农业无人机发展大趋势

来源:安阳职业技术学院    编辑:Anonymous    时间:2018/12/28    点击数:

    本月中旬,荷兰瓦赫宁根大学主办的国际人工智能温室种植大赛上,腾讯AILab与农业专家组成的iGrow队脱颖而出,获“AI策略”单项第一名、总分第二名的优异成绩。种植结果显示,该人工智能系统提高了农产品的产量和自然资源利用率。


    粤港澳大湾区在科技先行的大思路下,未来智慧农业、数字农业是大趋势。科技给农业带来了什么?按需施药精准喷洒的植保无人机、AI种黄瓜摆脱“看天吃饭”、飞机种田……这些都是大湾区里的智慧农业研究成果。


    精准喷药可实现农药减量


    “未来智慧农业、数字农业是大趋势,而植保无人机则是开启数字农业的‘钥匙’。”12月14日在广东省广州市举行的“数字农业的未来”极飞科技年度大会上,广州极飞科技联合创始人龚槚钦说,搭载了播种装置或智能药箱的无人机,能够进入田间地头进行播种、撒药,这一应用模式或将改变传统的农业耕作方式。


    “得益于珠三角无人机产业雄厚的实力,广东的电动植保无人机研发实力很强,深圳大疆、广州极飞等公司的植保无人机产品都代表了国内该机型的先进水平。”广州日报全媒体记者从华南农业大学国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心了解到,“目前RTK差分技术的应用可以使植保无人机做到厘米级定位,飞行精度大大提高。”


    在一场农业农村部科技发展中心主办的国家“两减”重点专项的航空施药智能化装备与施药技术的现场展示会上,华南农业大学主持的重点研发计划项目“地面与航空高工效施药技术与智能化装备”的参加单位广州极飞、安阳全丰、深圳高科新农及无锡汉和等4家企业的植保无人机竞相起飞,现场展示了仿地飞行、自动避障、精准施药等功能。不管是电动的还是油动的、多旋翼的还是单旋翼(直升机)的,现场演示的植保无人机基本都可以做到一键启动、定高定速、全自主飞行,飞行作业数据自动上传,可以实现远程监控,并且具有一定的仿地形飞行和自动避障功能。从现场测试的多张水敏纸上也可以看到,喷幅范围内每平方厘米的雾滴个数都在15个以上,也就是说完全达到防治要求。


    据了解,重点研发计划项目研发的植保无人机仿地技术已经可以根据地形变化自动做出响应,这在丘陵山地、柑橘等作物施药上大有用武之地,田间遇到电线杆等障碍物可以自动避开,大大提高了飞行的安全性,后续将会进一步提升功能的实用性。


    广州日报全媒体记者了解到,国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心与国内这些植保无人机企业共同在施药装备和施药技术上进行研究和示范,以便进一步改进植保无人机的施药效果。


    农业航空著名专家、华南农业大学国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心主任兰玉彬教授说,近年来植保无人机在可靠性、自动化及智能化方面取得了重要进展,当前可以实现一个飞手同时操控4架飞机,RTK差分定位、断点续喷等技术的运用,有效解决了重喷漏喷的问题,仿地飞行和避障技术也具有了一定的实用功能,随着技术的改进、成本的降低会逐渐普及。


    据介绍,无人机植保技术通过空中和地面遥感,采集并解析农田中的作物长势、病虫草害等农情信息,再将农田分为作业网格,依据不同的农情制定不同的喷雾作业处方,并对网格有针对性地进行喷洒,这种农业航空精准施药技术已经可以实现并在小范围内进行了应用示范。这也就意味着,从装备技术方面今后有望实现从全田均匀喷雾转变为因地制宜按需喷药,有病虫草害的田块精准喷洒、无病虫草害的田块则无须喷洒,对于农药减量意义重大,这也将是今后技术升级的重要方向之一。兰玉彬教授补充说,病、虫、草害的农药喷洒问题比较复杂,病虫草害常以片状或点状形式发生,目前的均匀喷洒施药方式也有预防性质,能否“按需喷洒”还需要联合农学植保专家予以指导并经过实验验证,但对于草害,他们认为是可行的,特别是针对草原“毒草”的人工施药,实际就是“按需施药”。因此可以说“精准喷洒,按需喷洒”实际也是智慧农业在植保方面的一个具体应用。


    无人机1分钟播种一亩地


    12月19日,珠海羽人农业航空推出的全球新一代水稻种子精量直播无人机首次在海南南繁基地进行无人机水稻直播作业,新一代水稻种子精量直播无人机可根据需要,调整播撒行距,通过排种轮可调节排种株距,作业时通过涵道风机将种子吹射到土壤浅层。进一步提升了无人机播种技术,提高了田间管理的便捷,增加了水稻生长的通风性降低了病虫害的发生率,增产增收,并且方便机械收割,促进水稻种植全程机械化。


    2018年,该企业率先提出“飞机种田”,实现水稻播种、田间管理、施肥等环节全部用无人机完成,真正达到水稻全程机械化种植。2018年3月水稻早稻播种及2018年6月晚稻播种,羽人分别在广东省雷州市东西洋水稻种植区,汕头、台山等地运用无人机给水稻田播种。据介绍,无人机水稻直播省去了育秧、运秧和插秧的环节。水稻直播技术即省工省时、降低人力、财力成本,缩短水稻生长周期,直播水稻没有拔秧伤根和栽后返青过程,生长周期较移栽稻缩短一周到半个月的时间。


    该企业董事长陈博介绍,以把农民从繁重的打药劳作中“解放”出来为目标,为提高无人机在农业方面的普遍率和认知度,他们跑遍各省市去演示参展,让农民知道有这种好东西。单旋翼飞机本身存在着一定的缺陷很难持续发展,如何开发出农民更容易操控、便携,喷洒效率高的植保无人机成为他们进一步思考的问题。他们不断测试,运用排除法找出电池、电机和螺旋桨之间最佳的配比,希望能提高飞机稳定性,减轻机架重量,增加载荷和续航时间,延长喷幅,提高喷洒效率。


    2017年,该企业发现全国的水稻大多都是插秧机来移栽,部分省份采用撒播形式播种种植,个别农户的小田块还是传统的手抛秧及手插秧,存在效率低、人工撒种子不均匀、产收低等缺点。他们于是尝试用第一代播撒无人机进行播水稻种子试验,经过多次实验经验得出,种子浸泡、催芽至破壳露白即可使用无人机高效播撒,飞行速度3米~4米每秒,装15kg种子,平均1分钟可以完成一亩地作业,作业高效,后期田间调查水稻长势很好。


    陈博说,水稻种植全程机械化趋势会因为直播无人机,会更早到来,使用飞播,省了育秧、移秧、插秧等工序,播完种子,后期直接用播撒机播撒肥料、除虫,同样的飞机植保,农民根本不用下田,减轻了劳作程度,是他们一直追求的全程机械化种植。


    无人机施肥效率提高20倍


    2014年珠海市率先在全国推进农用无人机统防统治植保作业,并给予无人机植保服务团队补贴政策,优惠珠海市种植户,解放劳动力,实现全程机械化种植,使农药利用率提高40%以上,有效杜绝了农民施药中毒事故、保护生态环境和提高农产品质量安全水平,提前实现农药使用总量“零”增长。人工作业一天作业量15亩,无人机作业一天600亩,真正实现统防统治高效率防护。


    作物施肥是种植环节中很重要的一部分,无人机施肥撒药均匀性高,效率快,不用压苗,适用于任何地形,提高了肥料的利用率,降低肥料使用,能使作物供药及时。无人机施肥效率比人工施肥提高了20倍,同时人工成本也大幅降低