科技重构，智慧植保助力农业绿色高质量发展

建设农业强国是2023年的关键词。

据报道，未来5到10年，仅高标准农田、设施农业等投资需求就有近15万亿元。而高标准农田和设施农业的建设都需要智慧农业来助推。

当下，一场以智慧农业、智慧植保、绿色种植为表现形态的农业智能革命已经到来。

智慧植保是智慧农业和现代农业的重要内容。

智慧植保让病虫监测更精准，让病虫防治更高效。

这些年，我国智慧植保快速发展。全国病虫害智能测控系统的建立和应用大大地提高了我们预警预报的服务水平，植保无人机的普及大大提升了防治效率和快速应对暴发性病虫害的能力，专业化的病虫害统防统治覆盖率也逐年提升。

智慧植保是农业发展的新要求

中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上，我们的饭碗应该主要装中国粮。

要实现这样一个目标，病虫害防控在提高作物产量和保障安全生产中发挥了重要的作用。

有害生物（病、虫、草、鼠）对生物安全、粮食安全和生态安全造成重大威胁。据联合国粮农组织（FAO）估计，每年植物病害给全球经济造成的损失超过2200亿美元（约合人民币14036亿元）。另外，每年有多达40%的全球作物产量因虫害而减少，造成的损失至少为700亿美元（约合人民币4466亿元）。

有害生物也是我国农业的主要灾害之一。我国农作物有害生物1600多种，包含害虫830多种，病害720多种，杂草60多种，鼠害20多种。其中，100多种有害生物可造成严重危害。

我国重大有害生物年发生面积60亿―70亿亩次，年防治面积80亿亩次左右，年挽回损失粮食6000万―9000万吨、皮棉150万―180万吨、油料250万—270万吨。

按FAO自然损失率37%测算，如果不采取防控措施，我国每年因病虫危害损失粮食1500亿公斤，油料68亿公斤，棉花1.9亿公斤，果品和蔬菜上千亿公斤，潜在经济损失5000多亿元。

病、虫、草、鼠害防控在提高作物产量和保障安全生产中发挥了重要的作用。

2021年全国农作物重大病虫害总体偏重发生。全年农作物病虫草鼠害发生面积超过60亿亩次，防治面积约80亿亩次，经防治挽回粮食产量损失2500亿斤，占全年粮食总产量的18.3%。其中，全国小麦重大病虫偏重发生，通过防控挽回产量损失730亿斤，占小麦总产量的26.3%。

2022年全国农作物病虫害防控植保贡献率为23.18%。通过开展农作物病虫害防控，全年共挽回粮食产量3183亿斤。三大粮食作物挽回2890亿斤，按我国人均955斤粮食占有量计算，相当于为3.29亿人口挽回1年的口粮。

总体上，全国农作物重大病虫害防控成效显著。

当然，我国病虫害防控依然面临很多问题，比如存在过度依赖农药的问题，农药使用量大，占全球使用量的一半；病虫抗（耐）药性上升；农产品农药残留超标；农药利用率不高，平均利用率仅为35%；生态平衡破坏和环境污染，包括天敌、土壤、地下水；农业生产成本增加等等。

新时期农业生产面临新业态、新形势。生态农业是实现中国梦的重要发展方式，绿色植保是新形势下农业发展的必然要求。发展生态调控技术、健康栽培措施、生物防治技术、理化诱控技术、科学用药技术等绿色防控技术是改善目前所处困境的基本策略。

我国绿色防控由理念成为行动，绿色防控的制度保障进一步加强，绿色防控更加规范，防控覆盖率逐年上升。

我国绿色产品和技术效益显著，研发了一批绿色防控新技术产品，集成了一批绿色防控技术模式，激发了绿色防控技术产品的创新发展。比如，抗病品种、高效低毒农药、诱抗剂、生防制剂、高效施药器械、物理防治、自动化预测预报。

我国绿色防控的基础研究也取得重大突破。比如，揭示了蝗虫聚群成灾的奥秘；害虫迁飞监测预警技术瓶颈获突破；抗病基因的克隆及抗性机理的深入解析；揭示植物与病原菌互作的“诱饵模式”；发现了植物抗病小体；草地贪夜蛾防控取得重要进展；明确了有性生殖是条锈菌毒性变异的主要途径；利用基因编辑技术实现抗病性改良—感病基因。

目前，我国农作物病虫绿色防控仍然面临着很多问题。比如由于气候的变化和栽培方式的改变，近年来全球农作物病虫害呈多发、频发、重发的态势；外来生物入侵风险加重；作物病虫防控“重治轻防”，相对投入不足；缺乏绿色防控关键技术与产品；品种抗病性利用不合理，作物抗病品种比例偏低，部分病害抗源种质稀缺，品种综合抗病性差，单一抗源过度应用；植保科技研发与实际应用不密切；基层植保队伍与工作条件尚待完善；作物病虫绿色防控缺乏整体综合方案……

近年来，人工智能、物联网、大数据、云计算、5G等前沿信息技术的发展给绿色防控发展带来重大机遇。

这些前沿技术与植保的深度融合构建的智慧植保，可以解决农业绿色防控面临的问题，让病虫监测更精准，让病虫防治更高效。

智慧植保是新时代保障我国粮食安全与生物安全的新要求，也是生态文明与农业绿色发展的必然趋势。

这些年，我国智慧植保得到了快速发展。

全国病虫害智能测控系统的建立和应用，有效地解决了我国植保实践中数据收集和信息处理的两大技术瓶颈，大大地提高了我们预警预报的服务水平，促进了我国虫口夺粮保丰收目标的实现。

植保无人机在我们农业生产上发挥了极其重要的作用。植保无人机助力之下，专业化的病虫害统防统治覆盖率逐年提升。据初步统计，目前全国农作物病虫害专业化服务组织超过9.32万个，日作业能力达到1.36亿亩，2022年三大粮食作物病虫害统防统治覆盖率达到43.6%，比上年提高1.2个百分点。

而今，智慧植保成为农业现代化的主要内容，为农业绿色生产提供了助力，为我国农业生产安全、农产品质量安全提供了重要保障。

精准预报是病虫害科学防控的关键

病虫害防控在提高作物产量和保障安全生产中发挥了重要的作用。精准监测预警是农业经营者适时科学防控病虫害的重要依据，也是实施农药减量行动的根本出路，更是实现粮食丰收的重要保障。在“粮安天下”的时代背景下，农作物病虫害测报工作要抓住机遇、先行一步。

病虫害趋势预报包含病虫害是否发生、发生时间和发生程度；确定要不要防治，什么时间防治，采用什么措施防、防几次。通过准确测报，可指导及时防治，将病虫害控制在初发状态，防早防小。

随着我国农作物病虫害监测能力不断提升，农作物病虫害监测调查手段由过去费时费力的人工手剥目测，逐步发展到现在的数字化监测预警系统和智能化自动化监测设备相结合的阶段。

比如通过空间信息技术，以地面调查为基础，以植保模型为依据遥感驱动模型空间化，实现区域病虫动态预测技术。2022年，中国科学院空天信息创新研究院发布了最新的植被病虫害遥感监测与预测系统升级版，该系统汇聚了多源、多尺度、多模式海量地球大数据，涵盖了植被参数反演、病虫生境监测、灾害识别与早期预警、农牧业损失评估等功能模块。

目前，我国农作物病虫害预报模型日趋完善。融合多源遥感数据，基于深度学习模型来构建病虫害遥感监测的预测模型，大大提高了遥感监测的准确性和时效性。

比如，云飞科技在智能测报设备等方面进行技术创新，轻松应对田间各种复杂虫情测报场景。目前，《中华人民共和国农业农村部公告333号》发布的10种一类农作物害虫，云飞科技识别模型覆盖7种，且识别率高。云飞科技还进行虫情测报数据分析，绘制虫情地图，直观反映和掌控虫害发生趋势、态势。此外，云飞科技的智慧农业综合服务平台可以结合物联网设备数据、多维度的环境数据和作物生长模型，对作物进行实时的病虫害监测预警，以及高标准农田的相关管理。

另外，西安黄氏生物研发的小麦赤霉病、条锈病、白粉病，水稻稻瘟病，玉米大斑病，苹果褐斑病等病害自动监测预警，已经在多个省区推广应用。

但是病虫害预报依然面临着很多问题，比如发生规律未掌握，预测模型缺根基；数据获取存在难题，准确性有待进一步提升和应用验证，规范性有待统一，尚未实现开放共享；人才培养有缺陷，人员短缺已凸显；财政投入显不足，企业创新难持久，等等。

因此，还需要进一步加强农作物病虫害预报领域基础研究和集成创新；建立跨部门合作协调机制，加快统一标准及共享平台建设；强化队伍建设和人才培养，各类高等院校、研究、推广机构应该加大对农作物病虫害智能监测预警技术研究人才的培养力度，将其当作一门源于实践、服务实践的应用科学；加大财政支持，推动资金投入多元化。

构建不同生态区全作物种类病害的网格化监测预警模式体系，提升病害测报数字化、信息化水平，持续稳定收集植物保护基础数据，不断提升模型预测准确度，可以让我国农作物病虫害综合防治抓住先机，实施科学有效的防控措施。

精准航空技术，让植保智能化、精准化、简便化

精准农业航空技术是以遥感、人工智能、卫星导航等空间信息技术为支撑，主要包括精准遥感监测技术“探得准”、高效喷施控制技术“雾化好”、雾滴润湿展布技术“沉积匀”、颗粒精准撒施技术“撒施匀”、喷雾飘移控制技术“飘移少”、药效高效防控技术“防效好”。

从2015年到2023年，植保无人机技术快速发展，现在已经非常自动化和智能化。2020年12月18日，中国工程院 《全球工程前沿2020》报告在京发布。在农业领域的工程开发前沿中，基于精准农业航空技术理念的“植保无人飞机病虫害智能识别与精准对靶施药”位列其中。

随着高效农业的推进和智慧农业的发展，植保工作的机械化、智能化水平得到了进一步提高。我国植保无人机市场正在高速爆发式增长，推广和普及的速度快速提升，保有量不断增加，行业规模快速扩张。

据央视新闻报道，2022年，全国植保无人机保有量达到16万架，作业面积达14亿亩次。中商情报网数据显示，2021年中国植保无人机市场规模达116.34亿元，同比增长27.44%；2022年达131.22亿元，预计2023年将达150亿元。

植保无人机可以从根本上解决劳动力短缺问题，提高作业效率，增加农民收入，而且在突发暴发性农业有害生物的应急快速防控方面具有独特的优势。

我国已成为全球农业无人机应用面积最大的国家，植保无人机统防统治效果比农民自防效果提高10%—20%，减少农药使用量20%—30%，农药利用率提高10%以上。

大田为主的传统植保无人机市场，作业环境和场景相对简单。高秆类作物、丘陵山地、经作果树飞防技术难度和门槛很高，但是需求更加刚性、价值高、黏性高。这类作业场景，在未来5—10年将是植保无人机新的爆发点。

苏州极目无人机已在全国主要经作产区实现了布局和规模化使用，服务作物有十多种，比如苹果、梨、桃、茶叶、柑橘、甘蔗、芒果、香蕉等，已经形成成熟植保解决方案，进入高速推广期。

此外，我国精准农业航空遥感在获取农情信息、超低量农药喷施、杂交水稻辅助授粉、种子/肥料撒播、棉花脱叶剂喷施应用、暴发性病虫害的快速应对能力、推动主要粮食作物农业航空统防统治等方面都取得了突破性发展。

国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心团队在低空遥感、病虫害监测、变量喷洒系统、作物障碍物识别、智能化作业技术及平台、大田及经作飞防智能喷洒技术等方面也取得了巨大的成就。

兰玉彬院士团队成功应用精准农业航空技术，打造了可复制、易推广模式的生态无人农场。该生态无人农场以精准农业航空应用技术为基础，融合农业机器人、大数据、云计算、人工智能等众多高新技术，实现农业生产全过程无人化作业，很好地解答了“未来谁来种地、如何种好地”的难题。

而未来，基于植物保护理念，利用航空遥感、人工智能和云计算等技术，研发基于作物种类、冠层结构特征及病虫害特性的人工智能精准变量防控技术，实现复杂植保技术的智能化、精准化、简便化与可视化将是重中之重。

结语：

植保现代化是农业现代化的重要一环，实现智慧农业首先要实现智慧植保。智慧植保可以将复杂的作物信息、病虫害信息以及各种防治技术手段有机融合，并实现智能化、精准化、简便化与可视化；可以从根本上提升农药使用技术水平，提高农药利用率，减少农药在环境中的流失，快速防控暴发性农业有害生物，保障农产品安全的同时保护生态环境和人员健康；可以有效解决劳动力短缺问题，提高作业效率，增加农民收入。

本文根据2023中国智慧植保与农业绿色发展大会发言资料整理