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上月中旬,那個福建老農(nóng)售賣不合格芹菜獲利14元,后被重罰5萬元的新聞曾引起很大轟動。雖然法院最終判定老農(nóng)不用繳付罰款,但案件背后的農(nóng)藥殘留超標問題還是讓人深思。 該案中涉嫌超標的芹菜,被檢測出了大量的毒死蜱成分,屬于殺蟲劑類農(nóng)藥超標。而根據(jù)國內(nèi)農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的最新統(tǒng)計顯示,在農(nóng)藥殘留和超標領(lǐng)域,另一種農(nóng)藥正逐步成為農(nóng)業(yè)面污染的主要來源,它就是除草劑。
![]() 農(nóng)藥殘留的現(xiàn)狀、危害目前,國內(nèi)除草劑的使用量,占農(nóng)藥使用總量的六成以上。由此帶來的環(huán)境污染、對人體危害等問題已是迫在眉睫。 除了危害以外,由于使用除草劑多年,各類雜草的抵抗力亦越來越強,這就使得農(nóng)藥制造商不得不持續(xù)研發(fā)配制毒性更強的產(chǎn)品。如此一來,便形成了一種惡性循環(huán)的局面。
好在世界上各農(nóng)業(yè)大國,多年來也一直在思考其他除草方式。這不,美國2021年就研發(fā)出了一種激光除草技術(shù)。由智能機器人在田間24小時巡邏,再利用激光清除雜草。有報道指,機器人的效率可以達到每小時清除雜草100000株。
那么,激光除草技術(shù)能否解決農(nóng)藥殘留導(dǎo)致的一系列問題?將來它是否能全面替代除草劑,一勞永逸解決雜草問題呢? 回答這兩個問題之前,還得先從農(nóng)藥殘留導(dǎo)致的危害說起。 我國是不折不扣的農(nóng)藥使用大國,近15年來,包括除草劑在內(nèi)的農(nóng)藥產(chǎn)量在逐年攀升。據(jù)統(tǒng)計,2008年,國內(nèi)各類農(nóng)藥年產(chǎn)量為190.2萬噸,兩年后產(chǎn)量達到了234.2萬噸,到2014年,產(chǎn)量更是達到了驚人的374.4萬噸。
使用量之所以會逐年上升,原因大概有這幾個方面。雜草和蟲類的抵抗力在不斷增強,導(dǎo)致農(nóng)民對農(nóng)藥的依賴也在不斷增加;大量農(nóng)村勞動力進城務(wù)工,農(nóng)民沒有時間像過去那樣去除草,而且他們也習慣了更便捷更省力的藥物殺蟲和除草方式。 除了這兩個原因外,還有一個最關(guān)鍵的因素是,蔬菜種植領(lǐng)域過分追求效果和利益,導(dǎo)致農(nóng)藥的使用量在不斷增加。從農(nóng)作物的生長周期看,由于蔬菜生長周期短,防治病蟲害及雜草的壓力就很大。
尤其是對大規(guī)模種植蔬菜、靠銷售獲利的菜農(nóng)來說,為了保證蔬菜一茬又一茬的上市,不少菜農(nóng)根本不在意農(nóng)藥的用量和毒性。由此,便催生出了農(nóng)藥殘留和超標的問題。 從有機磷類到有機氯類,再到氨基甲酸酯類農(nóng)藥,菜農(nóng)在使用這三類農(nóng)藥的時候毫不吝嗇。其中使用最多的,又是有機磷類農(nóng)藥占大頭,由此產(chǎn)生的殘留和超標問題也就相當嚴重了。 超標和殘留的情況,多年來國家也多有治理,目前總體水平控制在了5%以內(nèi),不過還是表明情況未得到徹底的根除。 從蔬菜的來源地看,批發(fā)市場和農(nóng)貿(mào)市場,殘留超標率高于蔬菜的其他來源地。從蔬菜類型來看,人們每天吃到嘴里的各種葉類蔬菜,農(nóng)藥問題最突出也最嚴重。
上述針對蔬菜的農(nóng)藥都是殺蟲類的,除草劑的殘留和超標問題,則體現(xiàn)在其他農(nóng)作物上。玉米、小麥和水稻生長周期長,生長期間田間會出現(xiàn)大量雜草,除草劑此時便粉墨登場了。 ![]() 除草劑是雙刃劍除草劑的類型,可以分為觸殺型、莖葉處理型、無機除草劑等。從上世紀八十年代開始,除草劑的使用量便逐年增加,時至今日更是居高不下,且超過了其他類型的農(nóng)藥。 這一點,從各類型農(nóng)藥的市場占比就能看出端倪。根據(jù)2019年的全球農(nóng)藥市場數(shù)據(jù)顯示,除草劑的市場份額為43%,而殺蟲類農(nóng)藥的市場占比為28%。銷量上,全球銷售額最高的草甘膦,2018年一年的銷售額就超過了50億美元。
從危害上來看,除草劑在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的占比不但越來越高,而且它的殘留和毒性問題,也遠超殺蟲劑。 殘留的農(nóng)藥,會對人體的膽堿酯酶產(chǎn)生抑制作用,進一步會影響神經(jīng)系統(tǒng),從而使人出現(xiàn)頭痛、倦怠等癥狀。這些癥狀還屬于輕癥,一旦農(nóng)藥殘留超標,便會導(dǎo)致嚴重的食物中毒。
根據(jù)統(tǒng)計,我國每年發(fā)生30萬人次的食物中毒事件,其中因為農(nóng)藥殘留超標導(dǎo)致的中毒事件,占比達到了20%。除了導(dǎo)致直接中毒外,長遠來看,目前多種癌癥的發(fā)病,也跟農(nóng)藥殘留超標問題呈正相關(guān)。
換言之,要想扭轉(zhuǎn)農(nóng)藥殘留和超標的局面,就得有像美國新研發(fā)的激光除草技術(shù)。 ![]() 機器人激光除草技術(shù)的可行性究竟有多高自從人類學(xué)會種植糧食作物,幾千年來就一直在和雜草作斗爭。古代科技不發(fā)達,除草主要靠人工。近代以來隨著技術(shù)突破,人類發(fā)明了割草機,學(xué)會了用機械除草。而截止到當下,全世界普遍采用的則是除草劑模式。
如今,隨著激光除草技術(shù)的出現(xiàn),在機械除草模式下,這又是人類的一大突破。 該項技術(shù)是由美國的Carbon Robotics公司推出的。與其說是機器人,更像是一輛無人駕駛的機械車。
操控機器人的是人工智能,可以根據(jù)設(shè)定程序,而除草的武器,則由計算機識別儀、高分辨攝像頭、激光器構(gòu)成。 靠著計算機的熱能和視覺識別系統(tǒng),機器人能清晰分辨出雜草和農(nóng)作物,12個攝像頭分布在機械車的各處,能從不同的角度完成識別和探測工作。
一旦地里的雜草被鎖定,它便無處遁形了,接下來就是激光武器上場。8件武器同時開火,發(fā)射的激光束在一秒內(nèi)能達到20次。再看雜草,早就化為齏粉了。 根據(jù)公司的介紹,激光不會干擾到農(nóng)作物,也不會影響土壤。每天,一個機器人可以清除90到120畝土地上的雜草。
本質(zhì)上來看,這種機器人屬于機械除草的范疇,最關(guān)鍵的部分是自動識別和人工智能的操控。相比于藥物除草,它一勞永逸的解決了除草劑對環(huán)境的危害,所以這是該機器人的最大優(yōu)勢。 但如果綜合了技術(shù)性能、使用地域場景、成本等因素,機器人激光除草技術(shù),眼下還面臨著諸多挑戰(zhàn)。
首先,技術(shù)性能是否可靠,目前還沒有大規(guī)模的使用情況可供參考。Carbon Robotics公司的設(shè)備,是2021年4月才正式推出的,上市時間太短,智能識別和自動操控技術(shù),還有很大的提升空間。 其次,針對不同的使用地域和場景,機器人能否發(fā)揮出同樣的效果。比如機器人在運作時碰到大雨天氣,能否保證準確率,能否確保車輪不會對農(nóng)作物造成傷害?再比如在大風天氣下,激光器的精準度是否會受影響,因為植物晃動,是否會對農(nóng)作物造成誤傷?
根據(jù)該公司介紹,機器人重約4.5噸,美國自身擁有大平原,便于使用大型機械。這么沉重的機械,如果是在山地和小地塊上使用,它的自動性以及靈敏度能有保證嗎? 最后從成本上來看,雖然目前還不清楚一臺機器人的具體價格,但考慮到它運用了人工智能和自動駕駛等高新技術(shù),想來它的售價不會低,至少對大多數(shù)發(fā)展中國家來說,目下可能是承受不起的。 此外根據(jù)2021年披露的信息顯示,Carbon Robotics公司在當年9月曾獲得過一筆2700萬美元的投資。能獲得千萬風投的產(chǎn)品,價格會是一臺普通拖拉機的水平嗎? 綜合上述幾種情況來看,只要有一個問題不解決,該機器人的大規(guī)模推廣就會受挫。說的直白一點,為避免除草劑對環(huán)境的傷害而研發(fā)機械除草技術(shù),這個大方向是對的。但一項產(chǎn)品能否大規(guī)模鋪開,可不僅僅只有一個因素在起作用。
對比美國的機器人除草,我國最新自主研發(fā)的機械除草技術(shù),推廣起來的阻力就要小很多了。 ![]() 國內(nèi)有低成本更便于操作的機械除草方法國內(nèi)這項機械除草新技術(shù),是由揚州大學(xué)的張瑞宏和他的團隊研發(fā)的。其主要原理是用火攻,在耕作期間對土地中的草種進行火焰封殺。
火攻原料是液化氣,中耕機和旋耕機工作期間,用攜帶的液化氣罐直接進行火焰封草即可。此外,技術(shù)中運用了北斗導(dǎo)航,工作中可以識別地理信息和行進路徑,做到精準化操作。 該項技術(shù)自2018年投入試驗,當時是在小麥種植區(qū)域試驗的,根據(jù)后來的檢測數(shù)據(jù)顯示,殺草率達到了90%,比普通的除草劑還提高了5%。
張瑞宏表示,下一步要在工作機上安裝無人駕駛系統(tǒng),這樣就能實現(xiàn)除草無人化,讓這一技術(shù)變成真正的機器人除草。 所用技術(shù)和工具極為常見,而且成本也十分低廉。以常規(guī)的水稻田來說,除草劑使用每年要在兩次以上,每畝農(nóng)藥成本在40到60元之間。 再看新的機械除草技術(shù),拖拉機牽引每畝燃油費為10塊,液化氣的成本每畝最多為15塊。算起來這比使用除草劑還要便宜。
而且機械除草作業(yè)還疏松了土壤,促進了土壤表層肥料向下滲透,有利于農(nóng)作物根系的發(fā)育。 聽起來,國內(nèi)的這項技術(shù),沒有美國機器人激光除草那么高大上。但是從推廣層面看,無論是技術(shù)本身還是操作成本,都要比激光除草“更接地氣”。 何況,激光除草聽起來高端,但也并非是什么神秘的高科技,我國亦可以使用激光器進行砍樹,相關(guān)技術(shù)已發(fā)展到了第四代,可對各類樹木進行遠距離的精準切割,有效避免了作業(yè)風險。
![]() 結(jié)語回到機械除草的問題上,目前為了避免除草劑的危害,研發(fā)新的機械除草技術(shù),在全世界已經(jīng)成為一種共識。
用不用別國的技術(shù)并不重要,關(guān)鍵要看哪項新技術(shù)更便于操作,更有利于大規(guī)模的推廣。說白了,一項新技術(shù)的研發(fā)、推廣和運用,都要以自己的國情為基準才行。除草技術(shù)是如此,其他技術(shù)亦如此。 |
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