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　　農(nóng)用無人機創(chuàng)新應用

近幾年農(nóng)用無人機發(fā)展迅速，其在飛防領(lǐng)域得到廣泛應用和普遍認可，但無人機在農(nóng)業(yè)方面的應用遠不止于此。隨著業(yè)務不斷深入，技術(shù)快速發(fā)展，無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開發(fā)出很多創(chuàng)新產(chǎn)品和應用。

借此機會，結(jié)合高科新農(nóng)在無人機投放赤眼蜂生物防控、基于處方圖的無人機精準施肥和無人機精準播種的研發(fā)和生產(chǎn)實踐，與廣大讀者分享相關(guān)成果，希望以此共同推進農(nóng)用無人機向更專、更精、更多細分領(lǐng)域發(fā)展，在農(nóng)藥化肥減施增效方面發(fā)揮更大作用。

一、 無人機投放赤眼蜂生物防控

農(nóng)業(yè)部2018年提出農(nóng)藥使用負增長行動方案，如何在保證防治效果的同時，減少農(nóng)藥使用是各大飛防廠家都在積極探索的方向。螟蟲是我國糧食生產(chǎn)過程中主要害蟲之一，主要侵害玉米、水稻、高粱、甘蔗等?；瘜W農(nóng)藥防治一般對螟蟲的蟲卵無效，對幼蟲或成蟲有效。

所以，在使用化學農(nóng)藥提前防治玉米螟或者稻米螟的時候，一般要等到發(fā)現(xiàn)幼蟲的時候開始防治。而等到出現(xiàn)幼蟲的時候，蟲子可能已經(jīng)蛀入植物莖桿中咬食，防治效果又不是太好。

假如玉米螟造成危害，每畝產(chǎn)量可能減產(chǎn)100-300斤。所以，為了保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和提高農(nóng)作物產(chǎn)量，必須想辦法從螟蟲幼蟲或更早階段進行防治。

如何防治更有效？

近年來，各地區(qū)多有開展投放赤眼蜂進行玉米田和水稻田的綠色防控試驗。赤眼蜂屬于膜翅目赤眼蜂科的一種寄生性昆蟲，大多數(shù)雌蜂和雄蜂的交配活動是在寄主體內(nèi)完成的。

它靠觸角上的嗅覺器官尋找寄主，用腹部末端的產(chǎn)卵器向寄主體內(nèi)探鉆，把卵產(chǎn)在其中，卵變幼蟲吸食害蟲卵內(nèi)汁液。因此起到生物防控作用。例如玉米田可寄生于玉米螟、黏蟲、棉鈴蟲、斜紋夜蛾和地老虎等鱗翅目害蟲的卵。

目前赤眼蜂的應用主要采用淹沒式投放，長期以來一直依靠人工在田間步行，釋放懸掛蜂卡，此方式效率低，釋放成本高，作業(yè)質(zhì)量難以把控。而利用農(nóng)用無人機可對赤眼蜂進行自主投放，能夠極大的提高作業(yè)效率，具有時效性好、作業(yè)精準可追蹤、防治成本低等優(yōu)點。

高科新農(nóng)自2017年開始研制無人機投放赤眼蜂系統(tǒng)，包括：投放赤眼蜂用無人機和任務系統(tǒng)、赤眼蜂蜂球、自動化赤眼蜂裝填設備等一系列產(chǎn)品。并于2018年6~7月在內(nèi)蒙古突泉縣開展林業(yè)和玉米田防控試驗，取得了較好的效果。

人工懸掛蜂卡

無人機投放蜂球

2019年6月，高科新農(nóng)與國家精準農(nóng)業(yè)航空中心聯(lián)合開展無人機投放赤眼蜂規(guī)?；囼?，累計在內(nèi)蒙古赤峰、通遼、黑龍江等地投放赤眼蜂10萬畝次。作業(yè)機型為高科新農(nóng)M45-REB19，一次可裝載300個緩釋赤眼蜂球，每畝地投放一個赤眼蜂球，一次作業(yè)15-20分鐘，完成300畝作業(yè)面積。作業(yè)數(shù)據(jù)實時上傳云端，可以精準記錄到每個蜂球的投放位置，為后續(xù)跟蹤追溯提供保障。

2019年6月24日翁牛特旗無人機投放赤眼蜂現(xiàn)場會

生物防治作為綠色防控的重要組成部分，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、食品安全保障等提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。通過農(nóng)用無人機進行自主生物防治，極大的提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中生物防治的作業(yè)效率，降低了作業(yè)成本，具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。

2019年赤眼蜂生物防治示范試驗作為國內(nèi)農(nóng)業(yè)發(fā)展史上利用農(nóng)用無人機開展規(guī)模最大的生物防治作業(yè)（總作業(yè)面積達10萬余畝），不僅為后續(xù)利用無人機開展生物防治提供了數(shù)據(jù)支撐和參考，還有效地加強了無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用，對推動無人機產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展具有積極的意義。

二、 基于處方圖的無人機精準施肥

中國是化肥生產(chǎn)和使用大國。1980年至今，中國化肥施用量增長了4.5倍，同期我國糧食產(chǎn)量僅增長了82.8%。過量施肥會導致土壤結(jié)構(gòu)變差、作物病蟲害增加、環(huán)境污染風險加大、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降、生產(chǎn)成本增加。在灌溉、品種、耕作等相對穩(wěn)定的前提下，作物產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加。當超過一定限度后，增加施肥量，反而還會造成作物的減產(chǎn)。

基于處方圖的無人機精準施肥方案，是解決過量施肥的有效技術(shù)手段。“處方圖”，類似醫(yī)生給患者開的有針對性治療方案，有了“處方”指引，施肥作業(yè)更加精準可靠。本項目是由華南農(nóng)業(yè)大學周志艷教授團隊與我公司合作開發(fā)，具體實施步驟如下：

第一步，通過無人機遙感獲取作物的多光譜正射影像圖；

第二步，通過正射影像圖，進行AI智能運算與解析，得出作物長勢專題圖；

第三步，根據(jù)作物的長勢專題圖，結(jié)合施肥決策模型，得出施肥作業(yè)處方圖，并存入云端；

第四步，無人機通過APP地面站從云端獲取到處方圖數(shù)據(jù)，根據(jù)給出的作業(yè)處方，對每個地塊進行精準施肥作業(yè)。

2019年9月5日羅定市太平鎮(zhèn)施肥處方圖（尿素，單位kg/畝）

中顆粒尿素

加尿素

無人機施肥作業(yè)

M45-G2無人機精準施肥作業(yè)參數(shù)：

1) 畝用量： 0.56～15kg/畝，變量噴撒

2) 作業(yè)幅寬： 4米

3) 飛行速度： 6米/秒

4) 飛行高度： 3米

5) 料桶容積：20升

6) 作業(yè)效率：≥150畝/天（工作8小時）

7) 作業(yè)方法： 完全按處方圖文件要求生成航線并自主飛行作業(yè)。

2019年早稻，在廣東省羅定市太平鎮(zhèn)進行了150.12畝連片示范應用。在示范片內(nèi)遙感施肥模型純氮畝施用比傳統(tǒng)施肥平均減少28.34%的情況下，平均產(chǎn)量達486.48kg/畝，與傳統(tǒng)施肥的平均產(chǎn)量445.20kg/畝相比增長了9.27%?；谔幏綀D的無人機精準施肥方案，很好地運用了無人機遙感、大數(shù)據(jù)、AI智能等先進的科技手段，達到了化肥減施增效的目的。

三、 無人機在南方水稻田的精準播種

水稻播種主要有移栽和直播兩種技術(shù)。

北方水稻由于氣候原因，基本上采用育秧和機械化插秧的移栽技術(shù)。南方水稻播種，兩種技術(shù)都有采用，各有優(yōu)劣勢。

水稻移栽包含育秧和插秧兩個環(huán)節(jié)。雖然這兩個環(huán)節(jié)都采取了機械化手段，但在南方水稻實際生產(chǎn)過程中，仍存在一些問題。

1) 育秧需要大量人力、場地，提高了成本，降低了效益。

2) 插秧效率比較低。一臺插秧機一天僅能播種30畝左右（南方田塊）。

3) 插秧成本比較高。一畝地插秧成本大約60元（參考安徽收費標準）。

4) 如果種植面積大，插秧速度可能跟不上。

5) 南方插秧機機手也不好找。

6) 機插秧受天氣影響也比較大，田地泥還不能太深。如果插秧期間一旦下雨，田里積水無法排干凈，插秧機無法下田干活。而育好的秧苗到時間必須移栽下去，季節(jié)不等人。

因此，南方水稻還有很大一部分采用直播技術(shù)。水稻直播的優(yōu)點，主要有：

1) 省工省力。免除了傳統(tǒng)育秧、移栽用工，并節(jié)省秧田。

2) 產(chǎn)量略高。由于直播稻更有利于低節(jié)位分蘗，穗莖優(yōu)化合理配置，主蘗穗基本上整齊一致，成穗率高，總穗數(shù)多，大面積生產(chǎn)上直播水稻較傳統(tǒng)移栽水稻一般增產(chǎn)5%。

但傳統(tǒng)水稻直播主要采取人工撒播，也有其劣勢：勞動強度大、效率低、工作質(zhì)量不好控制、大面積作業(yè)無法保障等。人工拋種對勞動力要求比較高，要拋撒的均勻不容易。此外，農(nóng)村越來越面臨非常嚴重的勞動力短缺問題，大面積同時作業(yè)勞動力不好找。

而且，有些種子撒播下去為了避免老鼠或者鳥類偷食，農(nóng)民會將種子混合微毒農(nóng)藥，但是作業(yè)者為了有很好的撒播手感，不戴手套，微毒農(nóng)藥直接接觸身體，影響健康。而且且農(nóng)民光腳站在泥水里，水深接近膝蓋，負重行走很不不便，一天僅能撒播10畝地左右，效率很低。

2019年4月江西九江人工撒播水稻種

早秈110（混合微毒農(nóng)藥）

用無人機進行水稻直播，可以完美地解決人工直播面臨的問題，更適合規(guī)模化作業(yè)。無人機進行水稻直播的優(yōu)勢主要有：

1) 撒播精準、均勻。用戶可以根據(jù)畝用量的需求，定量、精準播撒。

2) 效率高。根據(jù)畝用量不同，每架無人機每天可以作業(yè)150-200畝或以上。

3) 單位成本低。不算育秧成本，無人機直播成本大約是插秧機插秧的50%左右。

4) 前置工作催芽比育秧更好根據(jù)天氣和季節(jié)把控時間。

5) 播種機型可兼顧后期追肥，一機多用（型號：高新M45-G2）。

無人機水稻直播注意事項：

1) 催芽不能過長或者過短，以剛好露白為最佳。

2) 根據(jù)發(fā)芽后的種子，以及畝用量，提前測試好無人機播種的幅寬和流速，以達到精準播種目的。

3) 提前取出種子內(nèi)混入的雜草和秸稈等雜物。

撒播時最佳的芽種

撒播時過長的芽種

撒播時過短的芽種

2019年6月上旬安徽望江“太湖糯”水稻直播

安徽望江“太湖糯”水稻直播

9月13日太湖糯長勢