农业无人机的应用
中国是世界上最大的农业机械大国，拥有18亿亩基本农田，大量的农林植保需要作业，随着土地改革，中国农村土地流转和集约化管理的加快，农村劳动力日益短缺。有数据显示，到2050年地球人口总数将激增至90亿，对农产品的需求也将同步增长70%。随着环境问题的日渐增长，农业生产面临越来越多的挑战。随着农业现代化和农业航空事业的发展，采用无人机植保作业已经成为中国农业选择和发展趋势。农业无人机强大的数据采集与分析功能为更加科学地农作物种植与防护工作提供了强有力的技术保障。而随着各国政府放宽无人机管制，越来越多的企业加大了农业无人机研发投入，农业无人机必将进一步向高度智能化和应用便捷化迈进。 从世界范围来看，美国、日本的植保无人机技术较发达，处于世界领先水平。发达国家的农业航空产业从机型设计、加速制造、关键部件、喷施液剂型到运维服务已形成了一个重要的产业链。无论是在药剂及智能化设备的研发上，还是在先进的植保技术方面，都给我国提供了大量的可借鉴经验。日本是无人机飞防最成熟的国家，从20世纪90年代起，日本在大田作物、果树和蔬菜的病虫害防治上开始应用无人直升机，且小型地面喷雾机具和单旋翼植保无人机的使用度较高。 2004年中国植保无人机开始研究和推广，到2007年我国第一架工程型植保无人直升机开始产业化探索，2010年第一架商用的植保无人机交付市场，正是掀开了中国植保无人机产业化的序幕。 随着植保无人机广泛应用于农业，为农业提供技术支持，实时的进行数据收集和分析工作，改变传统农业有哪些方式？ 在农作物播种前，农用无人机可以用来进行早期的土壤分析。搭载高清摄像头和先进传感器的农业无人机，能够绘制精确的地块与土壤分析三维地图，为播种制定详密的规划。同时，该类型的农业无人机也可密切监控地块状况，为后期的灌溉与土地氮含量管理提供强大的数据支持。 农用无人机可以使用压缩空气为动力，将种子射入土壤中。使用农用无人机进行种植可以使农作物的吸收率达到75%，同时也能够降低85%的种植成本。不但确保了种子的成活率，也相对减少了其他资源的消耗。 农用无人机在进行农药喷洒的过程中，能够根据地理地形不断调整飞行高度并自主识别、躲避障碍物，依托先进的喷洒系统对农作物实施精准而均匀的喷洒作业。该技术极大地降低了农药用量，很好地减轻了植保作业对水体以及环境的污染。据专家表示，喷药无人机进行农药喷洒的速度是传统机器喷洒的五倍，将极大地降低人力物力的消耗。 由于种植面积的广阔及极端天气条件的影响，农作物监控一般效率低下。随着全球气温上升、气候变化日益无常，地块状况的管理与维护变得愈加困难。而搭载实时影像系统的农业无人机给农户更加精准地监控农作物生长状况，并给农民采取及时有效的防治手段提供了可靠有效的保障。 搭载高光谱、多光谱、热传感器的农业无人机，可准确分析并识别地块的干旱区域，为精准灌溉作业提供强大的数据支持。除此之外，在作物的生长过程中，农用无人机也可以进行植被覆盖指数的计算及地表温度的估计，通过农作物自身散发的热量来分析农作物密度以及健康状况。 对农作物进行健康评估并及时发现病虫害是优质农业生产的必要保障之一。农用无人机携带的设备可通过使用可见光或近红外光识别植被的生长情况。农户可根据相应的数据做出快速有效的防治手段，保障农作物远离病虫害，从而显著提升农业生产的效率。 国家政策对无人机有明确的支持，首先是一些省份的无人机被列为试点补贴，也明确要求各省自行拟定补贴政策，甚至一些地方的乡镇都有自己的补贴政策。同时，国家在社会化服务这块的补贴力度也比较大，政府支持购买社会化服务。 早在2017年3月，农业农村部救灾全国“农机化工作会”上，首次提及将植保无人机纳入试点进行农机补贴。2017年9月农业部、财政部、民航局联合印发《关于开展农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作的通知》，紧接着12月工信部印发《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》。2018年3月，农业部、财政部联合印发了《关于做好2018-2021年农机新产品购置补贴试点工作的通知》，明确表示要鼓励无人机在植保领域的发展创新，推动植保无人机行业的发展。 目前，进入补贴试点的省市已有浙江、安徽、江西、湖南、广东、重庆、吉林、福建、甘肃、江苏等十余个省市。在整体试点资金安排上，基本为千万元量级。政策支持下植保无人机市场在全国就进入快速发展期。 现在，无人机在农业生产的应用已初见成效，其主要体现在以下六个方面。 植保无人机施药方式为低空、超低空，机具利用精准的导航系统调节与农作物的距离，通过雾化器改善雾滴的雾化均匀性，是喷出的药液均匀地附着在作物的表面，有效减少喷重和漏喷的现象。 因有无人机作业，从耕地、播种、施肥喷洒农药、病虫防害、收割等。农民就可以采用多元化种植，尤其可以种植投入比较高但经济效益也比较高的经济作物，这样增加农民经济收入，快速带领农民致富。 我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必是一个更惊人的数字。若采用无人机施肥喷洒农药，减少人与农药深度接触的机会，大大降低中毒的概率，从而保护农民和作业人员的身体健康。当然无人机作业更加均匀，作业360度无死角，效果更好，效益更高。 农用无人直升机的作业效率大概是普通喷洒机械的3~4倍，是传统人工喷药的60倍以上。无人机施药能够在大规模病虫草害突发情况下迅速并有效开展防治工作，最大程度降低病虫害造成的损失。 植保无人机可垂直起降，不受地形限制，可解决地面机具难以进山地、水田、沼泽等地作业的难题。同时，不受作物长势的限制，对于山地、水田、沼泽都可以利用无人机进行病虫害防治，均具有良好的适应性。 无人机施药提高药物利用率，有效降低农药残留、土壤污染和水源短缺等问题。 目前，我国无人机农业发展具备一定基础，但大部分还处于探索阶段，技术成熟度和经济性仍有许多欠缺，距离实现完全的无人化农业还需要经历一个长期演进的过程。各地在贯彻《国务院关于加速推进农业机械化和农机装备产业转型升级的指导意见》（国发〔2018〕42号）过程中，要对无人化农业技术与装备研发应用予以高度关注，在政策、科技、项目、标准等方面积极谋划，深入推进机械化、信息化融合，促进农业机械化高质量发展，努力为农业化现代化提供新动能。而作为农业大国，应用无人机播种喷洒农药具有很大的经济和社会价值：无人机作业不仅有超高的工作效率，同时能够大量节省劳动力，节约农业投入成本，最终增加种植者的经济效益。
