當無人駕駛的收割機在金色田野里精準穿梭,當“電子狗”為幼苗建立生長檔案,當激光瞬間清除雜草,這些曾出現在科幻電影里的場景,是如何在中國的田地里成為現實?《大先生》第四季第九期,有幸邀請到了農業信息化專家,中國工程院院士,國家農業信息化工程技術研究中心主任趙春江院士,讓我們一同走進這位“農民院士”的數字田園,見證他如何用代碼與機械,改寫中國農業 “面朝黃土背朝天”的千年歷史。
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從“逃離土地”到讀懂農業的“智”與“力”
“土地是我真正的實驗室。”這句樸實無華的話語,是趙春江院士科研生涯最真實的寫照。他出生于農村,幼年目睹父母終日在田間勞作,凌晨三四點下地收割小麥,深夜才能歸家,雙手磨出的厚繭是他對傳統農業最深刻的記憶。“那個時候考大學,就是想辦法考出去,這是最樸素的想法。”
命運卻讓他再次回歸土地的懷抱,因為家庭的經濟情況和成績的不理想,趙春江院士最終進入了河北農業大學。在大學,全新的知識為他打開了另一扇門,研究生階段的學習讓他發現:農業科研并非“靠蠻力”,而是“靠科學的觀察、科學的思維”。這種從“體力”到“智力”的認知轉變,也為他日后將信息技術融入農業埋下了伏筆。
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畢業后的趙春江院士進入了北京市農林科學院,恰逢單位籌備“小麥生產管理專家系統”研發。在電腦尚未普及的年代,他白天扎在昌平馬池口的試驗田,記錄小麥生長的每一個數據;夜晚回到單位,在計算機前編寫程序、調試系統,日復一日重復著“田間采樣 - 數據分析 - 程序優化”的循環。歷經三年多攻堅,國內首個小麥生產管理專家系統終于問世,農民只需輕點電腦,就能獲得精準的澆水、施肥、病蟲害防治建議,徹底改變了“憑經驗種地”的傳統模式,開啟了農業智能決策的先河。
從“精準農業”到“智慧農場”的跨越
“小麥專家系統”的成功,像是為農業配上了“專業的大腦”。但趙春江院士的視野并未止步。如何讓這顆大腦指揮“靈巧的雙手”,實現精準作業,成為他下一個目標。而這便是“精準農業”的核心——通過信息技術,對農田實現區別化的精細管理。
1999年,趙春江院士迎來了科研生涯的又一個關鍵節點。面對美國已成熟應用的精準農業技術,而中國仍處于空白的現狀,他主動承接國家精準農業研究示范項目,在北京小湯山建立了我國第一個精準農業研究示范基地。他開創性地提出 “信息科學 + 農學”的交叉融合思路,將遙感、衛星導航、物聯網等30多個學科的技術整合應用,不照搬國外大農場模式,而是結合中國“人多地少、田塊分散”的國情,他說:“我們自己要設計一條中國的精準農業技術實施路線。”
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趙春江院士就這樣帶領團隊堅定踏上了精準農業自主創新的道路,針對土壤檢測耗時久、成本高的難題,他們創新地將火星探測的激光光譜技術應用于農業,研發出世界首臺“知土”土壤現場監測傳感器,將傳統耗時數周、花費上千的土壤檢測,縮短到十分鐘內完成,檢測成本大幅降低。
在農藥噴灑領域,趙春江院士同樣實現了突破性創新。他引入航天工程中的風洞試驗技術,帶領團隊建成國內首個農業航空風洞實驗室。通過模擬不同風速、高度下的農藥霧滴運動規律,優化噴頭設計與作業參數,使農藥利用率大幅度提升,有效降低了農藥漂移污染,這份前瞻性布局讓中國農業航空技術實現了從跟跑到領跑的跨越。
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而隨著物聯網、人工智能技術的發展,趙春江院士將目光投向智慧農業的更高階段。在陜西蘋果試驗園,他帶領團隊研發的多機械臂采摘機器人,借鑒資深果農采摘時的“旋擰” 技巧,通過立體視覺成像與AI算法,實現了蘋果的精準識別與低損采摘。針對不同果園的果樹高度差異,團隊創新設計模塊化機械臂,可靈活調節高度與角度,解決了工業機械臂無法適配農田環境的難題。
將論文寫在大地上
“我們現在做精準農業的所有技術,都可以國產化,完全可以不用美國的技術,也不用歐盟的技術。”趙春江院士的語氣中,透著堅定與自豪。他從一個想“逃離土地”的農村少年,成長為守護國家糧食安全的“農民院士”。他的故事,不僅是一個科學家的成長史,更是一部中國農業從“人力”到“算力”、從“經驗”到“數據”的轉型史。
他讓我們看到:科技的溫度,不在于它有多“高精尖”,而在于它能否讓耕耘者少一些辛苦,讓收獲多一份保障。他用四十年堅守,完成了中國農業從傳統到智能的蝶變。他用行動詮釋了“把論文寫在大地上”的科研真諦,更用創新為國家糧食安全筑牢了科技防線。
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更多精彩內容,鎖定11月4日21:05分,鎖定《大先生》第四季第九期,一起見證趙春江院士如何用科技為農業賦能,書寫中國智慧農業的新篇章。
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