兰玉彬，赵德楠，张彦斐，朱俊科

（1. 山东理工大学农业工程与食品科学学院，淄博 255000；2. 山东理工大学生态无人农场研究院，淄博 255000； 3. 山东省旱作智能农机装备协同创新中心，淄博 255000；4. 山东省农业航空智能装备工程技术研究中心，淄博 255000； 5. 中英智能农业联合研究中心，淄博 255000）

0 引言

据国家统计局数据，截至2018年底，中国的城镇化率接近60%[1]。大量的农村剩余劳动力向城市转移，空心村数量增长[2]，60岁以上的老年人口仍然充当了农业生产的主要人员，未来“谁来种地”问题日益凸显。随着信息技术的迅速发展，无人农场的概念被提出来，英国哈珀·亚当斯大学（Harper Adams University）与Precision Decision公司建成了世界上首个无人农场（Hands-Free Farm）[3]。在中国，随着物联网、大数据、5G、人工智能、无人驾驶等技术的兴起，无人农场被赋予了更加丰富的内涵，成为指引中国智慧农业发展的一种重要载体。

另一方面，中国每年使用农药原药30万t[4]，农用化肥施用折纯量5 793.6万t（近十年平均数据）[5]。农药和化肥的使用提高了作物产量，但其过量和不合理的施用导致土壤板结和酸化、有机质层变薄，有益微生物、害虫天敌等逐年减少甚至区域性灭绝，农田生物多样性丧失，农田生态平衡遭到破坏[6]。农户不得不逐年增加农药化肥的施用量来保证作物产量，随之带来的是农产品品质下降，如此恶性循环，农田将产不出安全的食物。构建绿色、循环、可持续发展的农田生态系统成为解决当前问题的重要途径。从1987年开始，华南农学院骆世明教授就先……