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悠悠萬事，吃飯為大。從原始的刀耕火種到現(xiàn)代智慧農(nóng)業(yè)，人類對糧食產(chǎn)量與安全的追求從未停歇。農(nóng)作物生產(chǎn)是集合“耕、種、管、收、儲、運、銷”的完整鏈條，以芯片為“神經(jīng)中樞”的科技賦能全產(chǎn)業(yè)鏈，不斷推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準化、高效化轉(zhuǎn)型，讓“藏糧于技”從戰(zhàn)略理念轉(zhuǎn)化為實實在在的產(chǎn)能提升。

耕種：土壤營養(yǎng)“體檢師”

全球約95%的糧食來自土壤，在植物必需的18種營養(yǎng)物質(zhì)中，土壤提供了15種，土壤質(zhì)量好壞直接關(guān)系農(nóng)作物的生長與產(chǎn)量。氮磷鉀是農(nóng)作物生長的必需元素，充足且均衡的養(yǎng)分才能保證農(nóng)作物的生長和發(fā)育，增強抗逆性、提高產(chǎn)量。目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)多以化肥替代有機肥，施肥不當(dāng)容易造成土壤養(yǎng)分失衡，對農(nóng)作物和土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重傷害。

掌握土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)才能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準施策。傳統(tǒng)的土壤養(yǎng)分及環(huán)境檢測包含布點、采樣、分析等多個步驟，往往需要數(shù)周或更長時間，檢測成本高，結(jié)果易受干擾，無法及時準確為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供信息支撐。

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機械研究所研發(fā)了一款集成3D微電極的新型電容耦合非接觸電導(dǎo)檢測微流控芯片，這款芯片體積小、檢測靈敏度高，能縮短時間、提升準確度，讓現(xiàn)場快速定量檢測成為可能。

微流控芯片被稱為“芯片實驗室”，是在微米尺度空間上構(gòu)建的流體操作平臺，可以將傳統(tǒng)實驗室中的操作集合在一起，基于微流體力學(xué)原理控制流體的速度、方向和混合程度，實現(xiàn)復(fù)雜的化學(xué)和生物反應(yīng)。中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機械研究所研發(fā)的這款芯片，微電極采用3D環(huán)繞結(jié)構(gòu)，可以提高檢測靈敏度，解決了傳統(tǒng)微流控芯片難以檢測土壤磷含量的難題，十幾分鐘內(nèi)就可以對土壤中的營養(yǎng)元素進行全面定量分析。

成本低、檢測速度快，這款微流控芯片可以在田間地頭隨時檢測，快速了解土壤肥力，制定合理施肥方案，避免浪費。此外，基于定期檢測，還可以助農(nóng)追蹤土壤養(yǎng)分變化趨勢，為選擇適宜土壤成分的農(nóng)作物品類提供解決方案。甚至還可以精細化檢測，為田塊級施肥奠定基礎(chǔ)，從而提升農(nóng)作物品質(zhì)和產(chǎn)量，減少資源浪費和土壤污染。

管護：身體康健“護理員”

農(nóng)作物生長期，管護是關(guān)鍵。依托智能化信息技術(shù)手段，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理更智慧，生產(chǎn)更精準，逐漸成為新趨勢。

在江蘇等南方地區(qū)，稻瘟病、稻曲病等真菌病害在水稻種植過程中的風(fēng)險較高，往往數(shù)十小時就能導(dǎo)致數(shù)十畝稻田倒伏，稻曲病還會產(chǎn)生黃曲霉素等致癌物，危害人類身體健康。

孢子是農(nóng)作物真菌病害的致病源，大小只有頭發(fā)絲直徑的十分之一，在農(nóng)作物病發(fā)初期很難被發(fā)現(xiàn)，長期以來主要依靠人工監(jiān)測，準確性和時效性大打折扣。

江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院楊寧教授團隊研發(fā)的載有氣流控制芯片的“小盒子”，讓農(nóng)作物病害預(yù)防有了“診斷器”。這個“小盒子”利用指甲蓋大小的芯片精準捕捉孢子，通過特定的成像“放大”技術(shù)計算出孢子數(shù)量，然后將數(shù)據(jù)傳輸給物聯(lián)網(wǎng)平臺，結(jié)合傳感器采集的溫度濕度等數(shù)據(jù)判斷病害情況。平臺將分析結(jié)果傳給農(nóng)戶，精準指導(dǎo)噴灑農(nóng)藥，消滅病害。數(shù)據(jù)顯示，“小盒子”系統(tǒng)對水稻等農(nóng)作物的孢子病害識別率達到85%以上，并且能夠精準定位病害源，最大定位誤差0.35米，真正做到了精準治療、對癥開方。

江蘇大學(xué)研發(fā)的載有氣流控制芯片的“小盒子”

河南省新鄉(xiāng)市平原城鄉(xiāng)一體化示范區(qū)是中原農(nóng)谷的核心區(qū)，10萬畝高標準農(nóng)田里小麥一望無垠。示范區(qū)利用空間地理信息技術(shù)，采集地塊屬性、機井、田間物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等信息，打造數(shù)字化應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)對墑情、苗情、蟲情、病情、災(zāi)情、肥情等多方面的監(jiān)測。

田間地頭上的“智慧合桿”裝有攝像頭、氣象設(shè)備、殺蟲燈、信號收發(fā)器等裝置，桿底延伸的傳感器深入土層。高清攝像頭轉(zhuǎn)動，智能雷達可掃描方圓20公里內(nèi)的蟲情，傳感器實時回傳墑情數(shù)據(jù)。土壤、氣象、病蟲害、苗情、墑情數(shù)據(jù)都被傳輸?shù)健皵?shù)智大腦”，通過大數(shù)據(jù)模型計算發(fā)送到農(nóng)戶手機上。“智慧合桿”就像是“農(nóng)田醫(yī)生”，發(fā)現(xiàn)病害后自動啟動精準施藥，農(nóng)戶不出家門，通過App就能澆水、施肥，實現(xiàn)了“一機在手管理萬畝良田”。借助科技的力量，傳感器嘗試代替農(nóng)民手掌感知墑情、苗情，不斷提高農(nóng)田的防災(zāi)減災(zāi)能力，助力糧食豐產(chǎn)豐收。

儲藏：糧倉系統(tǒng)“保鮮師”

糧食儲備是糧食安全的“蓄水池”，將糧食及時、安全收儲到庫，做到“顆粒歸倉”，是端牢中國飯碗的重要保障。確保糧食安全，既要保產(chǎn)量，也要減損耗，依托芯片技術(shù)的儲糧新模式，讓智慧減損成為新“食”尚。

中科芯禾（深圳）科技有限公司研發(fā)的平倉機器人，搭載雷達系統(tǒng)，在糧倉內(nèi)實時構(gòu)建三維糧面地圖，可實現(xiàn)快速行走、自主避障、精準定位，將高低不平的糧堆修整平整，實現(xiàn)儲糧精準高效作業(yè)。

由于來源不同，溫度、濕度、水分、雜質(zhì)情況差異較大，糧食儲藏不當(dāng)就會引起霉變，造成巨大損失。中糧科工無錫倉儲物流院的綠色智能儲糧技術(shù)，不僅可以實現(xiàn)千里之外實時監(jiān)測，還可以根據(jù)AI測算的溫度遠程“遙控”進行自動化通風(fēng)、降溫、除濕。

害蟲防治直接關(guān)系糧食儲藏安全，中科芯禾開發(fā)的芯核糧安儲糧害蟲防治平臺匯集了智能終端、物聯(lián)感知、數(shù)字孿生、AI預(yù)測等功能，可以對儲糧蟲害進行靶向誘捕和預(yù)警防治，還可以通過長周期監(jiān)測建立害蟲數(shù)據(jù)庫，訓(xùn)練害蟲種類識別模型，提前預(yù)警，大幅降低人工篩監(jiān)工作量和熏蒸次數(shù)。

精準感知、自主決策通風(fēng)、害蟲預(yù)警防治，一系列信息化智能技術(shù)正重塑著傳統(tǒng)糧倉儲糧的新面貌。