为农民提供精准植保 无人机“接手”果园喷药

2017-09-08 08:47:00 中国农机化导报 分享
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资料图

   “进入RTK模式……正在上传航线图,5秒后启动,请远离作业机!2号机启动作业!”陈致烨按下按钮后片刻,拥有4个黑色旋翼、携带着10升药液的P20无人机“嗡”一声,从地面飞起,按照设定好的参数和轨迹,全自动、精准地对整座山上每一棵脐橙果树喷洒农药。

   可以根据航线和飞行参数一键起飞,全程自主飞行,还可以一控多机和夜间飞行,最高每小时作业量达人工效率的60倍以上。笔者经过实地调查发现,中国企业自主研发生产的农用植保无人机从去年以来技术“爆发”,农业航空科技正在深刻改变田间地头的作业方式。

   国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心主任、国家“千人计划”特聘专家、华南农业大学工程学院教授兰玉彬认为,这放在三年前,还只是一个梦,如今逐渐变成现实,中国农业航空的发展应用已经居于世界领先地位。

  农用无人机已经逐步在农村推广

   两个人一起,一个人拉管,一个人往作物上喷洒农药,长期以来,这就是中国农村田间地头最常见和普遍的打药作业方式。

   据不完全统计,全国仍有5800万套肩背式的打药喷雾器在使用,占了施药领域的绝大部分,还有一小部分是地面机械施药装备。由于农药对人体的危害极大,愿意人工作业的农民已经越来越少。植保仍旧是我国农作物生产全程机械化中的短板。“现在打药的人,40岁到50岁的占了20%,50岁至60岁占60%,60岁以上的占20%。40岁以下的,没有。”江西省于都县鑫威隆果业专业合作社的理事长严冬长说,打药人多以农村妇女和贫困户为主,越是农忙时节越抢手。

   “我们1000多亩果园,打一次药需要请40个人,至少打上三天半到四天时间。”严冬长说,人工作业,正儿八经打药,一天也只能打几亩地。无人机喷药,无论是时间成本还是费用,都要低很多。

   中国拥有地球上7%的耕地,但我国的化肥和农药的使用量却是全球总量的35%。农药的浪费和污染现象严重,也容易导致农产品农药残留超标等问题,农民迫切需要更为精准高效的打药手段。如今,新一代的植保无人机,成了田间地头的“科技明星”。

   测绘专业毕业,在赣南从事飞防植保多年的陈致烨兴奋地告诉笔者,“你看,我们可以自行设定速度、流量和雾化的参数,比如现在飞行高度是5米左右,速度是2.5米/秒,飞机在每一棵果树上方停留三秒钟,每平方米可以喷洒35毫升药液。”在这片位于江西省赣州市于都县黄麟乡的山头上,陈致烨和伙伴们仅一个上午,就完成了这片面积达100多亩的果树打药作业。

   “放在以前,这是不可想象的!”江西赣州裕丰智农负责人李麟说,他们已经连续多年在赣州开展农业飞防业务,以往都是用手动遥控的无人飞机给农作物打药,但却无法解决效率和效果问题,导致连年亏本。

   “在今年之前,我们用遥控的无人机作业,效率和效果都得不到客户的认可。P20这样的新一代无人机出来之后,以前的飞机,我们都丢在仓库里做摆设了。”李麟说,根据他们的测算,如今他们的一台无人机作业,至少可以取代15个打药人的工作。随着对技术的掌握,无人机作业的效率将会更高。一线的飞防人员,都能感受到植保无人机作业时代正快步走来。仅李麟组建的11人团队,就已经买了9架P20这样的植保无人机。“今年我有信心不会再亏损了!”李麟告诉笔者,今年,他已经利用无人机,给25000多亩农作物进行打药,其中山地上的脐橙就占了两万亩。

  三年技术大翻身

   “去年,可以说是世界农用无人机的元年!3年前的技术与现在相比,就是天地之差!”作为世界精准农业航空学科的创始人,兰玉彬表示,飞机在田间作业,人可以坐在太阳伞底下进行操作,甚至还可以一边喝茶一边操控,飞机自动打完药会飞回到地面上。这样的场景,放在三年前,仍是一个梦,如今已变成了现实。

   兰玉彬曾担任美国农业部高级工程师、美国德州A&M大学生物和农业工程系兼职教授、博士生导师。早在2010年,仍在美国担任终身教授之时,兰玉彬就在世界级大会上提出了精准农业航空的发展理念。2014年,兰玉彬成为国家“千人计划”特聘专家,并在华南农业大学成立了国际精准农业航空应用技术中心。他一直有一个梦想,那就是不仅要让中国跻身世界农业航空大舞台,还要成为引领者。也正是从2014年开始,国内外资本纷纷进入中国的精准农业航空领域,行业技术开始呈现跨越式发展。

   “三年前的农用无人机还只能飞几下就掉下来,也就是通常业内说的‘炸机了’,直到去年技术成熟的机型才研发出来。”兰玉彬告诉笔者,以广州极飞、深圳大疆等领军企业生产的电动多旋翼无人机,已经成为中国农业航空的一大特色,产品已经出口到日本、澳大利亚、美国等地。兰玉彬说,我们国家有着农业应用上的刚性需求,农用无人机的推广,可以解决精准施药的问题,也可以解决农药中毒的隐患,更可以提高农产品的产量和质量,节省农药和水。“技术上的变革和国内外资本的进入,使无人机实现了成本低、易操作和安全飞行等多个问题,更重要的是可以保持施药的精准。”兰玉彬说,正是在飞控、喷雾等方面的技术革新,让无人机施药可以实现节水达到90%左右,而节省农药上,保守的数据也可以达到15%至35%。

   为了帮助农业航空行业实现产学研的融合发展,兰玉彬带领有着53名老师、70多名研究生一起参与的团队,从卫星遥感、大数据、喷施雾化等9个细分领域,对精准农业航空技术进行研究。2016年,兰玉彬主持国家重点研发计划项目“地面与航空高工施药技术及智能化装备”,这个项目总经费高达9600万元。目前,团队已经研发出全新的机载导航定位系统,可以将定位精准到毫米级。

   与此同时,团队在无人机性能、施药效果上也形成了完整的检测体系,三年来已经在全国进行了40多次性能测试实验,并将检测报告和一些技术无偿给企业使用。“我们与极飞科技、大疆、安阳全丰、高科兴农等无人机领头羊企业都有进行合作,一起研究试验,以此来带动整个行业的发展。”兰玉彬说。

  推广无人机果农认可最重要

   技术的问题解决了,但要让农民相信农用无人机的效果,却不是一件容易的事。

   “如果是2014年,你拿无人机去给农民打药,人家不会相信你,觉得你这个东西不行。农民看不到打药的药效,他就不会接受你的技术和服务。”兰玉彬告诉笔者,但从去年底到现在,无人机用于打药的终端数据,已经发生了翻天覆地的变化。

   “农业部提供的数据是,去年8月之前,国内在用的农用无人机约有4000至5000架,但实际上,今年仅一个龙头企业公布的销售额就已超过了这个数字。”兰玉彬和团队调研发现,如今农用植保无人机在新疆、河南、湖南、东北三省等不少地方,已经得到了当地农民的认可。

   “最重要的是要让他们看到实际效果。”兰玉彬还透露,根据全国农业数字推广中心的数据,今年截至7月份,全国农用植保无人机的作业量已经超过了6000万亩次。“这个数字是很惊人的,放在3年前,也是一个不可想象的数字。”兰玉彬说。

   然而,尽管国内的无人机企业已达几百家,但推广却并非一帆风顺,得到市场认可的产品并不多。作为农用植保无人机的龙头企业之一,广州极飞科技有限公司联合创始人龚钦见证了农用无人机在国内的崛起和发展。

   龚钦说,要推广农用无人机,目前最大的问题是人才。为此,极飞科技专门成立了以教学为主的极飞学院,免费培训农业航空人才,如今已有5万多人在线上注册学习。“里面不仅有来自全国各地的农业人才,还有1000多名资本界的人,说明他们非常看好这个领域在未来的发展。”同时,龚钦认为,每一种作物的直径、高低不同,防治的病虫害不同,打药方式也不一样,无人机的技术必须能适应不同的作业需求,才能真正得到农民的认可。

   在江西赣州,李麟的团队最早在山地上利用无人机对果树进行飞防打药。李麟自豪地说,目前市场上还没有多少团队和无人机能够完成果树打药。在赣南地区,黄龙病的病菌木虱,历来都是让果农闻之色变的虫害,一直缺乏有效的防治手段,是世界级防治难题。今年开始,李麟在政府部门的支持下,开始针对黄龙病进行无人机打药的防治试验。

   “利用无人机更加智能、精准的喷雾系统,可以杀死藏在地面杂草、落叶或其他植物中的木虱虫,减少果农因黄龙病带来的损失。”李麟告诉笔者,在木虱虫的防治上,他们已经得到了很多果农的认可。

  ( 李国辉 占佳鸣)

责编:赵汗青