倪海龍

中國(guó)是世界上森林病蟲(chóng)害發(fā)生最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，年均發(fā)生面積達(dá)1.78億畝，其中人工林1.4億畝，年均致死樹(shù)木4000多萬(wàn)株，年均經(jīng)濟(jì)和生態(tài)損失超過(guò)1100多億元。長(zhǎng)久以來(lái)，受制于施藥機(jī)械的缺乏和落后，我國(guó)林業(yè)病蟲(chóng)害防治一直借用農(nóng)業(yè)植保機(jī)械，這使得病蟲(chóng)害長(zhǎng)期難以得到有效控制。

為提高林業(yè)裝備的機(jī)械化與自動(dòng)化水平，將專(zhuān)業(yè)背景和學(xué)校優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院教授周宏平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從探索林木病蟲(chóng)害防治機(jī)械的理論和方法入手，通過(guò)多年的潛心系統(tǒng)研究，不僅成功填補(bǔ)了我國(guó)現(xiàn)代化林木病蟲(chóng)害防治機(jī)械的空白，而且在林木撫育機(jī)械、采收機(jī)械、表型信息監(jiān)測(cè)機(jī)械上都取得了突破性進(jìn)展。以實(shí)現(xiàn)林業(yè)的機(jī)械現(xiàn)代化、智能化為目標(biāo)，周宏平的研究仍在繼續(xù)深入。

科研要滿足群眾需要

在江蘇海安李堡農(nóng)機(jī)廠，伴著父親和廠里的工人對(duì)機(jī)械設(shè)備的拆裝和維修，周宏平度過(guò)了童年時(shí)光，同時(shí)也在心中埋下了對(duì)機(jī)械的濃厚興趣。1983年報(bào)考大學(xué)時(shí)，周宏平義無(wú)反顧地選擇了南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)，之后在這里他不僅完成了本科、碩士學(xué)業(yè)，更在科研的道路上進(jìn)行著一次次的長(zhǎng)途跋涉。

從20世紀(jì)80年代起，由研究煙霧機(jī)開(kāi)始，近40年光陰荏苒，周宏平一直在林業(yè)裝備的研究一線不斷進(jìn)行著摸索，并逐漸走上了“林業(yè)病蟲(chóng)害防治高效施藥關(guān)鍵技術(shù)與裝備創(chuàng)制及產(chǎn)業(yè)化”研究之路。

2000年，通過(guò)調(diào)研20多個(gè)省市老百姓的實(shí)際需求，周宏平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了運(yùn)用壓力霧化、風(fēng)送噴霧原理進(jìn)行高射程噴霧機(jī)的研發(fā)工作。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，他們研發(fā)了低量風(fēng)送高射程噴霧機(jī)技術(shù)，并在2003—2006年間形成了從25？45m射程不等的4個(gè)系列高射程噴霧機(jī)，因射程高，穿透力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)打靶，并能高附著，這些成果受到農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)百姓的廣泛認(rèn)可。

“技術(shù)的研究要跟上現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的需要，群眾需要什么，我們就研究什么?！北局@個(gè)原則，周宏平團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了科研成果的爆發(fā)期。依托國(guó)家科技支撐（攻關(guān)）計(jì)劃、林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)等19個(gè)科研項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了高效施藥技術(shù)創(chuàng)新、精準(zhǔn)施藥技術(shù)創(chuàng)新、集成施藥裝備創(chuàng)制工作，根據(jù)不同林地的要求，先后研發(fā)出7個(gè)類(lèi)別，18個(gè)型號(hào)的多元化、系列化、多功能集成的林用施藥裝備，幾乎涵蓋了病蟲(chóng)害防治需要的所有相關(guān)設(shè)備。

18個(gè)型號(hào)，就意味著有18種機(jī)型，飛機(jī)式、大炮式、坦克式、背負(fù)式……千姿百態(tài)的機(jī)型一字排開(kāi)，儼然一支整裝待發(fā)的裝備隊(duì)。與傳統(tǒng)裝備比，這些新型裝備在精準(zhǔn)、智能和環(huán)保上更勝一籌，可根據(jù)不同自然氣候、地形地貌、樹(shù)種樹(shù)形等條件，實(shí)時(shí)獲取防治對(duì)象的信息，并按樹(shù)木個(gè)體做出決策，準(zhǔn)確地進(jìn)行噴藥作業(yè)，最大限度地提高了農(nóng)藥的利用率，減少了對(duì)環(huán)境的污染。

“針對(duì)丘陵等復(fù)雜地形的林木，我們可以采用煙霧載藥技術(shù)，充分發(fā)揮煙霧顆粒細(xì)小、彌漫擴(kuò)散性好的優(yōu)點(diǎn)來(lái)防治病蟲(chóng)害；針對(duì)大范圍突然爆發(fā)病蟲(chóng)害的林木，我們利用航空載藥技術(shù)進(jìn)行快速、及時(shí)、有效的防治；針對(duì)高度高、郁閉度高、冠層厚的高大林木，我們開(kāi)發(fā)高射程風(fēng)送噴霧機(jī)提高霧滴的輸送距離和穿透性；對(duì)于稀疏、矮化的苗木、行道樹(shù)，我們開(kāi)發(fā)精確對(duì)靶施藥機(jī)，采集樹(shù)木動(dòng)態(tài)圖像信息，構(gòu)建樹(shù)木特征點(diǎn)云模型實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)變量施藥?？傊褪窃诤线m的時(shí)間、合適的地點(diǎn)、噴施適量的農(nóng)藥來(lái)高效防治林木病蟲(chóng)害?！闭勂疬@18般“武器”，周宏平如數(shù)家珍。

目前，依托該項(xiàng)目已驗(yàn)收認(rèn)定成果5項(xiàng)；制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)4部；出版專(zhuān)著1部；獲得授權(quán)專(zhuān)利50件，其中發(fā)明專(zhuān)利19件；獲得軟件著作權(quán)4件；發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇，其中SCI、EI70篇。項(xiàng)目創(chuàng)制的產(chǎn)品均通過(guò)了國(guó)家植保機(jī)械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，其中7個(gè)產(chǎn)品被認(rèn)定為高新技術(shù)產(chǎn)品?，F(xiàn)在，技術(shù)與裝備不僅成功推廣到全國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)，更出口至阿爾及利亞、印度、蒙古等14個(gè)國(guó)家，累計(jì)銷(xiāo)售12.8萬(wàn)臺(tái)，直接經(jīng)濟(jì)效益10.77億元，累計(jì)防治面積達(dá)5.4億畝次，挽回的材積損失約為450億元。

因經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益顯著，成果先后獲教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)（現(xiàn)更名為“高等學(xué)?？茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”）、江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)高校展區(qū)優(yōu)秀展品獎(jiǎng)一、二等獎(jiǎng)共計(jì)4項(xiàng)以及中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品展覽會(huì)“優(yōu)秀新品獎(jiǎng)”1項(xiàng)。因?yàn)橥炀葍|萬(wàn)畝莽莽森林所做的突出貢獻(xiàn)，2019年1月8日，項(xiàng)目榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

新時(shí)代下的新使命

成功的背后總有不為人知的艱辛。多年來(lái)，為了每一項(xiàng)新技術(shù)、每一個(gè)新機(jī)型，周宏平幾乎放棄了所有的節(jié)假日。每一項(xiàng)新機(jī)型在研發(fā)時(shí)，都需要不斷確定關(guān)鍵尺寸、設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)行樣機(jī)試制、修改試驗(yàn)方案，很多時(shí)候進(jìn)展甚微，但周宏平深知林木作業(yè)機(jī)械研究需要耐心，來(lái)不得半點(diǎn)急功近利。

他說(shuō)：“可能多數(shù)的嘗試都沒(méi)有理想的結(jié)果，但不去嘗試肯定不會(huì)有結(jié)果。所以，有了準(zhǔn)確的理論和方法，堅(jiān)持不懈就是成功的敲門(mén)磚?！苯?jīng)過(guò)持續(xù)不斷地奮力攻關(guān)，通過(guò)不斷提高和優(yōu)化機(jī)型設(shè)計(jì)，他的研究終于取得突破性進(jìn)展。以煙霧機(jī)為例，從最初的背負(fù)式小型煙霧機(jī)發(fā)展到多旋翼煙霧無(wú)人飛機(jī)等幾大系列多個(gè)機(jī)型，最終成為引領(lǐng)煙霧載藥技術(shù)及裝備行業(yè)的標(biāo)桿，周宏平憑借實(shí)力和耐心將基礎(chǔ)研究成果成功地實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

有人曾問(wèn)他，是什么信念，讓他一直堅(jiān)守在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域從未離開(kāi)？周宏平答道：“南林人的踏實(shí)勤勉是我寶貴的精神財(cái)富，讓我終身受益?！背滔橹蠋煂⑺麕肓謽I(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，并一直鼓勵(lì)他要用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，而且告誡他卓越人才培養(yǎng)不是大學(xué)階段就能完成的，到了工作崗位上更要保持不斷創(chuàng)新、進(jìn)取的精神。

當(dāng)年進(jìn)行煙霧機(jī)研發(fā)時(shí)，程老師和周宏平進(jìn)入林區(qū)病蟲(chóng)害爆發(fā)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行防治性能試驗(yàn)，無(wú)意中將發(fā)動(dòng)煙霧機(jī)的柴油滴落在草叢后引燃，程老師在奮力滅火過(guò)程中腿部大面積燒傷，然而他還惦記著煙霧機(jī)性能的改進(jìn)和完善，這種科研上嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)、精益求精的精神極大地感染和激勵(lì)著周宏平，就是這種為了林業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化、智能化不懈奮斗的信念讓周宏平一直堅(jiān)守在該領(lǐng)域，在科研道路上不斷探索，尋找新的突破口。

如今，生逢盛世，科技工作者正處在一個(gè)最好的時(shí)代，如何把握機(jī)遇、讓技術(shù)發(fā)揮價(jià)值，成為每個(gè)科技工作者身上肩負(fù)的使命，對(duì)于信念堅(jiān)定的周宏平來(lái)說(shuō)更是責(zé)無(wú)旁貸。

中國(guó)的林業(yè)機(jī)械邁入飛速發(fā)展的新時(shí)代，周宏平和他的團(tuán)隊(duì)有幸見(jiàn)證并參與了這一發(fā)展歷程。集20年努力，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了林木病蟲(chóng)害防治專(zhuān)用、高效、精確裝備的從無(wú)到有，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)林用施藥技術(shù)與裝備產(chǎn)業(yè)先河，制定了林用藥械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)林用施藥技術(shù)與裝備的發(fā)展。

隨著我國(guó)人口老齡化步伐的加速，勞動(dòng)力成本的上升，人口紅利正逐步消失，營(yíng)林、育林、護(hù)林機(jī)械化取代人工已成為大勢(shì)所趨，因此迫切需要進(jìn)行信息化、智能化林業(yè)機(jī)械裝備的研究和應(yīng)用，急需培養(yǎng)大批高層次、高素質(zhì)的復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才。在此背景下，周宏平不僅要為團(tuán)隊(duì)的發(fā)展謀篇布局，作為南京林業(yè)大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院的院長(zhǎng)，他更要為學(xué)院如何迎接未來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)做好準(zhǔn)備。

“林業(yè)機(jī)械化收獲技術(shù)是解決高人工成本、低效率、低安全性的有效手段，特別適用于密植、規(guī)?；牧謽I(yè)生產(chǎn)，我們要盡快實(shí)現(xiàn)林果采收的自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)。另外，還要研發(fā)可以爬樹(shù)、修枝、授粉、噴施農(nóng)藥、搬運(yùn)的林業(yè)機(jī)器人，促進(jìn)林業(yè)作業(yè)機(jī)器人的智能化，這不僅是將來(lái)發(fā)展的大勢(shì)所趨，而且是國(guó)際林業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。同時(shí)，我們還要繼續(xù)實(shí)施與企業(yè)共同培養(yǎng)學(xué)生的卓越工程師計(jì)劃，培養(yǎng)更多理論實(shí)踐能力強(qiáng)的現(xiàn)代林業(yè)機(jī)械人才，孵化更多的科技創(chuàng)新成果，不斷延伸未來(lái)林業(yè)機(jī)械產(chǎn)業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)鏈……”未來(lái)的路怎么走，周宏平已列出一份長(zhǎng)長(zhǎng)的清單。