在广袤的田野上，一场以科技重塑生产方式的变革正悄然发生。面对农村劳动力短缺、资源约束趋紧的时代课题，我国将智慧农业列为推动农业现代化的核心引擎。国家《“十四五”推进农业农村现代化规划》明确提出“加快发展智能农机装备”“建设数字田园”等目标。在这场关乎大国粮安与乡村振兴的攻坚战中，中国农业大学农业无人机系统研究院院长何雄奎教授带领团队，以智能装备研发与系统集成为突破口，将实验室成果转化为田间智慧AI新质生产力，交出了一份科技兴农的创新答卷。
从“汗水农业”到“智慧农业” 北京平谷的转型样本
2019年，何雄奎团队在北京市平谷区峪口镇西营村扎根，借助当地千亩桃园和梨园，启动了“西营未来智慧果园”建设工程。针对传统果园管理中存在的劳动力短缺、农药过量施用、各个环节作业生产效率效益低下等问题，团队以“智能感知-精准决策-无人作业”为核心，构建了一套可复制的AI智慧农业系统。
在果园生产中，28类智能装备协同发挥作用。天空地一体化监测网通过搭载多光谱相机的无人机定期巡航，结合地面物联网传感器，实时采集果树长势、土壤墒情、病虫害等数据，构建起果园的“数字孪生体”；智能水肥药管理系统依据遥感与传感器的数据分析，实现了水肥的精准喷灌和按需施药，改变了以往“大水大肥”的粗放管理模式；无人化作业装备集群涵盖完全自主式仿形变量喷雾机器人、采摘机器人、激光除草车、智能防冻机等，使果园关键环节的机械化率突破90%。
经过6年的实践，平谷智慧果园取得了显著成效，实现了“两减两升”的目标。农药肥料用量减少了36%-45%、劳动力成本直接下降了50%-70%，有效解决了“用工荒”问题；果实商品率提升至92%；每公顷碳排放削减820公斤；作业生产综合效率提高了37.5倍，农民的综合收益每亩增收1.2万元，投资回收期缩短至2年。当地果农感叹，这里不再是“面朝黄土背朝天”的传统劳作场景，而是充满精准高效的智能无人系统。这一智慧农业标杆案例，成为京津冀农业绿色发展的典范。
智能装备落地生根 从实验室到产业化的创新链
何雄奎团队深刻认识到，智慧农业发展的关键在于实现技术的实用化与普及化，让产业主体“用得起、用得好”技术。基于这一理念，团队紧密围绕产业实际需求，推动三项核心技术从理论研究走向生产实践。
首先是农业无人机系统的创新与应用，该系统被称为精准施药的“空中卫士”。针对大田和果园植保中的技术难题，团队联合大疆创新等企业开展协同攻关：研发出“枝向对靶喷雾无人机”，通过仿地飞行技术与冠层识别算法，使雾滴在作物冠层内的沉积均匀性有效提升，大幅提高了农药利用率，从而显著提高了植保作业的精准度与效率。团队还创新推出“天敌投放无人机”，实现赤眼蜂等益虫的规律性、规模化投放，减少了对化学农药的依赖，推动绿色防控技术落地。在贵州安顺“头雁”基地，团队针对丘陵地区辣椒苗易受无人机喷施损伤的问题，通过试验优化提出“提升飞行高度至5-6米+调整喷施参数”的定制化方案，为复杂地形下的农业生产提供了可复制的技术路径。
其次是丘陵山地农业机械的研发与推广，着力破解“无机可用”的产业困局。针对我国60%果园位于丘陵山地、机械化水平长期滞后的现状，2025年4月，由何雄奎担任主任的国家梨产业技术体系机械化研究室在辽宁海城举办“北方丘陵山地果园机械地头展”，集中展示了自走式窄幅喷雾机、轻简采摘平台等20余种适应山地地形的农机无人驾驶作业装备，并推动农机企业将研发重心转向“小轻灵”型“无人化”设备，打通了丘陵地区技术推广的“最后一公里”，为山地果园机械无人化、智能化作业提供了切实可行的解决方案。
第三是智慧决策平台的构建，该平台被誉为农业生产的“超级大脑”。在平谷智慧农业科技小院，团队搭建了“手-脑-眼”协同作业系统：“眼”即通过无人机遥感与地面传感器网络实现对果园全域环境的实时感知；“脑”指利用AI模型对病虫害进行诊断、预测产量并生成个性化农事方案；“手”则是智能装备根据系统指令自动执行灌溉、施肥、喷药等作业任务。这套系统彻底改变了传统农业“经验驱动”的管理模式，实现了向“数据驱动”的精准化转型，为全国果业的数字化升级提供了底层技术支撑和可复用的管理范式。至2025年6月，团队已在吉林延边、内蒙鄂尔多斯、湖北枝江、山东齐河、云南镇康帮东等地构建了13个智慧果园与水稻无人农场。
科技小院模式 人才与技术的“双轮驱动”
智慧农业的推广需要兼具技术素养与实践能力的复合型人才。何雄奎团队以“科技小院”为枢纽，探索出“研究、生产、应用”深度融合的人才培养与技术推广新路径：
在北京市平谷区，团队通过博士生常驻科技小院、智慧果园与无人农场的模式，让团队科研人员与农户同吃同住、共同作业：针对山区果园物资搬运难题，研发轻简化除草机和运输轨道等实用装备，有效提升生产便利性；同时开展智能设备操作培训，培养出百余名能够熟练运用数字化工具的“数字农管家”，实现技术研发与农户需求的无缝对接。
在贵州安顺，何雄奎作为“头雁”导师团成员深入当地茶园，一方面指导茶园进行宜机化改造，引入采茶机械破解“用工荒”问题；另一方面提出“茶园变景区”的创新思路，推动茶叶种植加工与乡村旅游融合发展，探索出全产业链服务模式。这种“技术指导+产业升级”的双轨模式，既解决了生产实际问题，又为传统农业转型开辟了新路径。这种“接地气”的人才培养模式将科研力量下沉至生产一线，团队不仅培育了懂技术、会管理的新型农业人才，更让智慧农业技术在实践中落地生根，为乡村产业振兴注入了可持续的动力。
从北京平谷到贵州安顺，从辽宁丘陵到吉林延边，科技成果正在广袤乡土生根发芽。当无人机掠过果园、传感器感知墒情、大数据指导生产，传统农业正焕发新生。何雄奎团队用行动证明：智慧农业不是实验室里的盆景，而是解决“谁来种地、如何种好地”时代课题的金钥匙。（王红）
