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如何提升数字技术及装备在烟叶生产中的应用?对话中国农业大学农业无人机系统研究院院长何雄奎

2022年04月01日 来源:中国烟草资讯
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云南省红河州弥勒烟区“双创新”基地利用无人机飞防 姚建明 摄

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、数字技术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等方面有关问题,日前,云南省烟草学会专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。

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红河州泸西县旧城镇烤烟育苗基地利用无人机开展消毒工作 卢鹏辉 摄

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。

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文山州砚山县江那镇“2260”项目区技术人员指导农户进行机械中耕 李斌 摄

问:中国农大无人机系统研究在国内同行业处于领先地位,请您介绍一下您的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。

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文山州丘北县积极开展机械化整地理墒 邬晓君 摄

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。

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。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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