一、基本情况

黑龙江省七星农场为生产型示范基地，总控面积 1208平方公里，耕地 122 万亩，其中，水田 105 万亩，是全国优质粳稻面积最大的现代化农场之一，已被列入全国农垦现代农业示范区、粮食生产功能区和重要农产品生产保护区。七星农场以产业数字化、数字产业化为发展主线，以数据为关键生产要素，坚持以信息化带动现代农业产业化的发展思路，积极打造垦区“智慧农业”示范区。近三年，国投与农场自筹信息化建设资金累计投入 3000 余万元，获得农垦总局科技进步奖 2 项，其中：自拟课题《七星农场基于农业物联网的大田种植系统的研发与应用》获黑龙江省农垦总局科技进步一等奖 , 并被农业农村部信息中心推介为全国 150 个数字农业农村新技术新产品新模式优秀项目之一。自拟课题《七星农场基于农业大数据的金融服务系统的研发与应用》获黑龙江省农垦总局科技进步二等奖。

二、示范应用情况

（一）瞄准智慧农业方向，实现农业信息化向智能化跨越

1 、开展智能应用。农场建设了 6座大型浸种催芽厂，采用信息技术管控芽种生产过程，部署多路传感器巡回检测，实时自动调控水位、水温，满足生产需求；在研发中心建设 8 栋智能育秧大棚，实时监测秧苗龄期、棚内空气温湿度、土壤温湿度，利用水肥一体化设备自动补水施肥，利用卷帘、喷淋技术自动调节棚内温湿度、实现水稻育秧环境的智能化控制。

2 、叶龄智能诊断应用推广。实现水稻生产的精准化。叶龄诊断是寒地水稻栽培的核心生产技术，这项技术需要技术人员通过观察水稻的长势长相靠专业知识来判断叶龄，尽管多年来农场做了长期培训服务，多数农户还是不能自主识别水稻实际叶龄，在技术普及上遭遇了瓶颈。为解决这一技术瓶颈， 2018年农场联合哈工大启动了智能叶龄诊断技术研究。农场委托哈工大开发了基于农业大数据的智能叶龄诊断系统，水稻生长性状智能采集装置主要由高清摄像机和各类数据采集传感器组成， 将摄像机预置在最佳位置和最佳角度，定时定点采集水稻生长图像，运用视觉计算和人工智能技术对这些图像进行处理，判读出水稻的叶龄、分蘖数、株高、叶长、叶色、有效光合面积等水稻生长性状的量化指标，再结合环境数据、天气预报、土壤营养、灌溉状况等因素，利用大数据分析技术形成精确的农事活动指导建议，通过 APP直接推送到农户的手机上。通过近三年的研发，已经能够检测出叶龄、株高、分蘖等基本信息，进而为农户提供施肥、灌溉等生产建议。

3 、建设智能灌溉应用。 2020 年农场开发了以智能叶龄诊断技术为支撑的智能节水灌溉系统，实现了根据水稻生育进程智能调控水层。当智能叶龄诊断系统检测到水稻叶龄变化时，会向智能节水灌溉系统发出一个信号来控制阀门开闭，根据水稻不同叶龄期的需水要求智能调整水层高度，实现“浅、湿、干”水层量化管理，进一步降低水稻生长季的田间用水总量。同时，智能灌溉技术还能更加科学的控制无效分蘖、提高成穗率，达到以水调温、以水调气、以水调肥、以水促产的目标，从而提高水稻的产量和品质。

4 、创建专属智能农机实验区。在农机科技园区专门整理 80亩耕地用于农机作业实验。重点开展无人化田间作业试验研究，向技术合作单位提供便捷的试验、测试、示范、推广场地。可以在非作业季节也能对各种智能农机装备进行有效的技术测试，也为各个合作厂商提供了标准化的测试场所，已有 34 家农机、自动驾驶技术相关科研机构、企业进驻，开展联合试验示范 ，每年开展智能农机装备试验测试 150多个工作日，测试总时长达到 2000 多个小时。专门开发了智能农机测试管理系统，建立了垦区首个面向生产需求的作业性能评价体系。这是国内第一个关于农机智能化作业品质的应用系统，初步形成了实现水田生产全过程智能精准机械化的技术途径。

5 、构建无人农场作为全程智能化的展现方式。农场打造了 500亩地试验田作为载体，将已经成熟、完善的各环节智能化单项技术进行集成组装、展示。建设水稻“无人农场”示范区，重点开展智能叶龄诊断、智能节水灌溉、全程轨道农业、农机全程无人化作业、无人农场智能采集系统、农业大数据系统、无人农场调度系统等 7 项技术模式集成示范。

2019 年农场在水稻生产全程智能化示范区率先开通了黑龙江农垦首个 5G基站，大力开展 5G 应用场景下的无人农机作业技术研究，加快推进水稻生产智能化建设进程。现已实现无人搅浆、无人插秧、无人机巡田、无人收获、无人整地。罗锡文院士用了五个“最”字评价七星无人农场项目，即“规模最大、设备最多、项目最全、水平最高、程度最高”。

6 、创建农业大脑。为真正实现水稻生产全程智能化，减少种植环节中人脑的主观干预， 2019年农场与哈工大合作完成了“农业大脑”初步设计，并完成了水稻生长管理知识图谱构建，运用大数据合理高效的指挥调度农业生产，建立基于农业大数据应用的水稻生产智能管控平台，这个平台即“农业大脑”。农业大脑由评估决策体系、知识管理体系和大数据分析工具组成，它以优质高产为目标，结合农学理论、农艺要求、品种信息、生资信息、装备信息及成本控制目标等约束条件进行深度分析，生成作业任务，并安排智能装备完成，信息采集系统监测智能装备作业质量、进度等作业信息，反馈给农业大脑，评估作业品质、影响以及后续策略，形成闭环控制，实现自我学习，是人工智能技术在农业领域的具体应用。通过对病虫害、冷害等灾情发生规律的统计分析，对照灾害发生年份的生长环境信息，总结灾情发生规律，再根据当年实时监测情况，进行自然灾害预测预警，科学预防，规避灾害。 2020 年农场与哈工大合作“水稻生产智能管控服务平台开发与应用”研究课题，获得黑龙江省“百千万”工程科技重大专项项目支持，总投资 1400 万元，预计通过 2-3 年的建设可基本实现农业大脑功能。

（二）运用信息技术提升管理水平

1 、开发了 12个管理系统在全场应用。 其中包括：资源管理、资产管理、项目管理、公文处理、人力资源、土地发包、补贴缴费、农贷管理、预算管理、财务公开、业绩考核、安全管理。通过管理软件的应用，大幅提升了办公效率，让办公数据更加精准、办公程序更加便捷。

2 、创建农户服务平台。平台包含了农场对农户的所有业务 ,农户只需要一部智能手机，就可以获得成本管控、专家问诊、施肥建议、生资订购、农业保险、承包缴费、金融贷款、技术培训等多项线上服务。

三、经验成效

（一）促进农业产业升级

1 、做优做强农产品生产基地。利用基于物联网的环境监测体系，大力推广适合本区域种植上限的优质品种。 2020年共种植绥粳 18 、三江 6 号等优质水稻品种 49.03 万亩，蟹稻 1100 亩，互联网 + 绿色水稻 600 亩。

2 、农场借助物联网平台，链接了食品质量安全可追溯系统。开发设计了“现代水稻供应链模式”，编制了水稻供应链管理规划和运行手册，实现水稻生产全程可追溯。通过采集生产种植大数据。包括备耕、春播、夏管、秋收、整地、产量预估等数据，形成了水稻生产全过程的种植档案，并借助物联网技术，开发了物联网环境下水稻供应链管理系统，做覆盖水稻全产业链条全生产环节的质量可追溯，打造绿色、安全、放心的水稻品牌，以此提升农场稻米产业发展水平。 2020年共追溯水稻优质品种地块 388 个，面积 14.54 万亩。

（二）实现降本增效

1 、农场制定了“标准成本控制下的标准种植模式”。开发建设了种植成本记账系统，软件使用率达到 90%。经测算，种植户平均亩成本节约 200 元以上。实现了由粗放管理向精细化管理转变。 2019 年农场粮食总产实现 14.5 亿斤，农场连续 13 年被农业部授予“全国粮食生产先进（标兵）单位”。七星农场已申请《水稻标准成本控制下的标准种植模式》黑龙江省地方标准，七星农场被国家标准化管理委员会确定为东北地区唯一一个“国家水稻标准化区域服务与推广平台”。

2 、推广智能灌溉系统的应用。每亩可节水 40m³，节约 5 元成本，每年可节约 20% 水资源，同时产量提高 20kg/ 亩，不仅降低了生产成本，还实现淡水资源的合理高效利用。

3 、农场管理全面信息化。农场开发建设了 12个管理软件以及惠农服务平台，提高了农场管理水平，节约了农户生资采购的成本，使种植户与农场相关各项业务的办理更加透明、公正、便捷。

4 、叶龄智能诊断技术为核心的水稻生产智能管控系统应用推广。项目示范区水稻每亩降低肥药使用成本 30元，产量增加 30 公斤 / 亩，增产增收 80 元 / 亩，综合品质评分增加 2 分，主要表现在出米率、食味值的提高，提质增收 40 元 / 亩。

（三）加快农场水稻品牌建设

农场借助食品质量安全可追溯系统和现代水稻供应链，重点打造“七星粳米系列”品牌。通过供应链销售的原粮预计每斤售价可提高 0.5-1元，印有七星水稻品牌印戳的成品大米预计每斤售价可提高 1.5-2 元。

2019 年农场通过供应链销售 4.8万吨水稻；通过“共享农场”模式销售 0.4 万吨水稻；借助电商平台销售 5.9 万吨水稻； 2020 年七星农场与上海中链签订 1000 亩水稻产品订单，共同打造稻米区块链溯源平台，稻米产业发展与品牌建设效益初显。

主办单位：中华人民共和国农业农村部     承办单位： 农业农村部信息中心

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