未来，谁来种菜？种菜，如何降本增效？烟台，给出了响亮回答。

6月3日，国家重点研发计划课题——“露地蔬菜‘人—机械—环境—农艺’融合精量决策大模型研发”及“露地蔬菜无人化作业机具协同控制模型与挂配系统研发”研发团队联合国家大宗蔬菜产业技术体系收获机械化岗、烟台综合试验站，在莱阳召开白萝卜全程无人化生产观摩研讨会，集中展示了最新研究成果，为培育农业新质生产力注入了新动能。

从协同控制算法到精量决策大模型，从无人化耕种到无人化采收，小小的萝卜地里，上演了一场生动的无人化作业场景，在露地蔬菜领域提供了一个智能化破解方案，为保障未来中国人的“菜篮子”安全提供了有益借鉴。

算法让机头与不同农机具

稳定协同作业

在起垄种植环节，无人拖拉机载着起垄机驶过，田间呈现出一道笔直的垄，垄平沟直、垄距均匀，像用尺子量过一般，没有高低起伏，没有弯弯绕绕。

在采收环节，无人拖拉机载着收获机，将白萝卜瞬间拔起，砍掉多余的缨子后，将萝卜传输至跟随的无人运输车上，采收运输过程一气呵成。

“一头多用”，即一个无人拖拉机头搭配多种机具，是这次现场观摩活动的一大看点。

“以前的研究，大多是专门针对某个环节开发专用机型，且智能化程度低。即使有拖拉机挂接不同的耕种机具，作业精度也要靠机手的操作经验，拖拉机与挂接农具的协同控制能力差。而我们开发的是通用协调控制算法，就是针对不同的作业需求，加装相应的模块系统，让一台拖拉机挂配不同的机具，从而实现不同任务的智能无人化作业。”农业农村部南京农业机械化研究所副研究员管春松说。

如何让机头与不同农机具之间稳定协同作业？关键就是这套控制算法。

针对露地蔬菜生产中拖拉机与作业机具协同控制精度低、挂配适配性差等难题，他们开展了无人化拖拉机与多类型农具协同控制的技术研究，突破了无人拖拉机与多种农具稳态作业控制算法，开发出无人化作业机具挂配复合系统，实现20余种主流型号机具高质量作业，为露地蔬菜无人化生产与推广应用提供核心技术支撑。

他解释说，在具体的操作中，系统通过传感器采集实时作业数值，与预设标准数据对比后，将结果通过决策系统反馈给执行机构，由控制系统自动调整农机具作业参数，从而确保作业精度。即通过传感器、处理器、控制器等模块之间相互作用，实现从感知到决策、控制的过程。

效果非常明显。田间作业实测表明，耕作环节耕深稳定性及播种环节播深稳定性均超85%，收获环节损伤率低于5%。

“从现场作业效果看，白萝卜机械化生产整体表现稳定，全程机械化成套装备可适配莱阳当地的白萝卜规模化种植要求，有效补齐了传统种植模式的诸多短板。”国家大宗蔬菜产业技术体系收获机械化岗位科学家、江苏大学农业工程学院教授左志宇表示，下一步，将持续推广白萝卜全程机械化种植新模式，加强农机农艺融合，进一步提高机具作业性能与适应性，加快先进农机装备的落地应用与普及，降低人工成本、提升生产效率与品质，助力白萝卜产业向规模化、标准化、智能化转型升级。

大模型给传统农业

装上“智慧大脑”

巡检机器人驶入垄间，机身布设的诸多“眼睛”开始“亮”了起来。在后方的平台上，实时显示出植株的健康状况。当一片黄叶出现在屏幕上时，系统平台很快给出评价并提供了一套完整的治疗方案。

这套“智慧大脑”是国家重点研发计划课题“露地蔬菜‘人—机械—环境—农艺’融合精量决策大模型研发”的研究成果。

“基于海量、多源、异构的生产数据，搞清楚萝卜等不同露地蔬菜生长与多种环境、管理因素之间的复杂线性关系，比如天气、肥料、水分等，分析它们相互耦合会对萝卜等蔬菜生长产生的影响，在此基础上建立大模型。利用大模型可对不同管理策略进行大规模模拟与优化，寻找在特定气候与土壤条件下，实现产量最大、品质最佳、资源利用率最高的最优组合，这就是农业大模型应用于露地蔬菜生产的意义所在。”山东农业大学园艺科学与工程学院副院长、山东省蔬菜产业技术体系副首席史庆华介绍。

项目团队构建了覆盖作物全生育期的多模态数据采集平台，利用卫星遥感、无人机多光谱成像、田间高清摄像头及土壤传感器，实现了对甘蓝、白萝卜、加工辣椒等作物生长表型、环境因子、水肥状态及病虫害信息的实时、无损监测。截至目前，团队已构建训练数据集和标准数据集各1套，有效验证数据超1亿条，数据标注精度高达95%。

在获取海量多源数据的基础上，项目团队构建了露地蔬菜生产管理多模态知识图谱，覆盖了品种、植保、水肥、农事作业等核心知识类别，形成了包含22万余个实体和45万余条关系的庞大知识网络。研发出的“农艺性状—环境—水肥药”耦合机理模型与精量决策大模型，能够根据不同作物的生长规律和实时环境条件，自动生成个性化的水肥管理、病虫害防控及农机调度方案。中期评估数据显示，该模型的环境监测精度超过95%，水肥需求计算精度超过92%，病虫害识别率超过94%，施药时机推荐一致率达87.3%，药剂选择合规率达100%，较传统经验管理模式实现了质的飞跃。

为解决智能决策与农机执行“两张皮”的痛点，项目还研发了栽培管理与农机调度系统，将大模型生成的结构化作业处方直接下发至无人拖拉机、植保无人机、智能水肥一体机等装备。

“它相当于给传统农业装上了‘智慧大脑’。下一步，我们将加快在蔬菜主产区的推广应用，为我国露地蔬菜产业的数字化、智能化转型提供可复制、可推广的技术路径，为保障国家‘菜篮子’安全贡献科技力量。”史庆华说。

为露地蔬菜

智能化转型提供借鉴

“减少成本，是最直接的效益。”看到无人化采收的优势后，莱阳市团旺镇人和种植农民专业合作社萝卜种植基地负责人董晓恩高兴地说。

用工难、用工贵，是白萝卜产业发展面临的瓶颈问题。以莱阳市团旺镇人和种植农民专业合作社萝卜生产基地当天的用工情况为例，12个工人的平均年龄超过60岁，人工费占萝卜生产总成本的比例为35%至40%。而采用无人化作业后，较传统模式节省人工成本783元/茬/亩，用工量减少48.33%。

让数据代替经验，让算法驱动机械，给全国露地蔬菜生产提供了很好的借鉴。

我国露地蔬菜种植面积占蔬菜总面积的70%以上，是保障城乡居民“菜篮子”供给的主力军。然而，露地生产环境开放复杂，管理高度依赖经验，加之农机与农艺融合不足，导致水肥药利用率低、决策执行脱节等问题突出。

国家大宗蔬菜产业技术体系烟台综合试验站站长、市农科院蔬菜花卉所所长李涛表示，充分挖掘科技发展的潜力，通过大模型的构建，把大宗蔬菜的“耕种管收”全程机械化统一起来，形成从数据决策到机械执行的完整体系，对解决目前产品质量参差不齐、人工成本过高、后续商品化价值不高等问题有积极作用。

而在管春松看来，露地蔬菜无人化作业机具协同控制模型与挂配系统有更深层次的意义。

“我们的技术与装备已在白萝卜生产中展现出良好的示范效果，实现了从传统机械化向智能化、无人化的转变，有效解放了农民的双手，提升了农业生产的现代化水平。”他介绍，虽然该技术方案当前主要应用于白萝卜种植，但可为甘蓝、白菜等其他露地蔬菜的智能化转型提供可复制的样板，对未来稳定我国的“菜篮子”具有重要支撑作用。YMG全媒体记者 苗春雷 摄影报道