分的利用率。
在精准施肥播种机后“登场”的是一架行走式桁架淋灌机，它正伸展着细长的“双翼”在田地中缓缓移动进行对行淋灌。
籍俊杰研究员告诉记者，这台机器是对现在常规使用的卷盘式水枪喷灌机进行了“革命性”的改革，解决了合作社浇地省工不省水的难题。经过两年多的不断改进，单机可有效控制不少于300亩喷洒面积，喷洒幅宽可达40—70米，浇地最大距离320米，无需修建水渠和田埂，又可节省水渠田埂。作业时能严格控制降水量，节水省电，同时保证喷洒均匀度相一致，确保粮食稳产高产。在小麦灌溉作业季节，一个1000亩的种植合作社，使用2台行走式桁架式淋灌机，一季节省3万元。郭恒副局长补充道，我们在技术体系上强调配套技术。尤其在夏玉米全程机械化上，挖潜的力度更大，效果更明显。这款机器与刚刚展示的精准施肥播种机配套使用，水只浇在苗带上，更加相得益彰。在一年两熟区，常规顺畦垄灌溉和圆盘喷灌都在50方以上，而这款机型亩用水只需要15-20方，比普通灌溉模式可节水50%以上，提高灌溉作业效率和减少亩灌溉用水量方面真正实现了节本增效。
最后亮相的是自走式高地隙精准变量喷药机。只见其喷杆液压自动折叠展开，喷杆喷雾高度可自动调节。
“1.8米高地隙底盘设计能够适应河北一年两熟区小麦、玉米全生长期的农药喷洒要求。它采用电子集成控制技术，通过综合运用GPS定位系统、电子液压控制系统，集成压力传感器、流量传感器、车辆行走速度传感系统，实现化学农药喷洒自动变量控制。也就是说能保证单位面积的施药量是恒定值，达到节约化学农药喷洒效果的目的。配合北斗导航定位装置，在规模化作业时做到不重喷、不漏喷。”王秀研究员继续解释道，“采用精准农药喷洒方法，可以节约50%的喷洒药液，这是这两年来在赵县等地的成功实践。今年，配套农机精准变量作业物联网监测平台还能实时监测作业状态、喷药量、作业轨迹、作业图像等信息。”
综合应用现代高新科学技术，以获得农田高产、优质、精准、高效的现代化农业生产模式和技术体系，一帮热血的农业工作者正推动农业机械化的重大进步。
测土配方 深做“3S”文章如何让这些智能农业装备发挥最大效用？如何让精准农业技术最大程度宜地化？
那就是，必须实现新一代信息技术与农业生产全面结合。
“精准技术以3S（地理信息系统GIS、全球导航卫星定位系统GNSS、遥感RS）技术为核心，根据作物生长的土壤性状、水肥状况、环境背景、气候条件的空间变异，定位、定时、定量实施现代化的农事操作与管理，以最少的投入或最节省的投入达到最高的收入，并保护和改善环境，高效利用农业资源，以取得最佳的经济效益和环境效益。”王秀向记者阐述道，“此次在赵县等地，我们应用的就是无人机遥感技术来分析指定地块的氮素养分，分析每个地块的长势优劣，然后根据生成的光谱“形成配方”，在配肥车间进行配肥，再由精准变量施肥机的变量控制系统接收北斗导航对速度的定位，按指定肥量施到指定地块。”
为了让记者能进一步了解其中原理，王秀团队的技术人员进行了实地展示：将一台5波段多光谱传感器（照机）安装在无人机上，技术员调整地面站，利用卫星定位系统定位一块农田，通过规划无人机工作路径即可合成长势成像，最后采用光谱分析法测算土壤养分。
“精准施药、精准施肥、精准播种等一系列动作都可通过监控平台和手机APP同步展示，方便农机合作社管理和机手作业时实时监测，工作人员也很容易在地面站进行控制和追踪无人机的工作状态和轨迹。”王秀介绍道。
郭恒表示，智能农业装备是精准农业技术实施的载体，是提高农业资源利用率、保护农业生态环境的重要支撑。智能化使农业生产由定性到量化、由经验主义到科学运作，而3S技术使农业管理由宏观变得微观、耕作模式由粗放生产转变为精准作业。用精细化、规模化提升各种资源的配置效率，是来实现合作社的规模效益是必由之路。
“过去，刚开始搞智慧农机，我们局限于在拖拉机、联合收获机等主机上加装各种先进设备，这种做法在一定程度上是可以提高农机生产者的管理质量，这是1.0版。现在我们把解决方案重点放在拖拉机的后面，针对作物，从根本上解决对大田作物的水、肥、药、种的控制。现在我们河北省做的，就是想帮助合作社来指导具体的生产过程，帮助合作社实施管理——怎样少施肥多产粮、怎样提高肥料利用率、怎样进行合理灌溉、什么时候喷药最合适、用药剂量多少……总结精准作业在实际情况中发生、发展和变化的规律，真正用科学精准的方法将现代高新科学技术与生产实践相结合形成技术模式，具体指导生产实践，这是2.0版。”郭恒在接受采访时表示。
显然，河北省要做的，不仅是对管理方式进行更新，更像是掀起了一场现代农业生产方式的“革命”。
给力物联网 打造“智慧农场2.0”如果说，两年前河北“智慧农场1.0”引入了精准施药、精准播种和高效节水技术开精准作业先河，引进精准作业大数据管理系统平台，解决了联合收获机、拖拉机卫星定位导航等作业信息管理，那么，在经过两年试验示范，精准施药、精准播种和高效节水技术进一步完善，精准施肥技术成功列入全程机械化解决方案后，今年，河北省在“智慧农场”创建中，对精准施药、精准施肥、精准播种、高效节水4大作业环节技术再升级，尝试将物联网系统和传感器、图像处理技术引入4大作业环节，全方位对精准作业进行监控。
“这个河北省全程机械化精准变量作业物联网检测平台做到了四个集成，一是传感物联技术实现喷药量、施肥量、灌水量、播量的自动采集与物联网数据传输；二是北斗卫星定位技术实现作业机具实时位置监测、速度监测、作业面积计量、作业费用计算；三是GIS技术实现基于在线地图的农机位置监测、作业状态监测、作业量统计、作业轨迹回放；四是摄像头实现作业视频监测及远程图像抓拍上传。监控平台和手机APP同步实用展示，方便农机合作社管理和机手作业时实时监测。作业统计生成农机作业报表进行打印。”郭恒向记者介绍道，“通过这给力的物联网，我们成功地打造了‘智慧农场2.0版’，未来农业生产会因物联网而发生翻天覆地的变化！”
这么“高大上”的技术，操作起来是否能“接地气”呢？
在监测终端主界面上，只见技术员轻轻按下F8键，就可以在设置界面选择喷药、施肥等作业类型，设置校正系数、作业单价、作业幅宽等。
“以喷药为例，监测主界面可全面采集亩数、单价、总价、喷药量、总药量、作业幅宽、作业面积统计、作业时长等信息。而且作业操作非常便捷，只需要机手作业前按F1键开始作业，作业结束后再次按F1键结束作业。按F2键可切换到视频界面，机手在驾驶室可方便查看喷药机械、施肥机械工作状态。”王秀边展示边介绍道。
“按照农业农村部的部署，在‘十三五’期间，河北深入开展主要农作物生产全程机械化推进行动，结合区域禀赋和本省机械化发展的实际，找准突破口，从农业供给侧结构改革入手，以大田精准作业和信息化引领全程机械化，强弱项、补短板，初步探索了适应河北区域特色的小麦玉米全程机械化技术体系和解决方案。下一步，我们要持续发力，丰富主要粮食作物高效生产全程机械化技术体系，完善精准解决方案，推动河北的全程机械化示范县创建工作深入开展，取得更大的成效。”河北省农业厅副厅长段玲玲如是说。
在能量满分的艳阳天，乘着金色饱满的麦浪，河北在精准作业的全程机械化道路上又“狠狠”烙下了一个印记。
后记——当记者又一次走进赵县，走进光辉农机合作社，心情是多样的。除了“故地重游”的亲切感，更多的却是一种新鲜感和意外感，一年时间，河北、赵县和光辉合作社在精准作业上的进步让人刮目相看。
据了解，自5月启动项目以来，所涉及的农机合作社倒排工期，加快推进项目进程，力争当年上项目当年见效果。今年的几个示范县，排队等王秀团队进行精准变量施肥技术指导，按新模式组织生产。如沧州的一个合作社联社有近万亩土地，也只能排在第4名开外。
在与河北省农机局负责人的交谈中不难发现，现在可选择的技术体系和解决方案太少。精准施药和高效节水，从研究初步定型到改进机型，再到用户端使用和进一步熟化改进，有太长的路要走。大专院校科研单位既要加强研究，应用方也需要对提供的现代农业解决方案进行筛选、比较，探索区域性的解决方案。
现在，河北就要着力解决研发成果少且力量不集中的问题，既支持研发创新，又支持集成应用，打造一批批可学习、可复制、可推广的样板县。
由传统农业向现代农业转化是一个较长时期的过程，但减成本、提效益、强管理的脚步一刻都不能停止。期待不久的将来，河北会再一次“惊艳全场”。
指夹式四行玉米清垄免耕施肥播种机
桁架式淋灌机
自走式高地隙精准变量喷药机
5波段多光谱传感器
物联网监测终端
