遼寧省昌圖縣陽宇農(nóng)機(jī)服務(wù)專業(yè)合作社于2013年開始建設(shè)玉米保護(hù)性耕作示范基地，相繼建成省、市和縣級玉米免耕秸稈覆蓋基地，寬窄行、二比空等多種模式示范田，面積超萬畝。同期逐步開展大田種植數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)，將北斗精準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)加載于新型免耕播種施肥機(jī)，開展植保無人機(jī)大田飛防作業(yè)等。

在信息化硬件建設(shè)方面，已在千畝核心展示地塊建成“耕地質(zhì)量和土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”“玉米種植數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)”。耕地環(huán)境原位實時監(jiān)控設(shè)備包括農(nóng)田微型氣象站、土壤原位多要素（水溫鹽）監(jiān)測站；玉米數(shù)字種植監(jiān)控設(shè)備包括高光譜玉米表型觀測系統(tǒng)、玉米物候觀測系統(tǒng)、病蟲情監(jiān)測站及種植基地全角度監(jiān)控系統(tǒng)。此外，還配有測繪無人機(jī)用于低空高分辨率遙感監(jiān)測作物生長態(tài)勢。

在軟件平臺建設(shè)方面，依托中國科學(xué)院“黑土糧倉”專項，借助中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)所保護(hù)性農(nóng)業(yè)大團(tuán)隊信息技術(shù)優(yōu)勢，初步建成“保護(hù)性耕作大數(shù)據(jù)平臺”。通過該平臺實時自動采集、存儲耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)和玉米農(nóng)藝農(nóng)情數(shù)據(jù)，并能定時將采集信息自動上傳到云數(shù)據(jù)平臺；可以通過手機(jī)查看監(jiān)測數(shù)據(jù)、在線視頻和圖片，及時指導(dǎo)合作社生產(chǎn)管理。

在信息技術(shù)支撐團(tuán)隊建設(shè)方面，創(chuàng)新多種合作模式，與農(nóng)業(yè)科研院所、高校、科技公司合力助推合作社“耕地+農(nóng)藝+信息技術(shù)”的智慧種植應(yīng)用基地建設(shè)。

一、主要科技創(chuàng)新

（一）產(chǎn)品情況概述

依托保護(hù)性耕作基地，合作社吸引匯聚遼寧省現(xiàn)代保護(hù)性耕作與生態(tài)農(nóng)業(yè)重點實驗室（中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)所）、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地保育重點實驗室（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)）、遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所和農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所及沈陽無距科技公司等多家研發(fā)機(jī)構(gòu)，共同開展遼北玉米數(shù)字種植應(yīng)用基地建設(shè)?；?ldquo;互聯(lián)網(wǎng)+科技”模式，構(gòu)建旱地土壤保育和產(chǎn)能提升模式；基于“互聯(lián)網(wǎng)+培訓(xùn)”模式，傳播農(nóng)業(yè)技術(shù)，培養(yǎng)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體，建立科普基地，普及農(nóng)業(yè)科技知識等。

（二）主要科技創(chuàng)新

1.打造旱地土壤保育和產(chǎn)能提升模式，建設(shè)省級玉米數(shù)字種植基地

合作社深度參與“國家黑土地保護(hù)工程”，配合中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)所在老城鎮(zhèn)勝利村建設(shè)“保護(hù)性耕作千畝示范基地”。在基地布設(shè)耕地環(huán)境原位傳感器和多源光譜相機(jī)，快速獲取地塊氣候和土壤環(huán)境參數(shù)，借助無人機(jī)低空遙感技術(shù)監(jiān)測作物長勢，為合作社提供玉米全生育期種植指導(dǎo)服務(wù)。結(jié)合葉面綜合指數(shù)監(jiān)測站，通過獲取田間作物長勢圖像信息的方式，對作物整個生育階段的苗情、土情等多要素進(jìn)行監(jiān)測。通過智能遠(yuǎn)程蟲情測報系統(tǒng)，對昆蟲的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測、分析和預(yù)測。

合作社以科技為引領(lǐng)，與高校和科研院所及研發(fā)型企業(yè)合作，開展新模式、新技術(shù)和新品種的應(yīng)用示范工作，并聯(lián)合申報科研項目；著力解決玉米保護(hù)性耕作生產(chǎn)中的突出問題，積極展示合作成果，為本地區(qū)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新提供樣板和技術(shù)支撐。

2.互聯(lián)網(wǎng)+培訓(xùn)，傳播保護(hù)性耕作技術(shù)

合作社充分利用互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等信息載體，積極開展保護(hù)性耕作技術(shù)線上培訓(xùn)。介紹黑土地保護(hù)行動，宣講農(nóng)業(yè)政策，推介二比空等秸稈覆蓋免耕技術(shù)模式；邀請各領(lǐng)域?qū)＜也捎?ldquo;短視頻+直播”方式，在抖音、微視等平臺面向農(nóng)民線上授課，開展線上咨詢服務(wù)，解決農(nóng)民生產(chǎn)實際問題。同時，在線下與科技特派團(tuán)專家互動，就地塊管理、無人機(jī)巡田、災(zāi)害預(yù)警、農(nóng)事記錄管理、農(nóng)資產(chǎn)品管理、土地托管等內(nèi)容開展系統(tǒng)培訓(xùn)，在田間地頭指導(dǎo)實踐，不斷提升農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的技術(shù)水平。

3.建立科普基地，普及農(nóng)業(yè)科技知識

在專家指導(dǎo)下，合作社建成保護(hù)性耕作示范技術(shù)模式展示館，從國內(nèi)外保護(hù)性耕作發(fā)展歷程、昌圖耕地質(zhì)量現(xiàn)狀，到免耕全量秸稈覆蓋與常規(guī)耕作的土壤剖面、作物根系和產(chǎn)量對比，集中直觀展示保護(hù)性耕作的技術(shù)優(yōu)勢、更高的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。多次組織生產(chǎn)者參觀基地實時傳感監(jiān)測系統(tǒng)，開展現(xiàn)場講解、培訓(xùn)等科普宣傳推廣活動，將黑土地保護(hù)和免耕秸稈覆蓋等理念和技術(shù)擴(kuò)面宣傳推廣，產(chǎn)生良好效果。

4.原位傳感精準(zhǔn)把控耕地健康，助推玉米數(shù)字化種植

積極開展耕地質(zhì)量數(shù)字化監(jiān)控。通過在重點地塊布設(shè)土壤環(huán)境原位傳感器，通過手機(jī)端實現(xiàn)實時掌握耕地土壤墑情和溫度；結(jié)合合作社已經(jīng)積累的農(nóng)藝生產(chǎn)經(jīng)驗和歷史數(shù)據(jù)，為科學(xué)選擇播期、合理安排生產(chǎn)提供指導(dǎo)。尤其是參加“黑土糧倉”項目后，與中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)所保護(hù)性農(nóng)業(yè)大團(tuán)隊深度合作；針對土壤墑情、水溫鹽和可溶性養(yǎng)分及典型病蟲情，在示范基地配備“綜合監(jiān)測站”，實時了解農(nóng)田土壤環(huán)境墑情數(shù)據(jù)及作物長勢情況。合作社與科技支撐團(tuán)隊不斷推進(jìn)農(nóng)藝農(nóng)情與信息技術(shù)融合，助推保護(hù)性耕作玉米數(shù)字化種植向更深層次發(fā)展。

5.互聯(lián)網(wǎng)+科技，農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)有效提升決策分析能力

借助科技團(tuán)隊信息技術(shù)力量，采用多種農(nóng)業(yè)傳感器，采集數(shù)據(jù)信息包括作物長勢監(jiān)測、土壤分析、氣象預(yù)測、災(zāi)害監(jiān)測等，為科學(xué)決策提供依據(jù)。合作社與高校和科研院所及研發(fā)企業(yè)合作建設(shè)平臺，促成更多科技專家和新技術(shù)走入田間。對各種新技術(shù)、新模式進(jìn)行線上演示，面向大眾推廣普及。建立適合本區(qū)域?qū)嶋H情況的大田智慧種植體系，以示范基地為樣板展示生產(chǎn)管理數(shù)字化，通過互聯(lián)網(wǎng)使新技術(shù)惠及更多生產(chǎn)者。

二、推廣應(yīng)用情況、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

1.推廣應(yīng)用情況

合作社自成立以來，在各級政府及行業(yè)部門幫助支持下，規(guī)模逐漸變大，服務(wù)和輻射帶動能力逐漸增強，服務(wù)涵蓋土地流轉(zhuǎn)經(jīng)營、農(nóng)田機(jī)械化作業(yè)、農(nóng)機(jī)維修、農(nóng)作物植保、農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢等領(lǐng)域。合作社主推土地托管“保姆式”服務(wù)模式、種植管理“統(tǒng)分結(jié)合”服務(wù)模式、技術(shù)示范“樣板對照”服務(wù)模式。2022年合作社管理耕地2.2萬畝，輻射帶動周邊保護(hù)性耕作10萬畝，直接服務(wù)農(nóng)戶2000余戶。

合作社積極參加科技創(chuàng)新活動，努力推動大田種植新技術(shù)新模式應(yīng)用、示范與推廣。與各級科研機(jī)構(gòu)專家團(tuán)隊開展多方位合作，參與國家、部省及市縣各級科研項目。尤其是2021年參加“黑土糧倉”項目后，與中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)所保護(hù)性農(nóng)業(yè)大團(tuán)隊深度合作，集成并完善秸稈原位循環(huán)保護(hù)性耕作技術(shù)模式，構(gòu)建養(yǎng)殖-種植一體化厚沃土體技術(shù)體系。同時，在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域積極探索，其中玉米種植數(shù)字化將通過突破精準(zhǔn)作業(yè)、變量/精準(zhǔn)施肥與施藥、生產(chǎn)全流程智能感知與預(yù)警等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開發(fā)全程機(jī)械化的現(xiàn)代黑土地保護(hù)性利用作業(yè)和管理體系。目前各項研發(fā)工作正在穩(wěn)步有序推進(jìn)。

2.經(jīng)濟(jì)效益、社會效益

通過建設(shè)全程作業(yè)智慧服務(wù)平臺，提升數(shù)字化、精細(xì)化管理種植水平。北斗導(dǎo)航農(nóng)機(jī)自動駕駛設(shè)備、農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、田間氣候監(jiān)測設(shè)備的全面投入使用，顯著提升了試驗基地的作業(yè)水平，進(jìn)而提高了種植效益。行距控制精準(zhǔn)，大幅減少土地浪費，土地使用率提高15%左右；種植密度更為均勻，田間光照條件、通風(fēng)條件明顯改善，降低劣勢植株出現(xiàn)比率，玉米生長更加茂盛，試驗基地整體產(chǎn)量提高25%；種子和底肥的使用量節(jié)省10%；通過精細(xì)化管理，利用病蟲害預(yù)警系統(tǒng)實現(xiàn)早防早治，農(nóng)藥使用量降低50%左右；降低駕駛員勞動強度和駕駛熟練度門檻，人工成本可節(jié)約2萬元/人/年；綜合測算，每年可實現(xiàn)節(jié)本增效340萬元。

利用農(nóng)業(yè)培訓(xùn)基地、科普基地組織多次農(nóng)業(yè)培訓(xùn)，同時不定期開展科普宣傳推廣活動。近10年組織參觀、培訓(xùn)、宣傳活動1000余場，累計培訓(xùn)萬余人次。利用線上知識講堂發(fā)布500余條短視頻，累計200余萬人次觀看，單條最高播放量近1萬人次。