【中國網】數據驅動+智能化 探索黑土地保護“大河灣模式”
中國網/中國發展門戶網訊 (記者王振紅)9月29日，中國科學院在北京召開新聞發布會，發布“黑土糧倉”科技會戰階段性成果。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動的黑土地保護利用“大河灣模式”。“‘大河灣模式’探索構建‘數字化決策+智能化執行+針對性保護性耕作’的智能化黑土地保護，擬將大河灣示范區打造成黑土地保護與產業融合發展的現代化農業典范與標桿。”
張玉成介紹說，大河灣模式的核心是“數據驅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“數據+智能裝備”為支撐，打通黑土地保護數據流，開發黑土地保護智能系統，實現高技術引領的智能化黑土地保護系統解決方案。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理論，數據的價值在于流動中產生。將黑土地作為整個數據流的核心，實現從“觀察、判斷、決策、執行”的數據閉環。通過數據的不斷迭代和自學習，實現“智慧”的黑土地保護。
兩項支撐，一是實現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，劃分的依據滿足“管理、地形、種植、作業”四類要求，實現黑土地“宏觀保護”到“微觀保護”的打通。二是將黑土地保護農藝措施的信息化，黑土地保護的處方是農學科學家長期積累的寶貴經驗，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，為四個層次的黑土地保護提供治理方案。
四類技術，一是數據采集技術，建立了“天-空-地-人-機”的綜合數據采集體系，遙感與無人機側重“宏觀”網格的數據，地面監測、人工探測、農機監測等近地表的監測提供微觀10米*10米的數據采集，針對大河灣16.1萬畝耕地493個地塊即將建立110萬個10m*10m的精細化網格，每個網格包括氮磷鉀、有機質等數據，為示范區黑土地提供準確的本底數據并建立了數據檔案。二是大數據分析技術，建立了各類黑土地保護農藝、數據反演、作物生長等模型40余套，基于大數據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，基于小樣本數據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。四是智能化執行技術，依靠智能農機裝備在“耕種管收”過程中的精準執行，減少人為干預。目前示范區正基于定制化的農藝模式及計算所、金屬所、沈自所等單位的成果開發一整套可全程無人化作業的“耕種管收”智能裝備，未來可大大減少人工，提高作業效率。
一套標準，“用好養好黑土地”的核心是“產量不減少，土地多休息”，大河灣模式在農業智能技術的助力下，通過提高畝均單產實現總產量不減少，增加休養生息的土地數量。大河灣模式初期實驗的目標是：在大河灣農牧場現有耕作標準下，在不增加投入品的條件下，依靠90%的土地維持不減產的目標，每年就可以拿出10%的土地休養生息，10年實現全部土地休息一次，形成良性循環。按照該目標制定信息技術標準和耕作農藝規程，形成支撐大河灣模式的“標準”。
張玉成介紹說，經過一年多的探索和實踐，“大河灣模式”針對示范區提出了一套兼顧產業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的“耕種管收”智能裝備;形成了從“數據采集-分析-決策-執行”的管控與評價大數據系統，預期將形成10%以上節本增效效果，實現“用好養好”黑土地的目標。
張玉成指出，“大河灣模式”將農業智能技術與黑土地保護利用深度融合，實現了耕地、作物、農藝數據“采集、分析、決策、執行”的閉環管理。利用智能農機，“大河灣模式”提出了以高新技術引領黑土地可持續利用的解決方案，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“智能化”的新模式。
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