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提升农业全要素生产驱动力 促进烟草农业全面实现现代化——就云南烟叶生产现代化专访中国农业大学农业无人机系统研究院院长何雄奎

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2022-03-21 21:25:04

近日,中央一号文件《中共中央国务院关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的意见》发布,文件重点指出了“要强化现代农业基础支撑”;日前国务院发布的《“十四五”推进农业农村现代化规划》提出,梯次推进有条件的地区率先基本实现农业农村现代化,脱贫地区实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接。到2025年,实现农业基础更加稳固,乡村振兴战略全面推进,农业农村现代化取得重要进展。展望2035年,乡村全面振兴取得决定性进展,农业农村现代化基本实现。

当前“三农”工作重心已发生了历史性转移,新时代抓“三农”工作就是要全面推进乡村振兴,扎实有序推进各项重点工作,推动农业农村现代化迈出新步伐。就云南烟草农业科技创新、数字及装备在烟叶生产中的应用,以及怎样提升农业全要素生产驱动力,促进烟草农业全面实现现代化方面的有关问题,笔者采访了中国农业大学农业无人机系统研究院院长、教授何雄奎。

问:目前无人机系统在中国烟草农业生产方面的运用及推广情况,以及下一步的前景规划是怎样的?

何雄奎:无人机系统的概念并不是我们通常理解的单纯的空中飞行无人机,而是指空中和地面智能无人控制技术和装备的总成。

我们现阶段全面向农业农村现代化前进,而农业现代化实现的初级阶段是农业机械化,既而是农业机械自动化、智能化,随着大数据、云计算、5G等技术的出现,智能农业装备搭载更加先进的智能控制技术,让农机进入更加智慧的人机互动,这便是农机2.0、3.0、4.0。目前,我国农业机械设备发展取得众多显著成效,农业机械应用正加紧向全程机械化作业转变,三大粮食作物机械化率达95%以上,技术理论方面逐步适应自动化发展要求,这为农业机械设备的自动化、智能化转换提供了契机和基础,使农业生产逐渐向无人化生产方式转变。

烟草生产不同层面表现不同,在研究前沿层面已经开展大量研究并试验推广,如应用北斗定位系统开发系列自动驾驶装备在烟草耕种阶段应用,基于深度视觉研究烟草种植机械,使用雷达等传感器研发智能变量施药设备防治病虫害,使用多光谱、高光谱相机无损检测烟草营养成分及病害预测,融合多种传感设备的自适应烟草打顶技术等。但是在商品化和产业化层面,推广和应用的比例相对较少,因为在烟草生产方面机械化程度相对较低,机械化是智能化的基础,尤其是受地理条件和农艺栽培等因素限制,烟草生产未能全面实施机械化。然而,伴随着信息时代的来临,劳动力成本增加,农业生产方式正在发生深刻改变,现代农业机械正向智慧无人农业快速转化升级。

问:据您了解的情况,云南烟叶生产的自然条件是否适合无人机系统的推广使用,目前运用的成效如何,还存在哪些不足和问题?

何雄奎:烟草生产无人机系统等机械装备的推广应用与地形地貌密切相关,云南等南方地区山地、丘陵相对比北方多,多适合于小型设备,大型机械设备少有;并且无人机系统与烟草生产机械化经营模式有很大关系。综合来看,土地平整连片、规模化种植地区大型机械应用前景好;部分田间管理环节,小型机动无人飞机应用较好,能显著调高作业效率,减少劳动投入。同时存在一些问题:一方面农机企业本身研发基础薄弱导致制造能力较低,直接导致烟草所使用的装备较少;烟草生产装备机械不合理,小型低档次机具多,大型高性能机具少,不利于烟草智能化装备的应用。另一方面受烟区地形地貌的制约,烟草生产农场化经营的形式不普遍,多数在低山丘陵地带,地块坡度较大且不连片,给农机的推广使用带来诸多不便;加之,大型高性能的农机价格较高,烟草小型生产基地无法接受高价农机;留守在当地的种植户知识结构不均衡,在田间工作的劳动者往往为留守老人,对新技术和装备的接受认可度较低。

问:中国农大无人机系统研究应该是目前国内同行业比较领先的,请您介绍一下你们团队在烟叶生产方面的无人机研究运用情况。

何雄奎:目前,我们的产品主要在几个环节中应用,在耕种环节研发了基于北斗定位的导航辅助系统,可大大减轻作业强度;在土壤消毒板块开发了适于低山丘陵的履带式土壤消毒设备,该设备可以无人驾驶,非常适合崎岖地形作业需求;在病虫害管理环节开发了系列无人设备,多光谱探测技术能检测非正常烟叶的特征和对水肥的作业需求;开发了可实现规律化投放天敌的系列空中植保无人机、自动规划路线的植保无人机等多种作业装备。同时为适应不同时期的作业需求,研发了烟草专用的高地隙植保无人机作业车辆,用于病虫害防治作业。以雷达和深度相机等多种传感技术为基础的设备正在进一步试验中,希望为云南烟草产业贡献一份力量。

问:对云南烟草商业正在实施的数字基础设施建设,请您给我们提出一些可行性的意见和建议。

何雄奎:烟草数字农业是未来农业一个重要的发展方向,有几点建议仅供参考。一是打造坚实的农机作业研发平台。数字农业的基础是装备,因此首要任务是建立适宜云南烟草生产的机械研发平台,整合国内外农机装备研发的主体力量,研发适于云南地区的专用设备。二是开展农机农艺结合大规模化种植模式研究。需要在烟草生产全程农艺环节中明确标准,补齐农艺农机配套滞后的短板,为农业机械化、智能化提供必要的基础条件。三是加大对烟草数字农业和智能装备的补贴力度。积极调动社会农机力量,形成政府、企业、社会力量多元化投入的格局,积极争取烟草机械购置和作业补贴,推进高效能智能数字农机的投入使用;同时,建立完善的推广体系,打造核心示范基地。

作者:杨漾

何雄奎简介:

现任中国农业大学无人机系统研究院院长、中国农业大学植保机械与施药技术研究中心主任、国际标准委员会ISO/TC 23/SC 6委员、中国国家标准化技术委员会SAC 6委员。长期从事高效植保机械与精准施药技术的教学与科研工作。主要研究内容包括:施药技术基础理论、农药雾滴雾化沉积飘失规律、精准变量施药技术、减量施药技术、植保无人机低空低量航空施药技术、高效施药装备研发与应用等。近年来,先后主持30余项国家级研究项目,其中包括:国际科技合作项目、国家科技攻关与支撑计划项目、国家“863”高新技术研究计划项目、科技成果转化重大项目、国家自然科学基金项目、新世纪人才计划项目等。获省部级科技进步一等奖2项(排名均第一)、二等奖2项,已获国家发明专利19项,近年来以第一作者和通信作者发表SCI/EI论文85篇,出版专著11部。兼任《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》专题主编,《农业工程学报》《农药学学报》《植物保护学报》《智慧农业》编委。

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