2026 年 7 月12日，南京财经大学应用数学学院“数农先锋”暑期社会实践团队前往河南省卫辉市唐庄镇四和新村，开展科技助农专项实践活动。团队充分发挥数学专业优势，围绕农业生产、仓储保鲜两大核心环节，将无人机路径优化算法、蒙特卡洛模拟模型等专业方法应用于田间地头，切实降低农业生产成本、减少粮食仓储损耗，以青年智慧助力粮食安全，用实际行动践行科技兴农的青年担当。

算法优化无人机路径，农药成本大幅降低

在当地合作社的 3600 亩造田区，团队首先针对无人机农药喷洒环节开展技术优化。团队成员前期调研发现，传统无人机喷洒普遍存在飞行路径重复、边角区域覆盖不均、药液浪费等问题，不仅增加了种植成本，也造成了不必要的农药残留与碳排放。

为解决这一问题，团队成员顶着高温在田间实地勘测，累计采集了1000余个坐标点位数据，完整记录地块形状、作物分布、地形起伏等信息。基于采集到的基础数据，团队运用数学建模方法，结合旅行商问题优化思路，重新规划无人机飞行路径，在保证喷洒全覆盖的前提下，最大限度减少重复飞行路线。经实地测试验证，优化后的飞行方案可使农药使用成本降低 18%，同时减少碳排放 19.8%。2026 年，团队对技术方案进行 V2.0 版本升级，将适用范围从单一大田作物扩展至多种作物类型，同时适配太行山地区的起伏地形，进一步提升了方案的普适性。

 图为无人机喷洒农药实拍 王鑫供图

调研期间，团队成员还现场操作无人机进行喷洒演示，并向合作社农技人员讲解路径规划的原理与操作方法，帮助当地农户掌握优化后的作业流程。“以前只知道无人机打药省力气，没想到飞的路线不一样，能省这么多药钱。”合作社的一名农户在看完演示后说道。在团队成员看来，数学不是纸上的公式，落到田间地头，就是能帮农民省下来的真金白银。

蒙特卡洛法寻最优解，冷库损耗率显著降低

除了生产端的优化，团队还针对当地农产品仓储损耗问题开展技术攻坚。团队成员了解到，当地冷库主要储存大葱、洋葱等农产品，传统仓储方式下损耗率较高，每年都会造成不小的经济损失，而温湿度控制是影响仓储损耗的核心因素。

为找到最佳温湿度组合，团队成员在冷库中设置多组监测点，持续采集不同温湿度条件下的农产品损耗数据。在此基础上，团队运用蒙特卡洛模型进行了 10 万次模拟运算，对温度、湿度、通风时长等多个变量进行组合验证，最终找到了适配当地农产品的最优温湿度区间。

图为蒙特卡洛模型寻找湿度空间 丁梓铭供图

测算结果显示，应用优化后的温湿度方案，冷库内农产品的损耗率可降低10%。按照当地冷库的仓储规模计算，每年可减少经济损失约 40 万元，相当于多保住了数十万斤粮食与蔬菜。团队还为冷库管理人员编制了简易操作手册，将复杂的模型结论转化为清晰的参数设置指引，确保农户能够直接上手使用。“从冷库里抢回来的10%，就是多养活了10% 的人。”团队指导老师表示，粮食安全不仅要抓好生产端的增产，也要抓好储存端的减损，减损就是增产，数学建模在这一领域有很大的应用空间。

田间地头践行初心，科技兴粮彰显青年担当

调研期间，团队还实地察看了当地新投用的滴灌水肥一体化灌溉设备，结合数学模型对灌溉频次、水肥配比提出优化建议，进一步提升良田的精细化管理水平。

图为团队成员实地查看灌溉设备 王鑫供图

团队成员走进田间地头，近距离观察作物长势，与农户面对面交流种植过程中的痛点难点，为后续技术迭代积累一手素材。 团队成员表示，过去在课堂上学到的建模方法，总觉得离现实生活很远，真正走到田里才发现，农业生产里到处都是数学问题。从无人机的飞行路线，到冷库的温湿度控制，再到灌溉的水肥配比，每一个环节都能通过数学方法优化提升，这也让大家更加坚定了“把论文写在祖国大地上” 的决心。此次科技助农实践，是应用数学专业服务乡村振兴的一次有效探索。

未来，“数农先锋”团队将持续深耕农业数学应用领域，不断优化技术方案、拓展应用场景，把更多专业成果转化为农业生产的实际效益，以青年专业能力守护粮食安全，为新时代科技兴粮事业贡献青春力量。

（通讯员：宋子阳）