建设农业强国，农业科研院所不可或缺。近年来，北京市农林科学院作为一家地方农科院，紧紧围绕国家农业科技创新的战略需求和北京市全面推进乡村振兴的实际需要，发挥人才、科技、资源优势，立足北京、辐射全国，持续推进现代农业信息技术在京郊和国内各地的广泛应用。其中，该院信息技术研究中心和智能装备技术研究中心作为国内智慧农业的一支先锋军，充分利用自身优势，积极促进科技创新与农业产业服务协同发展，在多个方面取得了领先成绩，为科技强农作出了积极贡献。
引领无人农场建设，加快实现“机器换人”
炎炎烈日下，昌平区阳坊镇的蔬菜无人农场呈现一派忙碌景象。走近细看，才发现在田间劳作的只有一台台各式各样的农业机器人，整地、植保、巡检……它们有序而熟练地完成各个环节，令人啧啧称奇。
这是北京市农林科学院联合昌平区共同建设的北京市首个生产型蔬菜无人农场。“在总面积47余亩的农场中，70%以上的作业环节实现了数字化自主管理，平均节省水肥10%、节药20%，首茬甘蓝实现亩产5000斤并达到商品化标准。”北京市农林科学院信息技术研究中心副主任吴华瑞介绍。
由点及面，在北京成功应用的基础上，北京市农林科学院面向河北张家口、甘肃张掖、重庆等地区，以及白俄罗斯等国家开展了规模化推广应用，累计作业面积已超过6万亩。“整体作业轨迹精度控制在2厘米以内，移栽合格率超过90%，采收环节较人工采收效率提升12倍以上，破损率小于5%，人力投入总成本大幅降低，实际测产与传统种植方式产量相当。”吴华瑞介绍，该成果入选农业农村部2020年度十大引领性技术。
无人农场是实现智慧农业的重要途径。除了蔬菜之外，小麦、玉米和水稻作为我国三大主要粮食作物，在无人化生产上也迫切需要技术的支撑。对此，北京市农林科学院智能装备技术研究中心孟志军研究员带领团队，围绕耕、种、管、收全程农机装备无人化作业关键核心技术，集成创制了大田无人化生产全程智能作业装备，建立了农机机群协同作业管控云平台，在国内率先构建了覆盖水田、旱田的无人化农场技术体系。
目前，该中心研制的无人化农机装备已在新疆、黑龙江、吉林、内蒙古、安徽、上海、江苏等国内多地推广，有1911台套大型农业机器人整机及机器人单项技术系统在这些地方广泛应用，累计完成作业面积249万亩。
打破国外技术垄断，科技助力耕地保护
耕地是粮食生产的命根子。当前，我国正在开展第三次全国土壤普查，摸清耕地“家底”。为助力各地做好这项工作，信息技术研究中心经过十多年的技术攻关，研发了新一代土壤成分快速检测系统——知土（SmartSoil），具有完全自主知识产权，能够在10分钟之内完成主要养分、重金属及其他多种微量元素的快速测量。
“该系统具有极高的技术创新优势，受到16项国家发明专利、2项国际专利、1项美国专利保护。”智能装备技术研究中心副主任董大明介绍。由于该系统具有精准、快速的优势，受到行业内广泛关注，并在北京、山东、广东、湖北、陕西等地得到应用。其中，陕西省计划利用该系统完成全省的土壤摸底调查，目前该设备已经完成3000多个土壤样本的检测，节省检测费用约500万元。
在农业种植中，为了给土壤健康状况把脉，需要进行土壤墒情监测。对此，中心还研发出具有自主知识产权的系列土壤墒情信息测量和采集产品，提高了我国在该领域的技术水平，打破了国外在某些关键技术上的垄断。同时，中心建立土壤墒情监测系统，填补了我国土壤墒情自动监测系统的空白。
智能装备技术研究中心副主任郑文刚介绍，全国土壤墒情监测系统已经在北京、天津、内蒙古、辽宁等全国30个省、市、自治区得到应用，各种感知传感器推广使用3万多套，累积采集气象与墒情数据2.6亿多条，推广面积11338万亩，平台注册用户2641个，建设自动站点4564站，建设农田站点4331站，新增产量十多亿公斤，年节约用水20亿立方米左右，取得了40多亿元的经济效益。
打造农技推广场景，带动区域农业升级
当前，平谷区正在加快推进农业中关村建设。针对平谷区智慧农业发展需求，智能装备技术研究中心先后创建6个“博士”农场，推动该区农业提质增效。
在种鸡智能化养殖装备研究与应用“博士”农场，中心开展死鸡/低产鸡识别机器人和种蛋多品质检测装备样机研发与测试工作，对新产正常种蛋与异常种蛋进行自动检测，蛋重、蛋形指数检测误差小于等于5%，蛋壳瑕疵检出率达90%。
在露地甘蓝水肥药精准施用技术研究应用与科普培训“博士”农场，甘蓝亩产可达5000余公斤，每亩销售收入可达1万元，有效带动了菜农增收致富。
“科技小院”是北京市农林科学院开展农业技术推广的另一个有效平台。对此，中心整合优势资源和技术，打造房山区石楼镇襄驸马庄科技小院帮扶平台，开展设施园区蔬菜优良品种引选、水肥一体化智能管控、轻简高效栽培、病虫害智能监测预警和绿色防控、尾菜废弃物资源化利用装备与综合管控系统应用等，全面提升房山区设施农业的科技水平。
“目前小院已推广示范新产品、新技术共计12项，新优品种26个。单栋温室水肥一体化装备与技术应用下果类蔬菜实现节水30%以上，节省人工成本约1000元每亩。”智能装备技术研究中心高级农艺师李友丽介绍，除了节本效果显著，在经济效益上也有不俗成绩。“小院推广种植的榆黄菇、鸡腿菇等新优品种实现增收10%以上，以蘑菇鲜品和加工产品为特色的‘蘑菇宴’农家乐户均增收万元以上。”李友丽说。
聚焦产业不同需求，开展多样智慧服务
“只需一部手机，打开果园智慧管理小程序，就可以把果园生产的各方面数据看得一清二楚，什么时候施肥打药只要轻轻一点就好了。”如今，在昌平区天汇苹果园，智慧果园的生产方式让果农们赞不绝口。
为推动智慧果园建设，智能装备技术研究中心智慧果园团队在昌平天汇苹果园、大兴韩家铺梨园以及平谷后店科技小院桃园建立了典型示范基地。据悉，与传统果园管理方式相比，智慧果园显著提升了精细化管理水平，智能灌溉与水肥药一体化的应用减少施肥用量15%、减少农药用量10%。
如今，智慧果园已成功推广到安徽、山西和陕西等地。“我们在安徽建设砀山酥梨数字园区1000亩，在山西西里建设苹果全产业链大数据试点70亩，在陕西洛川建设试点430亩，取得较好推广应用效果。”智能装备技术研究中心教授级高级工程师吴建伟介绍。
同样是果园，顺义区的北京葫芦娃生态农业果园则有着不一样的智慧场景。在这里，游客只需用手机扫一扫二维码，就能通过AR的方式进行园区探秘，别有一番乐趣。
为提升果园观光的智能化水平和服务能力，针对京郊小规模农业园区在农业休闲旅游、农产品宣传营销以及农业生产增值服务等方面所面临的信息化技术支撑不够和新型技术应用不足等问题，信息技术研究中心基于农业三维数字化技术和三维交互技术，设计研发了果园观光旅游增强现实系统和AR体验式休闲农业认种认养系统。
“该系统在果园的落地应用，不仅吸引了游客，也拓展了果园的发展渠道。平台上线后交易量提升20%，观光旅游人次提升了30%。”北京葫芦娃生态农业果园总经理王崇平表示。