中國是世界上森林病蟲害發生最為嚴重的國家之一，年均發生面積達1.78億畝，其中人工林1.4億畝，年均致死樹木4000多萬株，年均經濟和生態損失超過1100多億元。長久以來，受制於施藥機械的缺乏和落後，我國林業病蟲害防治一直借用農業植保機械，這使得病蟲害長期難以得到有效控制。
為提高林業裝備的機械化與自動化水平，將專業背景和學校優勢相結合，南京林業大學機械電子工程學院教授周宏平帶領團隊從探索林木病蟲害防治機械的理論和方法入手，通過多年的潛心繫統研究，不僅成功填補了我國現代化林木病蟲害防治機械的空白，而且在林木撫育機械、採收機械、表型信息監測機械上都取得了突破性進展。以實現林業的機械現代化、智能化為目標，周宏平的研究仍在繼續深入。
科研要滿足群眾需要
在江蘇海安李堡農機廠，伴著父親和廠裡的工人對機械設備的拆裝和維修，周宏平度過了童年時光，同時也在心中埋下了對機械的濃厚興趣。1983年報考大學時，周宏平義無反顧地選擇了南京林業大學機械設計與製造專業，之後在這裡他不僅完成了本科、碩士學業，更在科研的道路上進行著一次次的長途跋涉。
從20世紀80年代起，由研究煙霧機開始，近40年光陰荏苒，周宏平一直在林業裝備的研究一線不斷進行著摸索，並逐漸走上了“林業病蟲害防治高效施藥關鍵技術與裝備創制及產業化”研究之路。
2000年，通過調研20多個省市老百姓的實際需求，周宏平帶領團隊開始了運用壓力霧化、風送噴霧原理進行高射程噴霧機的研發工作。經過反覆實驗，他們研發了低量風送高射程噴霧機技術，並在2003—2006年間形成了從25～45m射程不等的4個系列高射程噴霧機，因射程高，穿透力強，可實現精準打靶，並能高附著，這些成果受到農場、林場百姓的廣泛認可。
榮獲國家科學技術進步獎二等獎後，周宏平（右三）與團隊成員合影
“技術的研究要跟上現實生產的需要，群眾需要什麼，我們就研究什麼。”本著這個原則，周宏平團隊迎來了科研成果的爆發期。依託國家科技支撐（攻關）計劃、林業公益性行業科研專項等19個科研項目，團隊開展了高效施藥技術創新、精準施藥技術創新、集成施藥裝備創制工作，根據不同林地的要求，先後研發出7個類別，18個型號的多元化、系列化、多功能集成的林用施藥裝備，幾乎涵蓋了病蟲害防治需要的所有相關設備。
18個型號，就意味著有18種機型，飛機式、大炮式、坦克式、揹負式……千姿百態的機型一字排開，儼然一支整裝待發的裝備隊。與傳統裝備比，這些新型裝備在精準、智能和環保上更勝一籌，可根據不同自然氣候、地形地貌、樹種樹形等條件，實時獲取防治對象的信息，並按樹木個體做出決策，準確地進行噴藥作業，最大限度地提高了農藥的利用率，減少了對環境的汙染。
“針對丘陵等複雜地形的林木，我們可以採用煙霧載藥技術，充分發揮煙霧顆粒細小、瀰漫擴散性好的優點來防治病蟲害；針對大範圍突然爆發病蟲害的林木，我們利用航空載藥技術進行快速、及時、有效的防治；針對高度高、鬱閉度高、冠層厚的高大林木，我們開發高射程風送噴霧機提高霧滴的輸送距離和穿透性；對於稀疏、矮化的苗木、行道樹，我們開發精確對靶施藥機，採集樹木動態圖像信息，構建樹木特徵點雲模型實現實時精準變量施藥。總之，就是在合適的時間、合適的地點、噴施適量的農藥來高效防治林木病蟲害。”談起這18般“武器”，周宏平如數家珍。
目前，依託該項目已驗收認定成果5項；制定行業標準4部；出版專著1部；獲得授權專利50件，其中發明專利19件；獲得軟件著作權4件；發表學術論文150餘篇，其中SCI、EI70篇。項目創制的產品均通過了國家植保機械質量監督檢驗中心檢測，其中7個產品被認定為高新技術產品。現在，技術與裝備不僅成功推廣到全國31個省市自治區，更出口至阿爾及利亞、印度、蒙古等14個國家，累計銷售12.8萬臺，直接經濟效益10.77億元，累計防治面積達5.4億畝次，挽回的材積損失約為450億元。
因經濟、生態、社會效益顯著，成果先後獲教育部科技進步獎（現更名為“高等學校科學研究優秀成果獎科學技術進步獎”）、江蘇省科學技術獎、中國國際工業博覽會高校展區優秀展品獎一、二等獎共計4項以及中國農業機械產品展覽會“優秀新品獎”1項。因為挽救億萬畝莽莽森林所做的突出貢獻，2019年1月8日，項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。
新時代下的新使命
成功的背後總有不為人知的艱辛。多年來，為了每一項新技術、每一個新機型，周宏平幾乎放棄了所有的節假日。每一項新機型在研發時，都需要不斷確定關鍵尺寸、設計總體結構、進行樣機試製、修改試驗方案，很多時候進展甚微，但周宏平深知林木作業機械研究需要耐心，來不得半點急功近利。
他說：“可能多數的嘗試都沒有理想的結果，但不去嘗試肯定不會有結果。所以，有了準確的理論和方法，堅持不懈就是成功的敲門磚。”經過持續不斷地奮力攻關，通過不斷提高和優化機型設計，他的研究終於取得突破性進展。以煙霧機為例，從最初的揹負式小型煙霧機發展到多旋翼煙霧無人飛機等幾大系列多個機型，最終成為引領煙霧載藥技術及裝備行業的標杆，周宏平憑藉實力和耐心將基礎研究成果成功地實現了產業化。
有人曾問他，是什麼信念，讓他一直堅守在機械設計領域從未離開？周宏平答道：“南林人的踏實勤勉是我寶貴的精神財富，讓我終身受益。”程祥之老師將他帶入林業機械設計、開發領域，並一直鼓勵他要用專業知識解決實際問題，而且告誡他卓越人才培養不是大學階段就能完成的，到了工作崗位上更要保持不斷創新、進取的精神。
當年進行煙霧機研發時，程老師和周宏平進入林區病蟲害爆發現場進行防治性能試驗，無意中將發動煙霧機的柴油滴落在草叢後引燃，程老師在奮力滅火過程中腿部大面積燒傷，然而他還惦記著煙霧機性能的改進和完善，這種科研上嚴謹踏實、精益求精的精神極大地感染和激勵著周宏平，就是這種為了林業機械的現代化、智能化不懈奮鬥的信念讓周宏平一直堅守在該領域，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最好的時代，如何把握機遇、讓技術發揮價值，成為每個科技工作者身上肩負的使命，對於信念堅定的周宏平來說更是責無旁貸。
中國的林業機械邁入飛速發展的新時代，周宏平和他的團隊有幸見證並參與了這一發展歷程。集20年努力，團隊實現了林木病蟲害防治專用、高效、精確裝備的從無到有，開創了國內林用施藥技術與裝備產業先河，制定了林用藥械行業標準，引領了國內林用施藥技術與裝備的發展。
隨著我國人口老齡化步伐的加速，勞動力成本的上升，人口紅利正逐步消失，營林、育林、護林機械化取代人工已成為大勢所趨，因此迫切需要進行信息化、智能化林業機械裝備的研究和應用，急需培養大批高層次、高素質的複合型專業人才。在此背景下，周宏平不僅要為團隊的發展謀篇佈局，作為南京林業大學機械電子工程學院的院長，他更要為學院如何迎接未來的機遇和挑戰做好準備。
“林業機械化收穫技術是解決高人工成本、低效率、低安全性的有效手段，特別適用於密植、規模化的林業生產，我們要儘快實現林果採收的自動化技術研發。另外，還要研發可以爬樹、修枝、授粉、噴施農藥、搬運的林業機器人，促進林業作業機器人的智能化，這不僅是將來發展的大勢所趨，而且是國際林業機械領域的研究熱點。同時，我們還要繼續實施與企業共同培養學生的卓越工程師計劃，培養更多理論實踐能力強的現代林業機械人才，孵化更多的科技創新成果，不斷延伸未來林業機械產業的新興產業鏈……”未來的路怎麼走，周宏平已列出一份長長的清單。
