智能装备：高质量农业的发展助力车

人类在进步，科技在发展。

人类生活的便利离不开科技支持，农业的发展更需要科技做支撑。为了实现高质量发展、绿色发展，智能化已然成为现代农业发展的助力。大棚内温湿度可控，补充生长所需光照，智能检测空气中所含有害气体浓度；大田作物生长状态实时反馈，根据监测数据的变化调节作物外部环境条件，保证水肥及时供应。针对减肥增效，水肥一体化则可以及时补充作物所需水分养分，减少作物病虫害防治化学农药用量，积极推进绿色防治。这些无不表示农业的高质量发展很大程度上有赖于硬件设备的先进性，智能装备是现代农业的必然发展方向。

农药化肥用量防控仍面临挑战

我国农业在持续减少农药和肥料的用量。

据联合国粮农组织公开数据，2020年全球农药用量（折百量）为266.11万吨，中国农药总用量（包括港澳台地区）27.33万吨，中国大陆用量26.27万吨，世界排名第三，约占世界农药总用量的10%。

当前我国农药施用存在三方面问题：第一，农药利用率小于40%，且农药流失导致土壤和水污染等生态问题加重；第二，病虫害防治方法落后，防治手段依然以化学防治为主，防治形式单一；第三，植保技术设备落后，传统的施药方法农药用量较大，缺乏绿色防控智能设备。

另外，我国肥料使用量虽然在逐年递减，但是依然处于世界前列。2018年，中国化肥施用量（折纯量）5900万吨左右；2021年，中国农用化肥施用量（折纯量）5191万吨，整体用量有明显的下降趋势。

肥料施用也存在三方面问题：第一，化肥利用率低，小麦、玉米、水稻三大粮食作物化肥利用率仅为40.2%，并且由此造成土壤板结，退化严重，地力严重下降，肥料边际效益持续递减，导致农产品品质变差，环境污染问题严重；第二，精准施肥技术装备落后，传统施肥方法肥料用量大肥力容易流失，缺乏精准施肥设备影响作物对肥料的吸收；第三，相关技术人员短缺，影响生产管理水平提高，制约农业高质量发展。

这些数据和问题表明我国农药肥料施用仍然存在很大问题，并且病虫害防治依赖于化学农药的使用，不仅不利于减肥增效工作，对作物的生长及生态环境也存在威胁。

政策出台积极推进绿色农业发展

针对农药肥料利用率低，国家相继出台了一系列文件，促进农业绿色发展。

2016年、2017年，农业部相继发布《到2020年农药使用量零增长行动方案》 《关于加强管理促进农药产业健康发展的意见》，鼓励开发高效、低风险、低残留农药新产品。

2019年，北京市农业农村局与北京市财政局联合印发《北京市推广应用绿色防控产品工作方案（试行）》。该方案的出台，标志着北京市绿控产品补贴政策正式落地。此举全国尚属首例。

2020年，国务院颁布《农作物病虫害防治条例》，鼓励和支持开展农作物病虫害防治科技创新、成果转化、依法推广应用，推进农作物病虫害防治的智能化、专业化、绿色化。

连续三年“中央一号文件”，持续推进化肥农药减量增效，推广农作物病虫害绿色防控产品和技术。

2022年，农业农村部先后印发《到2025年化学农药减量化行动方案》《建设国家农业绿色发展先行区促进农业现代化示范区全面绿色转型实施方案》，启动实施新一轮化学农药减量化行动，大力推广绿色防控，促进农药减量增效，加大投入、加强建设，扎实推进国家农业绿色发展先行区建设和农业现代化示范区创建工作。

2023年，为贯彻落实《中共中央、国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》部署和全国农业农村厅局长会议要求，加快推进农业发展全面绿色转型，在国家农业绿色发展先行区，开展了探索整建制全要素全链条推进农业面源污染的综合防治机制，制定了农业面源污染综合防治实施方案，目前已创建128个先行区。

科技赋能绿色防控

加快打造高质量农业

目前我国农业产业存在的农产品质量安全风险、产品优质率低、资源浪费、土壤盐碱化、肥力退化、生态环境污染等问题都源于农药肥料的用量把控不够严格，人工操作过程不够规范等。智能设备拥有精确的数字系统、灵敏的操作方式、实时的数据反馈，在生产过程中能够更好地把握作物的生长情况，及时调整种植方案，改善农业生产大环境。

病虫害防治目前以化学防治为主，在防治过程中会伴随着各种隐性以及显性问题，但使用智能装备可以有效提高病虫害防治效率，减少化学防治农药使用，降低有害生物产生抗性概率，改善被施用环境状态。

第一，可以选择安全可靠、效率高、成本低、具有广谱杀虫/灭菌作用的物理防控技术手段，利用臭氧、光诱、负压吸虫等技术实现防治效果。

例如，太阳能全光谱智能杀虫灯是一款多功能、智能化、全自动免维护杀虫灯，其物联网功能可实时采集现场空气温湿度、光照强度；采用宽光谱光源诱虫实现有选择性灭虫，保留益虫；同时带有自动清理电网、自动清理虫仓功能，可以光控、雨控、远程手机APP控制实现智能化防控。

负压捕虫设备可以针对农作物种植环境，分别设计捕虫罩口、负压通道和自动控制系统，开发适合不同种植农艺的自走式和背负式负压捕虫设备。

多功能臭氧植保机系统集成臭氧杀菌、主动式杀虫、临时加温及物联网等多项技术，能实现设施蔬菜病虫害智能综合防控，大大减少农药的施用。

第二，通过研究作物病虫害的物理消杀机理，达到病虫害防治目的。

利用昆虫的趋光性，黄、蓝色光源把害虫成虫吸引后将其诱杀；利用臭氧的灭菌和抑菌作用为带菌种子物理防控提供装备支撑，阻断种传病害，同时提高种子发芽率；使用臭氧喷雾植保机时将OH自由基（羟基自由基）和水雾混合喷洒在植物表面，利用臭氧、OH自由基羟基物的高氧化特性杀灭病菌、幼虫虫卵，从而达到防虫的目的。

第三，研制配套智能装备组合使用，可以达到全方位，多角度病虫害防治。

例如将多模型融合决策的病虫害防控技术、物联网设备、多功能植保机、臭氧气体精准释放设备、小型臭氧喷雾植保机/喷雾植保机器人、补光生长灯、托管云平台组合在一起作为设施病虫害绿色防控技术配套方案；多模型融合决策的病虫害防控技术、物联网设备、太阳能全光谱智能杀虫灯、果园喷雾植保机器人、负压捕虫机、果园喷雾植保机、绿色植保无人机、唤土生态肥一体机、托管云平台组合在一起作为果园病虫害绿色防控技术配套方案等。

高标准农田的打造离不开智能装备的运作。土壤墒情监测、智能虫情监测、降温加湿、智能喷洒、作物生长环境识别等一系列智能化装备都是高标准农田的相关配置。

第一，节水灌溉装备可以将灌溉网络铺设到每一株植物根系前，出水量小，渗漏速度大于蒸发速度，节约了大量的水资源，也可以保护土壤养分、降低空气湿度。

第二，水肥一体化系统不仅可以节水节肥、省时省力，而且可以减轻病虫害，提高产量，其所具备的智能控制可以根据采集到的土壤水分、环境温度等相关数据参数进行智能化、科学化的分析，并反馈给控制灌溉系统，进行灌溉水量、养分添加量的准确控制，在很大程度上抑制了作物病害的发生，可减少农药的投入和防治病害的劳力投入。

此外还有精准施肥装备、自动导航技术，可以促进高标准农田建设。

农药化肥对土壤的影响与日俱增，目前我国土壤盐碱退化问题严重，生态环境污染问题持续不断，土壤修复成为农业产业不可忽视的大工程。

土壤稳定化修护设备可以对重金属污染土壤加入某一类或几类固化/稳定化药剂固化土壤所含重金属，吸附和分解农残及化工污染或者将其转化为不能被植物吸收或低毒的形式；土壤养分检测仪作为一种智能快速检测土壤养分的设备，可以准确检测出土壤所缺养分，从而可以及时补充作物生长必需的微量元素，提高作物病虫害抵抗能力；利用土壤修复调理剂与生态肥一体机共同作用则可以调节土壤酸碱度，增强土壤透气性。

智能化装备的进化代表着科技的更新，更代表着农业的飞速发展，对农业的需求从饱腹到提产增收再到追求品质农业，相应地促使农业装备从依靠人力劳动到机械农具普及再到智能化装备频频出现，我国农业产业不断向好，产业水平在不断提升。相信随着科技的发展，我国农业品牌价值能够更快提升，并全面实现农业绿色低碳高质量发展。（本文节选自国家农业信息化工程技术研究中心副研究员张云鹤在全国科技成果转化大会的演讲）