农为邦本,本固邦宁
作者: 花信在人们的印象中,农村人就是种田的,是辛苦的、贫穷的、落后的,他们每天重复着“面朝黄土背朝天”的农耕生活;而说起农业类高校,不少人则会高呼“从农业类高校毕业是要去种地的,不要报!” 因此,在填报高考志愿的时候,凡是带“农”字的专业和高校都会被嗤之以鼻。
然而,你可见过植保无人飞机、无人驾驶拖拉机等智能化农机装备在广袤的田野上忙碌?你可了解过高空测报灯、自动虫情测报灯等现代化农机装备为农业增产护航?你可知道技术服务APP能随时为农民答疑解惑?……
现代农业不再是“面朝黄土背朝天”的农业,而是机械化、电气化、智能化的农业;农业类高校中也不是只有“种地的”专业,也有让机器的声响回荡在希望的田野上的专业。
这期,我们就一起来看看在农业现代化进程中做出贡献的部分农业类高校。
给农业现代化插上科技的翅膀
“无人农场”的创建
开始耕地时,空旷的田野中,不见一人,一台无人驾驶旋耕机从机库中自动驶到田间,它在38分钟的时间里完成14亩地的作业后,又自动回到机库,停在自己的位置上;播种之时,无人驾驶播种机一个小时播种完20亩地后,又自动回到机库;需要做田间管理时,无人机在空中来回施肥、喷药,而地面的水田喷雾机则利用它的雾化喷洒技术,对水稻根部和下部常见问题进行防治;丰收季节来临时,无人驾驶收割机在田间忙碌,待它的粮仓装满时,它就给在一旁等候的无人驾驶运粮车发个信号,运粮车就自动走过去从收割机上卸粮,卸完粮后,运粮机就自动开到路边,将粮食卸到无人驾驶卡车上,再由卡车自动运到粮仓去。
这便是华南农业大学创建的无人农场,其创建者中国工程院院士、华南农业大学原副校长罗锡文介绍,从最开始的耕地,到最后的收获,无人农场全程实现了智慧化、无人化。
2021年,华南农业大学广州增城水稻无人农场的早稻亩产达到662.29公斤,而当地同一品种的平均亩产为500公斤左右。
从2004年开始,罗锡文团队就开始研究农业机械导航及自动作业关键技术。他们先后突破了导航定位、路径跟踪、电液转向、电机转向、速度线控等十大关键技术,研制出了无人驾驶旋耕机、播种机、插秧机、高地隙宽幅喷雾机和收获机,实现了耕整、种植、田间管理和收获的全程无人机械化作业。
“一个年轻人坐在田边吃冰激凌,所有的农机都在田里自动作业。如果看得再仔细一些,你会发现所有的农机都没有驾驶室,都是无人驾驶的,这就是明天的农业。”在 “智慧农业创新院士论坛”上,罗锡文这样形容未来的无人农场。
目前,在全国14个省份,已启动了30个无人农场项目,涵盖水稻、小麦、玉米、花生等多个作物。这一广泛的应用范围表明无人农场得到了广泛的认可与支持。
罗锡文院士的梦想与使命
“有人问我的梦想是什么。‘耕牛退休,铁牛下田,农民进城,专家种田’,就是我的梦想。有人问我的使命是什么。大力推进机械化、智能化,给农业现代化插上科技的翅膀,就是我的使命,也是我们中国农机人的使命!”罗锡文这样说道。
每到一个地方进行水稻直播推广试验,罗锡文都要赤脚到田里感受当地泥土的特性,这是他多年来养成的习惯。他说机器是否适应土壤特性、作业性能如何,仅靠计算机模拟或者站在田间地头观察是没法知道的。“什么是脚踏实地?就是要两只脚踩在泥土里去感受农机作业的情况。另外,还要多到农村中走一走,多听听农民的意见,这样才能有所启发,才能研发出农民需要的技术。”
有一次罗锡文到新疆推广水稻精量穴直播技术,春寒料峭,他卷起裤腿就踩进覆盖着薄冰的水田里,一位和田地区墨玉县的维吾尔族老乡见此拉着他的手感慨道:“我从没见过像您这样的教授。”
华南农业大学名片
华南农业大学校园风光
华南农业大学的前身是始创于1909年的广东全省农事试验场暨附设农业讲习所。1952年,全国高校院系调整,中山大学农学院、岭南大学农学院和广西大学农学院的一部分合并成立华南农学院,隶属农业部主管。1984年,学校更名为华南农业大学。2000年,国家深化高校管理体制改革,学校由农业部划归广东省主管。
学校的植物学与动物学、农业科学进入ESI全球排名前1‰;植物学与动物学、农业科学、化学、材料科学、环境科学与生态学、微生物学、生物学与生物化学、工程学、分子生物学与遗传学、免疫学、计算机科学、药理学与毒理学、社会科学总论等13个学科进入ESI全球排名前1%。
近年来快速进步的高校
“一门三院士”
我国“稻作科学之父”、华南农学院首任院长丁颖,早在20世纪20年代就率先开始了水稻育种与光温生态研究,是我国稻作史上第一个利用野生稻杂交培育出水稻新品种的人,奠定了学校作物学科发展的基础。
刘耀光院士团队在杂交稻育性控制的分子机制等研究领域优势明显,相关成果获国家自然科学奖二等奖;另外,团队创建出的高效的植物多基因叠加系统和多基因编辑体系,被全球上千个实验室使用。
华南农业大学作物学科历史悠久,底蕴深厚。百余年来,作物学科先后培养了包括丁颖、卢永根、黄耀祥、林鸿宣、刘耀光5名院士在内的一万多名农业专门人才,涌现出了丁颖、卢永根、刘耀光“一门三院士”,以“丁颖精神”“卢永根先进事迹”为核心的学科文化一脉相承。
国家“三大奖”全覆盖
如果说广东的哪一所高校最委屈,恐怕非全国重点大学华南农业大学莫属——其实力强大,但先后错失了“211工程”和首批国家“双一流”。好在华南农业大学秉持“不抛弃、不放弃”的精神,终于凭借实力跻身第二轮国家“双一流”建设名单。
2018—2020年,华南农业大学接连斩获国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖三大奖项,成为实现国家“三大奖”全覆盖的高校。
仅2019年,华南农业大学就获得国家科学技术进步奖二等奖5项。可以说,学校撑起了国内省属农业大学的一片天!
在行业领域内,华南农业大学同样如鱼得水。2017—2022年,学校一共斩获7项梁希林业科学技术奖、17项神农中华农业科技奖,其中以第一完成单位主持的项目共计9项。
如果要在数千所中国高校中选出近年来进步最快的一批高校,毫无疑问,华南农业大学会是其中的一所。
描绘美丽乡村新画面
为每块农田建立“数字档案”
2023年6月5日,正值南方稻麦两熟区夏收夏种的关键时期,在江苏省徐州市铜山区单集镇的小麦地里,一台智能测产收获机正一边收割一边测产,而田埂的大屏上正实时生成该田块的小麦产量空间分布图。一旁的麦情巡检机器人搭载多光谱、深度相机、激光雷达、可见光等多个传感器,如田间哨兵般来回穿梭——它不仅能24小时智能巡检,还能精确地感知田块环境与作物长势。
南京农业大学专家教授针对小麦等主要粮食作物生产中的技术障碍,形成了智慧麦作等科技成果。上述这幅生动的现代农业场景,正是智慧麦作技术转化应用的现场。
南京农业大学农学院智慧农业创新团队成员田永超教授介绍,作为精确管理之“源”的数据来自智慧麦作技术中的两大核心技术——数字麦田技术和麦情遥感监测技术。其中,数字麦田技术的目标是“一地一码”,好比为每块农田建立精确的“数字档案”,只要扫个码就能知道这是谁的田、有多大面积、种了什么品种、长势如何、历史产量如何,以及与这块农田相关的土壤、气候等环境信息。目前,南京农业大学农学院智慧农业创新团队已为江苏省25个现代农业(稻麦)产业技术体系示范基地建立了田间“数字档案”。
而麦情遥感监测技术则主要利用“空天地”一体化立体监测平台,依托监测仪、物联网、无人机、卫星遥感应用系统等,实现小麦长势与生产力的精确预测评估。
南京农业大学名片
南京农业大学的前身可溯源至1902年的三江师范学堂农学博物科和1914年的私立金陵大学农科。1952年,全国高校院系调整,以金陵大学农学院、南京大学农学院(原国立中央大学农学院)为主体,加上浙江大学农学院的部分系科,合并成立南京农学院。1963年,学校被确定为全国重点大学;1971年,学校搬迁至扬州与苏北农学院合并,成立江苏农学院;1979年,学校回迁南京,恢复南京农学院这一名称;1984年,学校更名为南京农业大学;2000年,学校由农业部整建制划转教育部管理。
南京农业大学校园风光
如今,南京农业大学是一所以农业和生命科学为优势和特色,农、理、经、管、工、文、法等多学科协调发展的教育部直属全国重点大学,是国家“211工程”重点建设高校,是“985优势学科创新平台”和“双一流”建设高校。
强农报国 开创一流
锚定一个方向钻下去、探准一个目标勇争先,这份科研中的创业精神,在南京农业大学优秀科研团队中代代传承。
1994年,学成归国、投身“三农”的南京农业大学智慧农业研究院院长曹卫星带领团队将现代高新科技与经典作物科学进行交叉融合,重点围绕作物生理生态、农情信息感知、农作系统模拟、农田精确作业等开展系统深入的研究,构建形成了智慧农作关键技术体系,为作物生产全流程智能化管理提供了技术和产品支撑。团队研究的一系列成果获得3次国家科学技术进步奖二等奖,团队也入选国家自然科学基金委员会创新研究群体。
2006年,国际上完成了疫霉菌基因组测序。南京农业大学作物疫病研究团队负责人王源超意识到,可以从疫霉菌基因组入手,顺藤摸瓜,找到疫霉菌的“鼻子、嘴巴”,研究它是用什么样的“武器”向植物展开攻击的。2017年,作物疫病研究团队通过对XEG1(病原菌的核心致病因子)的研究,首次提出病原菌“诱饵模式”的致病新概念,实现了生物互作领域的重大理论突破。另外,这次的研究也首次揭示了植物受体抗病的“双重免疫”功能,实现了病原菌与作物之间攻守机制这一前沿研究领域的重大突破。
2019年,南京农业大学教授周光宏团队用动物干细胞研发出我国第一块肌肉干细胞培养肉。中国农学会组织专家对该成果进行了技术评价,认为该成果有三个突破:一是首次分离得到了高纯度的猪肌肉干细胞和牛肌肉干细胞,突破了培养肉研究难以获得高纯度单一细胞群的瓶颈;二是创立了猪和牛肌肉干细胞体外培养干性维持方法,初步解决了传代过程中细胞增殖和分化能力衰减的难题;三是研发出我国第一块肌肉干细胞培养肉产品,使我国跻身此领域国际前列。周光宏介绍,这次研发出的细胞培养肉通过食品化处理可以形成与天然猪肉肉糜类似的质构和颜色等食用品质。
……
南农人饱含强农报国的赤诚、坚持人民至上的胸怀、坚守艰苦奋斗的意志、秉持敢为人先的斗志,始终把服务国家战略、满足社会需求作为自我价值实现的衡量标准。未来,他们将在科技自立自强中勇担使命、争创一流,把智慧与汗水洒向希望的田野,用先进的科学技术驱动现代农业的巨轮。
筑山河热土,守沃野万疆
喷施机研发的背后
“这台机器装着履带,像坦克一样!”“后面还有10个喷头,有点像喷水车!”“这台机器能做什么啊?”
2023年7月,在四川省雅安市汉源县安乐镇安乐村的果园里,一群老人围着一台既能施肥又能喷药的农用机器议论纷纷。
“这是自走式智能履带式喷施机(全文简称“喷施机”),主要用于喷施药物。”面对村民们的疑问,四川农业大学机电学院的伍志军博士向他们介绍这台机器,“通过远程遥控,它不仅能爬坡,还能自动避障。”
这台喷施机研发的背后,是当地产业发展的痛点。
“安乐镇是汉源县较早种植黄果柑的地方,也是黄果柑主产地之一,现有黄果柑7000余亩,产量超1500万公斤。”安乐镇相关负责人介绍,但安乐镇安乐村的黄果柑产业基地地势多不平,有坡度,这在一定程度上加大了黄果柑的管理难度,对年龄偏大的劳动力来说着实是一种挑战。除了地势,用工难问题也同样突出。以安乐村为例,这个村95%的青壮年劳动力外出务工,留守在村里的老人是种植果树和管理果园的主要劳动力。