概述

寻求意向单位开展基于智能装备的水稻氮素精准管理技术集成与示范的研究

需求详情

1、技术需求：精准、及时、高效评估稻田氮素营养状况是合理施氮的基础，遥感技术的快速发展为无损高效精确诊断水稻氮素丰缺提供了可能。尤其是近年来，随着低空遥感平台的崛起，为稻田养分监测和氮肥需求诊断构建提供了高效的信息监测手段与多模态的遥感数据源。变量施肥技术是实现稻田精准高效施肥的关键，然而传统的变量施肥多依赖于专家决策系统，经验性强，适应性差。当前，将遥感技术提供的稻田氮素精准诊断模型与变量控制施肥相结合的研究尚处于理论研究和试验阶段，在大面积田间尺度上的应用还不够深入，亟需构建基于智能装备的水稻氮素精准管理技术体系，通过基于智能装备的水稻氮素精准管理技术集成与示范，实现“传统生产方式”向”精准高效绿色方式”转变、“过度依赖人工”向”以智能机械为主”转变和“主观经验判断”向”大数据智能决策”转变的目标，引领区域数字农业的发展。2、行业代表性：习近平总书记强调，要全方位夯实粮食安全根基，实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动。安徽省省委十一届五次全会提出，要牢牢把握“坚决扛稳粮食安全责任”的要求，加快推进千亿斤粮食产能建设行动。江淮地区作为我国重要的粮食生产基地，已进入传统农业向现代农业加快转变的关键阶段，本需求运用数字农业技术提高粮食作物生产精准化、智能化水平，持续推进农业生产方式转变，是推动江淮地区农业全产业链改造升级，实现农业综合生产能力持续提质增效的根本保障。需求对打造“千亿斤江淮粮仓”，建设高质高效农业强省，推动江淮地区农业现代化进程具有重要意义。在此背景下，本需求以长江中下游地区优质水稻品种为研究对象，利用多模态遥感数据对水稻生长发育全过程进行追踪监测，构建耦合多模态特征图谱的氮素营养高通量智能化监测方法，实现稻田养分状况的实时精确诊断，进而创建水稻养分智能化田间管理技术体系。技术的应用不仅有助于提升农业资源利用效率和农业生产综合效益，提升肥料利用效率和增加农业经营主体收入；还对降低温室气体排放，促进农业产业可持续发展和保障粮食安全等具有重大意义。3、需求合理性：2018—2024年连续6年，《中央一号文件》中均明确提出要“实施优质粮食工程”发的要求；《数字乡村发展行动计划（2022-2025 年）》、安徽省《科技强农机械强农促进 农民增收行动方案（2022—2025 年）》中也提出了“优质、高产、高效、安全、生态”农业的要求，可见，作物高产、优质、绿色发展已成为重中之重。水稻作为我国江淮地区的主要粮食作物，对于保障区域粮食安全发挥着重要作用，实现高产、优质、绿色发展一直是该区域水稻生产的核心需求。氮肥在水稻的生产中起着至关重要的作用，适时适量施氮是保证水稻高产优质绿色发展的重要措施。为确保本需求项目的顺利实施，已在农业生产园区建设成智慧农业物联网，搭建有可追踪水稻生长动态的天空地一体化AI管理平台。需求旨在已有软件设施的基础上，补充低空无人机智能机械，实现农业机械化全覆盖，促进生态智慧农业的研发和转化创新，提高盛农经济效益。与盛农大型现代农业科技企业的定位一致，与内设生态智慧农业研究院的理念一致，与盛农科技兴农，农业科技新技术应用位居全国行业前沿的发展理念不谋而合。4、技术需求创新性：针对国内作物（土壤）水分、养分监测模型时—空—谱特征联合利用不足、监测精度低诊断滞后决策不准等问题，构建基于多源数据的作物生长动态精细监测模型、研发农田水肥高效管理与诊断决策系统，显著提升国内农情监测与信息服务的能力，实现农业信息服务精准化、智能化水平。突破田间复杂环境下施肥智能控制装备作业效率差、决策处方与智能装备协同作业难的产业瓶颈问题，基于人工智能大模型增强设备精准性，以确保资源高效利用；整合决策处方与智能控制系统以优化操作流程，降低智能控制装备的成本，增强装备系统的协同性，促进数字农业智能装备的集成化、智能化发展。预期目标：1、实现盛农水稻生产区数字化监管。2、研发和应用基于智能装备的水稻氮素精准管理技术，引领区域农业数字化法扎；3、建立100亩以上的基于智能装备的水稻氮素精准管理技术集成与示范区，引领区域数字农业发展。4、提升智能机械应用效率，节约劳动力、减少化肥使用，增产。技术指标：1、构建基于低空遥感平台的多模态遥感敏感特征图谱集，建立特征数据库，建立水稻生产一张图；2、创建水稻氮素营养监测与诊断模型1套；3、构建基于水稻追肥决策模型的田块级施肥处方图。4、集成无人化的遥感感知平台和无人变量施肥装备，使水稻增产5%以上，化肥使用量减少20%以上。