無人機(jī)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用

蘭玉彬

未來農(nóng)用植保無人機(jī)將和大型地面機(jī)械化植保裝備相結(jié)合，形成空中和地面優(yōu)勢互補(bǔ)的立體植保模式。

農(nóng)業(yè)航空始于20世紀(jì)20年代，蓬勃發(fā)展于第二次世界大戰(zhàn)之后，至今已成為世界各國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要技術(shù)之一。尤其是小型農(nóng)用無人機(jī)速度快、效率高，無需專門的起降機(jī)場，尤其適合地面無法到達(dá)或無法進(jìn)行地面作業(yè)的區(qū)域，可以有效應(yīng)對如突發(fā)性大面積病蟲害的應(yīng)急處理等突發(fā)事件，現(xiàn)已受到世界各國的普遍重視。

農(nóng)用無人機(jī)在病蟲害防治上的應(yīng)用。目前，農(nóng)用無人機(jī)最重要的應(yīng)用和作業(yè)項目是進(jìn)行航空植保作業(yè)。國內(nèi)外的實踐均表明，將無人機(jī)用于植保作業(yè)，從作業(yè)效率、不傷作物、減輕對土壤的重復(fù)碾壓、提高農(nóng)藥有效利用率、減少勞動力等方面來看，其優(yōu)越性是地面機(jī)械無法替代的。我國病蟲草鼠害年均發(fā)生面積達(dá)70億畝次以上，造成糧食直接損失達(dá)1.2億噸，而國內(nèi)70%植保作業(yè)還采用落后的人工施藥方式，投入的勞力多、勞動強(qiáng)度大，施藥人員中毒事件時有發(fā)生。因此，變革傳統(tǒng)的施藥方式，改由農(nóng)用無人機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)在國內(nèi)有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。未來農(nóng)用植保無人機(jī)將和大型地面機(jī)械化植保裝備相結(jié)合，形成空中和地面優(yōu)勢互補(bǔ)的立體植保模式。

農(nóng)用無人機(jī)采用低容量噴霧方式，效率高于常規(guī)施藥方式，并可以節(jié)約50%的農(nóng)藥使用量、90%的用水量。到目前農(nóng)用無人機(jī)植保作業(yè)對象幾乎覆蓋了全部農(nóng)作物，包括水稻、玉米和小麥等主要糧食作物，瓜果蔬菜如葡萄、柑橘、茄子、小白菜和各種經(jīng)濟(jì)作物棉花、花生、油葵、油菜、巴旦木、茶園等等，并且取得了理想的防治效果和防治經(jīng)驗。

近年來，國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者對影響農(nóng)用無人機(jī)植保作業(yè)效果的因素進(jìn)行了一系列研究和試驗工作。一些農(nóng)用無人機(jī)生產(chǎn)服務(wù)企業(yè)也進(jìn)行了大量的田間噴灑試驗與噴霧實踐。由于農(nóng)用無人機(jī)在實際應(yīng)用過程中，需要熟練的專業(yè)人員進(jìn)行操控，這成為影響目前農(nóng)用無人機(jī)推廣應(yīng)用的瓶頸之一。為此，許多無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，積極建立飛行培訓(xùn)機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)化的飛防服務(wù)平臺，以幫助農(nóng)戶進(jìn)行植保作業(yè)。這些平臺和服務(wù)組織，直接推動了農(nóng)用無人機(jī)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用。

農(nóng)用無人機(jī)在其他方面的應(yīng)用。農(nóng)用無人機(jī)除了在病蟲害防治方面發(fā)揮了重要作用外，在其他方面也逐漸顯現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢和作用，例如飛播（水稻等農(nóng)作物、樹木和草種）、施肥（顆粒肥、葉面肥、植物生長調(diào)節(jié)劑等）、農(nóng)情監(jiān)測（農(nóng)田地貌、作物長勢、產(chǎn)量評估）和災(zāi)情探查（植被、野生動、植物資源調(diào)查）等。

小型農(nóng)用無人機(jī)作為低空遙感平臺對農(nóng)田信息進(jìn)行監(jiān)測具有快速、機(jī)動靈活的特點(diǎn)，可獲得高分辨率的低空遙感圖像，且成本低、經(jīng)濟(jì)實用，是對傳統(tǒng)農(nóng)田信息獲取方式的一種有力補(bǔ)充，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究中已得到一些具體應(yīng)用。例如使用農(nóng)用無人機(jī)監(jiān)測冬小麥的覆蓋率，以及用于農(nóng)作物快速分類，玉米倒伏面積提取，煙草種植面積及其分布信息提取等的研究中。

利用旋翼無人機(jī)飛行時產(chǎn)生的旋翼風(fēng)場進(jìn)行水稻制種輔助授粉作業(yè)，可解決雜交水稻制種中人工作業(yè)勞動強(qiáng)度大、效率低的瓶頸，并可縮短授粉時間、提高授粉效果和質(zhì)量。無人機(jī)飛行時旋翼產(chǎn)生的風(fēng)力能使父本花粉傳播更遠(yuǎn)，可擴(kuò)大父本和母本相間種植寬度，父母行由過去1—2行父本比8行母本擴(kuò)大到至8行父本比60行母本 。

目前中國農(nóng)業(yè)航空作業(yè)面積僅占總耕地面積的2.6%左右，與美國等農(nóng)業(yè)航空發(fā)達(dá)國家平均30%-50%的飛機(jī)作業(yè)水平相比仍有較大的差距。隨著農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)和農(nóng)業(yè)合作社等的大量出現(xiàn)，以規(guī)模化、集約化為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對農(nóng)業(yè)航空的依賴性將更加迫切。相比昂貴和管控嚴(yán)格的有人駕駛農(nóng)用飛機(jī)，農(nóng)用無人機(jī)在我國大有可為，市場潛力巨大。

未來，農(nóng)用無人機(jī)的機(jī)型將趨于多樣化，載重量和滯空時間、智能程度將得到進(jìn)一步提升；農(nóng)用無人機(jī)的應(yīng)用將向多元化發(fā)展，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)展；農(nóng)用無人機(jī)的作業(yè)將向精準(zhǔn)化和智能化方向發(fā)展。