“新冠肺炎疫情迅速蔓延全球，一些国家和地区正在加强贸易管控。对于我国粮食安全同样带来严峻考验。”4月6日，在江苏扬州江都区宜陵镇北斗导航数字化精准化物理除草新技术现场会上，我国农机专家、扬州大学机械工程学院张瑞宏教授说，对于小麦生产来说，春天正是增产保产的关键之时。然而，面对田间大面积杂草的影响，种植大户面对农业劳动力紧缺，往往是采取过度使用除草剂来解决粮食生产出现的问题。

目前，除草剂使用已占农药用量的60％，成为农业面源污染的主要来源，亟待通过开展农业技术创新来解决难题。

除草剂使用居高不下

“除草剂已成为我国农业污染的主要来源。我国是农业大国，以稻谷、小麦、玉米为主的粮食作物播种面积超过1.12亿公顷。小麦、水稻、玉米生长过程中，田间常会产生大量杂草，这个时候就需要除草。在传统农业作业时期，主要靠人工清除。但是，从20世纪80年代来，由于农村劳动力大量转移，以及农药的不断开发，茎叶处理剂、触杀性除草剂、无机除草剂等使用至今仍居高不下。”扬州市农艺师季章定说，解决除草剂污染难题，已成为我国环境治理的大事，迫在眉睫。

专家介绍，除草剂的残留和毒性比虫药病药多得多，也强得多。大量过度使用除草剂，对于农作物和环境带来的危害很大。如苄嘧磺隆是全球范围内大面积施用的内吸型、传导型磺酰脲类除草剂，过度使用极易对生态环境、粮食作物、饲料及食品以及对人类生存环境带来潜在的危害。

值得关注的问题还有，目前，在除草、防治病虫害时，国内大量使用的仍以手动和机动迷雾器等小型施药机械为主，其作业精度差且成雾药滴直径大，药滴易从叶片表面滚落，导致近70%农药流失到土壤，造成大面积环境污染。

“要提高我国粮食供给质量和效率，既要吸收发达国家的先进理念、先进技术，更不能再仅凭过去传统的生产经验和方式来进行，更不能一味地依靠农药来解决问题。”中国工程院院士张洪程说，必须要对现有农业的手段进行反思和调整，切实转变农业生产发展方式，追求资源和环境友好型农业，使可持续发展能力有一个提高，保持生产发展与生态环境的平衡，提高农业生产绿色发展水平。

在张瑞宏看来，要破解农业面源污染难题，关键要按照“增产增效并重、良种良法配套、农机农艺结合、生产生态协调”的原则，加快推进农业技术集成化、种植过程机械化、生产经营信息化、生态环保绿色化，促进中国农作物栽培科学繁荣发展，切实保障新时期我国农产品的量质安全与作物生产的可持续发展。

加大农业装备技术创新

近年来，随着北斗导航、人工智能、大数据、云计算、物联网和先进制造等技术领域的快速兴起和蓬勃发展，我国正在打造农业机械技术多学科交叉融合创新产业链，一批自主创新成果正在颠覆粮食生产与食品传统生产方式，催生一批新产业、新模式、新业态。

如张瑞宏科研团队自主研发的，北斗导航旋耕播种火焰封草复式作业机和北斗导航数字化对行机械除草机的作业，核心技术是北斗导航数字化精准化耕播中耕技术，旋耕播种时用北斗导航与火焰除草，中耕时用旋耕播种的路径及地理信息大数据指挥除草机对行精准作业，机械除草沿前面的路径精准导航行走，作业时不压苗不伤苗并能有效地除掉作物行间杂草，可解决除草剂污染难题。

“我们从2年前就开始开展联合研发，根据2018年与2019年的小区试验，小麦采用火焰封杀草种，其有效率90％，比采用除草剂封杀草种的有效率提高了5％，小麦水稻采用机械精准对行除草2次，其除草总有效率达95％。”张瑞宏说。

季章定告诉记者，火焰封草使用液化气为燃料，其成本为12～15元/亩，比使用封草药剂多5元/亩；就水稻而言，两次杀草的药剂成本为40～60元/ 亩，而精准化机械除草只需燃油费10元/亩，机具折旧5元/亩。总的来看，火焰封草加精准机械除草比化学除草节本30元/亩。同时，机械除草还使作物行间的土壤得到了疏松，有利于肥水溶渗，能促进作物根系发育。

“下一步，我们会把机械除草无人化，即把行走底盘安装北斗导航无人驾驶系统，让机械除草机变成除草机器人，同时将这一技术扩大到其他粮食作物如棉花、大豆、玉米等的应用。”张瑞宏说。