農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)的應(yīng)用
中國(guó)是世界上最大的農(nóng)業(yè)機(jī)械大國(guó)，擁有18億畝基本農(nóng)田，大量的農(nóng)林植保需要作業(yè)，隨著土地改革，中國(guó)農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)和集約化管理的加快，農(nóng)村勞動(dòng)力日益短缺。有數(shù)據(jù)顯示，到2050年地球人口總數(shù)將激增至90億，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求也將同步增長(zhǎng)70%。隨著環(huán)境問(wèn)題的日漸增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)航空事業(yè)的發(fā)展，采用無(wú)人機(jī)植保作業(yè)已經(jīng)成為中國(guó)農(nóng)業(yè)選擇和發(fā)展趨勢(shì)。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與分析功能為更加科學(xué)地農(nóng)作物種植與防護(hù)工作提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。而隨著各國(guó)政府放寬無(wú)人機(jī)管制，越來(lái)越多的企業(yè)加大了農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)研發(fā)投入，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)必將進(jìn)一步向高度智能化和應(yīng)用便捷化邁進(jìn)。 從世界范圍來(lái)看，美國(guó)、日本的植保無(wú)人機(jī)技術(shù)較發(fā)達(dá)，處于世界領(lǐng)先水平。發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)從機(jī)型設(shè)計(jì)、加速制造、關(guān)鍵部件、噴施液劑型到運(yùn)維服務(wù)已形成了一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)鏈。無(wú)論是在藥劑及智能化設(shè)備的研發(fā)上，還是在先進(jìn)的植保技術(shù)方面，都給我國(guó)提供了大量的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。日本是無(wú)人機(jī)飛防最成熟的國(guó)家，從20世紀(jì)90年代起，日本在大田作物、果樹(shù)和蔬菜的病蟲(chóng)害防治上開(kāi)始應(yīng)用無(wú)人直升機(jī)，且小型地面噴霧機(jī)具和單旋翼植保無(wú)人機(jī)的使用度較高。 2004年中國(guó)植保無(wú)人機(jī)開(kāi)始研究和推廣，到2007年我國(guó)第一架工程型植保無(wú)人直升機(jī)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化探索，2010年第一架商用的植保無(wú)人機(jī)交付市場(chǎng)，正是掀開(kāi)了中國(guó)植保無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)化的序幕。 隨著植保無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，為農(nóng)業(yè)提供技術(shù)支持，實(shí)時(shí)的進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析工作，改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有哪些方式？ 在農(nóng)作物播種前，農(nóng)用無(wú)人機(jī)可以用來(lái)進(jìn)行早期的土壤分析。搭載高清攝像頭和先進(jìn)傳感器的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)，能夠繪制精確的地塊與土壤分析三維地圖，為播種制定詳密的規(guī)劃。同時(shí)，該類型的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)也可密切監(jiān)控地塊狀況，為后期的灌溉與土地氮含量管理提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。 農(nóng)用無(wú)人機(jī)可以使用壓縮空氣為動(dòng)力，將種子射入土壤中。使用農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行種植可以使農(nóng)作物的吸收率達(dá)到75%，同時(shí)也能夠降低85%的種植成本。不但確保了種子的成活率，也相對(duì)減少了其他資源的消耗。 農(nóng)用無(wú)人機(jī)在進(jìn)行農(nóng)藥噴灑的過(guò)程中，能夠根據(jù)地理地形不斷調(diào)整飛行高度并自主識(shí)別、躲避障礙物，依托先進(jìn)的噴灑系統(tǒng)對(duì)農(nóng)作物實(shí)施精準(zhǔn)而均勻的噴灑作業(yè)。該技術(shù)極大地降低了農(nóng)藥用量，很好地減輕了植保作業(yè)對(duì)水體以及環(huán)境的污染。據(jù)專家表示，噴藥無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑的速度是傳統(tǒng)機(jī)器噴灑的五倍，將極大地降低人力物力的消耗。 由于種植面積的廣闊及極端天氣條件的影響，農(nóng)作物監(jiān)控一般效率低下。隨著全球氣溫上升、氣候變化日益無(wú)常，地塊狀況的管理與維護(hù)變得愈加困難。而搭載實(shí)時(shí)影像系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)給農(nóng)戶更加精準(zhǔn)地監(jiān)控農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況，并給農(nóng)民采取及時(shí)有效的防治手段提供了可靠有效的保障。 搭載高光譜、多光譜、熱傳感器的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)，可準(zhǔn)確分析并識(shí)別地塊的干旱區(qū)域，為精準(zhǔn)灌溉作業(yè)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持。除此之外，在作物的生長(zhǎng)過(guò)程中，農(nóng)用無(wú)人機(jī)也可以進(jìn)行植被覆蓋指數(shù)的計(jì)算及地表溫度的估計(jì)，通過(guò)農(nóng)作物自身散發(fā)的熱量來(lái)分析農(nóng)作物密度以及健康狀況。 對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行健康評(píng)估并及時(shí)發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害是優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必要保障之一。農(nóng)用無(wú)人機(jī)攜帶的設(shè)備可通過(guò)使用可見(jiàn)光或近紅外光識(shí)別植被的生長(zhǎng)情況。農(nóng)戶可根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)做出快速有效的防治手段，保障農(nóng)作物遠(yuǎn)離病蟲(chóng)害，從而顯著提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。 國(guó)家政策對(duì)無(wú)人機(jī)有明確的支持，首先是一些省份的無(wú)人機(jī)被列為試點(diǎn)補(bǔ)貼，也明確要求各省自行擬定補(bǔ)貼政策，甚至一些地方的鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有自己的補(bǔ)貼政策。同時(shí)，國(guó)家在社會(huì)化服務(wù)這塊的補(bǔ)貼力度也比較大，政府支持購(gòu)買社會(huì)化服務(wù)。 早在2017年3月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部救災(zāi)全國(guó)“農(nóng)機(jī)化工作會(huì)”上，首次提及將植保無(wú)人機(jī)納入試點(diǎn)進(jìn)行農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼。2017年9月農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部、民航局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼引導(dǎo)植保無(wú)人飛機(jī)規(guī)范應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》，緊接著12月工信部印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)和規(guī)范民用無(wú)人機(jī)制造業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》。2018年3月，農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于做好2018-2021年農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品購(gòu)置補(bǔ)貼試點(diǎn)工作的通知》，明確表示要鼓勵(lì)無(wú)人機(jī)在植保領(lǐng)域的發(fā)展創(chuàng)新，推動(dòng)植保無(wú)人機(jī)行業(yè)的發(fā)展。 目前，進(jìn)入補(bǔ)貼試點(diǎn)的省市已有浙江、安徽、江西、湖南、廣東、重慶、吉林、福建、甘肅、江蘇等十余個(gè)省市。在整體試點(diǎn)資金安排上，基本為千萬(wàn)元量級(jí)。政策支持下植保無(wú)人機(jī)市場(chǎng)在全國(guó)就進(jìn)入快速發(fā)展期。 現(xiàn)在，無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用已初見(jiàn)成效，其主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面。 植保無(wú)人機(jī)施藥方式為低空、超低空，機(jī)具利用精準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)調(diào)節(jié)與農(nóng)作物的距離，通過(guò)霧化器改善霧滴的霧化均勻性，是噴出的藥液均勻地附著在作物的表面，有效減少噴重和漏噴的現(xiàn)象。 因有無(wú)人機(jī)作業(yè)，從耕地、播種、施肥噴灑農(nóng)藥、病蟲(chóng)防害、收割等。農(nóng)民就可以采用多元化種植，尤其可以種植投入比較高但經(jīng)濟(jì)效益也比較高的經(jīng)濟(jì)作物，這樣增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，快速帶領(lǐng)農(nóng)民致富。 我國(guó)每年農(nóng)藥中毒人數(shù)有10萬(wàn)之眾，致死率約20%。農(nóng)藥殘留和污染造成的病死人數(shù)至今尚無(wú)官方統(tǒng)計(jì)，想必是一個(gè)更驚人的數(shù)字。若采用無(wú)人機(jī)施肥噴灑農(nóng)藥，減少人與農(nóng)藥深度接觸的機(jī)會(huì)，大大降低中毒的概率，從而保護(hù)農(nóng)民和作業(yè)人員的身體健康。當(dāng)然無(wú)人機(jī)作業(yè)更加均勻，作業(yè)360度無(wú)死角，效果更好，效益更高。 農(nóng)用無(wú)人直升機(jī)的作業(yè)效率大概是普通噴灑機(jī)械的3~4倍，是傳統(tǒng)人工噴藥的60倍以上。無(wú)人機(jī)施藥能夠在大規(guī)模病蟲(chóng)草害突發(fā)情況下迅速并有效開(kāi)展防治工作，最大程度降低病蟲(chóng)害造成的損失。 植保無(wú)人機(jī)可垂直起降，不受地形限制，可解決地面機(jī)具難以進(jìn)山地、水田、沼澤等地作業(yè)的難題。同時(shí)，不受作物長(zhǎng)勢(shì)的限制，對(duì)于山地、水田、沼澤都可以利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行病蟲(chóng)害防治，均具有良好的適應(yīng)性。 無(wú)人機(jī)施藥提高藥物利用率，有效降低農(nóng)藥殘留、土壤污染和水源短缺等問(wèn)題。 目前，我國(guó)無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展具備一定基礎(chǔ)，但大部分還處于探索階段，技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性仍有許多欠缺，距離實(shí)現(xiàn)完全的無(wú)人化農(nóng)業(yè)還需要經(jīng)歷一個(gè)長(zhǎng)期演進(jìn)的過(guò)程。各地在貫徹《國(guó)務(wù)院關(guān)于加速推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化和農(nóng)機(jī)裝備產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)發(fā)〔2018〕42號(hào)）過(guò)程中，要對(duì)無(wú)人化農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備研發(fā)應(yīng)用予以高度關(guān)注，在政策、科技、項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)等方面積極謀劃，深入推進(jìn)機(jī)械化、信息化融合，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化高質(zhì)量發(fā)展，努力為農(nóng)業(yè)化現(xiàn)代化提供新動(dòng)能。而作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，應(yīng)用無(wú)人機(jī)播種噴灑農(nóng)藥具有很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值：無(wú)人機(jī)作業(yè)不僅有超高的工作效率，同時(shí)能夠大量節(jié)省勞動(dòng)力，節(jié)約農(nóng)業(yè)投入成本，最終增加種植者的經(jīng)濟(jì)效益。
