“十五五”开新局:农业科技进步贡献率突破64%,这些智能装备正在改写种地故事

阳光透过温室棚顶，洒在一排排绿油油的番茄秧上，藤蔓间淡黄色的小花开得正盛。一台白色机器人沿轨道缓缓停下，伸出机械臂，识别、定位、授粉，动作一气呵成——这就是智能育种机器人“吉儿”工作的日常。

△ 智能育种机器人“吉儿”在做杂交授粉试验。

“传统的杂交育种和制种全靠人工，人力成本高、效率低。”中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员许操介绍，在为番茄“去雄”的过程中，需要人工剥开花朵，用镊子将雄蕊一个个去掉，然后进行人工授粉。“更棘手的是大豆，花型闭合度更高，杂交大豆虽有30%以上的增产潜力，却难以实现高效杂交制种，至今无法推广应用。”他说。

一个跨界融合的新思路，带来了“吉儿”的突破。中国科学院遗传与发育生物学研究所联合中国科学院自动化研究所、怀柔科学城脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台科研团队共同努力，首创了“生物技术筑基+人工智能赋能+机器人劳作”的智能育种模式。

许操介绍，在生物技术层面，团队通过基因编辑重塑作物花型，对番茄、大豆等自花授粉作物进行精准改造。“通过基因编辑，让雄蕊从笔直变成弯曲，被包裹在里面的柱头自然外露。”他解释，这相当于给花朵做了一次精准的“整形手术”，让原本需要人工剥开的花瓣自己打开。

人工智能与机器人技术的融合，则让精准育种成为现实。中国科学院自动化研究所研究员杨明浩介绍，“吉儿”集成了自研的空间微小目标精确检测深度学习方法、机械臂灵巧轻柔操作模型，“可在逆光、枝叶遮挡等复杂农业场景中，实现微小花朵的精准识别与空间定位，柱头识别准确率达85.1%。”

创新成果正转化为实在的产业价值。在番茄杂交育种中，“吉儿”与许操首创的从头驯化育种技术“强强联合”，可将原本5年的育种周期缩短至1年，节省25%以上的人力成本；在大豆育种领域，它首次实现结构型大豆雄性不育系快速创制，可节省76.2%的人工授粉时间，有望彻底改变“靠人眼、凭手感”的传统育种模式。“‘吉儿’的研发过程不仅突破了技术瓶颈，更培养了一批跨学科的农业科技人才，形成了需求引人才、实践育人才的双向循环。”杨明浩说。

“吉儿”相关核心研究成果去年登上国际学术期刊《细胞》，获得国际认可。如今，研发团队已开启2.0版本的研发工作，推动技术适配大豆、棉花等更多作物。杨明浩坦言，为扩大应用范围，机器人还需要适应更加多变复杂的种植场景。

“让机器人读懂每一朵花，农业现代化换道超车就有了底气。”许操说，用创新突破耕地与自然的限制，用科技不断提升农业效率，是一代代农业科技工作者不变的追求。

春回黄土高原，田埂间泛起新绿。在甘肃省定西市安定区鲁家沟镇山林村，村民赵斌家的地头迎来了一名“新伙计”——一台会“扭腰”的山地“小铁牛”：折腰转向轮式拖拉机。

△  新型农机具在定西梯田中作业。

“咱们这儿的梯田，地块零散、坡度大、落差高。以前用传统农机，体形大、转弯半径大，小地块根本转不开身；轮距宽，播种的行距就容易乱，中间空一大片地晒日头！”赵斌说，“到头来，还得靠人一锄头一锄头地刨，别提多费力气！”

看了看眼前的折腰转向轮式拖拉机，赵斌跳上驾驶座，一打方向，这台“铁牛”便在不到3米宽的地头灵巧地转了个弯，“以前大机子进不来的碎地，一趟就能拾掇利索。”

旋耕、犁耕、播种、开沟……黄土坡上，“铁牛”爬坡过坎，配合丘陵山地专用导航系统，还支持不规则地块自动规划路径。

甘肃农业大学机电工程学院教授赵武云介绍，折腰转向虽然灵活，但转弯时车身容易左右摆动，没法保证直线行走。面对这个难题，研发人员设计了双液压锁控制折腰油缸，作业时在方向盘转角小时锁死车架，前后车架不偏转，确保曲线作业轨迹一致性。“就是得让机器会‘扭腰’但不‘闪腰’。”赵武云打了个比方。

甘肃省76%的耕地都是丘陵山地，60%以上的特色产业也集中在丘陵山地。较之平原，丘陵山地农机市场较小，村民的购买力不够强，企业参与研发的热情也不够。无机可用、无好机可用，一度成为甘肃丘陵区农业发展的“卡脖子”难题。

为破解农机适配性不足难题，甘肃创新构建农机研发制造推广应用一体化试点，企业主攻创新，农户负责验证，科研机构破解技术难题，多方携手推动高效实用的技术路线。“我们开展了农机装备补短板行动，依托各地农机推广站采集作业数据、故障率、考核记录，减轻企业调研负担。”甘肃省农业农村厅农机化管理处处长刘文武介绍，2025年甘肃省农作物耕种收综合机械化率达到71.3%，丘陵山区机械化率达到67%，补短板已经初见成效。

让农机成为农户的好帮手，还需要打通服务的“最后一公里”。“我们推行‘送教下乡+便民考证’服务，组织专业师资团队深入各村社，实现培训、考证、年检一站式办理，努力让机手少跑路、农机多下地、种地更省心。”定西市安定区农机服务中心主任张吉琳说。

河南省永城市，民乐种植专业合作社理事长冯雷手机响了。“耕耘者APP提醒我，003片区该浇水了。”冯雷在手机上迅速操作，数秒后，指定片区的“5G+水肥”智能灌溉一体机自动作业，田垄中预埋的贴片式滴管逐渐鼓胀，水滴直达萝卜根部。

△  在民乐种植专业合作社清洗车间内，胡萝卜无损分拣流水线正在高效运转。

跟随冯雷来到地头，眼前一亮：拖拉机没有驾驶员，却能沿着直线精准起垄；田间灌溉无人拉水管开水阀，智能灌溉一体机自动运转；需要施肥时，无人植保机自动起飞，智能识别弱苗区域，精准“点肥”……

“这是河南首家萝卜智慧农场。在这里，种地从体力活变成了技术活。”河南省农业科学院信息所智慧农业研究室主任李国强说，萝卜智慧农场构建“感知—决策—执行”全链条智慧管理体系，实现精准耕种、智能管护、高效收储。

农场内，近万亩萝卜田生机勃发。在永城市蒋口镇洪楼村，北斗基站在田边架设完毕，激光平地机在田间驰骋，根据地面高低变化自动调整至预设高度作业。

从“汗滴禾下土”到“种收全云端”，小小萝卜集成前沿科技。“农场的建成运营，是智慧农业与特色蔬菜产业深度融合的成功实践。”李国强介绍，依托萝卜智慧农场，河南省农科院构建了永城萝卜种植数字地图，成功将智慧生产技术体系应用于萝卜生产，创新“早春胡萝卜+夏玉米+秋白萝卜”一年三收种植模式，构建起“优良品种+智慧种植+初级加工+保鲜仓储+多元销售”的全链条管理体系，形成万亩规模化特色产业集群。

智能设备也让萝卜管护效率大幅提升。农场在田间密集布设土壤墒情传感器、小型环境监测设备，实时捕捉温度、湿度等生长数据，通过农业大数据平台智能分析、精准反馈。冯雷说，自从用上智慧农业种植系统，每亩地节水30%，化肥农药用量减少25%，种出来的萝卜品相好、口感好，每亩每年多挣1400多元。

位于洪楼村的萝卜清洗车间内，工人正对3条萝卜智能清洗线、9座大型冷库进行清洗维护。新一茬的胡萝卜将在这里处理后装袋预冷，随后送往国内各地、出口海外。这片由数智构筑的智慧农业新生态，迎来新一轮耕耘的起点。